Потокораспределение и расчет напряжения в узлах районной электрической сети

Определение параметров режима разомкнутой сети.

При расчете режима разомкнутой сети (рис. 2.7.3, а) исходными данными являются нагрузки на всех потребительских подстанциях (с учетом потерь мощности в трансформаторах) и напряжение в питающем пункте. Расчет режима выполняется в несколько этапов. На первом этапе определяются мощности, протекающие по каждому участку, путем последовательного перехода от участка к участку в направлении от конца сети к ее началу при условии, что напряжения во всех узловых точках схемы равны, например,

S ₂₃ = S ₃; S ₁₂ = S ₂ + S ₃; S _A1 = S ₁ + S ₂ + S ₃ (2.18)

а) б)

Рис. 2.7.3. Потокораспределение в разомкнутой сети: а) без учета потерь мощности на участках сети; б) с учетом потерь мощности на участках сети.

На втором этапе расчета по найденному распределению потоков активной мощности выбирают сечения проводов на каждом участке ВЛ. В результате этого определяются сопротивления и зарядная мощность участков линий электропередачи.

На третьем этапе выполняется потокораспределение с учетом потерь мощности на всех участках сети (рис. 2.7.3, б), при условии, что напряжения во всех узловых точках равны номинальному напряжению. Потокораспределение выполняется в направлении от конца сети к ее началу с учетом зарядной мощности на каждом участке.

Мощность в конце продольной части линии третьего участка по первому закону Кирхгофа

Потери мощности на этом участке

, (2.20)

где и - активная и реактивная мощности, протекающие по расчетному участку, МВт и Мвар;

R ₂₃ и X ₂₃ - активное и реактивное сопротивления этого участка, Ом.

Мощность в начале рассчитываемого участка линии больше, чем мощность в конце, на величину потерь мощности на этом участке, т.е.

Далее по первому закону Кирхгофа определяется мощность в конце второго участка. С учетом зарядной мощности это составит

Затем рассчитываются потери мощности на этом участке и дальнейшие расчеты повторяются до тех пор, пока не будут определены мощности в начале всех участков.

На последнем этапе расчета определяются потери напряжения на участках сети и напряжения в узлах схемы замещения при последовательном переходе от узла к узлу в направлении от питающего пункта (U _A) до конца сети. Напряжение в узле 1 (U ₁) будет равно

, (2.23)

(2.24)

(2.25)

где - продольная и поперечная составляющие падения напряжения в ветви А-1 схемы;

d _А1 - угол между векторами напряжений в начале (U _A) и в конце (U ₁) ветви схемы;

- активная и реактивная мощности в начале участка А-1, МВт и МВАр;

R _А1 и Х _А1 - активное и реактивное сопротивления этого же участка, Ом.

Определение параметров режима простейшей замкнутой сети.

Замкнутыми сетями называются сети, в которых электроэнергия к потребительским подстанциям подается не менее чем с двух сторон. Точки сети, в которых сходятся потоки мощностей, называются точками потокораздела.

Если в схему замкнутой сети входят сети нескольких напряжений, все сопротивления продольных ветвей схемы замещения приводятся к одному напряжению

(2.26)

К простейшим замкнутым сетям относятся кольцевые сети, содержащие один замкнутый контур (рис. 2.7.4, а), и магистральная линия с двухсторонним питанием (рис. 2.7.4, б).

Расчет режима в замкнутой сети выполняется с теми же допущениями и в те же этапы, что и для разомкнутой сети.

На первом этапе по уравнениям моментов определяются мощности, протекающие на головных участках сети, например, мощность на участке А-1 (рис. 2.7.4, а)

(2.27)

а ‑ линия с двухсторонним питанием
б ‑ кольцевая сеть
Рис.2.7.4. Потокораспределение в замкнутых сетях

Аналогично определяется мощность, протекающая на участке В-3. Мощности на остальных участках сети вычисляются по уравнениям баланса мощностей в узлах нагрузки и определяется точка потокораздела (рис. 2.7.4), например,

и т.д.

На втором этапе расчета режима линии с двухсторонним питанием разрезаются в точке потокораздела, мощности в конце участков, примыкающих к точке потокораздела, принимаются равными соответствующим мощностям, найденным на первом этапе расчета. Дальнейший расчет режима замкнутой сети осуществляется так же, как для разомкнутых сетей.

Потеря напряжения определяется по любому пути от питающего пункта до точки (точек) потокораздела по активным и реактивным мощностям. Если эти точки не совпадают, то потеря напряжения подсчитывается дважды до обеих точек. Наибольшая величина сравнивается с допустимой. При этом необходимо соблюдение условия

D U < D U _доп

Можно принимать D U _доп = 5 – 7% в нормальном режиме и D U _доп.ав = 12 – 14% в аварийном.

В пояснительной записке необходимо привести схемы замещения линий и трансформаторов с потокораспределением мощностей. Результаты расчета параметров сети в режимах максимальных нагрузок должны быть представлены в виде расчетных таблиц (по ветвям и узлам схемы).

Для расчета потокораспределения в схемах, содержащих два-три контура применяется также метод преобразования. Сущность метода - сведение замкнутой схемы к радиальной или к сети с двухсторонним питанием путем последовательных преобразований с последующим развертыванием сети и определением потоков мощности в исходной схеме. Подробно методика расчета изложена в [2, 3, 4, 5, 6] и др.