Расчет питающей электрической сети

6. Определение расчетных нагрузок подстанций.

6.1Определение  параметров схемы замещения

 

Для определения параметров ЛЭП  составляем “П” - образную схему замещения 

 

 

 

 

 

 

 

Рис .6 “П”- образная схема замещения ЛЭП

 

Среднегеометрическое расстояние между проводами:

м.

 

Активное сопротивление линии в схеме замещения   

, Ом/км

где   γ_А = 31,7 См/м   -  удельная проводимость алюминия. 

, Ом/км Активное сопротивление провода: , Ом/км

 

Погонное индуктивное сопротивление определяется по формуле

, мм

 Ом/км.

Погонная емкостная проводимость определяется по формуле

, См/км

См/км.

Теперь для определения параметров схемы замещения линий воспользуемся формулами

, Ом ;	(18)
, Ом :	(19)
, См.	(20)

Зарядная мощность линии

, МВАр.

(21)

Значения параметров схем замещения  для участков линии рассчитанных по формулам (18)-(21) приведены в таблице 6.

Таблица 6  Параметры схемы замещения ЛЭП

Участок ЛЭП	l , км	RЛ , Ом	ХЛ, Ом	ВЛ , x10-6 См	QЗ Л , МВАр
A’c	178	23,14	77,4834	464,58	12,288
cВ	54	7,02	23,5062	140,94	3,728
ва	56	7,28	24,3768	146,16	3,866
Bb	108	14,04	47,0124	281,88	7,456
A”а	49	6,37	21,3297	127,89	3,383

 

6.2 Определение расчетных нагрузок подстанций

 

Расчетной нагрузкой подстанции называется мощность на шинах ВН с учетом зарядных мощностей  примыкающих ЛЭП

 

, МВА
Где	QЗЛ	-	зарядная мощность примыкающих  ЛЭП, МВАр.

 

Например, для подстанции В для режима наибольших нагрузок

=(6,8063 + j17) - j·(3,728 + 7,456) =  6,8063 + j5,816МВА

Результаты расчетов для остальных  подстанций и режимов приведены в таблице 7

 

 

 

 

Таблица 7  Расчетные нагрузки подстанций в расчетных режимах

Подстанция	Расчетная мощность подстанции в расчетных  режимах, МВА
	Наибольших нагрузок	наименьших нагрузок	послеаварийный
В	6,8063 + j5,816	2,095 – j13,157	6,8063 + j5,816
а	23,7415 + j13,5722	9,4037 - j1,649	23,7415 + j13,5722
в	22,707 + j5,39	6,8278 - j6.322	22,707 + j5,39
с	25,1206 + j2,439	7,5491 – j10,6005	25,1206 + j2,439

7. Уточнение  распределения мощностей в сети  для расчетных режимов с учетом потерь мощности

 

Предварительное распределение мощностей  по участкам ЛЭП определяем по формулам (14)-(17), используя вместо приведенных нагрузок расчетные из таблицы 5.

 

Таблица 7'  Мощности участков линии

Участок ЛЭП	Полная мощность в расчетном  режиме, МВА
	Наибольших нагрузок	наименьших нагрузок	послеаварийный
Aa	26,302 + j7,013	8,1787 – j1,736	-
аc	1,1814 + j4,574	0,6296 + j8.8645	25,1206 + j2,439
сB	22,3315 + j6,6278	8,2933 – j15,748	31,9269 + j8,255
Bb	5,6249 + j1,242	1,4654 – j22,0215	54,6339 + j3,645
Ab	52,073 – j20,2	17,967 – j17,397	78,3754+j27,2172

 

 

Распределение мощностей в сети рассчитывается с учетом потерь активной и реактивной мощностей на участках ЛЭП по методике, изложенной в [1] .Для расчета расчетную схему режима разделяем на две части в точке раздела мощностей.

 

Режим наибольших нагрузок

 

 

 Рис. 7 Нахождение распределения мощностей с учётом потерь

 

Находим активные и реактивные составляющие потерь активной и реактивной мощностей на участках, где направления активной мощности не совпадают с направлением реактивной.

 

 

 

, МВт ;
, МВт ;
, МВАр
, МВАр

Мощности участка с учетом направления  активной и реактивной мощности определяются по формулам:

Р_У = Р_Л + ΔpP_Л - ΔqP_Л , МВт 
Q_У = Q_Л + ΔpQ_Л - ΔqQ_Л  , МВАр

Если направление активной и  реактивной мощностей совпадают, то расчет ведем по формулам:

, МВт;
, МВАр.

 

Так для режима наибольших нагрузок проведем расчет левой стороны.  
Расчет начинаем с последней (правой) нагрузки.

 МВт;

 МВАр.

Следовательно, с учетом потерь мощности, в начале участка bа мощность составляет

S_Hва = S_ва + (ΔP_ва + j·ΔQ_ва) = 22,3315 + j6,6278+ 0,08162 + j0,2733= 22,413 + j6,9011МВА

 

Мощность, протекающая на участке Bв:

S_{K Bв} = S_{H bа} + S_в = 22,413 + j6,9011 + 22,707 + j5,39= 45,12 + j12,3МВА

Потери мощности на участке Bв

, МВт ;
, МВт ;
, МВАр
, МВАр

В начале участка Bв мощности составляют

Р_НВв = 45,12+ 0,00915- 0,00045 = 45,1287 , МВт 
Q_НВв = 12,3 + 0.0307 - 0.0015 = 12,33  , МВАр

 

Мощность, протекающая на участке cВ:

S_{K cВ} = S_{H Bв} + S_в = 45,1287 + j12,33+ 6,8063 + j5,816= 51,935 + j18,146МВА

 

 

Потери мощности на участке сВ:

 МВт;

 МВАр.

Мощность в начале участка сВ:

S_HсВ = S_к.сВ + (ΔP_сВ + j·ΔQ_сВ) = 51,935 + j18,146+ 0,00323 + j0,0108= 51,938 + j18,156МВА

 

Мощность в конце головного  участка:

S_{K А’с} = S_{H сВ} + S_с = 51,938 + j18,156+ 25.1206 + j2,439= 77,0586 + j20,5958МВА

МВт

 МВАр

Мощность источника А’, с учетом зарядной мощности линии:

S_{H A’c} = S_{K A’c} + ΔP_A’c + j·ΔQ_A’c - j·Q_З.А’c = 77,0586 + j20,5958+ 0,354 + j1,186- j12,288=

= 77,4126+ j9,4938МВА

Расчет для правой части ведется  аналогично. Результаты остальных расчетов приведены в таблице 8.

 

 

 

 

Таблица 8   Уточнение распределения мощности

Режим	Участок ЛЭП	Полная мощность на участках в расчетных  режимах, МВА
		В начале            SН	Потери               DS	В конце              SK
	A’c	77,4126 + j9,4938	0,354 + j1,186	77,0586 + j20,5958
наибольших	cВ	51,938 + j18,1568	0,00323 + j0,108	51,935 + j18,146
нагрузок	ва	22,413 + j6,9011	0,08162 + j0,2733	22,3315 + j6,6278
	Bb	45,1287 + j12,33	0,0087 + j0,0292	45,12 + j12,3
	аA”	52,4836 + j21,5748	0,4106 + j1,3748	52,073 + j20,2
	A’c	29,43342 – j39,3017	0,03342 + j0,112	29,4 – j27,1257
наименьших	cВ	21,84707 – j16,52516	0,01145 + j0,0383	21,83562 – j16,56346
нагрузок	ва	8,3409 – j15,5885	0,0476 + j0,1595	8,2933 – j15,748
	Bb	15,02932 – j22,379	0,13938 + j0,47	15,1687 – j21,9105
	аA”	17,77805- j17,1256	0.08105 + j0,2714	17,697 – j17,397
	A’c	-	-	-
после	cВ	61 + j17,51	0,0924 + j0,3094	60,8063 + j17,2
аварийный	ва	32,0905 + j8,8027	0,1636 + j0,5477	31,9269 + j8,255
	Bb	54 + j11,3735	0,8096 + j2,8192	54,7975 + j14,1927
	аA”	79,2814+j30,2507	0,906+j3,0335	78,3754+j27,2172

8. Определение  напряжения на шинах подстанций

8.1 Определение напряжений  источника в расчетном режиме

 

Напряжение источника питания  для расчетного режима определяется по формуле

, кВ
где	m	-	отклонение напряжения на шинах источника питания в расчетном режиме, берется из задания, %.

 

В режиме наибольших нагрузок и послеаварийном

кВ.

В режиме наименьших нагрузок

кВ.

8.2 Определение напряжения  на шинах ВН подстанций

 

Падение напряжения на участке ЛЭП  определяется по формуле

, кВ				(22)
Где	SЛ	-	сопряженный комплекс мощности передаваемой по линии (в начале участка ЛЭП), МВА;
	UЛ	-	напряжение в начале линии, кВ.
	ZЛ	=	RЛ + jXЛ , Ом.

Пример расчета для режима наибольших нагрузок:

Падение напряжения на участке А’с

 кВ

Напряжение на шинах ВН подстанции с равно

U_с = U_ИП -ΔU_Л.А’с = 226,6 - (11,156 + j25,501) =215,444 – j25,501кВ               

Падение напряжения на участке сВ

, кВ

Напряжение на шинах ВН подстанции В равно

U_В = U_с -ΔU_Л.cВ = (215,444 – j25,501) - (3,518 + j4,86) = 211,926 – j30,3614кВ ,

Падение напряжения на участке Bв

кВ.

Напряжение на подстанции в

U_в = U_В -ΔU_Л.Bв = (211,926 – j30,3614) - (5,354 – j8,6) = 206,572 – j39кВ ,

Падение напряжения на участке ва

кВ.

Напряжение на подстанции а

U_а = U_в -ΔU_Л.ва = (206,572 – j39) - (1,4625 + j2,2) = 205,1095 – j41,2кВ,

 

Данные расчетов приведены в таблице 9

 

Таблица 9   Расчет напряжения на шинах ВН подстанций

Подстанция	Напряжение на подстанции в расчетном  режиме, кВ
	наибольших нагрузок	наименьших нагрузок	Послеаварийный
A’	226,6 + j0	217,8 + j0	-
с	215,444- j25,501	200,6915 + j6,3	210,068 – j26,1
В	211,926 – j30,3614	192,204 + j4,475	213,774 – j20,315
в	206,572 – j39	192,404 + j2.674	219,524 – j9,782
а	205,1095 – j41,2	190,3806 + j2,262	221,524 – j6,612
A”	226,6 + j0	217,8 + j0	226,6 + j0