1.6. Электрический расчёт основных режимов работы сети.

Цель данного раздела – оценка распределения активной и реактивной мощностей по линиям, определение потерь мощности сети, требуемой мощности источника питания, а также уровней напряжения на шинах подстанций. Расчёты ведутся в следующей последовательности: составляют схему замещения сети и определяют параметры её элементов; определяют расчётные нагрузки подстанций; производят расчёт потокораспределения мощностей в сети; определяют уровни напряжений на шинах подстанций. Всё это устанавливают для трёх режимов: нормального (нагрузки максимальные), аварийного (нагрузки максимальные) и нормального при минимальных нагрузках.

Схема замещения электрической сети составляется путём объединения схем замещения отдельных элементов в соответствии с последовательностью их соединения в рассчитываемой сети. Линии представляются в виде П-образных, а трансформаторы в виде Г-образных схем замещения. При этом необходимо, чтобы обозначения параметров на схеме и в формулах, применяемых для расчётов, совпадали. При наличии автотрансформаторов проектируемая сеть будет состоять из участков с различными уровнями напряжения. В этом случае сопротивления этих участков и подключённых к ним трансформаторов приводят к одному (базисному) напряжению.

Схемы замещения с числовыми выражениями параметров выполняют для каждого режима, указывая исходные нагрузки подстанций. Затем с учётом потерь в трансформаторах и заданной мощности линий, приложенной к точке подключения подстанции, их приводят в виде расчётных нагрузок на стороне ВН и рассчитывают потоки мощностей в сети с учётом потерь в линиях. Последнее определяют по номинальному напряжению в сети. Этот расчёт ведут в направлении от нагрузок к источнику питания.

Затем определяют потери напряжения на всех элементах сети, уровни на высокой и низкой сторонах трансформаторов. Расчёт ведётся от источника питания к понизительным подстанциям. Поперечная составляющая падения напряжения учитывается только для ЛЭП 330 кВ и выше. Исходными данными в таких расчётах являются напряжение на шинах источника питания и потоки мощностей на участках, определённые на предыдущем участке расчёта.

В электрических сетях в соответствии с ПУЭ [16] обеспечено встречное регулирование напряжения в пределах от 0 до +5% номинального напряжения в сети. В периоды наибольшей нагрузки напряжение на шинах должно превышать U_H не менее, чем на 5%. Допускается повышение напряжения на шинах вторичного напряжения до 10% при условии, что отклонение напряжения ближайших потребителей не превысит наибольшей величины, допускаемой ПУЭ [16]. Между номинальными напряжениями трансформаторов электрических сетей и приёмников электроэнергии в настоящее время приняты определённые соотношения, обеспечивающие наиболее благоприятные условия для поддержания напряжения, близкого к номинальному (табл. 10).

В целях сокращения работы по выполнению однотипных расчётов режим наименьших нагрузок рассматривается упрощённо. С некоторой погрешностью считается, что потери напряжения в элементах сети уменьшаются пропорционально снижению нагрузок подстанций. Тогда потери напряжения в линиях получают умножением соответствующих значений, найденных для режима максимальных нагрузок, на отношение наименьшей нагрузки к наибольшей.

Таблица 10 – Оптимальные напряжения: приемник – потребитель

Номинальное напряжение электрических сетей и приемников электрической энергии, кВ	Номинальное напряжение на зажимах трансформаторов, кВ
	Первичная обмотка	Вторичная обмотка
6	6 и 6,3	6,3 и 6,6
10	10 и 10,5	10,5 и 11
35	35	38,5
110	115	121
220	230	242
330	330	369

В качестве аварийного режима для радиальной сети принимают отключение на головном (наиболее нагруженном) участке одной из линий двухцепной ЛЭП, а для замкнутой сети – поочерёдное отключение линий, присоединённых к источнику питания.

Все численные значения параметров сети и расчётных режимов наносят на схему замещения сразу после их определения. Цифры для последующих расчётов берут непосредственно из схемы замещения. Только при неукоснительном выполнении этого требования схема замещения сыграет свою роль и оградит от ошибок, связанных с большим объёмом счётной работы. Рассчитанные для всех режимов значения напряжений для высокой стороны подстанции, а также на шинах низкого напряжения, приведённого к высокой стороне, сводят в отдельную таблицу. Напряжение на шинах низшего напряжения, подстанции, приведённое к высокой стороне, находят как разность напряжений на шинах ВН подстанции и падения напряжения в трансформаторе.