5. Расчет режима сети

1. В результате расчета сети определяют потери мощности в элементах сети, потоки мощности в ветвях, напряжения в узлах. Это дает возможность судить об экономичности режима и соответствии напряжений требуемым показателям качества.

Рис.2 Схема замещения электрической сети

Допустимыми можно считать отклонения напряжений от номинального в пределах Повысить показатели качества и экономичности можно регулированием режима сети.

Исходные данные для расчета режима в расчетном задании: параметры схемы замещения, мощности нагрузок, напряжение на шинах станции (напряжение на шинах низкого напряжения трансформатора Т1 равно номинальному). При таком задании информации - мощности нагрузок в конце и напряжение в начале - расчет выполняют в два этапа. На первом этапе (от конца сети к началу) проводится расчет потерь мощности и зарядных мощностей ЛЭП по номинальным напряжениям. На втором этапе (от начала к концу) выполняется расчет режима напряжений последовательно от пункта питания (шин станции) к узлам нагрузки.

Потери мощности в сопротивлении

где: - передаваемая по сопротивлению мощность;

- напряжение, при котором передается мощность.

Распределение мощностей в схеме замещения ЛЭП.

Мощность отличается от мощности на величину потерь:

Реактивная (зарядная) мощность одной из веточек ЛЭП: Реактивная мощность имеет емкостной характер; с учетом зарядной мощности потоки мощности в схеме замещения ЛЭП:

Падение напряжения в сопротивлении

При известном напряжении начала напряжение конца :

Модуль напряжения

5.2. ПРИМЕР. Рассчитать режим сети. Выбрать средства регулирования напряжения.

Расчет режима мощностей (первый этап).

В замкнутой сети с шин пункта 5 (среднее напряжение п/ст 2) поступает мощность равная сумме: S₅.

5.2.2. Расчет потерь мощности в эквивалентном автотрансформаторе Т2. (см. рис. 2).

Расчет потерь мощности в ветви 7-8.

По ветви протекает мощность S₅. Реактивное сопротивление этой ветви равно нулю. При переходе через идеальный коэффициент трансформации мощность, как известно, не меняется (меняются токи и напряжения). Мощность в точке 7.

Здесь используется номинальное напряжение 220 кВ, поскольку сопротивления автотрансформатора приведены к высшему напряжению.

Расчет потерь мощности в ветви 9-10.

Мощность в точке 9:

Расчет потерь мощности в ветви 5-6.

По ветви 5-6 протекает сумма двух мощностей: мощность ветви 9-10 и мощность ветви 7-8.

Мощность в точке 6:

Мощность в точке 5 с учетом потерь холостого хода автотрансформатора.

5.2.3. Расчет потерь мощности в эквивалентной линии L (см. схему рис.2).

В конце линии протекает мощность Номинальное напряжение ЛЭП Uн=220 кВ. Зарядная мощность линии.

Мощность в точке 4 с учетом зарядной мощности.

Мощность в точке 3.

Мощность в точке 2 с учетом зарядной мощности.

5.2.4. Расчет потерь мощности в эквивалентном трансформаторе Т1.

Мощность в точке 1 с учетом потерь холостого хода трансформатора.

Расчет режима напряжений (второй этап).

Напряжение на шинах низкого напряжения трансформатора Т1 равно номинальному. При выбранном коэффициенте трансформации (см. п.3.2) напряжение высокой стороны 242 кВ, а низкой 10,5 кВ. Сопротивление обмоток трансформатора приведено к высокой стороне.

5.2.5. Расчет падения напряжения на эквивалентном трансформаторе T1.

где: - поток мощности в точке 1 без учета потерь холостого хода; - сопротивления трансформатора; - напряжение, к которому приведено сопротивление трансформатора.

Напряжение на шинах высокого напряжения трансформатора Т1 (точка 2 рис.2).

5.2.6. Расчет падения напряжения на эквивалентной линии L.

В точке 3 протекает поток мощности (без учета зарядной мощности). Напряжение в точке 3 равно напряжению в точке 2.

Напряжение в точке 4.

Таким образом, напряжение в узле 3 на рис.2:

5.2.7. Расчет падения напряжения на эквивалентном автотрансформаторе Т2.

Падение напряжения на сопротивлении ветви 5-6.

Поток мощности в начале сопротивления (без учета потерь холостого хода).

Напряжение в точке 6.

Падение напряжения на сопротивлении ветви 7-8.

Поток мощности в точке 7:

Напряжение в точке 8:

С учетом коэффициента трансформации (см. п. 3.2.) напряжение в точке 5 схемы рис.2.

Падение напряжения на сопротивлении ветви 9-10 25-24.

Поток мощности в точке 9.

Напряжение в точке 10:

С учетом коэффициента трансформации (см. п. 3.2) напряжение в узле 4 схемы рис. 2.

В режиме максимальных нагрузок желаемое напряжение выше номинального на (5-10)%. Пусть Uж=38,5 кВ. Реальное напряжение узла 4 ниже, поэтому необходимо сделать вывод о том, что следует использовать какие-либо средства для регулирования напряжения (линейные регуляторы, компенсирующие устройства).