7. Розрахунки мереж електропостачальних систем

7.1. Мета та особливості електричних розрахунків мереж електропостачальних систем

Головними завданнями електричних розрахунків в мережах ЕПС є визначення потокорозподілу в лініях та рівнів напруг в характерних її точках, виборі способів та засобів регулювання напруг у випадках необхідності, визначення втрат потужності та електроенергії в лініях та трансформаторах та можливостей їх зменшення з метою покращення техніко-економічних показників роботи окремих елементів та мережі в цілому.

Електричний розрахунок мереж електропостачальних систем (місцевих мереж) відрізняється від розрахунку системних мереж високої та надвисокої напруги цілою низкою особливостей, наближень та спрощень. Так, у заступних схемах ліній та трансформаторів нехтують поперечними параметрами – провідностями, а в окремих випадках, наприклад, в кабельних лініях з малими перерізами та в лініях з активним навантаженням нехтують реактивним опором.

Якщо навантаження задані потужностями, то для задання їх через струми не враховують зміни напруги в окремих пунктах мережі, а приймають одне єдине значення напруги, рівне номінальному чи середньому значенню. Це означає, що втрати потужності в мережі не враховують.

Зазвичай в розрахунках місцевих мереж не враховують поперечну складову спаду напруги й саму величину втрати напруги визначають, як поздовжню складову спаду напруги (1.14-1.16).

7.2. Принципи аналізу мереж за втратами напруги

Передача електричної енергії від джерел живлення до споживачів супроводжується втратою напруги в лініях та трансформаторах. Рівень напруги біля електроприймачів залежить від навантаження та рівнів напруги на шинах генераторів і шинах вторинної напруги (0,4–6–10–35 кВ) підстанцій на початку ліній.

Чинними нормами визначено допустимі відхилення напруги в точках приєднання електроприймачів (до -5% згідно ГОСТ 13109-97), а також максимальні рівні напруги на шинах джерел живлення (від +5% до +10% за „Правилами технічної експлуатації” та технічними умовами на генератори та трансформатори), за рахунок чого допустима втрата напруги може бути значно більшою від допустимого її відхилення.

Аналіз простої радіальної мережі, яка складається з джерела, лінії, трансформатора та споживача, за втратами напруги можна поділити на наступні етапи:

- розрахунки втрат напруги в лініях та трансформаторах для характерних режимів (максимального, мінімального та післяаварійного);

- визначення рівнів приведеної напруги в кінці мережі (без врахування її трансформації);

- вибір коефіцієнту трансформації за умови забезпечення найбільшого наближення рівнів трансформованої напруги до номінальної в усіх вище зазначених режимах;

- визначення розрахункових значень рівнів напруг та їх відхилень від номінальної у вказаних режимах;

- порівняння розрахункових відхилень з допустимими та визначення дотримання вимог ГОСТу щодо відповідного показника якості електричної енергії.

У випадку відсутності в мережі трансформатора з аналізу вилучаються третій та четвертий етапи.

Для безпосередньої оцінки втрат напруги можна рекомендувати наступні допустимі їх значення:

а) для мереж НН від шин ТП до найвіддаленішого електроприймача – від 5% до 6,5%, з них на ділянці мережі від шин ТП до вводу в будинок – від 3,5% до 5,5%, а на ділянці від вводу до останнього електроприймача – від 2,5% до 1%;

б) для повітряних мереж СН (6-10-35 кВ) – 8%;

в) для кабельних мереж СН – 6%;

г) в аварійних режимах допускається збільшення вказаних значень для повітряних мереж до 12%, для кабельних до 10%;

д) для сільських повітряних мереж СН в нормальних режимах –до 10%.