Определение ЭДС и взаимных фазовых углов

     При известных потоках мощностей в ветвях схемы замещения и известном уровне напряжения  (рис.3) в одном из ее узлов, принимая его фазу равной нулю , совмещают вектор этого напряжения с вещественной осью на комплексной плоскости. Затем пошагово производят расчет напряжений в других узлах схемы с учетом изменений напряжений в узлах как по модулю, так и по фазе.

     На рис.3 показан случай определения напряжения в узле  при известном напряжении  в некотором узле  схемы при совпадающих по направлению потоках активной и реактивной мощности и не совпадении их направлений с направлением движения пошагового расчета (от точки а к точке в). При этом расчетные выражения для определения модуля напряжения и его фазы будут иметь вид:

,     (30)

.             (31)

Рис. 3. Схема замещения части сети

     Таким образом, пошаговый расчет от узла с известным напряжением  к узлу с определяемым напряжением  выполняется по (30) и (31). Переходя от узла к узлу в сторону генератора (станции) можно определить ЭДС  и абсолютный фазовый угол  генератора. В случае несовпадения направления мощностей  и  с направлениями их согласно рис.3, принятых за положительные, и при неизменном направлении пошагового расчета знак соответствующей мощности при подстановке ее в формулы (30) и (31) меняется на противоположный.

     Более подробно с методикой расчета данного режима можно ознакомиться в [7, с. 157-166].

     Проведя аналогичные расчеты с использованием (30) и (31), но двигаясь по схеме замещения от узла с напряжением  в сторону шин, например, приемной системы, можно определить модуль напряжения шин приемной системы  и абсолютный фазовый угол . Взаимный фазовый угол  в нормальном режиме в этом случае определится как разность абсолютных углов по формуле:

.                                (32)

Здесь принято, что вектор ЭДС опережает вектор напряжения , который принимают совпадающим с синхронной осью. Величина ЭДС  зависит от схемы замещения генераторов электростанции (ЭС) различными видами индуктивных сопротивлений . При , как отмечалось выше, получаем синхронную ЭДС  и абсолютный фазовый угол ; при  находим переходную ЭДС  и фазовый угол ; при  определяем фиктивную ЭДС . При  (турбогенератор) . Если принять , получим напряжение на зажимах генератора  и угол .

     Таким образом, взаимные фазовые углы , характеризующие соответственно сдвиг векторов , ,  по отношению к вектору напряжения системы , определяются по аналогии с (32) выражениями вида:

. (33)

Если в качестве известного напряжения узла п принять напряжение системы , то абсолютный фазовый угол будет равен нулю ( ). Тогда взаимные углы будут равны соответствующим абсолютным углам , то есть:

.              (34)

     Следует отметить, что величина синхронной ЭДС  пропорциональна току возбуждения генератора  ( ), т.е. при изменении  изменяется и . Кроме того, вектор  совпадает с поперечной осью ротора «q» жестко связанной с ротором. Из последнего вытекает важное определение, что фазовый угол  согласно (33) и (34) является пространственной координатой, отображающей перемещение ротора относительно синхронно вращающейся оси.

     При синхронной частоте вращения ротора  угол остается постоянным . Это наглядно иллюстрирует векторная диаграмма для одного из режимов работы генератора, представленная на рис.5.