4. Баланс активної і реактивної потужності
4.1 Баланс активних потужностей
Особливістю виробництва і споживання електроенергії є рівність виробленої і витраченої в одиницю часу електроенергії (потужності). Отже, в електричній системі має виконуватися рівність (баланс) активних потужностей:
де PГ - сумарна активна потужність, що віддається в мережу генераторами електростанцій (в даному випадку з шин УРП); Pпотр - сумарна поєднана активне навантаження споживачів системи; # 8710; Pпер - сумарні втрати активної потужності у всіх елементах передачі електроенергії (лініях, трансформаторах) по електричних мережах; Pс.н. - сумарна активна навантаження власних потреб УРП при найбільшому навантаженню споживачів.
Основна частка виробленої потужності йде на покриття навантаження споживачів. Сумарні втрати на передачу залежать від протяжності ліній електричних мереж, їх перетинів і числа трансформаторів і знаходяться в межах 5 - 15% від сумарного навантаження. Навантаження власних потреб електростанції залежить від їх типу, роду палива і типу обладнання. Для УРП становлять 8%. Наявна потужність генераторів системи дещо більше, ніж робоча потужність в режимі максимальних навантажень. Потрібно враховувати необхідність резервування при аварійних і планових (ремонтних) відключеннях частини основного обладнання. Для УРП потужність резерву системи повинна бути не менше 10 - 12% від її робочої потужності. Розрахунок балансу активної потужності наведено в додатку Б.
4.2 Баланс реактивних потужностей
В електричній системі сумарна генерується реактивна потужність повинна бути дорівнює сумарній споживаної. На відміну від активної потужності, джерелами якої є тільки генератори електростанцій, реактивна потужність генерується як ними, так і іншими джерелами, до яких відносяться повітряні і кабельні лінії різних напруг Qл. а також встановлені в мережах джерела реактивної потужності (компенсуютьпристрої - КУ) потужністю Qку.
Тому баланс реактивної потужності в електричній системі представляється рівнянням:
Рівняння балансу реактивних потужностей пов'язано з рівнянням балансу активних потужностей, так як:
Втрати реактивної потужності на передачу # 8710; Qпер в основному визначаються втратами реактивної потужності в трансформаторах. У лініях напругою 110 кВ і вище генерація реактивної потужності (зарядна потужність) компенсує реактивні втрати в лініях і може перевищити їх. Але реактивна потужність без додаткового використання ІРМ може виявитися менше необхідної за умовою балансу реактивних потужностей. В цьому випадку утворюється дефіцит реактивної потужності, який призводить до наступного:
· Велика завантаження реактивною потужністю генераторів електростанцій призводить до перевантаження по струму генераторів.
· Передача великих потоків реактивної потужності від генераторів за елементами мережі призводить до перевантаження по струму генераторів і, як наслідок до збільшення витрат на спорудження мережі, підвищених втрат активної потужності.
· Недолік реактивної потужності в системі тягне за собою зниження напруги в вузлах електричних мереж і у споживачів.
На основі спеціальних розрахунків розподілу реактивної потужності в електроенергетичній системі, для кожного вузла системи визначається реактивна потужність, яку доцільно передавати з системи в розподільні мережі, що живляться від того чи іншого вузла.
Сумарна максимальна реактивна потужність, споживана з шин електростанції, яка є джерелом харчування для проектованої мережі, може бути оцінена за виразом:
де kО.Q - коефіцієнт одночасності найбільших реактивних навантажень споживачів kО.Q = 0,98;
QП.нб - найбільша реактивна навантаження вузла i;
n - кількість пунктів споживання електроенергії;
- сумарні втрати реактивної потужності в трансформаторах і автотрансформаторах;
- втрати реактивної потужності в лінії;
- реактивна потужність, що генерується лінією;
Для оцінки втрат реактивної потужності в трансформаторах і автотрансформаторах можна прийняти, що при кожній трансформації напруги, втрати реактивної потужності складають приблизно 10% від переданої через трансформатор повної потужності:
де - кількість трансформацій напруги від джерела до споживачів.
Втрати реактивної потужності в лінії DQВЛ істотно залежать від переданої потужності і довжини лінії; генерується лінією реактивна потужність Qc.ВЛ пропорційна довжині лінії. Обидві ці величини залежать від напруги електропередачі, при чому втрати потужності обернено пропорційні, а зарядна потужність прямо пропорційна квадрату напруги лінії електропередачі. Внаслідок цього співвідношення DQВЛ і Qc.ВЛ дуже різниться для ліній різних номінальних напруг. Перетин проводів повітряної лінії практично не впливає на величини DQВЛ і Qc.ВЛ. Для повітряних ліній 110 кВ допускається на цій стадії розрахунку приймати рівними величини втрат і генерації реактивної потужності.
Найбільша сумарна активна потужність, споживана в проектованої мережі, становить:
де PП.нб - найбільша активне навантаження підстанції i;
kо.P = 0,95 - 0,96 - коефіцієнт одночасності найбільших навантажень підстанцій;
DPс = 0,05 - сумарні втрати потужності в мережі в частках від сумарного навантаження підстанцій.
Відповідна даної PП.нб необхідна встановлена потужність генераторів електростанцій визначається наступними складовими:
де РЕС.сн - електричне навантаження власних потреб станції;
РЕС.рез - оперативний резерв потужності станції.
Навантаження власних потреб залежить від типу електричної станції і може бути орієнтовно прийнята для ТЕЦ 8 - 14%, від встановленої потужності генераторів електричної станції.
Оперативний резерв (РЕС.рез) обгрунтовується економічною зіставленням збитків від ймовірного недоотпуск електроенергії при аварійному ушкодженні агрегатів на електростанції з додатковими витратами на створення резерву потужності. Орієнтовно резервна потужність електростанцій повинна складати 10-12% від сумарної встановленої потужності генераторів, що живлять розглянутих споживачів.
Розрахунок балансу реактивної потужності наведено в додатку В.
Інформація про роботу «Проектування електричної мережі»
Розділ: Фізика
Кількість знаків з пробілами: 65776
Кількість таблиць: 21
Кількість зображень: 6