Расчет установившегося режима электрической сети

4.  Расчет установившегося режима электрической сети

При расчете параметров режима электрической сети рассматривают два случая: расчет проводят “по данным конца”, если задано напряжение на шинах наиболее удаленного потребителя; расчет проводится методом последовательных приближений, если известно напряжение на шинах источника (расчет “по данным начала”). В том и другом случаях расчет ведут последовательно для каждого участка сети. Формулы принимаются в соответствии с работой [4].

В рассматриваемой задаче известной величиной является напряжение в базисном узле, следовательно, расчет проводится “по данным начала”. Начиная расчет, проанализируем полученную расчетную схему сети (рис. 7). Рассматриваемая схема содержит 10 узлов, включая базисный, и 10 ветвей, состоящих из активных и индуктивных сопротивлений. Причем участки между узлами 1,2,3,4 образуют замкнутую электрическую сеть, а остальные представляют собой ответвления от нее.

Если сеть содержит замкнутый контур, схема её рассчитывается как кольцевая. Все подстанции, получающие питание по ответвлениям от кольцевой схемы, должны быть заменены эквивалентной нагрузкой в соответствующем узле кольца, которую определяют суммированием собственной нагрузки узла с нагрузками и потерями мощности на ответвлении. Таким образом, вначале необходимо рассчитать магистральные участки, а затем кольцевую сеть. Расчет “по данным начала” проводится в два этапа.

4.1.  Расчет потоков мощности в электрической сети

В первом приближении (на первом этапе) напряжения во всех узловых точках приравнивают номинальному напряжению сети и находят распределение мощности по участкам сети. Расчет ведется от конца (наиболее удаленные потребители) к началу линии (базисный узел). Добавляя к потоку мощности у приемного конца каждого участка потери мощности на нем, определяют значение мощности у его питающего конца. В узловых пунктах производят сложение значений мощности собственной нагрузки и потоков мощности отходящих ветвей. Расчет продолжается до определения полной мощности, поступающей в сеть из пункта питания.

Обозначения, принятые в дальнейшем расчете, показаны на рисунке 8.

Рассчитаем распределение мощности на магистральных ответвлениях.

Участок 10 (узлы 9 - 10)

Поток мощности в конце участка:

Потери мощности на участке:

Поток мощности в начале участка:

Участок 9 (узлы 3 - 9)

Поток мощности в конце участка:

Потери мощности на участке:

Поток мощности в начале участка:

Участок 8 (узлы 6 - 7)

Поток мощности в конце участка:

Потери мощности на участке:

Поток мощности в начале участка:

Участок 7 (узлы 5 - 6)

Поток мощности в конце участка:

Потери мощности на участке:

Поток мощности в начале участка:

Участок 6 (узлы 5 - 8)

Поток мощности в конце участка:

Потери мощности на участке:

Поток мощности в начале участка:

Участок 5 (узлы 4 - 5)

Поток мощности в конце участка:

Потери мощности на участке:

Поток мощности в начале участка:

            Рассчитав потоки мощности на магистральных ответвлениях, можем найти эквивалентные нагрузки на подстанциях №1 и №2 по балансу мощности для узлов сети 3 ,4:

Теперь рассчитаем кольцевую схему сети, разрезая её по балансирующему узлу 1 (рисунок.9).

            Вначале находим распределение потоков мощности в сети без учета потерь в зависимости от нагрузок и полных комплексных сопротивлений ветвей сети, входящих в кольцо. Потоки мощности, поступающие в сеть с двух сторон, находим по формулам:

            Запишем полные комплексные сопротивления ветвей:

            Таким образом,

            Произведем проверку:

            Очевидно, точка 4 является точкой потокораздела, поэтому разбиваем кольцевую сеть на две магистральные ветви (рисунок 10) и определяем частичные потоки мощности, поступающие в четвертый узел с двух сторон:

Теперь рассчитаем потоки мощности с учетом потерь в ветвях.

Участок 3 (узлы 3 - 4)

Поток мощности в конце участка:

Потери мощности на участке:

Поток мощности в начале участка:

Участок 4 (узлы 4 - 1)

Поток мощности в конце участка:

Потери мощности на участке:

Поток мощности в начале участка:

Участок 2 (узлы 3 - 2)

Поток мощности в конце участка:

Потери мощности на участке:

Поток мощности в начале участка:

Участок 1 (узлы 2 – 1′)

Поток мощности в конце участка:

Потери мощности на участке:

Поток мощности в начале участка:

            Таким образом, заканчивая первый этап расчета, мы находим мощность, поступающую в сеть из балансирующего узла:

4.2.  Расчет напряжений на подстанциях

Во втором приближении (на втором этапе) по напряжению базисного узла