1.4 Потребление активной и баланс реактивной мощностей в проектируемой электрической сети
Особенность электроэнергетических систем состоит в практически мгновенной передаче энергии от источников к потребителям и невозможности накапливания выработанной электроэнергии в заметных количествах. Эти свойства определяют одновременность процесса выработки и потребления электроэнергии.
Установленная мощность генераторов электростанций должна быть такой, чтобы покрыть все требуемые нагрузки с учетом потребителей собственных нужд станций и потерь мощности в элементах сети, а также обеспечить необходимый резерв мощности в системе.
Основной целью составления баланса мощности является обеспечение работы электрической системы с допустимыми параметрами во всех режимах в течение года. Баланс составляется отдельно для активной и реактивной мощности. Следует отметить, что реактивная мощность нагрузки электрической системы в большей мере, чем активная, определяется потерями сети. Чем ближе к месту потребления реактивной мощности устанавливаются компенсирующие устройства, тем меньше значения передаваемой по элементам сети реактивной мощности и тем выше уровень напряжения в сети. Все это приводит к уменьшению потерь реактивной мощности в сети и к снижению суммарной установленной мощности компенсирующих устройств.
Наибольшая
суммарная активная мощность, потребляемая
в проектируемой сети
,
составляет:
,
(1.2)
где
–
максимальная (наибольшая) активная
нагрузка
го
узла;
– коэффициент
одновременности наибольших нагрузок
подстанций;
– суммарные
потери мощности в сети в долях от
суммарной нагрузки подстанций.
Суммарная наибольшая реактивная мощность, потребляемая от источника питания для проектируемой сети может быть оценена по выражению:
(1.3)
где
– коэффициент одновременности наибольших
реактивных нагрузок потребителей,
;
– наибольшая
реактивная нагрузка узла i;
– количество
пунктов потребления электроэнергии;
– потери
реактивной мощности в линии
;
– реактивная
мощность, генерируемая линией
;
– номера линий в рассматриваемой сети (l=1, 2,..., m).
‑ суммарные
потери реактивной мощности в
трансформаторах.
Для
воздушных линий 110 кВ в первом приближении
допускается принимать равными потери
и генерации реактивной мощности в
линиях, т. е.
.
Для оценки потерь реактивной мощности в трансформаторах можно принять, что при каждой трансформации напряжения потери реактивной мощности составляют приблизительно 10% от передаваемой через трансформатор полной мощности.
,
(1.4)
где
‑ количество трансформаций напряжения
от источника до потребителей в
м
пункте сети.
Согласно формуле (1.2) определим наибольшую суммарную активную мощность, потребляемую в проектируемой сети:
Для
дальнейших расчетов для каждого узла
определим наибольшую реактивную нагрузку
го
узла
[Мвар] и наибольшую полную нагрузку
го
узла
[МВ·А] по формулам (2.5, 2.6):
,
(1.5)
где
,
(1.6)
,
(1.7)
Для 1-ой подстанции наибольшая реактивная нагрузка:
;
Для 2-ой подстанции наибольшая реактивная нагрузка:
;
Для 3-ей подстанции наибольшая реактивная нагрузка:
;
Для 4-ой подстанции наибольшая реактивная нагрузка:
;
Для 5-ой подстанции наибольшая реактивная нагрузка:
;
Для 6-ой подстанции наибольшая реактивная нагрузка:
;
Определим наибольшую полную нагрузку для каждой подстанции по выражению (1.7).
Для 1-ой подстанции:
,
Для 2-ой подстанции:
Для 3-ой подстанции:
Для 4-ой подстанции:
Для 5-ой подстанции:
Для 6-ой подстанции:
Определим суммарные потери реактивной мощности в трансформаторах по выражению (1.4). Так как рассматривается электрическая сеть 110/10 кВ, питающаяся от подстанции «А», то будем считать, что на участке от подстанции «А» до i-го узла нагрузки происходит одна трансформация электрической энергии, поэтому принимаем равным 1.
Определим суммарную наибольшую реактивную мощность, потребляемую с шин районной подстанции «А» по формуле (2.3):
