Материал: Лекции полнотью

4

Питающая и распределительная сеть 35 кВ и выше представляется полной схемой замещения. К каждому из узлов этой сети в общем случае присоединены понижающие трансформаторы 220 - 35/6 - 10 кВ с сопротивлением rT jxT . К шинам 6 - 10 кВ трансформаторов присоединена сеть 6 -

10 кВ, представляемая в расчетной схеме на рис.15.2 эквивалентным сопротивлением rЭК jxЭК . Имеющиеся в узле 6 - 10 кВ синхронные двигатели,

генераторы и компенсаторы представляют в виде одной эквивалентной синхронной машины (СМ), присоединенной непосредственно к шинам 6 - 10 кВ. Активные нагрузки узлов РС считают заданными на шинах 6 - 10 кВ ЦП, что

соответствует существующей системе учета электроэнергии. В частных случаях некоторые из элементов расчетной схемы на рис.15.2 могут отсутствовать, например в ряде узлов могут отсутствовать СМ, к шинам станций может быть не присоединена сеть 6 - 10 кВ, при этом может отсутствовать эквивалентное сопротивление этой сети, то есть rЭК jxЭК 0 .

Батареи конденсаторов могут устанавливаться в каждом нагрузочном узле на шинах ВН и СН понижающих подстанций, а также на шинах 0,38 кВ (НН) трансформаторов 6 - 10/0,4 кВ, которые представлены в схеме обобщенными шинами 0,38 кВ. На рис.15.2 реактивная мощность БК на шинах ВН обозначена jQК.В , на шинах СН - jQК.С и на обобщенных шинах 0,38

кВ - jQК.Н .

В общем виде задача оптимизации мощности КУ формулируется следующим образом: определить рабочие реактивные мощности имеющихся в узлах СМ, мощности дополнительно устанавливаемых в сетях всех напряжений БК и законы регулирования мощности всех перечисленных КУ, а также соответствующие им значения реактивных мощностей, передаваемых в сети потребителей QC , обеспечивающие минимум затрат на производство и

передачу электроэнергии.

Решение задачи оптимизации мощности КУ в полном объеме возможно только на ЭВМ, поскольку требует очень больших трудозатрат. Но даже и при использовании ЭВМ задачу целесообразно упростить. Для упрощения необходимо эквивалентировать часть электрической сети. Наиболее просто эквивалентировать те части электрической сети, которые соединены с основной сетью только в одном узле.

На рис.15.3,а изображена эквивалентируемая часть сети, соединенная с основной сетью только в узле 1. На рис.15.3,б эта эквивалентируемая часть сети представлена мощностью jQП.С - реактивной мощностью, передавае-

мой потребителям из системы, то есть из основной сети в эквивалентируе-

5

мую часть. Затраты, связанные с компенсацией реактивной мощности в экви-

Рис.15.3. Эквивалентирование распределительной сети при компенсации реактивной мощности Q:

а – присоединение эквивалентируемой части сети; б – эквивалентируемая сеть представлена

QП.С

Задачу оптимизации мощности КУ при системном подходе для сложной электрической сети предлагается решать «сверху вниз». Вначале надо решить эту задачу для сети напряжением 35 кВ и выше, при этом сети 6 - 10 кВ учитываются в виде эквивалентных сопротивлений rЭК jxЭК . В ре-

зультате определяются оптимальные мощности СМ и БК, а также значения QC , передаваемые в сети потребителей 6 - 10 кВ. Затем решается задача оптимизации мощности КУ в распределительных сетях 6 - 10 кВ, причем мощность QC , передаваемая в такую сеть из сети более высокого напряжения, и мощности БК на шинах 6 - 10 кВ и обобщенных шинах 0,38 кВ QK.C и QK.H принимаются заданными и равными тем значениям, которые определены при решении задачи оптимизации QK для сети U 35 кВ.

6

Таким образом, системный подход в задачах компенсации для сети 35 кВ и выше предполагает учет сетей б - 10 кВ в виде эквивалентных сопротивлении. После решения задачи компенсации в сетях 35 кВ и выше более подробно решается задача компенсации для каждой из сетей 6 – 10 кВ с использованием результатов расчета сети более высокого напряжения.

15.2. Определение мощности компенсирующих устройств в разомкнутой сети

На рис.15.4 показаны принципиальные схемы линии, в конце которой заданы активные нагрузки. Эта линия может рассматриваться как разомкнутая, тогда нагрузка Р Н определяется потребителями концевой подстанции

(рис.15.4,а). Можно также рассматривать данную линию как элемент сложной сети, связывающей две узловые точки 1 и 2 (рис.15.4,б). При этом мощность Р Н отвечает найденному или желаемому потокораспределению всей

сети в целом.

PH QK

б)

Рис.15.4. Принципиальные схемы линии

Пусть по тем или иным соображениям установлены желаемые напряжения в точках 1 и 2. При заданных напряжениях по концам линии и известной активной мощности Р Н реактивная мощность в начале и конце

этой линии однозначно определяется ее параметрами. В условиях схемы, изображенной на рис.15.4,а, протекание такой реактивной мощности возможно, если обеспечен баланс реактивной мощности в узле 2. Поскольку в общем случае QН Q2 , то требуемый баланс может иметь место только в том слу-

чае, когда в точку 2 включается источник реактивной мощности, причем

7

Таким образом, в том случае, когда рассматривается режим линии при заданном (желаемом) напряжении по концам, мощность источников реактивной мощности должна быть найдена по условию баланса.

Этот вывод справедлив также для случая, когда данная линия имеет несколько промежуточных нагрузок, желаемые напряжения в точках включения которых известны (рис.15.5). При известной мощности Р 2 и заданных

мощность P1 в начале второго участка линии.

вания рассчитанного режима является удовлетворение I закона Кирхгофа для узлов 3 и 2.

Характеристики рассматриваемого режима найдены с учетом баланса активных мощностей в узлах 3 и 2, следовательно, для осуществления режима требуется балансирование только реактивных мощностей, что можно сделать с помощью дополнительных источников. Мощности дополнительных источников определяются из уравнений:

Первое из этих уравнений полностью тождественно уравнению (15.10); второе, отвечая балансу реактивной мощности, позволяет однозначно определить мощность источника в промежуточной точке линии.

Будем рассматривать концевую подстанцию 2 линии, показанной на рис.15.4,б, как узловую точку сложной сети, от которой к другим узловым

8

точкам отходит произвольное число линий. На каждую из этих линий могут быть распространены сделанные выше выводы. Поэтому можно считать известными реактивные мощности в линиях, прилегающих к точке 2, а, следовательно, в качестве условия существования данного режима и в этом случае должно быть принято требование баланса реактивной мощности в точке 2, как и в других точках сети.

Этот вывод, таким образом, имеет общий характер. Он указывает практический путь для определения мощности источников реактивной мощности в тех случаях, когда в качестве исходных данных принимаются заданные (желаемые) напряжения в узловых точках и распределение активных мощностей, найденное с соблюдением требований баланса в узловых точках.

Такой метод выбора мощности источников реактивной мощности позволяет решать задачу как строгими методами, так и при введении допущений, обычных для упрощенных расчетов электрических сетей. В последнем случае удается получить простую общую формулу для определения реактивной мощности одного источника, обеспечивающего желаемое напряжение в точке его включения. Пусть имеется линия электрической сети напряжением 110 кВ или более низким. Нагрузка этой линии определяется одной концевой подстанцией, причем в конце продольной цепи П-образной схемы

линии протекает мощность S2 P2 Q2 (рис.15.6). Желаемое напряжение в конце линии составляет U2Ж , в то же время как напряжение в точке 2, установленное в результате расчета режима при напряжении в начале линии U1 , равно U 2 . Если пренебречь поперечной составляющей падения напряжения,