Физические процессы, протекающие в электрических системах и их анализ

    Принципиальная электрическая схема ЭС показана на рис.1.1, а схема замещения – на рис.1.2.

    Сумма индуктивных сопротивлений схемы (рис.1.2, а) равна

                                 (1.12)

    Поэтому эквивалентная схема замещения  приобретает вид, изображенный на рис.1.2, б.

    Если  построить векторную диаграмму  напряжений для данного режима, то она позволит найти требуемые  величины графическим способом, а  именно активную I_а и I_р составляющие тока I, активное I_ах_с и индуктивное I_рх_с падения напряжения, φ - угол между напряжением и током при индуктивном характере тока, δ - угол сдвига между ЭДС Е и напряжением U.

     Векторная диаграмма с названными величинами представлена на рис.1.3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Ввиду того, что отрезки  и равны из-за построений, то можно записать

а умножая обе части на , получаем

                                             (1.13)

или

                                              (1.14)

где Р – активная мощность, выдаваемая однофазным генератором.

    Из  формулы (1.14) можно вывести, что при  и изменить активную мощность только за счет изменения угла δ.

    Однако, чтобы изменить угол δ, необходимо больше открыть регулирующие клапаны турбины, тогда мощность турбины возрастет и увеличится активная мощность генератора.

    Из  формулы (1.14) также следует, что активная мощность изменяется по синусоидальному  закону, поэтому она сначала возрастает с увеличением угла δ, а затем, достигнув максимума, начнет падать.

    Зависимость активной мощности от угла δ представлена на рис.1.4, где Р_о – мощность турбин.

    Значение  Р_м называют идеальным пределом мощности рассматриваемой ЭС.

    Как видно из графика, равновесие между  мощностью турбины и генератора достигается только при значениях меньших Р_м.

    Кроме того, из графика следует, что одному значению мощности турбин Р_о соответствуют два Р_а и Р_в значения мощности генератора. 

    3.4. Изменение условий и параметров 

    Пусть одна из линий электропередачи отключиться, тогда равенство (1.12) принимает вид

                                    (1.15)

    т.е. сопротивление изменится в m раз, где

                              (1.16)

    Тогда с ростом сопротивления в m раз уменьшится в m раз и максимальное значение активной мощности.

    Если  считать, что активная мощность, отдаваемая генератором, не изменилась, то необходимо увеличить угол δ_a до значения δ₁.

    Однако  при дальнейшем изменении сопротивления, допустим при увеличении в к раз, характеристика активной мощности генератора будет иметь максимум ниже линии , тогда считается, что режим неосуществим.

    Теперь  рассмотрим механизм изменения реактивной мощности, используя соответствующую характеристику, вид которой показан на рис.1.5.

    При угле δ_a активной мощности Р₁ соответствует значение реактивной мощности Q₁, изменяющейся по кривой 1, а при угле δ₁ реактивная мощность уменьшается до значения Q₂, изменяющейся по кривой 2.

    Таким образом при любом изменении  параметров схемы балансы мощностей (1.8) и (1.9) должны строго выдерживаться, при этом если Р>Р_о, то режим осуществим и при Р<Р_о – режим не может существовать.