Влияние параметров схемы на характеристики мощности
Зависимости активной мощности от угла сдвига вектора э. д. с. имеют и в самых общих условиях при Е = const синусоидальный характер, однако синусоиды смещены как относительно оси абсцисс, так и относительно оси ординат. Смещение характеристики мощности обусловливается потерями активной мощности в элементах схемы. Оно возникает при наличии в схеме активных сопротивлений. Если активные сопротивления в схеме отсутствуют, то составляющие собственных и взаимных сопротивлений и проводимостей ветвей равны нулю. При этом мощности генератора и приемника:
.
Характеристика мощности имеет тот же вид, что и при схеме замещения электропередачи с последовательным соединением реактивных сопротивлений, с той только разницей, что вместо суммарного индуктивного сопротивления в знаменатель входит взаимное сопротивление
. Для Т-образной схемы с индуктивными сопротивлениями ветвей
(рис. 5.5) взаимное сопротивление
и характеристика мощности имеет амплитуду:
![]() | (5.7) |
Если бы шунтирующее индуктивное сопротивление в схеме отсутствовало, то амплитуда характеристики мощности была бы равной:
![]() | (5.8) |
Поскольку знаменатель в выражении (5.7) больше, чем в (5.8), очевидно, амплитуда мощности в первом случае меньше (кривая 3 на рис. 5.5), чем во втором (кривая 2 там же), и разница между ними тем больше, чем меньше шунтирующее индуктивное сопротивление .
Таким образом, можно констатировать, что шунтирующие индуктивные сопротивления в схеме электропередачи снижают амплитуду характеристики мощности. Это обстоятельство имеет очень большое значение для динамической устойчивости при коротких замыканиях.
Такой характер изменения амплитуды мощности справедлив, однако, только при условии, что э. д. с. генератора Е сохраняет одно и то же значение как при наличии шунтирующего индуктивного сопротивления, так и без него. В установившемся режиме работы системы при подключении индуктивного шунтирующего сопротивления (например, сопротивления в схеме на рис. 5.5) для того, чтобы восстановить напряжение в точке подключения сопротивления, приходится увеличивать э. д. с. генератора Е с тем, чтобы компенсировать потерю напряжения от реактивного тока, потребляемого индуктивным сопротивлением
. Это увеличение э. д. с. приводит к прямо противоположным результатам, обусловливающим повышение характеристики мощности (кривая 1 на рис. 5.5).
![]() ![]() |
При наличии в схеме электропередачи активных сопротивлений мощности генератора и приемника, вообще говоря, различны, и разница между ними определяется значением потерь мощности между генератором и приемной системой.
Характеристики мощности имеют вид, представленный на рис. 5.6, причем:
Характеристика мощности генератора смещена вверх на величину и вправо на угол
, синусоидальная характеристика мощности
сдвинута, наоборот, вниз на
и влево на угол
.
Если приемная система имеет бесконечную мощность, то характеристика мощности не представляет интереса с точки зрения устойчивости. Работа на падающей ветви этой характеристики не приводит к неустойчивости поскольку вектор напряжения бесконечно мощной системы вращается с неизменной синхронной скоростью при любых значениях передаваемой приемнику мощности и, следовательно, возможность нарастающего изменения угла
за счет перемещений вектора U исключена. В этих условиях устойчивость системы передачи связывается исключительно с характеристикой мощности генератора и нарушение устойчивости происходит при неизменной э. д. с. Е при достижении максимума этой характеристики, равного :
,
при угле = 90° +
, несколько большем 90°.
Если активное сопротивление в схеме электропередачи включено не последовательно, а параллельно, например, в виде промежуточной нагрузки на рис. 5.7, то взаимное сопротивление:
Вещественная составляющая здесь отрицательна , а следовательно, отрицателен и угол
.
Активное сопротивление может получиться отрицательным потому, что сопротивление
не является, по существу, реально существующим сопротивлением, а представляет собой лишь некоторый комплексный коэффициент пропорциональности между током в одной ветви схемы и э. д. с. в другой ветви. Собственные сопротивления
и
определяются как отношение напряжения к току в одной и той же ветви схемы замещения. Поэтому их активные составляющие не могут быть отрицательны. Таким образом, дополнительные углы
фазных углов комплексных собственных сопротивлений всегда положительны.
![]() |
![]() |
Синусоидальная характеристика мощности генератора на рис. 5.7 сдвинута вверх и влево, а приемной системы — вниз и вправо. Неустойчивость системы при Е = const возникает при достижении максимума характеристики мощности генератора:
при угле , меньшем 90°.
Таким образом, можно констатировать, что под влиянием активных сопротивлений критический угол отклоняется от 90° в ту или иную сторону на дополнительный угол взаимного комплексного сопротивления ветви
. Идеальный предел мощности генераторов в этих условиях представляет собой сумму постоянной составляющей и амплитуды синусоидальной составляющей в выражении мощности.