Влияние промежуточного отбора мощности

Рассмотрим так называемую сложную связь генератора Г с приемной системой С, когда на пути передачи развиваемой генератором мощности имеется ее отбор, например, для потребителей П, питающихся с генераторного напряжения (рис.7.11).

Будем учитывать активные сопротивления входящих в систему элементов, нагрузку потребителей П считать активно-индуктивной и учитывать ее в схеме замещения системы (рис.7.12) постоянным сопротивлением z3.

Здесь z1=r1+jx1 - сопротивление генератора Г; z2=r2+jx2 - суммарное сопротивление трансформатора Т и линии Л; z3=r3+jx3 - сопротивление потребителей.

При включении потребителей их сопротивление z3 шунтирует сопротивление z1 и тем самым уменьшает ток I в статорных обмотках генератора, а значит индукции Вг и Вс магнитных полей в его воздушном зазоре и зависящий от последних электромагнитный момент. Характеристики электромагнитного момента генератора при включенных (z3#0) и отключенных (z3=oo) потребителях П приведены на рис.7.13.

Из вышесказанного следует вывод об отрицательном влиянии на устойчивость промежуточного отбора мощности при ее передаче от генератора в приемную систему.

Для качественной оценки этого влияния удобно пользоваться характеристикой мощности генератора в аналитической форме, которую получим из следующих рассуждений.

Как и в разделе 2 режим системы (рис.7.11) разделим на два. Первый - учитывает действие только ЭДС Ег генератора. Схема замещения для него представлена на рис.7.14.

Активная мощность Рг, развиваемая генератором в этом режиме, носит название собственной и согласно закону Ампера прямопропорциональна, с одной стороны, току возбуждения, а значит и пропорциональной ему ЭДС Ег генератора, с другой стороны, индукции Вг магнитного поля, в котором находятся активные части обмотки возбуждения, а значит и току Iг, порождающему это поле. Ток Iг определяется из схемы замещения (рис.7.14) по выражению

Iг = (Ег / z11) sina11, (7.1)

где z11 - модуль собственного сопротивления первой ветви схемы (рис.7.14), определяемого по выражению

z11 = r11 + jx11 = z1 + z2z3 / (z2+z3), (7.2)

a11 = p/2 - arctg (х11 / r11) (7.3)

- дополнительный угол сопротивления z11, аналогичный по смыслу углу a, введенному в параграфе 7.2.

С учетом сказанного и представлении величин в системе СИ собственная активная мощность генератора рассчитывается по выражению

Рг = (Ег2/ z11) sina11, или (7.4)

Рг = Eг2y11sina11, где (7.5)

y11 = 1 / z11 (7.6)

- собственная проводимость первой ветви.

Схема замещения для второго режима, учитывающего действие только ЭДС Ес=Uс, приведена на рис.7.15.

Активная мощность Рс, развиваемая генератором в этом режиме, носит название взаимной и как и в первом режиме прямопропорциональна ЭДС Ес генератора и току Iс. Ток Iс определяется из схемы замещения (рис.7.15) по выражению

Iс = (Uс / z12)sin(d - a12), (7.7)

где z12 - модуль взаимного сопротивления между первой и второй ветвями схемы (рис.7.15), определяемого по выражению

z12 = r12 + jx12 = z1 + z2 + (z1z2 / z3), (7.8)

a12 = p/2 - arctg (x12 / r12), (7.9)

- дополнительный угол сопротивления z12, аналогичный по смыслу углу a.

С учетом сказанного при представлении величин в системе СИ взаимная активная мощность генератора рассчитывается по выражению

Рс = (Eг Uс / z12) sin(d-a12) или (7.10)

Рс = Eг Uс y12 sin(d-a12), где (7.11)

y12 = 1 / z12, (7.12)

- взаимная проводимость между первой и второй ветвями.

Полная активная мощность генератора складывается из мощностей Рг и Рс первого и второго режима и рассчитывается по выражению

P = Рг + Рс = Eг2 y11 sin a11 + Eг Uс y12 sin(d-a12). (7.13)

Это выражение и представляет искомую аналитическую форму характеристики мощности генератора. С ее помощью, в частности, можно проверить полученные выше выводы качественного анализа влияния параметров системы на ее устойчивость.