2.4 Уточненный баланс реактивной мощности

Уточняется баланс реактивной мощности, при необходимости заново выбирается мощность КУ по подстанциям. В отличие от предварительного выбора КУ, здесь следует вычислить генерацию реактивной мощности линиями электропередачи и потери её в линиях, точнее рассчитать потери реактивной мощности в трансформаторах.

+Q_С+Q_ку= +Q_Л+Q_ТР

Определим потери Р и Q в линиях и трансформаторах:

На подстанции 1 установлено два автотрансформатора :

S_ном=200 МВА, U_ВН=230 кВ, U_СН=121 кВ, U_НН=10,5 кВ,

Р_хх=125 кВт, u_кВН-СН=11%, u_кВН-НН=32%, u_кСН-НН=20%,

Р^Тк=500 кВт,

I_х=0,5%.

u_кВ=0,5(u_кВН-СН + u_кВН-НН - u_кСН-НН)=(11+32-20)=23,

u_кс=0,5(u_кВН-СН + u_кСН-НН -u_кВН-НН)=(11+20-32)=0,

u_кн=0,5(u_кСН-НН+ u_кВН-НН - u_кВН-СН)=(32+20-11)=41,

Р_ст1=250 кВт, Q_ст1= 2000 квар,

Р_м1=99,59 кВт,

Q_м1=( )+( )+( )=

=( )+(0)+( ) = 12862,7 квар,

=Р_ст1+Р_м1+Q_ст1+Q_м1=250 + 99,59 + j2000 + j12862,7 =

= 349,6+j14862,7 кВА.

На подстанции 2 установлено два трансформатора :

S_ном=25 МВА, U_ВН =115 кВ, U_НН =10,5 кВ,

Р_хх=27 кВт, Р_к=120 кВт, u_кВН-НН=10,5%, I_х=0,7%.

Р_ст2=54 кВт, Q_ст2= 350 квар,

Р_м2=83,09 кВт, Q_м2= = 1817,6 квар,

=Р_ст2+Р_м2+Q_ст2+Q_м2=54+83,09 +j350+j1817,6 =137,1+j 2167,6кВА.

На подстанции 3 установлено два трансформатора :

S_ном=40 МВА, U_ВН=115 кВ, U_НН=10,5 кВ,

Р_хх=36 кВт, Р_к=172 кВт, u_кВН-НН=10,5%, I_х=0,65%.

Р_ст3=72 кВт, Q_ст3= 520 квар,

Р_м3=102,08 кВт, Q_м3= = 2492,7 квар.

=Р_ст3+Р_м3+Q_ст3+Q_м3=72+102,08 +j520+j2492,7 =174,08+j3012,7 кВА.

На подстанции 4 установлено два трансформатора :

S_ном=16 МВА, U_ВН=115 кВ, U_НН=11 кВ,

Р_хх=19 кВт, Р_к=85 кВт, u_кВН-НН=10,5%,

I_х=0,7%.

Р_ст4=38 кВт, Q_ст4= 224 квар,

Р_м4=78,54 кВт, Q_м4= = 1552,2 квар,

=Р_ст4+Р_м4+Q_ст4+Q_м4=38+78,54 +j224+j1552,2 =116,5+j1776,2 кВА.

На подстанции 5 установлено два трансформатора :

S_ном=10 МВА, U_ВН=115 кВ, U_НН=11 кВ,

Р_хх=14 кВт, Р_к=60 кВт, u_кВН-НН=10,5%, I_х=0,7%.

Р_ст5=28 кВт, Q_ст5= 140 квар,

Р_м5=35,64 кВт, Q_м5= = 623,7 квар.

Потери в трансформаторе составят:

=Р_ст5+Р_м5+Q_ст5+Q_м5=28+35,64 +j140+j623,7 =63,64+j763,7 кВА.

Линия РЭС -1:

Провод АС-240/32, l=43 км, R_Л=2,537Ом, Х_Л=9,35 Ом, В₀=2,60410^-6 См/км;

Р_РЭС-1=1,05МВт;

Q_{Л РЭС-1}= = =3,88 Мвар;

Q_{С РЭС-1}= В₀ln=220²2,60410^-6432=10,84 Мвар.

Линия 5-4:

Провод АС-70, l=34 км, R_Л=7,174 Ом, Х_Л=7,548 Ом, В₀=2,54710^-6 См/км;

Р_5-4=0,28 МВт;

Q_{Л 5-4}= = =0,3 Мвар;

Q_{С 1-5}= В₀ln=110²2,54710^-6342=2,1 Мвар.

Линия 1-2:

Провод АС-185, l=35 км, R_Л=2,78 Ом, Х_Л=7,228 Ом, В₀=2,74710^-6 См/км;

Р_1-2=1,22 МВт;

Q_{Л 1-2}= = =3,17 Мвар;

Q_{С 1-2}= В₀ln=110²2,74710^-6352=2,33 Мвар.

Линия 2-3:

Провод АС-120, l=35 км, R_Л=4,27 Ом, Х_Л=7,47 Ом, В₀=2,65810^-6 См/км;

Р_2-3=0,67 МВт;

Q_{Л 2-3}= = =1,17 Мвар;

Q_{С 2-3}= В₀ln=110²2,65810^-6352=2,25 Мвар.

Линия 1-5:

Провод АС-95, l=28 км, R_Л=4,214 Ом, Х_Л=6,076 Ом, В₀=2,61110^-6 См/км;

Р_1-5=0,37 МВт;

Q_{Л 1-5}= = =0,54 Мвар;

Q_{С 1-5}= В₀ln=110²2,61110^-6282=1,77 Мвар.

Сумарные потери в линиях и трансформаторах:

Р_ТР= =349,6+137,1+174,08+116,5+63,64=840,92 кВт=0,841 МВт;

Р_Л=Р_РЭС-1+Р_1-2+Р_1-5+Р_2-3+Р_5-4= 3,59 МВт;

Q_ТР = = 14862,7 + 2167,6 + 3012,7 + 1776,2 + 763,7 = 22582,9 квар = 22,583 Мвар;

Q_Л=Q_{Л РЭС-1}+Q_{Л 1-2}+Q_{Л 1-5}+Q_{Л 2-3}+Q_{Л 5-4}=3,88 +3,17 +0,54 +1,17 +0,3

=9,06 Мвар;

Q_С=Q_{С РЭС-1}+Q_{С 1-2}+Q_{С 1-5}+Q_{С 2-3}+Q_{С 5-4}=1,77 +2,25 +2,33 +2,1 +10,84 =

=19,29 Мвар;

Р_ген= +Р_ТР+Р_Л=130+0,841 +3,59 =134,431 МВт;

Q_ген=Р_генtg _ген=134,431 0,5667=76,18 Мвар;

=56,25 Мвар.

Q_{ку(уточн)}= +Q_Л+Q_ТР-Q_ген-Q_С= 56,25 + 9,06 + 22,583 - 76,18 - 19,29 = -7,577 Мвар;

=0,49.

Определим мощность компенсирующих устройств для каждой подстанции:

Q_ку1=Р_нагр1(tg_нагр- tgφ_Б)= 33(0,75 - 0,49)=8,58 Мвар;

Q_ку2=Р_нагр2(tg_нагр- tgφ_Б)= 27(0,75 - 0,49)=7,02 Мвар;

Q_ку3=Р_нагр3(tg_нагр- tgφ_Б)= 40(0,75 - 0,49)=10,4 Мвар;

Q_ку4=Р_нагр4(tg_нагр- tgφ_Б)= 20(0,75 - 0,49)=5,2 Мвар;

Q_ку5=Р_нагр5(tg_нагр- tgφ_Б)= 10(0,75 - 0,49)=2,6 Мвар.

Проверка вычисления реактивной мощности компенсирующих устройств:

Q_ку= Q_ку1+ Q_ку2+ Q_ку3+ Q_ку4+ Q_ку5=8,58 +7,02 +10,4 +5,2 +2,6 = 33,8 Мвар.

Реактивная мощность каждой подстанции после компенсации:

Q₁=Q_нагр1–Q_ку1= 24,75 – 8,58 = 16,17 Мвар;

Q₂=Q_нагр2–Q_ку2= 20,25 – 7,02 = 13,23 Мвар;

Q₃=Q_нагр3–Q_ку3= 30 – 10,4 = 19,6 Мвар;

Q₄=Q_нагр4–Q_ку4= 15 – 5,2 = 9,8 Мвар;

Q₅=Q_нагр5–Q_ку5= 7,5 – 2,6 = 4,9 Мвар.

Мощности каждой подстанции:

= (33+j 16,17) МВА, S_н1= 36,75 МВА;

= (27+j 13,23) МВА, S_н2= 30,07 МВА;

= (40+j 19,6) МВА, S_н3= 44,54 МВА;

= (20+j 9,8) МВА, S_н4= 22,27 МВА;

= (10+j 4,9) МВА, S_н5= 11,14 МВА.

Определим суммарную полную мощность подстанций:

36,75+30,07+44,54+22,27+11,14 =144,77.

Определим коэффициент мощности cos _Б после установки КУ:

_Б = arctg (tg _Б)= arctg 0,49= 26,1; cos _Б= 0,89.