3. Баланс реактивной мощности в проектируемой сети

Составлению баланса реактивной мощности уделено большое внимание, т.к. этот вопрос приходится решать практически всегда при проектировании электрических сетей независимо от баланса активной мощности. Исходя из баланса реактивной мощности, определяют общую потребность потребителей района в компенсирующих устройствах (КУ). Рассмотрение и приближенное решение этого вопроса позволяет произвести размещение КУ в сети, выбрать их тип и мощность. Это необходимо и возможно осуществить в самом начале проекта, даже до технико-экономического сравнения вариантов схемы сети, т.к. установка КУ на подстанциях значительно изменяет реактивную составляющую нагрузку, а следовательно, и полную мощность нагрузки подстанций сети. Последнее может повлиять на сечение проводов линий электропередач, номинальные мощности выбираемых трансформаторов, величины потерь напряжения, мощности и электроэнергии. Изменение всех перечисленных величин ведет к изменению технико-экономических показателей вариантов. Таким образом, отказ от предварительного (приближенного) рассмотрения баланса реактивной мощности в итоге может привести к неверной оценке технических и экономических показателей вариантов схемы сети.

Суммарная активная нагрузка потребителей, МВт:

Суммарная реактивная нагрузка потребителей, МВАр:

Суммарные потери активной мощности в сети принимаются 6-8 % от суммарной активной нагрузки потребителей, МВт:

Активная мощность, отдаваемая в сеть пунктом питания, МВт:

Составим баланс реактивной мощности в сети для режима наибольших нагрузок, МВАр:

(3.1)

где Q_ПП – реактивная мощность пункта питания:

ΣQ_з – суммарная зарядная мощность линии, МВАр;

ΣQ_КУ – суммарная мощность КУ, МВАр;

Q_рез – величина резервной реактивной мощности, принимается равной 10-15 % суммарной реактивной мощности потребителей, МВАр:

ΣΔQ_л – суммарные потери реактивной мощности в линиях, МВАр;

ΣΔQ_Т – суммарные потери реактивной мощности в трансформаторах, определяются по приближенной эмпирической формуле, МВАр:

где 0,1 – величина относительных потерь реактивной мощности в трансформаторах на одну трансформацию;

n – количество трансформаций электроэнергии, n=2;

ΣS_п – суммарная полная мощность потребителей, МВА:

Для электрических сетей рассматриваемых напряжений при составлении баланса реактивной мощности может быть принято, что суммарные потери реактивной мощности в линиях равны суммарной зарядной мощности этих линий. Таким образом из уравнения (3.1) эти величины исключаются.

Из уравнения баланса (3.1) определим требуемую суммарную мощность КУ, МВАр:

(3.2)

Распределение суммарной мощности КУ по подстанциям проектируемой сети производят с целью упрощения, исходя из равенства улучшенных коэффициентов мощности на всех подстанциях.

Для этого определим тангенс угла компенсации:

Тогда необходимая реактивная мощность КУ на каждой подстанции, МВАр:

(3.3)

где Р_пi – максимальная активная мощность подстанции i, МВт;

φ_i – угол сдвига фаз на подстанции i до установки КУ.

С целью устранения нежелательного повышения напряжения на подстанциях при наименьших нагрузках предусмотрим в этом режиме снижение потребности реактивной мощности пропорционально уменьшению потребления активной мощности за счет автоматически регулируемых КУ. Поэтому, в качестве КУ на подстанциях на стороне 10 кВ применяем конденсаторные установки высокого напряжения КРМ (УКЛ56, УКЛ57).

Все последующие расчеты производим по реактивным составляющим нагрузок с учетом установки на подстанциях КУ.