4. Расчет основных установившихся режимов работы сети

Состояние электрической сети в любой момент времени называется режи­мом сети и характеризуется следующими параметрами режима: активной и ре­активной мощностями в элементах сети; частотой; напряжением у потребителя и в узловых точках сети; величиной токов, протекающих по участкам сети; уг­лами расхождения векторов ЭДС и напряжений; потерями мощности и паде­ниями напряжений в элементах сети.

Задача расчёта режима заключается в нахождении его параметров с целью определения условий, в которых работает оборудование сети и её потребители. По результатам расчёта оценивается экономичность работы сети, предлагаются эффективные способы снижения потерь энергии, устанавливаются уровни напряжения на подстанциях и мероприятия по поддержанию их в допустимых пределах.

Характер режима сети определяется тремя основными факторами: графика­ми нагрузок отдельных подстанций, режимами работы генерирующих источни­ков, условиями обмена мощностью рассматриваемой энергосистемы с сосед­ними. В общем случае режим сети является сложной функцией всех перечис­ленных факторов, но для ряда систем можно выделить влияние одного опреде­ляющего фактора. Так, в рассматриваемой электроснабжающей системе опре­деляющим фактором будем считать нагрузки сети.

Для определения состояния электрической сети ограничимся рассмотрени­ем следующих характерных нормальных режимов:

– максимальных нагрузок в зимние сутки, когда возникают потоки мощно­сти, связанные с наибольшим потреблением электроэнергии;

– минимальных нагрузок в летние сутки.

Режимы наибольших и наименьших нагрузок энергосистемы во многих случаях могут считаться достаточно показательными, так как параметры остальных режимов должны находиться между рассчитанными предельными.

Для выявления максимальных значений потоков мощности необходимо рассмотреть особо тяжелый послеаварийный режим, возникающий при отключении либо наиболее загруженной линии, либо значительной генерирующей мощности. При этом нагрузки подстанций соответствуют максимальному режиму.

Таким образом, в курсовом проекте предлагается рассчитать три режима се­ти – максимальный, минимальный и наиболее тяжелый послеаварийный. Поря­док расчета параметров режима для всех трех случаев идентичен, отличие заключается в исходных данных.

Исходными данными при расчете любого режима являются: мощности потребителей и электростанций – для максимального и послеаварийного режимов мощности заданы в табл. 2, 3, для минимального режима – определяются графиками нагрузок или принимаются в пределах 0,6..0,7 от заданных; электрическая схема выбранного варианта сети с указанием параметров линий (марка прово­да, длина) и трансформаторов (тип и количество); далее отмечается баланси­рующая подстанция и базисный узел, в котором задаётся напряжение в соот­ветствии с данными табл. 4.

4.1. Расчетная схема замещения электрической сети и расчет нагрузок

Расчет режима сети начинается с составления полной схемы замещения се­ти, в которую линии передачи вводятся П-образными схемами. Двухобмоточные трансформаторы учитываются Г-образной схемой, трёхобмоточные трансформаторы и автотрансформаторы – трехлучевой звездой, а двухобмоточные трансформаторы с расщепленной обмоткой – схемой с двумя лучами. Да­лее для каждой схемы замещения определяются её параметры: для линий пере­дач – активные и индуктивные сопротивления, ёмкостные и по мере необходи­мости активные проводимости; для трансформаторов – активные и индуктив­ные сопротивления всех обмоток и активные и индуктивные проводимости [2, 3]. Для сетей напряжением 220 кВ и ниже при расчетах проводимости линий и трансформаторов можно учитывать мощностью, которая в них теряется, по­этому целесообразно для каждой линии подсчитать зарядную мощность, а для трансформаторов потери активной и реактивной мощности в магнитопроводе [2, 3].

Перед выполнением расчета составленную схему замещения необходимо упростить, т.е. привести её к расчетному виду и определить расчетные нагрузки [2, 3, 11]. Расчетная схема сети представляет собой набор последовательно и параллельно включенных элементов (линии, обмотки трансформаторов), содержащих активные и индуктивные сопротивления. Если проектируемая сеть со­стоит из участков с различными номинальными напряжениями , то сопротивления всех участков сети и всех трансформаторов можно пересчитать на одно напряжение, приняв его за базисное , по формулам:

где , – сопротивления участков при , а , – сопротивления тех же участков, приведенные к базисному .

Подстанции в расчетной схеме учитываются расчетными нагрузками, которые включают в себе заданную мощность подстанции в рассматриваемом режиме , потери мощности в трансформаторах и зарядные мощности линий , присоединенных к данной подстанции:

где n – количество линий, подключенных к данной подстанции. Если по расчету баланса мощности (см. п. 2) на рассматриваемой подстанции устанавли­вается компенсирующее устройство мощностью , то

Расчетная мощность станции учитывает мощность, вырабатываемую генераторами ; мощность, расходуемую на собственные нужды ; мощность потребителя, расположенного в районе станции ; потери в трансформаторах ; зарядные мощности линий, к ней присоединенных:

Для нахождения потерь в трансформаторах, можно использовать следую­щие формулы:

– потери мощности в параллельно работающих двухобмоточных трансформаторах:

где – мощность подстанции со стороны низшего напряже­ния в соответствующем режиме работы;

– потери мощности в параллельно работающих трансформаторах с расщепленной обмоткой:

Здесь , – мощности обмоток низшего напряже­ния в рассматриваемом режиме; , – сопротивления одного плеча схемы замещения трансформатора;

– потери мощности в параллельно работающих трехобмоточных трансформаторах и автотрансформа­торах:

Здесь , , – мощности обмо­ток трансформатора в рассматриваемом режиме , , , , , – сопротивления обмоток.

Целесообразно расчет приведенных нагрузок провести как для максималь­ного, так и для минимального режима работы сети, представив результаты рас­чета в табл. 8.

Таблица 8

№ п/ст	Режим
	макс. нагр.
	мин. нагр.