Статистические характеристики комплексной нагрузки.

Комплексная нагрузка состоит из отдельных элементов осветительной и бытовой нагрузок, нагрузки двигателей, инверторов и выпрямителей, потерь в трансформаторах и кабелях. Характеристики комплексной нагрузки имеют следующий вид; (рис.13 а)

Комплексная нагрузка имеет также статистические и динамические характеристики. Рассмотрим только статистические характеристики, т.к. динамические характеристики могут быть приближённо получены из серии статистических.

Изменение мощности, потребляемой нагрузкой, с изменением напряжения и частоты могут быть при небольших изменениях представлены выражениями:

(1)

регулирующими эффектами активной и реактивной мощностей нагрузки по напряжению и частоте.

Регулирующий эффект комплексной нагрузки при изменении напряжения (при линеаризации вблизи номинального напряжения), выраженный в о.е. обычно составляет 1, 5-3, 5 для реактивной мощности и 0, 3-0, 75 для активной мощности. Регулирующий эффект комплексной нагрузки при изменении частоты (при линеаризации вблизи номинальной частоты) составляет 1, 5-3 для активной и от 1 до 5-6 для реактивной мощностей. Величина регулирующего эффекта изменяется с изменением напряжения или частоты (кривые 3, 4, рисунка 13 а).

При рассмотрении характеристик комплексной нагрузки предполагалось, что изменения частоты и напряжения настолько малы, что для нахождения Δ Р и QΔ можно использовать выражение (1). Однако в электрических системах бывают значительные изменения частоты и напряжения.

Изменения частоты обусловлены появлением небаланса между электрической мощностью, отдаваемой генераторами в сеть и механической мощностью их первичных двигателей. Эти изменения приводят к изменениям реактивной мощности, потребляемой нагрузкой, изменением потерь активной и реактивной мощностей в сетях и, следовательно, изменениям напряжения. Так уменьшение частоты влечёт за собой снижение напряжения.

Рассмотрим асинхронную нагрузку. При снижении частоты (см. формулу) максимальный момент двигателя увеличивается, критическое скольжение увеличивается, а рабочее скольжение при заданном моменте сопротивления (М_мех = const) уменьшается. Снижение частоты, следовательно, влияет на устойчивость работы двигателя аналогично повышению напряжения.

На рис. 14 б показано, как деформируются характеристики реактивной мощности Q = f(U) при изменении частоты и как смещается , указывая этим на возможность устойчивой работы в области более низких напряжений, чем при нормальной частоте. Полученные выводы сделаны в предположении, что комплексная нагрузка состоит только из асинхронных двигателей. Выводы не изменяются при учёте в составе комплексной нагрузки и других составляющих. Осветительная и выпрямительная нагрузки не изменяют полученные соотношения. Синхронные двигатели увеличивают выработку реактивной мощности при снижении напряжения в системе и уменьшают его при снижении частоты, поэтому при одновременном снижении напряжения и частоты синхронные двигатели благоприятно влияют на устойчивость нагрузки в целом, как и асинхронные двигатели.