Изобретение относится к учебным пособиям, имитирующим режимы работы энергосистемы. Известны аналогичные учебные пособия, содержащие основания и соосно расположенные на нем диски 1. Наиболее близким но технической сущности к предложенному является учебное пособие, имитирующее режим работы энергосистемы в части нередачи электроэнергии из одной части энергосистемы в другую, содержащее основание, имитатор линии электропередачи и два диска - ведомый и ведущий установленные на осях, укрепленных на основании. Ведущий диск соединен через редуктор с электродвигателем 2. Это пособие воспроизводит условия работы отдельных элементов энергосистемы, необходимые при проектировании, но не помогает понять сущность происходян1его процесса в энергосистеме нри передаче активной мощности из одной ее части в другую. Цель изобретения - облегчение понимания сущности происходящего процесса. Это достигается тем, что в предложенном учебном пособии в качестве имитатора линии нрименен упругий стержень, диеки выполнены с отверстиями по периферии и расположены соосно, упругий стержень на ведуи1ем диске закреплен, а на ведомом диске Бстав,пен в отверстие свободно. На чертеже схематически изображено предложенное учебное нособие, общий вид. Диски, имитируюп1ие две части энергосистемы, связан11| эластичной нитью. Учебное пособие состоит из основания 1, электродвигателя 2, редуктора 3, ведущего диска 4, расноложенного на горизонтальном ва,1у 5 и закренленного на боковой стойке неподвижно, ведомого диска 6, установленного с возможностью враи1ения и продольного неремещения относительно оси. 7, которая вран ается в 1нариконодщипниках 9, установленных в боковых стойках 8. На свободном конце оси 7 закреплена пружина 10, прижимающая диск 6 к тормозной колодке 11. Ведомый диск 6 имеет равномерно расположенные по окружности на расстоянии 120° узлы связи, которые содержат подшипник 12, подвижную ось 13 и закрепленную под углом 90° к ней консоль 14 с нружиной 15. К свободному консо,1и одного из
трех узлов связи диска 6 прикреплена эластичная нить 16, связывающая диски 4 и 6. Другой конец эластичной нити закреплен на диске 4. На правой стороне ведомого диска расположен фиксатор 17, фиксирующий консоли, и упор 18, ограничивающий ход консолей, а с левой стороны - щип 19, который связан через щин 20 с тормозной колодкой 11, имеющей воз1можность вращения относительно оси 7. Рычаг 21 предназначен для обеспечения тормозного момента на тормозную колодку диска 6. Как правило, модель работает с одной эластичной нитью (связью), соединяющей диски. При демонстрации модели могут быть установлены и включены в работу три нити, это позволяет четко наблюдать центр качания при проведении опыта с нарущением устойчивости.
Пособие работает следующи.м образом.
Редуктор 3 передает от двигателя 2 вращение ведущего диску 4, который через связь 16 вращает ведомый диск 6. При отсутствии тормозного влияния на диск 6, диски 4 и 6 вращаются синхронно, концы связи не сдвинуты в пространстве один относительно другого. Имитация процесса нарушения устойчивости энергосистемы в режиме, когда одна часть системы работает с дефицитом активной мощности, т. е. к ней по линии электропередачи передается активная мощность из другой части системы, причем, как в дефицитной, так и в избыточной частях системы имеются устройства (компенсаторы), поддерживаюн ие постоянное напряжение, происходит следующи.м образом.
Постепенно увеличивают тормозной .момент, приложенный через тормозную колодку 11, щипы 19 и 20. На ведомый диск 6, последний изменяет свое положение относительно ведущего диска 4, концы связи 16 сдвигаются один относите.тьно другого. Че.м сильнее тормозной момент, тем больще сдвиг. При передаче активной мон-1ности в энерго,системах происходит такое же явление, с увеличением передаваемой активной мощности изменяется угол сдвига фаз между напряжениями на концах линии. Учебное пособие представляет собой электромеханическую модель и предназначено для визуального наблюдения за возникаюп ими изменениями значений напряжений на линии электропередачи в процессе передачи по ней активной электрической .ности. Модель позволяет проследить весь ход изменения угла сдвига по фазе концов связи (соответственно и для линии электропередачи) в процессе изменения на ней нагрузки от нулевого до максимального значения. При превышении предельной величины мощности, передаваемой через связь 16, наблюдается проворот дисков 4, 6 модели, что равносильно нарушению устойчивости в энергосистемах.
При повороте диска 4 относительно диска 6 на угол, больщий чем 90° происходит ускорение одного из дисков, устойчивость работы модели нарушается. Диск 4, и.меющий избыточный механический момент, имеет больщую скорость вращения. При провороте дисков модель имитирует качания в энергосистеме. На учебном пособии можно моделировать следующие процессы, происходящие в энергосистемах:
а)изменение угла сдвига фаз концов линии электропередачи в процессе изменения активной нагрузки на ней;
б)нарушение устойчивости системы;
в)возникновение центра качания на линии электропередачи в момент прохождения векторов напряжений концов линии электропередачи через угол 180°, что позволяет убедиться в нарущении устойчивости в энергосистемах при превышении предела передаваемой моп1ности через линию электропередачи;
г)ликвидацию асинхронного хода частей энергосистемы путе.м изменения механического момента на валу диска 6.
Работа модели подчиняется закону передачи активной электрической мощности по линии электропередачи из одной части энергосистемы в другую
Р .sine.
«pea
Предел статической устойчивости передачи определяется максимальным значением электрической мопшости Р при угле 6 90°. Если значение угла с в переходном режиме превысит 180°, возникнет асинхронный ход, при котором электрические параметры (ток,напряжение, мощность но транзитной связи) попеременно изменяют свои значения от минимальных до максимальных величин в соответствии с изменением угла. Нарущение синхронности и превышение угла 5 180° характеризуется изменением знака активной мощности по линии передачи при расхождении векторов ЭДС на 180°, т.е. значение активной монхности изменяется по синусоиде при изменении угла от О до 360°. При нарущении устойчивости двух частей энергосистемы или при провороте двух дисков модели, когда угол изменяется от О до 360°, происходит обмен активной мощностью между частями энергосистемы, выщедшими из синхронности (то же между дисками 6 и 4). Ведущий диск передает ведомому через связь крутящий момент (механическую энергию) в первую и вторую четверть проворота дисков, который достигает максимальной величины при б 90° согласно формуле
К - sin 8,
где К - передаваемая механическая мощность;
С - сопротивление пружины 10;
