9 Анализ установившихся режимов оптимального варианта развития электрической сети

9.1 Определение числа включенных трансформаторов на ПС в режиме минимума нагрузки выполняется по условиям:

n_т = 1 при S_расч^нм < S_крит; n_т = 2 при S_расч^нм  S_крит, (9.1)

где S_расч^нм= √[(S_н^нм)²+S_н^нм∙S_с^нм+ (S_с^нм)²]; (9.2)

S_крит=S_н.т∙ √(2 ∙ ΔP_х/ ΔP_к). (9.3)

Результаты определения числа включенных трансформаторов ПС в режиме минимума нагрузки заносятся в табл. 20 ПЗ.

Таблица 20− Определение числа включенных трансформаторов ПС 110 кВ в режиме минимума нагрузки электрической сети

ПС	Sн.т, МВА	Pх, кВт	Pк, кВт	Sкрит, МВА	Sрасч^нм, МВА	nт, шт.
1
2
3
4
5
6

9.2 Приведение нагрузки двухобмоточных трансформаторов ПС к стороне высшего напряжения выполняется по формулам (рис. 5 ПЗ):

S_в′ = S_н + ΔS_т; (9.4)

S_в = S_в′ + ΔS_х ∙ n_т; (9.5)

ΔS_т = [(P_н² + Q_н²) / U_ном²] ∙ [(R_т + jX_т) / n_т]. (9.6)

Рисунок 5 – Схема замещения двухобмоточных трансформаторов

ПС электрической сети

9.3 Приведение нагрузки трехобмоточных трансформаторовПС к стороне высшего напряжения выполняется по формулам (рис. 6 ПЗ):

S_н' = S_н + ΔS_н; (9.7)

S_с' = S_с + ΔS_с; (9.8)

S_в'' = S_н' + S_с'; (9.9)

S_в' = S_в' + ΔS_в; (9.10)

S_в = S_в' + ΔS_х ∙ n_т; (9.11)

ΔS_н = [(P_н² + Q_н²) / U_ном²] ∙ [(R_н + jX_н) / n_т]; (9.12)

ΔS_с = [(P_с² + Q_с²) / U_ном²] ∙ [(R_с + jX_с) / n_т]; (9.13)

ΔS_в = ((P_в''² + Q_в''²)/U_ном²)((R_в + jX_в)/n_т). (9.14)

Рисунок 6 – Схема замещения трехобмоточных трансформаторов

ПС электрической сети

Таблица 21 − Приведение нагрузки двухобмоточных трансформаторов ПС 110 кВ к стороне высшего напряжения и определение расчетной нагрузки узлов электрической сети

Узел	Режим	Sн, МВА	Zт/nт, Ом	∆Sт, МВА	Sв', МВА	Sх∙nт, МВА	Sв, МВА	∑Qзар /2, Мвар	Sр, МВА
___	макс. (nт= 2)
	мин. (nт= __)
	ПА (nт= 2)
___	макс. (nт= 2)
	мин. (nт= __)
	ПА (nт= 2)

Продолжение таблицы 21

Узел	Режим	Sн, МВА	Zт/nт, Ом	∆Sт, МВА	Sв', МВА	Sх∙nт, МВА	Sв, МВА	∑Qзар /2, Мвар	Sр, МВА
____	макс. (nт= 2)
	мин. (nт= __)
	ПА (nт= 2)
6	макс. (nт= 2)
	мин. (nт= __)
	ПА (nт= 2)
А	макс.	−−−	−−−	−−−	−−−	−−−
	мин.	−−−	−−−	−−−	−−−	−−−
	ПА	−−−	−−−	−−−	−−−	−−−

Таблица 22 − Приведение нагрузки трехобмоточных трансформаторов ПС110 кВ к стороне высшего напряжения и определение расчетной нагрузки узлов электрической сети

Узел	Режим	Sн, МВА	Zн/nт, Ом	DSн, МВА	Sн', МВА	Sс, МВА	Zс/nт Ом	DSс, МВА	Sс', МВА
2	макс. (nт= 2)
	мин. (nт= ___)
	ПА (nт= 2)
4	макс. (nт= 2)
	мин. (nт= ___)
	ПА (nт= 2)

Продолжение таблицы 22

Узел	Режим	Sв'', МВА	Zв/nт, Ом	DSв, МВА	Sв', МВА	DSx×nт, МВА	Sв, МВА	∑Qзар/2 Мвар	Sр, МВА
2	макс. (nт= 2)
	мин. (nт= ___)
	ПА (nт= 2)
4	макс. (nт= 2)
	мин. (nт= ___)
	ПА (nт= 2)

9.4 Расчетная нагрузка узлов сети вычисляется по формуле:

S_р = S_в – jΣQ_зар / 2. (9.15)

Результаты приведения нагрузок двух-, трёхобмоточных трансформаторов к стороне высшего напряжения и определения расчетной нагрузки узлов представляются в табл. 21 и 22 ПЗ.

9.5 Определение параметров (потокораспределение, потери мощности, уровни напряжения) режима максимума нагрузки кольцевой сети выполняется методом итераций в три этапа.

На первом этапе (при допущении отсутствия потерь мощности на участках сети и равенстве номинальному напряжений в узлах) находят мощности на головных участках сети по формулам, используемых для расчетов однородных сетей:

На втором этапе (при допущении равенства номинальному напряжений в узлах) определяется потокораспределение на участках кольцевой сети с учетом потерь. Расчет ведется от электрически наиболее удаленной от ИП «Б» точки потокораздела по формулам:

S_1-2^к = S_1-2; (9.21)

S_1-2^н = S_1-2^к + S_1-2^к, (9.22)

ΔS_1-2^к = [(P_1-2^к2 + Q_1-2^к2) / U_ном²] ∙ (R_1-2 + jX_1-2); (9.23)

S_Б-1^к = S_1-2^н + S₁; (9.24)

S_Б-1^н = S_Б-1^к + S_Б-1^к и т.д. (9.25)

На третьем этапе при заданном напряжении ИП U_Б = 1,1 ∙ U_ном.в определяются напряжения в узлах кольцевой сети по формулам:

U₁ = U_Б – U_Б-1^н; (9.26)

U_Б-1^н = (Р_Б-1^н ∙ R_Б-1 + Q_Б-1^н ∙ X_Б-1) / U_Б; (9.27)

U₂' = U₁ – U_1-2^н; (9.28)

U_1-2^н = (Р_1-2^н ∙ R_1-2 + Q_1-2^н ∙ X_1-2) / U₁; (9.29)

U₃ = U_Б' – U_Б'-3^н; (9.30)

U_Б'-3^н = (Р_Б'-3^н ∙ R_Б'-3 + Q_Б'-3^н ∙ X_Б'-3) / U_Б'; (9.31)

U₂'' = U₃ – U_3-2^н; (9.32)

U_3-2^н = (Р_3-2^н ∙ R_3-2 + Q_3-2 ∙ X_3-2) / U₃; (9.33)

U₂ = (U₂'' + U₂') / 2. (9.34)

9.6 Определение параметров (потокораспределение, потери мощности, уровни напряжения) режима максимума нагрузки радиальной и магистральной сети выполняется методом итераций в два этапа.

На первом этапе (при допущении равенства номинальному напряжений в узлах) определяется потокораспределение на участках с учетом потерь по формулам:

Для радиальной и магистральной сети определение напряжений в узлах выполняется по формулам, аналогичным (9.26) – (9.31).

Определение потокораспределения в кольцевой схеме электрической сети в режиме максимуманагрузки:

…………………………………………………………………………………

Результаты расчетов на всех этапах заносятся в табл. 23 ПЗ.

9.7 Определение параметров (потокораспределение, уровни напряжения) режима минимума нагрузки электрической сети выполняется в два этапа. На первом этапе (при допущении равенства номинальному напряжений в узлах) определяются потоки мощности на участках сети. На втором этапе при заданном напряжении ИП U_Б = U_ном.в определяются напряжения в узлах сети.

Определение потокораспределения в кольцевой схеме электрической сети в режиме минимуманагрузки:

……………………………………………………………………………….

Результаты расчетов представляются в табл. 24 ПЗ.

9.8 Определение параметров (потокораспределение, потери мощности, уровни напряжения) послеаварийных режимов электрической сети выполняется в два этапа. На первом этапе (при допущении равенства номинальному напряжений в узлах) определяются потоки мощности на участках сети с учетом потерь. На втором этапе при заданном напряжении ИП U_Б = 1,1 ∙ U_ном.в определяются напряжения в узлах сети.

Результаты расчетов представляются в табл. 25 ПЗ.

Таблица 23− Определение параметров (потокораспределение, потери мощности, уровни напряжения) режима максимума нагрузки электрической сети

Расчетная схема сети
Обозначение узлов
Sy, МВА
Обозначение линий (L, км)
Zл, Ом
1 этап расчета	Напр. мощн.
	Sл, МВа
2 этап расчета	Напр. мощн.
	Sл^н, МВА
	DSл, МВА
	Sл^к, МВА
3 этап расчета	DU, кВ
	U, кВ

Таблица 24 − Определение параметров (потокораспределение, уровни напряжения) режима минимума нагрузки электрической сети

Расчетная схема сети
Обозначение узлов
Sy, МВА
Обозначение линий (L, км)
Zл, Ом
1 этап расчета	Напр. мощн.
	Sл, МВа
2 этап расчета	DU, кВ
	U, кВ

Таблица 25 − Определение параметров (потокораспределение, потери мощности, уровни напряжения ) послеаварийных режимов электрической сети

Расчетная схема сети
Обозначение узлов
Sy, МВА
Обозначение линий (L, км)
Zл, Ом
1 этап расчета	Напр. мощн.
	Sл^н, МВА
	DSл, МВА
	Sл^к, МВА
2 этап расчета	DU, кВ
	U, кВ

Результаты определения параметров (потокораспределение, потери мощности, уровни напряжения) режимов максимума и минимума нагрузки, а также послеаварийного режима радиальной электрической сети представляются в табличной форме.

Расчетная схема сети
Режим нагрузки		Максимума		Минимума		Послеаварийный*
Обозначение узлов		Б	6	Б	6	Б	6
Sy, МВА		−		−		−
Обозначение линии		Б-6		Б-6		Б-6
Zл, Ом
1 этап расчета	Напр. мощн.	−−−				−−−
	Sл, МВа	−−−				−−−
2 этап расчета	Напр. мощн.			−−−
	Sл^н, МВА			−−−
	DSл, МВА			−−−
	Sл^к, МВА			−−−
3 этап расчета	DU, кВ
	U, кВ	121		110		121

^*)отключена одна цепь линии