Расчет режимов максимальных нагрузок и баланс реактивной мощности

Расчеты режима максимальных нагрузок выполняются по схеме существующей сети с добавление новых ЛЭП и подстанций с целью определения допустимости режимов напряжений узлов, составления баланса по реактивной мощности, определения суммарных потерь мощности для последующего вычисления затрат и проверки загрузки элементов существующей сети вследствие подключения новых потребителей.

Расчеты режимов максимальных нагрузок проводятся на ЭВМ по одной из программ расчета установившегося режима электрической сети (net#, netw, Anares, Rastr и др.).

При составлении баланса реактивной мощности необходимо сопоставить суммарную потребляемую мощность электрической сети (выделив все ее составляющие) с располагаемой реактивной мощностью электростанций. В курсовой работе этот вопрос решается упрощенно: следует считать располагаемой мощность, вычисляемую через коэффициент мощности 0,9 от активной мощности пункта питания (балансирующий узел) в режиме максимальных нагрузок.

Сопоставление суммарной потребляемой реактивной мощности с располагаемой мощностью пункта питания позволяет сделать вывод о потребности в установке компенсирующих устройств необходимой мощности в проектируемой сети, размещение которых производится с учетом следующих рекомендаций:

1) компенсирующие устройства рекомендуется устанавливать на наиболее мощных и по возможности удаленных подстанциях;

2) следует избегать трансформации больших потоков реактивных мощностей.

В качестве средств компенсации реактивной мощности применяются синхронные компенсаторы, статические тиристорные компенсаторы и батареи конденсаторов.

Для определения суммарной реактивной мощности компенсации вычисляется располагаемая реактивная мощность пункта питания сети (балансирующего узла):

,

где P_БУ – активная мощность пункта питания (берется из расчета установившегося режима);

tgφ_БУ – наибольший допустимый коэффициент реактивной мощности пункта питания (вычисляется для заданного коэффициента мощности cosφ).

Суммарная реактивная мощность компенсации равна:

,

где Q_БУ – реактивная мощность пункта питания (берется из расчета установившегося режима).

Полученную таким образом мощность компенсации следует уменьшить на 20…25 % и выполнить расстановку компенсирующих устройств в сети. В электрической схеме курсовой работы целесообразно установить большую часть мощности на шинах низкого напряжения узловых подстанций А и Г, а остальную мощность разместить у потребителей новых подстанций (возможно на одной – двух подстанциях).

После расстановки компенсирующих устройств следует вновь выполнить расчет режимов максимальных нагрузок и подобрать ответвления РПН на новых подстанциях, чтобы показать возможность встречного регулирования напряжения на шинах НН подстанций.

На шинах ВН подстанций в режиме максимальных нагрузок необходимы такие уровни напряжения, при которых на вторичной стороне трансформаторов с учетом использования РПН напряжение не будет ниже 1,05 номинального, а в послеаварийных режимах – номинального. Для всех шин подстанций (ВН, СН и НН) напряжение не должно превышать наибольшего рабочего напряжения (табл. 18).

Таблица 18

Наибольшие рабочие напряжения в электрических сетях, кВ

Номинальное напряжение
Наибольшее напряжение	7,2			40,5

Уровни напряжения можно изменить с помощью отпаек РПН трансформаторов новых подстанций (локальное регулирование напряжения) и отпаек РПН автотрансформаторов действующих подстанций А и Г (централизованное регулирование напряжения). При этом с целью предупреждения появления уравнительных потоков мощности в контурах сети 110/220 кВ следует устанавливать отпайки РПН на автотрансформаторах одинаковыми.

Проверка загрузки существующей сети выполняется по результатам расчета потоков мощности по действующим ЛЭП и трансформаторам. В начале следует рассчитать токи в ЛЭП (по полученным потокам мощности в ЛЭП и напряжениям узлов) и сопоставить с предельно допустимыми по условию нагрева проводов; затем потоки мощности через трансформаторы сопоставить с установленной мощностью трансформаторов на подстанциях. При недопустимых перегрузках элементов действующей сети следует либо изменить решения принятые при подборе вариантов сооружения новой сети, либо выполнить реконструкцию существующей сети.

Пример расчета режима максимальных нагрузок и баланса реактивной мощности для одного варианта электрической сети приведен в приложении 2.