4 Розрахунок балансу активної та реактивної потужностей

4.1 Розрахунок споживаної активної потужності

Сумарна споживана активна потужність в період максимальних навантажень системи складається із заданих максимальних потужностей навантажень споживачів і втрат потужності в лініях, знижувальних трансформаторах і авто­трансфор­маторах районної мережі. Під час проектування районної мережі припускаємо, що встановлена потужність генераторів системи достатня для забезпечення сумарного споживання активної потужності.

Найбільша сумарна активна потужність, що споживається мережею,

, (4.1)

де  коефіцієнт, який враховує незбіжність в часі максимальних навантажень споживачів;

 найбільша активна потужність і-го споживача;

 сумарні втрати активної потужності в лініях і трансформаторах мережі, які наближено приймають рівними 4-6 % від сумарного активного навантаження споживачів;

n  кількість споживачів.

4.2 Баланс реактивної потужності

Наближену оцінку балансу реактивної потужності в проектованій мережі роблять перед вибором схеми мережі, так як для забезпечення балансу може виникнути необхідність у встановленні додаткових джерел реактивної потужності для компенсації реактивних навантажень споживачів, що в свою чергу впливатиме на вибір номінальної напруги мережі та параметри її елементів (номінальну потужність трансформаторів і поперечний переріз проводів ліній), а також на техніко-економічні показники роботи мережі  втрати потужності, напруги й енергії в електричній мережі.

Сумарна реактивна потужність, що споживається в електричній мере­жі, складається з реактивної потужності навантаження спожи­вачів і втрат реактивної потужності в лініях і трансформа­торах. При цьому припускаємо, що періоди споживання найбільших активних і реактивних навантажень підстанцій збігаються в часі. Реактивні навантаження споживачів обчислюють за заданими значеннями найбільших активних навантажень та коефі-цієнтів потужності cosφ_і на шинах вторинної напруги знижувальних підстанцій

Q_i = P_i tgφ_i,, (4.2)

де значення tgφ_i відповідає заданим значенням cosφ_i.

Найбільша реактивна потужність, що споживається у районній мережі,

, (4.3)

де  найбільша реактивна потужність навантаження і-го споживача;

 відповідно сумарні втрати реактивної потужності в лініях і трансформаторах мережі;

 сумарна ємнісна потужність ліній мережі.

Для повітряних ліній напругою 110 кВ і значної частини ліній напругою 220 кВ в період найбільших навантажень втрати реактивної потужності в лініях у першому наближенні можна прирівняти реактивній потужності, що генерують лінії, тобто . Таким чином, в рівнянні (4.3) ці складові можна не враховувати, так як вони взаємно компенсуються.

Втрати реактивної потужності в трансформаторах і автотрансформаторах підстанцій можна прийняти наближено рівними 10 % від повної потужності навантаження підстанцій

, (4.4)

де k = 1 - кількість ступенів трансформації напруги в проекто-ваній мережі;

 повна найбільша потужність навантаження споживачів.

Реактивну потужність, яка може бути передана від генераторів електричної системи, визначають за формулою

, (4.5)

де обчислюють за заданим у завданні на проектування коефіцієнтом потужності навантаження на шинах живильної підстанції А.

Якщо , то вся реактивна потужність, що споживається, може бути передана від генераторів системи. В іншому випадку, коли , в мережі потрібно передбачити встановлення додаткових джерел реактивної потужності - компенсувальних пристроїв, потужність яких визначають з рівняння балансу реактивної потужності

, (4.6)

де  сумарна потужність компенсувальних пристроїв.