Потокораспределение и напряжения в установившихся режимах
Основным средством расчёта потокораспределения и уровней напряжения являются ЭВМ. Расчёты проводятся по заранее составленным программам (Б-2, Б-6, Rastr, СДО и др).
Математической моделью, положенной в основу большинства программ для ЭВМ, являются уравнения узловых напряжений (УУН) в форме балансов мощности:
, (3.1)
где 
– вектор напряжения в i-м узле сети ( 
);
– сопряжённый вектор напряжения в k-м узле сети ( 
);
– сопряжённый вектор заданного напряжения в БУ ( 
);
– узловая мощность i-го узла, ( 
);
n – число независимых узлов в схеме;
– собственная проводимость узла i ( 
);
– взаимная проводимость узлов i и k ( 
);
– взаимная проводимость узла i и балансирующего.
Символ 
в (3.1) означает сопряжённую величину.
В полярной системе координат (модуль, угол) УУН (3.1) после разделения на действительную и мнимую части примут следующий вид
; (3.2, а)
, (3.2, б)
где 
– множество номеров узлов непосредственно связанных с узлом i.
Система нелинейных уравнений (3.2, а), (3.2, б) решается итерационным методом Ньютона или его модификациями (рис. 3.6).
 |
| Рис. 3.6. Блок-схема алгоритма Ньютона |
При некоторых произвольных значениях 
и 
, подставленных в левую часть (3.2, а), (3.2, б), возникают небалансы мощности 
и 
. Проверяются условия
; 
.
Если эти условия не выполняются, т. е. имеет место заметный небаланс мощностей в узлах, то по методу Ньютона вычисляются поправки 
Для этого составляют и решают систему линейных уравнений следующего вида:
(3.3)
Решение (3.3) позволяет определить поправки 
, 
, позволяющие получить новые значения искомых величин 
и 
.
Согласно ГОСТ Р 5419-2010 отклонение от номинального напряжения в узлах поставки электроэнергии потребителям не должно превышать ±10 %. При выходе напряжения из заданного интервала их корректировка может быть выполнена изменением 
первоначально принятых равными 
.
Для двухобмоточных трансформаторов с РПН в обмотке ВН
,
где n – число ступеней относительно среднего ответвления;
– ступень регулирования РПН в относительных единицах.
Если задаться желаемым напряжением 
на шинах НН, то желаемая ступень регулирования nжел может быть определена из соотношения
.
Откуда для двухобмоточного трансформатора
.
Для трёхобмоточных трансформаторов с РПН в нейтрали обмотки ВН и ПБВ на стороне СН
,
,
где m – число ступеней ПБВ относительно среднего ответвления.
Для автотрансформаторов с РПН на стороне СН
.
Для автотрансформаторов с таким РПН 
не регулируется. При необходимости его изменения необходимы дополнительные линейные регуляторы.
Потоки мощности в ветвях расчётной схемы определяются по завершению расчёта напряжений узлов сети. Например, мощность в начале ветви l, соединяющей узлы i и k и имеющей проводимость 
, равна
.
Информация о схеме замещения включает в себя топологию схемы и параметры ветвей. В расчёте учитываются действительные коэффициенты трансформации. Ёмкость линий задается в виде проводимости или ёмкостной мощности. Информация об узлах задаётся активными и реактивными нагрузками, а на части узлов – активными нагрузками, модулем напряжения, максимальной и минимальной реактивной мощностью.