Проектирование питающих электрических сетей энергосистем: Учебное пособие для курсового проектирования по дисциплине «Электропитающие системы и электрические сети», страница 24

    СОСТАВЛЕНИЕ БАЛАНСА МОЩНОСТЕЙ

          При передаче мощности через любой элемент сети часть этой мощности неизбежно расходуется в виде потерь. Различают потери активной и реактивной мощности, а также условно-постоянные и условно-переменные потери. Условно-переменными называются потери, величина которых определяется главным образом током нагрузки. Условно-постоянные – это потери, которые определяются в основном уровнем напряжения. Условно-переменные потери называют также нагрузочными, а условно-постоянные потери в трансформаторах – потерями холостого хода.

          Таким образом, в каждом элементе сети в общем случае можно выделить четыре вида потерь мощности: нагрузочные потери активной мощности, нагрузочные потери реактивной мощности, условно-постоянные потери активной мощности и условно-постоянные потери реактивной мощности.

          Нагрузочные потери активной мощности в линиях электропередач расходуются на выделение тепла в проводах, а нагрузочные потери реактивной мощности – на создание переменного магнитного поля линии. Величины этих потерь в МВт и Мвар определяются соответственно по формулам

                                                    (7.1)

                                                   (7.2)

где i – номер линии; P_лi и Q_лi – потоки мощности в линии в нормальном режиме, МВт и Мвар; R_лi и X_лi – активное и индуктивное сопротивления линии в нормальном режиме, Ом; U – напряжение, кВ, которое в расчетах следует принимать равным номинальному напряжению.

          Условно-постоянные потери активной мощности в линиях – это потери на корону и потери в изоляторах. При напряжениях 220 кВ и ниже эти потери обычно не учитывают.

          Условно-постоянные потери реактивной мощности в линиях обусловлены наличием емкости между проводами фаз и между проводами и землей. Однако поскольку емкость не потребляет реактивную мощность, а выдает ее в сеть, то эти потери отрицательны. Поэтому в расчетах обычно используются не потери реактивной мощности в емкости, а так называемая зарядная мощность, под которой понимают реактивную мощность, генерируемую емкостью линии.

Величина зарядной мощности равна по модулю и противоположна по знаку потерям реактивной мощности в емкости линии. Общую зарядную мощность в Мвар, генерируемую линией, можно определить по формуле

                                                       (7.3)

где i – номер линии; B_лi – емкостная проводимость линии в нормальном режиме, См; U – напряжение, кВ.

          Емкостная проводимость линии равна

                                                       (7.4)

где B_0i – погонная емкостная проводимость одной цепи i-й линии, См/км, которая определяется либо по справочным данным, приведенным, например, в [2], [4] и [7], либо по формуле

                                                    (7.5)

          Данная формула справедлива только при напряжении 220 кВ и ниже, когда каждая фаза состоит из одного провода. При напряжении 35 кВ и ниже емкостную проводимость воздушных линий можно не учитывать.

          Нагрузочные потери активной и реактивной мощности в трансформаторах подстанций расходуются соответственно на нагрев обмоток трансформаторов и на создание магнитных полей рассеяния. Эти потери (в МВт и Мвар) равны

                                              (7.6)

                                            (7.7)

где i – номер подстанции; P_i, Q_i и S_i – нагрузки подстанции, МВт, Мвар и МВА; R_псi и X_псi – активное и индуктивное сопротивления обмоток трансформаторов подстанции, Ом, которые определяются по формулам

                                                       (7.8)

                                                (7.9)

где S_нi – номинальная мощность трансформатора i-й подстанции, МВА; U_внi – номинальное высшее напряжение трансформатора, кВ; P_кзi – потери короткого замыкания трансформатора, МВт; U_к%,i – напряжение короткого замыкания трансформатора, %; n_тi – число трансформаторов на подстанции.