2020-05-13
113
БАЛАНС РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ И ЕГО СВЯЗЬ С НАПРЯЖЕНИЕМ
При выработке и потреблении энергии на переменном токе равенству вырабатываемой и потребляемой электроэнергии в каждый момент времени отвечает равенство вырабатываемой и потребляемой не только активной, но и реактивной мощности. Эти условия можно записать так:
S P Г = S P П = S P Н + SD P, (4.12)
S Q Г = S Q П = S Q Н + SD Q, (4.13)
где S P Г и S Q Г — генерируемые активная и реактивная мощности станций за вычетом собственных нужд; S P Н,
S Q Н — активная и реактивная мощности потребителей;
SD P, SD Q — суммарные потери активной и реактивной мощностей в сетях; S P П, S Q П — суммарное потребление активной и реактивной мощностей.
Уравнения (4.12) и (4.13) являются уравнениями балансов активной и реактивной мощностей. Баланс реактивной мощности по всей системе в целом определяет некоторый уровень напряжения. Напряжения в узловых точках сети электрической системы в той или иной степени отличаются от среднего уровня, это отличие определяется конфигурацией сети, нагрузкой и другими факторами, от которых зависит падение напряжения. Баланс реактивной мощности для всей системы в целом не может исчерпывающе определить требования, предъявляемые к мощности источников реактивной мощности. Надо оценивать возможность получения необходимой реактивной мощности как по системе, так и по отдельным ее районам.
|
|
|
Необходимость в оценке баланса реактивной мощности возникает прежде всего при проектировании подсистемы регулирования напряжения - реактивной мощности АСДУ (автоматизированной системы диспетчерского управления). В ряде случаев оценка изменений условий баланса производится и в практике эксплуатации, например при вводе новых регулирующих устройств, установленных мощностей электростанций, изменениях схемы сети.
Нарушение баланса реактивной мощности приводит к изменению уровня напряжения в сети. Если генерируемая реактивная мощность становится больше потребляемой (S Q Г>S Q П), то напряжение в сети повышается. При дефиците реактивной мощности (S Q Г<S Q П), напряжение в сети понижается.
В дефицитных по активной мощности энергосистемах уровень напряжения, как правило, ниже номинального. Недостающая для выполнения баланса активная мощность передается в такие системы из соседних энергосистем, в которых имеется избыток генерируемой мощности.
Обычно энергосистемы дефицитные по активной мощности, дефицитны и по реактивной мощности. Однако недостающую реактивную мощность эффективнее не передавать из соседних энергосистем, а генерировать в компенсирующих устройствах, установленных в данной энергосистеме.
|
|
|
РЕГУЛИРУЮЩИЙ ЭФФЕКТ НАГРУЗКИ
Рассмотрим, как реагирует нагрузка на изменение режима в простейшей электрической системе, представленной на рис. 4.5. Пусть из-за аварии или по другим причинам напряжение 
в конце лиии понижается. Покажем, что нагрузка в силу своего положительного регулирующего эффекта повысит напряжение U 2.
Напряжение в конце линии можно представить в следующем виде:
где P 12K, Q 12K – активная и реактивная мощности в конце линии; r 12, x 12 – активное и реактивное сопротивления линии.
При понижении U 2 в соответствии со статическими характеристиками (рис. 4.4) будут уменьшаться значения P 2 и Q 2, а также P 12K и Q 12K, следовательно, будут уменьшаться потери D U 12, а значение U 2 вследствие этого будут увеличиваться. Рост U 2 при уменьшении D U 12 понятен из приведенной выше формулы в предположении, что U 1 поддерживается постоянным. Все это справедливо в случае, когда U > U КР=(0,7¸0,8) U НОМ.
Нагрузка имеет положительный регулирующий эффект при U > U КР и отрицательный регулирующий эффект при U < U КР. В последнем случае понижение U 2 вызывает рост потребляемой реактивной мощности Q 2, соответственно большая реактивная мощность течет и по линии. Это вызывает увеличение потерь напряжения в линии D U 12, следовательно, уменьшается напряжение в конце линии у потребителя. В соответствии со статической характеристикой при U < U КР Q 2 снова растет. Это приводит к дополнительному понижению U 2 и т. д. Возникает явление, называемое лавиной напряжения. При такой аварии останавливаются (опрокидываются) асинхронные двигатели. Реактивная мощность асинхронных двигателей растет, баланс Q нарушается, причем S Q П>>S Q Г, что в свою очередь приводит к понижению U. Остановить снижение напряжения при этой аварии можно, лишь отключив нагрузку. В настоящее время применяются автоматические регуляторы возбуждения (АРВ) на генераторах и мощных синхронных двигателях, стабилизирующие напряжение, поэтому напряжение в системе не понижается ниже критического.
