Расчёты режимов электрических сетей

Расчёты установившихся режимов рекомендуемой схемы сети (определение потокораспределения, потерь мощности и уровней напряжения) выполняются для условий годового максимума электрических нагрузок (зимний максимум для ОЭС и большинства региональных энергосистем и летний максимум – для отдельных энергосистем и энергорайонов с крупными сезонными потребителями).

Для проверки соответствия схемы требованиям надёжности электроснабжения выполняются расчёты послеаварийных режимов при отключении наиболее загруженных линий и трансформаторов.

При выполнении расчётов установившихся режимов работы сети рекомендуется руководствоваться следующими исходными условиями.

Расчёты режимов сетей 110 кВ и выше выполняются для полной схемы сети – при всех включенных линиях и трансформаторах. Целесообразность и точки размыкания сетей 110 – 330 кВ должны быть обоснованы. При выполнении расчётов режимов сетей 35 кВ и выше сети 35 кВ принимаются разомкнутыми.

Мощность электростанций принимается в расчётах в соответствии с нормальными длительными режимами их работы; кроме того, проверяются также расчётные максимальные режимы работы системообразующей сети при наиболее неблагоприятном сочетании отключения агрегатов электростанций.

Расчётные напряжения на шинах электростанций принимаются выше номинальных в сети на 10% (для U _{ном.сети} = 35 – 220 кВ).

Для регулирования напряжения на всех ПС 35 – 750 кВ следует предусматривать трансформаторы (автотрансформаторы) с устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН).

На шинах первичного напряжения ПС в режиме максимальной нагрузки уровни напряжения должны обеспечивать получение на вторичной стороне трансформаторов (с учётом использования РПН) напряжения не ниже 1, 05 номинального в нормальных и не ниже номинального – в послеаварийных режимах. В режиме минимальной нагрузки напряжение на первичной стороне подстанций 35 – 330 кВ, как правило, не должно быть выше 1, 05 номинального напряжения сети; более высокое напряжение допускается при условии, что на шинах НН не будет превышено номинальное напряжение.

Наибольшие расчётные напряжения должны быть ниже максимальных рабочих по стандарту на 2, 5% для сетей 330 кВ и ниже.

Мощность и размещение компенсирующих устройств (КУ) выбираются исходя из необходимости обеспечения требуемой пропускной способности сети в нормальных и послеаварийных режимах при поддержании нормативных уровней напряжения и запасов устойчивости. Реактивные составляющие максимальных нагрузок в расчётах принимаются на основе анализа отчётных и проектных данных; в случае их отсутствия допускается принимать коэффициенты реактивной мощности (tgφ) не выше следующих значений:

Прохождение в электрических сетях реактивных токов обусловливает добавочные потери активной мощности в линиях, трансформаторах, генераторах электростанций, дополнительные потери напряжения, требует увеличения номинальной мощности или числа трансформаторов, снижает пропускную способность всей системы электроснабжения. Для обеспечения экономичности режимов работы сети, а также для решения задач регулирования напряжения в курсовом проекте рекомендуется провести меры по снижению потребления реактивной мощности, т.е. осуществить искусственную поперечную компенсацию.

Мощность компенсирующих устройств, устанавливаемых на потребительских подстанциях, должна удовлетворять требованиям баланса реактивной мощности и требованиям экономичности режима работы сети. Установка дополнительных КУ с целью снижения потерь электроэнергии в сетях требует технико-экономического обоснования. При этом должна учитываться целесообразность размещения КУ, главным образом, непосредственно у потребителей.

Расчет мощности компенсирующих устройств, устанавливаемых на шинах НН ПС, производится по формуле:

, (2.11)

где Р_i, tgφ _i – активная нагрузка и коэффициент реактивной мощности на шинах НН i-ой ПС.

tgφ _опт – оптимальное значение коэффициента реактивной мощности, определяемое вышеуказанными условиями.

В качестве средств компенсации реактивной мощности применяют шунтовые батареи конденсаторов, синхронные компенсаторы, статические компенсаторы реактивной мощности. Основным типом устанавливаемых компенсирующих устройств обычно являются батареи конденсаторов. На крупных ПС 220 кВ и более может быть определена установка синхронных компенсаторов. При проектировании новых линий электропередачи 500 и 220 кВ управляемость электрических сетей обеспечивается за счёт применения статических компенсирующих и регулирующих устройств нового типа с применением преобразовательной техники. Шунтовые конденсаторные батареи отечественного исполнения комплектуются из конденсаторов типа КСА-0, 66-20 и КС2А-0, 66-40 (таблица 3.2.1).

Установка дополнительных КУ с целью снижения потерь электроэнергии в сетях требует технико-экономического обоснования. При этом должна учитываться целесообразность размещения КУ, главным образом, непосредственно у потребителей.