Г) отключение линии 12; д) линия с ответвлением.

Пример 4.3. Определим напряжения в узлах 2, 3, а также для сети рис. 4.6, рассмотренной в примерах 4.1 и 4.2, используя потоки мощностей, определенные ранее без учета потерь мощности и при их учете.

Расчет напряжений и без учета потерь мощности, т.е. по потокам мощности, найденным в примере 4.1, проведем также и без учета поперечной составляющей падения напряжения. При U₁ = U₄ = 117,7 кВ потери напряжения и напряжения таковы:

кВ;

кВ;

кВ;

кВ;

кВ.

Наибольшая потеря напряжения в номинальном режиме, определяемая без учета потерь мощности,

кВ.

Определим напряжения и с учетом потерь мощности, т.е. по потокам мощности, найденным в примере 4.2

кВ;

кВ;

кВ;

кВ;

кВ;

кВ;

кВ.

Таким образом, кВ.

Погрешность расчета наибольшей потери напряжения равна

кВ.

Рассмотрим послеаварийные режимы (рис. 4.18,в и г).

При отключении линии 43 мощность в линии 12 (рис. 4.18,в)

МВА.

Мощность в линии 23

МВА.

Определим потери напряжения в линиях 12, 23, напряжения в узлах 2, 3, и :

кВ;

кВ;

кВ;

кВ;

кВ.

При отключении линии 12

МВА;

МВА;

кВ;

кВ;

кВ;

кВ;

кВ.

Наибольшая потеря напряжения в послеаварийном режиме имеет место при отключении линии12, т.е. кВ, что составляет %.

5.1. Влияние потоков реактивной мощности на электрические сети

Среднестатистические данные мировой электроэнергетики свидетельствуют, что в настоящее время от 40 до 50 процентов всей электроэнергии, преобразуемой в механическую, приходится на асинхронные электроприводы. Следовательно, именно асинхронные электродвигатели определяют соотношение активного и реактивного (индуктивного) потоков мощности в системах электроснабжения общего назначения.

Если принять средний уровень коэффициента мощности асинхронного электродвигателя на уровне cosφ = 0,8, то нетрудно увидеть, что индуктивная составляющая тока достигает 60% от полного тока, потребляемого асинхронным электроприводом. Значительная доля потерь электрической энергии в электрических сетях определяется нагревом токоведущих жил линий электропередачи. Эти потери пропорциональны квадрату тока и, следовательно, до 36 процентов таких потерь обусловлены протеканием реактивной составляющей тока.

Синхронные генераторы электрических станций вырабатывают как активную, так и реактивную мощности, что предопределяет расчет их якорных обмоток по полному току, состоящему из активной и индуктивной составляющих. Электроэнергия на пути от электростанции до потребителя проходит через 6-8 ступеней трансформации, что обусловлено оптимизацией уровней номинальных напряжений на каждом участке электрической сети. Обмотки трансформаторов рассчитываются по уровню полного тока, в состав которого входит и реактивная составляющая.

С учетом изложенного разгрузка электрических сетей от потоков реактивной мощности, безусловно, целесообразна, так как приводит к уменьшению потерь на нагрев проводов при одном и том же уровне передаваемой активной мощности. Кроме того, снижение потоков реактивной мощности позволяет оптимизировать технико-экономические показатели синхронных генераторов электрических станций и силовых трансформаторов электрических сетей. Повышение коэффициента мощности электропотребителей на 0,01 в масштабе России обеспечивает возможность дополнительного полезного отпуска электроэнергии в 500 млн. кВт·ч в год.

Разгрузка электрических сетей от реактивных потоков мощности, очевидно, будет тем большей, чем ближе к потребителям электрической энергии размещены в электрических сетях компенсирующие устройства. Вместе с тем, при выборе оптимального варианта следует исходить из технико-экономических расчётов, основанных на системном подходе решения задачи компенсации реактивной мощности. Очевидно, что оптимальное решение должно удовлетворять интересам как электроснабжающих систем, так и потребителей электроэнергии с учётом эффекта по всей системе в целом.

П отребитель электроэнергии присоединен к источнику синусоидального напряжения

и потребляет синусоидальный ток , отстающий по фазе от напряжения на угол φ.

Значение мгновенной мощности на зажимах приемника определяется выражением

(5.1)

и является суммой двух величин, одна из которых постоянна во времени, а другая пульсирует с двойной частотой (рис.5.1).

Среднее значение мгновенной мощности p за период питающего напряжения T полностью определяется первым слагаемым. Действительно,

(5.2)