Расчет установившихся режимов

Расчеты режимов электрической сети производятся точно при условии, что задано напряжение на шинах наиболее удаленного потребителя – «расчёт по данным конца», и методом последовательных приближений, если задано напряжение на шинах источника (БУ) – «расчет по данным начала».

В соответствии с исходными данными к проекту расчет режима произво­дится «по данным начала» и выполняется в два этапа. Проведение его зависит от вида сети.

1. Электрическая сеть не имеет замкнутых контуров. В первом приближе­нии на первом этапе во всех узловых точках напряжения приравнивают номинальному напряжению сети и находят распределение мощности по участкам сети с учетом потерь мощности. Расчет по определению потерь мощности на участках и учет их в потокораспределении целесообразно вести, начиная с наиболее удаленных концевых пунктов сети. Добавляя к потоку мощности у приемного конца каждого участка потери мощности на нем, определяют потери мощности у его питающего конца. В узловых пунктах производят сложение значений мощности собственной нагрузки и потоков мощности отходящих ветвей. Расчет продолжается до определения полной мощности, поступающей в данную сеть из пункта питания. Получают карту распределения потоков мощности по участкам сети.

В соответствии с принятыми на схеме (рис. 16) обозначениями используются следующие расчетные формулы:

потери мощности на концевом участке сети –

;

мощность в начале участка –

мощность в конце (n-1)-го участка –

Аналогично ведется расчет остальных участков: находят поток и с уче­том зарядной мощности поток .

Во втором приближении (второй этап) определяют напряжения в узловых точках по известной величине , совмещая ось отсчета аргументов с вектором , вычисляют продольную и поперечную составляющие падения напряжения в сопротивлении :

,

Рис. 16. Схема замещения участка сети

Вектор напряжения в узле

его модуль ,

угол сдвига между напряжениями и

Аналогично рассчитывают напряжения в точках присоединения остальных потребителей. Влияние поперечной составляющей падения напряжения следует учитывать только в сетях выше 110 кВ.

В указанном методе расчета имеет место ошибка в определении потерь мощности на участках за счёт отклонения действительного напряжения от номинального. Однако погрешность при этом мала, и пересчёта потерь мощности по действительным напряжениям участков сети не требуется.

2. Электрическая сеть содержит замкнутый контур. Схема такой сети может рассчитываться как кольцевая. Все подстанции, получающие питание по ответвлениям от кольцевой схемы, должны быть заменены эквивалентной нагрузкой в соответствующем узле кольца, которая определяется суммированием собственной нагрузки узла и потоком мощности на ответвлении. Если источник питания БУ подключается к кольцу через линию передачи, то в качестве источника питания для кольцевой сети рассматривается узел, к которому подключен БУ. ЛЭП, связывающая БУ с кольцом, в дальнейшем рассчитывается как разомкнутая сеть.

Кольцевую сеть разрезают по пункту питания и представляют в виде линии с двусторонним питанием.

Вначале находят распределение потоков мощности в сети без учета потерь в зависимости от нагрузок и полных комплексных сопротивлений участков сети, входящих в кольцо; определяют точку потокораздела и потоки мощности, поступающие в неё с двух сторон. Сеть условно делится на две части по точке потокораздела, при этом получаются две разомкнутые схемы.

Последующий расчет каждой сети ведется так, как было рекомендовано для разомкнутой сети. При этом по номинальному напряжению на шинах, потребителей определяются значения потерь мощности по участкам, потоки мощностив начале ив конце каждого участка, а затем по заданному напряжениюв БУ напряженияв узлах кольцевой сети и ответвлений, если они имеются, путём расчёта составляющих падения напряжения на соответствующих участках сети.

Особенностью данного расчета является то, что в условно разделенном пункте (точка потокораздела) могут получаться различные значения напряжений. Полученное различие показывает, что результаты расчета не точны. Обычно это различие получается небольшим и фактическое значение напряжения в точке потокораздела определяется как среднее арифметическое из полученных. В тех случаях, когда напряжения в узле разнятся значительно, необходимо определить уравнительный поток, наложить его на потоки мощности кольцевой сети и сделать пересчет напряжений на подстанциях.

Анализируя результаты расчетов, необходимо оценить эффективность всех режимов работы сети по следующим основным показателям:

– уровни напряжений на подстанциях не должны быть выше предельно допустимых значений по условиям работы изоляции [2,6] и одновременно должны обеспечивать высокое качество напряжений у потребителей;

– потери мощности в линиях и трансформаторах должны быть по возмож­ности минимальны, а коэффициенты полезного действия достаточно высоки;

– связь по реактивной мощности с соседней энергосистемой должна осуществляться с нормированным системой tgφ_c.

Если указанные условия не удовлетворяются, то необходимо четко сформулировать мероприятия, повышающие эффективность работы сети в рассмот­ренных режимах, для чего следует проработать разделы: показатели качества электрической энергии и их регулирование; пути снижения потерь мощности и энергии в элементах электрической сети; вопросы компенсации реактивной мощности [1-5].

Если напряжение превысило допустимый уровень, например, в сети возросло свыше 126кВ [7], то нужно попытаться пони­зить его, в первую очередь, изменив реактивную мощность генераторов на ЭС или напряжение в узле баланса, и в случае, если указанного мероприятия недостаточно, установить дополнительные компенсирующие устройства.

Расчет режима можно считать законченным, если уровни напряжений во всех точках сети не превышают предельно допустимых значений по условиям работы изоляции и регулирования напряжения трансформаторами.