Расчёт перетоков мощности в линиях

ЛЭП-1-2-4 образуют кольцевую сеть. Для её расчёта необходимо определить эквивалентные расчётные нагрузки на шинах отдельных подстанций (ЦП-1, ПС-2, ПС-3). Такой расчётный метод позволяет избавиться от поперечных элементов в схемах замещения, что резко упрощает расчёт.

1) Определим расчётную нагрузку узла 4:

Потери в трансформаторах ПС-4 определяются следующим образом, они состоят из двух видов потерь:

А) Нагрузочные потери

Б) Потери холостого хода

Нагрузочные потери определяются по следующей формуле:

Полные потери в трансформаторе:

Заносим полученный результат в таблицу баланса мощностей в графу «потери мощности в трансформаторах».

Расчётная эквивалентная нагрузка в узле 4 включает в себя нагрузку ПС-4, потери в трансформаторах и зарядную мощность, подключенной ЛЭП-110 кВ:

2) Выполним расчёт линии ЛЭП-3:

3) Определим потери активной и реактивной мощности на участке 24:

Заносим полученные потери в графу «Потери мощности в ЛЭП-3».

4) Определим мощность в начале линии 3:

5) Определим расчётные нагрузки узлов 2 и 3:

Для узла 3:

Для узла 2:

В результате получаем кольцевую сеть следующего вида:

ЛЭП-4

ЛЭП-2

ЛЭП-1

Для расчёта перетоков мощности в кольцевой сети используются методы расчёта из теоретической механики. Разрежем схему по питающему узлу:

Для расчёта применяется метод итераций. Принимаем в качестве начального приближения все напряжения в узлах, равными номинальному: U₂⁽⁰⁾= U₃⁽⁰⁾= U₄⁽⁰⁾= U_ном.=110 кВ. Т.е. в нулевом приближении, считаем, что отсутствуют потери мощности на участках и падения напряжений. Т.к. все линии кольца имеют провода разного сечения, то расчёт производится не по длинам линий, а по комплексно сопряжённым сопротивлениям отдельных линий.

Ом

Ом

Ом

Определим неизвестные мощности S₁₂ и S₁₃ по методу моментов. Запишем выражение моментов для узла 1’, приняв нагрузки в узлах 2, 3, как силы, приложенные к балкам с плечом.

∑m₁^’=0.

Мощность на участке 2-3 находится по 1-ому закону Кирхгофа для мощностей. Аналогично находим мощность S₁₂ по методу моментов. Проверим правильность расчёта, для этого определим S₁₂ по методу моментов.

Проверка:∑m₁^’’=0.

Получили тот же самый результат, что подтверждает правильность расчёта.

Наносим распределение мощностей на схему:

Точка 2 является точкой раздела мощностей.

Переходим к расчёту следующего, первого приближения, когда расчёт производится с учётом потерь мощности на каждом участке, считая напряжение в узлах равным номинальному. Разрежем схему ещё раз по точке потокораздела. В результате получаем 2 схемы следующего вида:

1) участок 1-2

Примем

а) Определим потери мощности на участке 1-2 отдельно для активной и реактивной составляющих.

Заносим найденные потери в таблицу баланса мощностей в графу «Потери мощности в ЛЭП-4».

б) Определим мощность в начале участка 1-2.

Определим мощность, поступающую в рассматриваемый участок сети с шин питающей подстанции ЦП-1.

2) Переходим к расчёту второй части разрезанной схемы.

Порядок расчёта:

а)

б) Определим потери мощности на участке 3-2 отдельно для активной и реактивной составляющих.

.

Заносим найденные потери в таблицу баланса мощностей в графу «Потери мощности в ЛЭП-2».

в) Определим мощность в начале участка 3-2.

г) Определим S₁₃^’’ по закону Кирхгофа для мощностей:

д) Определим потери мощности на участке 1-3, т.е. в линии 1.

Определим мощность в начале ЛЭП-1, участка 1-3:

Рассмотрим более подробно узел 2:

Определим расчётную нагрузку узла 2, с учётом всех подключённых мощностей: