Управление электрохозяйством предприятий

Таким образом, при данном моменте сопротивления у любого АД имеет место какой-то критический режим, характеризующийся тем, что при дальнейшем снижении напряжения работа АД становится неустойчивой.

Исходя из этого, критический режим АД можно выразить двумя следующими условиями:

Из формулы (40) следует, что нарушение устойчивости АД может иметь место еще раньше, при каком-то напряжении в точке, когда

В этом случае очевидно, что анализ устойчивости целесообразно проводить по формуле (36).

Сравним статические характеристики источников и приемников электроэнергии до и после компенсации реактивной мощности.

Статические характеристики источников электроэнергии (например, генераторов) определяются из баланса напряжений в начале U₁ и конце U₂ линии с учетом потерь напряжения AU, а именно:

Возводя обе части уравнения в квадрат, имеем:

После алгебраических преобразований относительно Q получаем уравнение вида

Подставив эти значения в формулу (46), окончательно получим:

Знак «плюс», полученный в результате извлечения корня, относится к нестабильной части статической характеристики.

Статические характеристики нагрузки можно также выразить уравнением вида (46). Они характеризуются двумя величинами: коэффициентом наклона характеристики и значением напряжения U_min, при котором статическая характеристика достигает минимума.

Затем характеристики источников и приемников можно сложить, в результате получается обобщенная характеристика источников и приемников электроэнергии до компенсации реактивной мощности.

После установки КУ для компенсации реактивной мощности выражение (44) (при условии сохранения напряжения в конце линии на том же уровне U₂, что достигается в том случае, если после включения КУ напряжение U₂ восстанавливается, например, изменением коэффициентов трансформации силовых трансформаторов) примет следующий вид:

Возводя обе части уравнения (49) в квадрат, получаем:

Преобразовывая уравнение (50) относительно Q, получаем уравнение вида (46), но со скорректированными коэффициентами, а именно:

Подставив значения этих коэффициентов в уравнение (51), получим:

где мощность КУ определяется по известной формуле:

Поскольку Q_ку = U², а промышленная частота f = 50 Гц, то окончательно получим уравнение статической характеристики после компенсации реактивной мощности при помощи КУ:

Зная значения коэффициентов a, a', b, b', c, c', можно по уравнениям (46), (51) и (54) вычислить для различных значений наложения U₂ статические характеристики до и после компенсации реактивной мощности.

Анализ формул статических характеристик электроприемников до и после компенсации реактивной мощности показывает, что компенсация у промышленных электроприемников при помощи КУ приводит к изменению статических характеристик системы и нагрузки. При компенсации реактивной мощности критическое напряжение U_min приближается к номинальному значению и угол наклона статической характеристики возрастает, причем с повышением степени компенсации, а также с увеличением эквивалентного сопротивления сети эффект возрастает.

Таким образом, компенсация реактивной мощности при помощи КУ приводит к снижению запаса устойчивости электрической системы.

Специалистами в этой области было выявлено, что увеличение мощности КУ в целях компенсации реактивной мощности при поддержании постоянным уровня напряжения отрицательно отражается на устойчивости нагрузки в том случае, если общее индуктивное сопротивление ΣX₁  (в основном сопротивление понижающих трансформаторов и линий) превышает внешнее эквивалентное индуктивное сопротивление нагрузки X₂, т. е.

Σ_X1 > X₂. (55)

Из этого неравенства видно, что с увеличением ΣX₁(а это может иметь место при подключении КУ для компенсации реактивной мощности или при снижении X₂, что может иметь место при увеличении коэффициента трансформации трансформаторов) устойчивость нагрузки уменьшается.

Отсюда следует, что применение конденсаторов может оказаться недопустимым из-за пониженных запасов устойчивости (особенно у АД, у которых в процессе работы при такой ситуации могут возникнуть явления самоотключения, «опрокидывания», торможения и т. п.).

Такие явления следует учитывать руководителям и специалистам энергослужб предприятий (организаций) при эксплуатации электроустановок, особое внимание обращая на данное обстоятельство при заключении договоров энергоснабжения при фиксировании условий генерации и потребления реактивной мощности.

ГЛАВА 14 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТНОГО УЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

14.1. Правила учета электрической энергии

Расчеты за потребляемую электроэнергию являются одной из основополагающих позиций договорных взаимоотношений между потребителем и энергоснабжающей организацией, учитывающих интересы обеих сторон.