И реактивной мощности синхронного генератора

Необходимость регулирования Uи Qгенераторов вызвана особенностью технологии производства и распределения электроэнергии: в каждый момент времени количество выработанной активной мощности должно быть равно потребленной мощности плюс потери на её транспортировку. Сама транспортировка возможна, если напряжение в каждом из узлов энергосистемы отличаются от напряжения смежного узла по амплитуде и/или фазе.

Здесь Xл – сопротивление линии связи,

Qл, Pл – нагрузка линии,

δл _– угол между векторами напряжений по концам линии (U_г^ Uс)

Напряжения U_ги Uс связаны зависимостью:

,

а ЭДС генератора Edдолжна быть равна:

Из векторной диаграммы видно, что на изменение величины Uг по отношению к Uсети больше влияет реактивная составляющая тока нагрузки, т.е. по сути реактивная мощность линии (векторы Ůcи Ip·Xл складываются по прямой). Поскольку согласно ГОСТ на качество электроэнергии Ucети должно быть постоянным, а потери напряжение по всему транзиту передачи электроэнергии зависят преимущественно от передаваемой реактивной мощности, то для поддержания постоянства напряжения сети при изменении нагрузки необходимо изменять ЭДС генератора, которая определяется током возбуждения генератора. Этим требованием и определяется первая задача системы автоматического регулирования возбуждения.

1 задача, - поддержание заданного значения напряжения Uсети в рабочих режимах работы энергосистемы с целью обеспечения требуемого уровня напряжения у потребителей.

2 задача, - сохранение максимального предела статической устойчивости электропередачи за счет поддержания номинальных параметров Uг и Uс.

Действительно, мощность, передаваемая по линии, определяется формулой:

и зависит от фазы δ_л между напряжениями Uг и Ucпри постоянном значении их амплитуд.

Предельное значение передаваемой мощности по статической устойчивости электропередачи будет при δ_л = δ_пред. = 90°.

Если не поддерживать постоянными напряжения Uг и Uc, то максимальная передаваемая по линии мощность Рл перед. будет меньше Рл max, и попытка увеличить её приведет к нарушению статической устойчивости электропередачи.

3 задача. Поддержание динамической устойчивости передачи в аварийных режимах, а также в случае иных возмущений в в энергосистеме. В этих режимах устойчивость зависит от скорости восстановления напряжения в узлах энергосистемы, т.е. от быстроты действия регуляторов напряжения.

4 задача. Обеспечение рациональных перетоков реактивной мощности в электрической сети с целью снижения потерь активной мощности. Эту задачу вместе с системами автоматического регулирования возбуждения синхронных генераторов решают и другие устройства:

- устройства регулирования возбуждения синхронных компенсаторов и синхронных двигателей,

- устройства регулирования мощности управляемых статических источников реактивной мощности,

- автоматические регуляторы коэффициента трансформации трансформаторов.