2.7. Распределение потоков мощностей в радиально-магистральных сетях

Магистралью называется линия с промежуточными отборами мощности вдоль линии (рис. 2.14,а). В пределе с увеличением числа нагрузок получается линия с равномерно распределенной нагрузкой (рис. 2.14,б), где плотность нагрузки на единицу длины одинакова для любого участка.

Рис. 2.14. Виды схем: а – магистраль; б – линия с равно-

мерно распределенной нагрузкой; в – радиальная схема;

г – радиально-магистральная схема

Радиальные линии исходят из одной точки сети (рис. 2.14,в).

Радиально-магистральные линии включают в себя элементы магистральной и радиальной линий (рис. 2.14,г).

Приближенное распределение потоков мощностей в магистральной линии можно определить с помощью линии сечения.

Сечением будем называть замкнутую линию, которая пересекает только один участок линии и не включает источник питания – точку, откуда исходит магистраль.

Поток мощности по j-му участку равен сумме мощностей нагрузок, охватываемых линией сечения

, (2.50)

где s – множество номеров нагрузок, охваченных сечением j-го участка.

Для схемы магистрали (рис. 2.15) даны три линии сечения, каждая из которых охватывает одну, две или три нагрузки. Соответственно потоки мощности для участков будут определяться как:

для первого участка – мощность первой нагрузки;
для второго участка – сумма мощностей первой и второй нагрузок;
для третьего участка – сумма мощностей всех трех нагрузок.

Рис. 2.15. Сечения участков магистрали

Для радиальной сети поток мощности равен мощности нагрузки, которая подключена к конечному узлу участка:

, (2.51)

так как все сечения охватывают только по одной нагрузке.

Потокораспределение в радиально-магистральных сетях в общем случае определяется линиями сечений по формулам (2.50).

В расчете потокораспределения с учетом потерь мощности и зарядной мощности ЛЭП для каждого участка рассчитываются потоки мощности у начального и конечного узлов .

Для расчетов надо использовать правильно выбранную последовательность вычислений на участках сети. Таких последовательностей может быть несколько. Приведем один алгоритм получения последовательности расчетов участков.

Вначале рассчитываются участки, которые являются радиальными: один из узлов, к которому присоединяется рассчитываемая ветвь, является «висячим», к нему подходит только одна ветвь.

Рассчитанные ветви из дальнейшего рассмотрения исключаются.

Затем вновь проверяется, какие участки оказались радиальными после исключения рассчитанных участков. Эти участки рассчитываются и также исключаются из дальнейшего рассмотрения.

Подобная процедура повторяется до тех пор, пока не будут рассчитаны все участки сети. Так заканчивается первый этап расчета – этап расчета потокораспределения.

Второй этап – расчет режима напряжений – ведется в обратном порядке от головных участков к последним, с которых начинался расчет в первом этапе.

Рассмотрим пример (рис. 2.16).

Рис. 2.16. Пример для иллюстрации расчета

радиально-магистральной сети

Сеть состоит из четырех узлов нагрузки и четырех участков. Номера ветвей указывают, в каком порядке будет выполняться их расчет на первом этапе потокораспределения. В потоки мощности на участках включаются не только мощности нагрузок, охваченных соответствующими линиями сечения, но и потери мощности на рассчитанных участках. Таким образом, мощность пункта питания будет равна сумме всех мощностей нагрузок плюс сумма потерь мощности на всех участках сети.

Все мощности в поперечных ветвях схемы замещения сети (зарядная мощность ЛЭП, потери холостого хода трансформаторов, потери на корону) обычно включаются в мощности нагрузки на предварительном этапе формирования расчетной схемы замещения сети.

Пример

Рассчитать потокораспределение в сети, представленной на рис. 2.16. Номинальное напряжение сети – 110 кВ.

Линии 1 и 2 выполнены проводом марки АС 70/11, а линии 3 и 4 – АС 95/16. Все параметры сети и расчет приведен в системе Mathcad.

Параметры линий: сопротивления в омах, проводимости в сименсах. Мощности в мегавольт-амперах, напряжения в киловольтах.