3. Выбор номинального напряжения проектируемой сети.

Прежде чем приступить к расчёту реактивных мощностей, необходимо оценить значение номинального напряжения линий электропередачи. Обоснование номинального напряжения электропередачи является сложной задачей.

В общем случае выбор номинального напряжения районной сетипроизводится одновременно с выбором графа сети и схемы электрических соеденений на основе технико-экономических расчётов. Напряжение определяет параметры ЛЭП и электрооборудования подстанций и сетей, а, следовательно, размеры капиталовложений, расход цветного металла, потериэлектроэнергии и эксплуатационные расходы.в основном номинальное напряжение определяется передаваемой мощность. И длиной линии. Для предварительной оценки возможного номинального напряжения (кВ) электропередачи используем эмпирическую формулу Г.А. Илларионова:

где Р_i – передаваемая активная мощность по одной цепи ЛЭП, МВт;

L_i – длина ЛЭП, км.

Выбор номинального напряжения проектируемой сети:

Для одноцепных линий:

Таблица 1.4. – Рациональное и номинальное напряжение ЛЭП.

ЛЭП			Мощность основного режима, МВт		Напряжеие, кВ
Между узлами	Длина, км	Рациональное			Номинальное
А1	23,00	61,43		126,56		110
21	37,00	16,87		78,64		110
А2	49,00	16,09		77,71		110
В2	42,00	64,48/2		140,47		110
В3	62,00	57,27		139,05		220
34	42,00	9,93		61,59		220
4В	53,00	59,13		139,06		220

4. Баланс реактивной мощности.

Реактивная мощность в каждом пункте вычисляется по формуле:

где Q – реактивная мощность в соответствующем пункте, МВАр;

S – полная мощность в соответствующем пункте, МВА;

Таблица 1.5. – реактивная мощность подстанций.

ПС	Si, МВА	Qi, МВАр
1	90,00	44,37
2	70,00	29,02
3	80,00	43,41
4	60,00	34,34

Потребляемая реактивная мощность:

Реактивные мощности источников питания:

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

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

Q_КУ – реактивная мощность компенсирующих устройств;

Q_C – реактивная мощность, генерируемая ёмкостью линий электропередачи;

Q_М – реактивная мощность, одновременно потребляемая приёмниками электроэнергии, присоединёнными к подстанциям сетевого района;

Q_C – потери реактивной мощности в элементах электрической сети.

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

,

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

Р_С – потери активной мощности в сети; в сетях с одной, двумя ступенями трансформации Р_С составляют 4-6% от полной передаваемой мощности в сети; – угол сдвига между векторами тока и напряжения генераторов станций относительно шин высокого напряжения.

Активная мощность одновременно потребляемая в сетевом районе:

Потери активной мощности в сети рассчитываются следующим образом:

Средний коэффициент мощности генераторов . Следовательно,

Потери реактивной мощности в основной электрической сети ориентировочно можно рассчитать:

где – полная мощность потребителей сетевого района; – число ступеней трансформации в сетевом районе (рекомендуется принять равным 1);

Реактивная мощность, генерируемая линиями, условно принимается для одноцепных линий при напряжении 110 кВ, 12 при напряжении 220 кВ.

Из приведенного баланса реактивных мощностей находится мощность компенсирующих устройств:

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

Мощность компенсирующих устройств на каждой подстанции:

Q_куi=P_мi(tg_i— tg_c,ку),

где Р_мi – максимальное значение активной мощности потребителей i-ой подстанции; _i – угол сдвига фаз i-ой подстанции, соответствующий коэффициенту мощности i-го узла нагрузки в максимальном режиме.

Таблица 1.6.1 - Необходимая мощность компенсирующих устройств на подстанциях графа

№ П/С	Pi, МВт	tgi	Qкуi
1	78,30	0,67	16,44
2	63,70	0,57	7,01
3	67,20	0,67	14,11
4	49,20	0,43	-1,48

Вычислим реактивные мощности на головных участках ЛЭП. Для простой замкнутой сети (Рисунок 3) распределение мощностей рассчитываем в ветвях, подключенных к пункту 2.

Реактивная мощность, протекающая по ветви А-2 рассчитывается по формуле

Реактивная мощность, протекающая по ветви В–2, рассчитывается по формуле:

Результаты расчётов записаны в таблице 1.6.

Таблица 1.7 – Потокораспределение реактивных мощностей

Режим	Мощность линии между узлами, МВАр
	А-1	2-1	А-2	В-2	В-3	4-3	В-4
Основной режим	35,45	8,92	15,60	28,04/2	37,86	5,55	39,89
Утяжелённый (при отключ. линии)	45,34 (А-2)	44,37 (А-1)	45,34 (А-1)	28,04 (В-2)	77,75 (В-4)	43,41 (В-3)	77,5 (В-3)