Расчёт потоков мощности в электрической сети

В первом приближении (на первом этапе) напряжения во всех узловых точках приравнивают номинальному напряжению сети и находят распределение мощности по участкам сети. Расчёт ведётся от конца (наиболее удалённые подстанции) к началу линии (питающий узел). Для разомкнутой сети питающим узлом является подстанция 2, для разветвлённой – подстанция 4 (рис. 16). Любой участок этих сетей представлен простейшей схемой замещения – двумя последовательно включенными активным и индуктивным сопротивлениями.

Добавляя к потоку мощности у приёмного конца каждого участка потери мощности на нём, определяют значение мощности у его питающего конца. В узловых пунктах производят сложение значений мощности собственной нагрузки и потоков мощности отходящих ветвей. Расчёт продолжается до определения полной мощности, поступающей в данную сеть из пункта питания. Для каждого участка в соответствии с принятыми на схеме обозначениями (рис. 17) используют следующие расчётные формулы:

;

 

;

 

 

 

 

Рис. 17. Потокораспределение для участка электрической сети

 

Мощность в начале n - го участка

 

 

Мощность в конце (n-1) - го участка

 

Примечание. При определении потоков мощности в ветвях схемы необходимо следить за направлением потока и правильно учитывать потери мощности. Если в узле j мощность генерируется, то есть поток направлен от узла j к узлу (j-1), то

 

и .

 

В результате расчёта магистральных ответвлений определяют потоки мощности в начале ветвей 2-7 – и 4-5 –, а затем эквивалентные нагрузки в узлах 2 и 4 (рис. 16)

 

и .

Рассчитывают кольцевую схему сети, разрезая её по балансирующему узлу Б (рис. 18). Вначале находят распределение потоков мощности в сети без учёта потерь в зависимости от нагрузок и полных комплексных сопротивлений ветвей сети, входящих в кольцо; определяют точку потокораздела в соответствующем узле схемы и потоки мощности , поступающие в неё с двух сторон:

 

 

.

 

Производят проверку: и рассчитывают остальные потоки по балансу мощности для узлов сети.

 

 

Рис. 18. Потокораспределение в кольцевой сети

Если в результате расчёта получена одна точка потокораздела в узле 4 (отмечен чёрным треугольником) для активной и реактивной мощности, то сеть условно делится по ней на две разомкнутые. Нагрузка в конце каждой разомкнутой сети определяется потоком мощности, поступающей по соединённой с ней линии (рис. 19)

.

Рис. 19. Разомкнутые расчётные схемы для кольцевой сети

Если при расчёте кольцевой сети получены две точки потокораздела: одна для активной, а вторая для реактивной мощности, то при делении сети на две разомкнутых, участок между точками потокораздела не рассматривается (рис.20 и 21).

 

 

Рис. 20. Кольцевая сеть с двумя точками потокораздела

 

 

Рис. 21. Разомкнутые расчётные схемы для сети с двумя точками потокораздела

 

Значения нагрузок в точках потокораздела рассчитываются по формулам:

 

 

 

Здесь и – соответственно потери реактивной и активной мощности в 3-й линии определяются:

 

 

Далее расчёт проводится так, как рекомендуется для разомкнутой сети при заданном напряжении в Б. Первый этап расчёта заканчивают, определив мощность балансирующего узла, совмещённого с базисным: