Статические характеристики электрических нагрузок

Характеристикой каждого электроприемника и потребителей в целом является потребляемая ими активная и реактивная мощность. Величина мощности потребителей зависит как от режима их работы во времени, описываемые графиками электрических нагрузок, так и от параметров режима — напряжения на зажимах электропотребителя и частоты в электрической сети Р = φ(f, U) и Q = ψ(f, U). Эти зависимости называют статическими характеристиками нагрузки (СХН). При расчете и анализе режимов работы электрических сетей и систем электроснабжения учет их нагрузок выполняют обобщенными потребителями узлов схемы сети, для отдельного предприятия, города и т. п. Вид этих зависимостей определяется составом электропотребителей. В общем случае пользуются типовыми обобщенными СХН (рис.) для характерного в отечественных электроэнергетических системах состава нагрузок: АД-50%, освещение и бытовые потребители-2%, электрические печи-11%, СД-9%, потери в сетях-8% Как видно, потребляемая из сети активная мощность с увеличением частоты и напряжения возрастает поч­ти прямолинейно, кривые 1. Изменение же потребления реактивной мощности (кривые 2 и 3) описывается более сложной функцией. Статические характеристики нагрузок можно выразить аналитически в виде по­линомов n-й степени: Р(U)=Р_ном[α₀+α₁U/U_ном+α₂(U/U_ном)²+…+α_n(U/U_ном)ⁿ], Q(U)=Q_ном[β₀+β₁U/U_ном+β₂(U/U_ном)²+… + β_n(U/U_ном)ⁿ], где Р_ном, Q_нoм — активная и реактивная мощности нагрузки; U—текущее значение напряжения; α,β—коэффициенты аппроксимирующих полиномов (из справоч.)

С достаточной для практических расчетов точностью СХН отражаются по­линомами второй степени: P(U)≈P_ном(α ₀ + α₁U*+ α₂U*²), Q(U) = Q_HOM(β ₀+ β₁U*+ β₂U*²), где U*=U/U_II0M — текущее относительное значение напряжения. Величину изменения нагрузок можно определить, разложив функции в ряд Тейлора, относитель­но начальных значений напряжения U₀ и частоты f₀: δР=Р-Р₀= α_f∆f+α_U∆U, δQ=Q-Q₀= β_f∆f+ β_U∆U, где α_f=дР/дf, α_U=дР/дU, β_f=дQ/дf, β_U=дQ/дU. Учет статических характеристик по напряжению оказывает существенное влияние на результаты расчетов послеаварийных установившихся режимов. В нормальных условиях работы частота в ЭЭС является более стабильным параметром, чем напряжение, и поэтому для анализа установившихся режимов большое значение имеют СХН по напряжению при постоянстве частоты.

24. Представление нагрузок при расчетах режимов электрических сетей.

Способы представления нагрузок при расчетах режимов зависят от вида сети и целей расчета. При расчетах установившихся режимов сетей в заданный момент времени основной характеристикой электрической нагрузки является ее статическая характеристика по напряжению, наиболее точно учитывающая свойства нагрузки. Такое представление нагрузок необходимо в тех случаях, когда отказ от учёта изменения мощностей при изменении напряжения на их зажимах может привести к качественно неверному результату. Это особенно проявляется при расчете режимов электрических сетей со значительными отклонениями напряжений от номинальных значений, например при расчете тяжелых, послеаварийных (ремонтных) режимов, сетей с трансформаторами без РПН и других средств стабилизации напряжения. Учёт статической характеристики по напряжению предусмотрен в алгоритмах расчета режимов, реализуемых на ЭВМ. Однако для большинства эксплуатационных и проектных расчетов такой уточненный подход не является необходимым, а при расчетах режимов, выполняемых вручную, достаточно трудоёмким. Поэтому ограничиваются менее строгим отображением свойств нагрузки. Наиболее часто используются следующие способы учёта электрических нагрузок:

• неизменный по модулю и фазе ток;
• неизменная активная и реактивная мощность;
• неизменная проводимость и неизменное сопротивление.

28. Расчёт по данным начала U₁ S₁ известны.

На практике соотв. Передачи заданной мощности источника при фиксированном U на его шинах в приемную систему или узел потребления полагаем что нагрузка имеет акт., индукт., хар-р

В соотв. с законом Дж – Ленса запишем потери мощности:

Тогда поток мощности в конце участка м/б представлен в виде

Ток в продольном участке сети наряду с потерями мощности вызывает падение U

тогда U в конце участка: