Расчет установившихся режимов электрических сетей

Расчет установившихся режимов электрических сетей



Под установившимся режимом электрической сети понимается такой нормальный или послеаварийный режим, в котором токи, напряжения и мощности в ее элементах принимаются неизменными.

 

Расчет установившегося режима подразумевает определение этих токов, напряжений и мощностей, которые характеризуют режим электрической сети называются параметрами режима.

Целями и задачами расчета установившегося режима электрической сети являются:

• проверка допустимости параметров режима для элементов сети, в частности проверка допустимости величин напряжений по условиям работы изоляции, величин токов − по условиям нагрева проводов, величин мощностей − по условиям работы источников активной и реактивной мощности;
• оценка качества электроэнергии путем сравнения отклонений напряжений в сети с допустимыми отклонениями напряжений от номинальных значений;
• определение экономичности режима по величинам потерь мощности и электроэнергии в электрической сети.

 

Исходными данными для расчета установившегося режима электрической сети являются:

• принципиальная схема электрической сети, характеризующая взаимную связь между отдельными ее элементами;
• расчетная схема замещения электрической сети, состоящая из схем замещения отдельных элементов, т.е. из сопротивлений, проводимостей, коэффициентов трансформации, называемых параметрами схемы замещения электрической сети;
• значения активных и реактивных мощностей в узлах нагрузки;
• значения активных и реактивных мощностей источников питания, кроме одного, называемого балансирующим по мощности и покрывающим небаланс между вырабатываемой и потребляемой в ЭЭС мощностями;
• значение напряжения в одном из узлов электрической сети, называемом базисным узлом по напряжению.
Электрическая сеть с позиций теоретической электротехники является электрической цепью и для ее расчета справедливы законы Ома и Кирхгофа и все методы расчета электрических цепей, известные из теоретической электротехники.

 

Электрическая сеть (электрическая цепь) состоит из ветвей, узлов и контуров.

Ветвью называется участок сети, состоящий из последовательно соединенных элементов, по которым протекает один и тот же ток.

Узлом называют место соединения двух или более ветвей.

Контуром называют замкнутый участок сети, состоящий из нескольких ветвей.

Электрическая сеть, не содержащая контуров, называется разомкнутой (рисунок 1 а) ,б).



Основные типы схем районных электрических сетей

Рисунок 1. Основные типы схем районных электрических сетей

 

В такой сети каждый узел нагрузки получает питание с одной стороны (от одного источника).

 

Замкнутая сеть содержит контуры. Простейшая замкнутая сеть — это кольцевая сеть (рисунок 1, в), в которой каждый узел нагрузки получает питание с двух сторон.
В сети с двухсторонним питанием (рисунок 1, г) каждый узел нагрузки получает питание с двух сторон от разных источников питания.

Сложнозамкнутая сеть (рисунок 1, д) содержит не менее двух контуров с общими ветвями. Нагрузки в такой сети могут получать питание с двух и более сторон.

 

Наибольшее распространение для расчета любых электрических сетей получил итерационный метод или метод последовательных приближений. В этом методе искомые величины определяются в результате повторяющейся вычислительной процедуры (итерации). На первой итерации осуществляется переход от начальных приближений к более точным значениям искомых величин. На последующих итерациях эти значения последовательно уточняются. Вычислительная процедура заканчивается при достижении заданной точности вычислений. Начальные приближения могут задаваться на основании тех или иных представлений о возможных значениях искомых величин. Так, в частности, начальные значения искомых напряжений в узлах электрической сети могут быть заданы равными номинальному напряжению этой сети.