Расчет режимов местных электрических сетей

6.9. Расчет режимов местных электрических сетей

          При рассмотрении классификации электрических сетей (§ 1.4) к местным отнесены  сети напряжением 35 кВ и ниже. Фактически к местным сетям  можно отнести большую часть распределительных сетей, в составе которых работают также воздушные сети напряжением 110 кВ. Местные или распределительные сети по конфигурации сооружаются разомкнутыми и замкнутыми, но последние всегда работают в разомкнутом режиме. Они обеспечивают электроэнергией городские, промышленные и сельскохозяйственные потребители, число которых очень велико. Общая протяженность их большая, но расстояния между узлами нагрузки, как правило, небольшие. Для расчета режима таких сетей очень трудно получить  достоверную исходную информацию о мощностях или токах узлов нагрузки, главным образом, из-за их большого количества. Расчет режима местных электрических сетей  по принципам, изложенным в §§ 6.4-6.6, возможно и наиболее точный, но связан с большими объемными вычислениями. При этом впечатление большой точности самого процесса расчета не соответствует истинной точности результатов расчета из-за низкой  достоверности исходной информации о нагрузках.

          Поэтому при расчете режимов местных электрических сетей с номинальным напряжением 35 кВ и ниже  используется ряд допущений, которые существенно упрощают их расчеты и  одновременно не приводят к значительным погрешностям результатов расчета. Рассмотрим их.

1. В схемах замещения линий  при расчете их режимов не учитывается зарядная мощность . На допустимость этого обращалось внимание в § 4.2.

Ее пропускная способность по условию нагрева длительно допустимым током  составляет

Значит доля зарядной мощности в пропускной способности линии всего

          Эта величина очень мала и ее неучет не скажется на точности расчета режима.

При отсутствии зарядной мощности схема  замещения линии станет более простой (рис.6.14,а), что упростит расчет режима местной электрической сети.

2. Для кабельной линии в схеме замещения можно пренебречь индуктивным сопротивлением . В кабелях токопроводящие жилы расположены близко одна к другой  и магнитный поток, сцепляющийся с жилой, мал. Поэтому мало и вызванное им индуктивное сопротивление. Только при достаточно больших сечениях жил (  ) индуктивное сопротивление кабеля соизмеримо с его активным сопротивлением. В случае пренебрежения индуктивным сопротивлением схема замещения кабельной линии представлена на рис.6.13,б.

3. Не учитываются потери холостого хода трансформаторов. Заметим, если задачей расчета является определение потерь активной мощности  или электроэнергии  в электрической сети, то учет потерь активной мощности в стали  и обусловленных ими потерь электроэнергии  обязателен.

4. При расчете режима напряжения пренебрегают поперечной потерей составляющей  падения напряжения . Возможность этого неучета отмечалась в §6.2 и конце § 6.3, где получены упрощенные формулы (6.21) и (6.22) расчета напряжений. Они учитывают лишь продольную составляющую падения напряжения , которая принимается равной потере напряжения. При заданном напряжении в начале звена  потери напряжения  равны

          Для местных электрических сетей характерны достаточно малые отклонения напряжения  от номинального значения Это объясняется требованиями, предъявляемыми подключенными к ним потребителями, к качеству электроэнергии. В соответствии с ними (см. ГОСТ 13109-97) на зажимах электроприемников  должны обеспечиваться нормально  допустимые отклонения напряжения, равные . Поэтому при расчете потерь напряжения  значение напряжения во всех точках сети  принимается равным номинальному . Таким образом расчет потери напряжения на всех участках сети  ведется не по действительным напряжениям, а по номинальному

                                                                                                     (6.64)

5. При расчете потоков мощности не учитываются потери мощности в сети. Если по сопротивлению схемы замещения звена (рис.6.13,а) протекает ток , то для начала его

;

          для конца

          Так как напряжения в местной сети мало отличаются от номинального и, если, как сделано при расчете потерь напряжения, принять , то получим, что мощность  в начале звена равна мощности  в конце его (). Следовательно, равенство напряжений в узлах равносильно неучету потерь мощности в сети. Данные потери обязательно необходимо учитывать при решении задачи оценки потерь мощности и электроэнергии в электрической сети и ее элементах.

          Обычно расчет режима местной электрической  сети сводится к определению мощностей или токов  на отдельных участках и напряжений в узлах сети. Из напряжений наибольший интерес представляют точки  с наиболее высоким и низким напряжением. Наиболее высокое напряжение характерно для узлов нагрузки, близких к источнику питания. Его значение должно быть таким, чтобы на зажимах ближайших к данному  узлу электроприемников обеспечивалось отклонение напряжения, соответствующее верхнему допустимому значению ). Наиболее низкое напряжение  присуще самым удаленным от источника узлам нагрузки. Здесь проверяется условие, чтобы отклонение напряжения  на зажимах питаемых от данного узла наиболее удаленных электроприемников не выходило за нижнее допустимое  напряжение .

          Вместо определения действительных значений напряжений  в характерных точках обычно  находят наибольшую потерю напряжения, под которой понимают разницу  между напряжениями  источника и узла с самым низким напряжением.