2.1.3 Баланс реактивной мощности.

Реактивная мощность в каждом пункте вычисляется по формуле (таблица 1.3.1):

где Q_i – реактивная мощность в i-ом пункте, МВАр;

S_i – полная мощность в i-ом пункте, МВА;

P_i – активная мощность в i-ом пункте, МВт.

Таблица 1.3.1

ПС	Si, MBA	Pi, МВт	Qi, МВАр
1	50	43	25.515
2	70	59.5	36.875
3	50	42.5	26.339
4	60	50.4	32.555

Потребляемая реактивная мощность

Так как часть реактивной мощности экономически целесообразно вырабатывать децентрализованно, то условие баланса реактивной мощности может быть записано в следующем виде:

Q_г+Q_ку+Q_с³Q_м+DQ_с,

где Q_г – реактивная мощность, которая может быть получена от генераторов электростанций;

Q_ку – реактивная мощность компенсирующих устройств;

Q_c – реактивная мощность, генерируемая емкостью линий электропередачи;

Q_м – реактивная мощность, одновременно потребляемая приемниками электроэнергии, присоединенными к подстанциям сетевого района;

DQ_c – потери реактивной мощности в элементах электрической сети.

Реактивная мощность, получаемая от генераторов электростанций, может быть найдена по формуле

Q_Г=(P_м+DP_c)×tgj_Г,

где Р_м – активная мощность, одновременно потребляемая в сетевом районе;

DР_с – потери активной мощности в сети; в сетях с одной-двумя ступенями трансформации DР_с составляют 4-6 % от полной передаваемой мощности в сети;

tgj_Г – угол сдвига между векторами тока и напряжения генераторов станций относительно шин высшего напряжения.

Р_м=0.9×åP_i=175,86 МВт.

DP_c=0.05×åP_i=9,77 МВт.

Средний коэффициент мощности генераторов cosj_Г=0.9. Следовательно, tgj_Г=0.484.

Q_Г=(175.86+9.77)×0.484=89,845 МВАр.

Потери реактивной мощности в основной электрической сети ориентировочно можно рассчитать:

DQ_c=(0.06…0.08)×S_м×n_т+(0.04…0.05)×S_м,

где S_м – полная мощность потребителей сетевого района;

n_т - число ступеней трансформации в сетевом районе (рекомендуется принять равным 1).

S_м=230 МВА.

DQ_c=0.07×230+0.045×230=27.6 МВАр.

Реактивная мощность, генерируемая линиями, условно принимается для одноцепных линий30 кВАр/км при 110 кВ и 120 кВАр/км при напряжении 220 кВ.

Qc=å0,120*L_i=32.4 МВАр.

Ориентировочно можно принять, что одновременно потребляемая реактивная мощность составляет около 95 % от суммы заданных наибольших нагрузок каждого пункта:

Q_м=0.95×åQ_i=115,22 МВАр.

Из приведенного баланса реактивных мощностей находится мощность компенсирующих устройств:

Q_ку ³Q_м+DQ_с-Q_с - Q_г.

Q_ку =Q_м+DQ_с-Q_с - Q_г=115.343+27.6-32.4-89.845=20,575 МВАр.

Компенсирующие устройства распределяются по равенству средних значений коэффициентов мощности на подстанциях:

Мощность компенсирующих устройств на каждой подстанции (таблица 1.3.2):

Q_куi=P_мi×(tgj_i-tgj_c,ку),

где Р_мi – максимальное значение активной мощности потребителей i-ой подстанции;

j_i – угол сдвига фаз i-ой подстанции, соответствующий коэффициенту мощности i-го узла нагрузки в максимальном режиме.

cosj₁=0.86 Þ tgj₁=0.593.

cosj₂=0.85 Þ tgj₂=0.62.

cosj₃=0.85 Þ tgj₃=0.62.

cosj₄=0.84 Þ tgj₄=0.646

Таблица 1.3.2.

ПС	Pi, МВт	tgji	Qку,МВАр
1	68	0.593	2.365
2	70,4	0.62.	4.879
3	48	0.62.	3.485
4	44	0.646	5.443

5

60,9

4.586

Q’_куi=16.172

МВАр.

Установка компенсирующих устройств условно принимается на шинах низшего напряжения трансформаторных напряжений. Выбор типа компенсирующих устройств выполним после выбора числа и типа силовых трансформаторов районной ПС.