КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Определение параметров режима разомкнутой сети
При расчете режима разомкнутой электрической сети (см. рис. 1, а) исходными данными в большинстве случаев являются нагрузки во всех узловых точках сети, кроме питающего пункта, и напряжение в узле питания («расчет по данным начала»). Необходимо учитывать, что нагрузка в узлах схемы (также, как и для кольцевых схем) учитываются «расчетными мощностями станций».
Расчет режима сети выполняется в два этапа.
На первом этапе определяются мощности в начале (S’ij) и в конце (S’’ij) каждой ij-ой ветви схемы замещения (рис. 1.1, б) путем последовательного перехода от участка к участку в направлении от конца сети к ее началу при условии, что напряжения во всех узловых схемы равны номинальному напряжению сети (UН):
Где 
- потери мощности в ij-ой ветви схемы, МВ А;
Rij и Xij – активное и реактивное сопротивление ij-ой ветви схемы, Ом
На втором этапе расчета по найденному распределению потоков мощности питающего пункта определяются потери напряжения в ветвях и напряжения в узлах схемы замещения рис. 1, в при последовательном переходе от узла к узлу в направлении от питающего пункта (UА) до конца сети. Потери напряжения в ij-ой ветви и напряжение в j-ом узле схемы замещения определяются по выражениям:
Где Ui – напряжение i-го узла схемы, кВ;
и 
- продольная и поперечная составляющие падения напряжения в начале (
) и в конце (Uj) ij-ой ветви схемы.
Влияние поперечной составляющей падения напряжения () не учитываются в расчетах сетей 110 кВ и ниже. При расчетах местных сетей допускается не учитывать потери мощности по участкам сети принимать во всех узлах схемы напряжение, равное номинальному значению, при определении потерь напряжения в сети.
Рис.1.1
Определение параметров режима простейшей замкнутой сети.
К простейшим замкнутым сетям относятся кольцевая сеть, содержащая один замкнутый контур (рис.2,а), и магистральная линия с двусторонним питанием (рис. 1.2, б).
Рис. 1.2
Кольцевая сеть может быть представлена схемой линии с двусторонним питанием с напряжением по концам, равным по модулю и фазе (
, см. рис. 1.2, в. Расчет режима замкнутой сети следует начинать с приведения нагрузок к узлам сети. Исходными данными для расчета режима сети являются мощности нагрузок и напряжение в питающем пункте (пунктах). Расчет режима сети выполняется в два этапа. На первом этапе приближенно определяется распределение потоков мощности по участкам сети при условии равенства напряжений в узлах номинальному напряжению сети и отсутствия потерь мощности в сети (направление потоков мощности по участкам сети предельно выбирается условно, см. рис. 1.2, в). В общем случае при n нагрузках в сети мощности, протекающие на головных участках сети, определяется по формулам:
Где 
и 
- сопротивления участков сети от узла m схемы, в котором присоединена нагрузка 
, до питающих узлов 
.
После определения мощности на данном из головных участков сети мощности на остальных участках сети вычисляется уравнениями баланса мощностей в узлах нагрузки и определяется точка потокораздела (рис.1. 2, г).
На втором этапе расчета режима линия с двусторонним питанием разрезается в точке потокораздела (рис.1.2, д), мощности в конце участков, примыкающих к точке потокораздела, принимаются равными соответствующим мощностям, найденным на первом этапе расчета. Дальнейший расчет режима сети осуществляется также, как для разомкнутых сетей «по данным начала».
Пример:
Определить напряжения в узлах и распределение мощностей в кольцевой сети с номинальным напряжением 110 кВ (рис. 1.3, а). Напряжение в точке А в данном режиме поддерживается равным 124 кВ. Длины линий, марка проводов, мощности трансформаторов и нагрузки на шинах вторичного напряжения понижающих подстанций указаны на схеме сети.
Среднегеометрическое расстояние между проводами фаз равно 5 м.
Трансформаторы подстанций Б и В в данном режиме работают с коэффициентом трансформации, равным 117,05/11 кВ, трансформаторы подстанции Г – с коэффициентом 119,09/11 кВ.
Параметры трансформатора мощностью 16 МВ А по паспорту:
∆Px = 26 кВт, ∆Рк = 85 кВт, ek = 10,5%, Ix = 0,85%;
трансформатора мощностью 25 МВ А:
∆Px = 36 кВт, ∆Рк = 120 кВт, ek = 10,5%, Ix = 0,8%;
Рис. 1.3. Схема расчетной сети
Решение:
Потери мощности в трансформаторах
, МВА
Где Кз коэффициент загрузки трансформатра;
Рн – активная нагрузка подстанций, МВт;
Qн – реактивная нагрузка подстанции, Мвар;
Sном – номинальная мощность трансформатора. МВА.
На подстанции Б
коэффициент загрузки трансформатора.
Рис. 1.4. а – схема сети 110 кВ; б – схема замещения сети;
в – потокораспределение в сети без учета потерь мощности (I этап расчета);
г – потокораспределение с приближенным учетом потерь мощности (II этап расчета).
На подстанции В
Где 
коэффициент загрузки трансформаторов;
На подстанции Г
где 
коэффициент загрузки трансформатора.
Мощность нагрузок подстанций, приведенные к стороне высшего напряжения (с учетом потерь мощности в трансформаторах):
Для подстанции Б
Для подстанции В
Для подстанции Г
Погонные параметры линий сети:
| Марка | r, Ом/км | х, Ом/км |  См/км
|
| АС-70 | 0,46 | 0,44 | 2,58 |
| АС-95 | 0,33 | 0,429 | 2,65 |
| АС-150 | 0,214 | 0,416 | 2,74 |
| АС-185 | 0,17 | 0,409 | 2,82 |
Параметры линии А-Б
Ом;
Мвар.
Параметры остальных линий указаны на рис. 1.3, б.
Расчетные нагрузки подстанций с учетом реактивной мощности, генерируемой линиями:
По рис. 4, в определяется потокораспределение в сети без учета потерь мощности:
Потокораздел в данном режиме получается в точке В. В этой точке производится разделение кольцевой сети на две разомкнутые линии – А-Б-В и А-Г-В.
На втором этапе расчет выполняется для двух разомкнутых схем.
Потери мощности в линии Б-В
Мощность в начале линии Б-В
Мощность в конце линии А-Б
Потери мощности в линии А-Б
Мощность в начале линии А-Б
.
Аналогично производится расчет для линии А-Г-В. Результаты расчета нанесены на рис. 12, г.
Продольная составляющая падения напряжения в линии А-Б
.
Поперечная составляющая падения напряжения в линии А-Б
.
Поправка от учета поперечной составляющей
.
Очевидно, что поперечную составляющую падения напряжения можно не учитывать. Таким образом, потеря напряжения в линии А-Б
И напряжения в пункте Б
Потеря напряжения в линии Б-В
Напряжение в пункте В при определении со стороны линии Б-В
Потеря напряжения в линии А-Г
Напряжение в пункте Г
Потеря напряжения в линии В-Г
Напряжение в пункте В при определении со стороны линии Г-В
Потери напряжения в трансформаторах подстанций на подстанции Б
Где 
Напряжение на шинах вторичного напряжения подстанции Б при заданном коэффициенте трансформации
На подстанции В
На подстанции Г
Где 
Полученный режим напряжений является приемлемым.
