Уточненный баланс реактивной мощности

Уточняется баланс реактивной мощности, при необходимости заново выбирается мощность КУ по подстанциям. В отличие от предварительного выбора КУ, здесь следует вычислить генерацию реактивной мощности линиями электропередачи и потери её в линиях, точнее рассчитать потери реактивной мощности в трансформаторах.

+DQ_СS+Q_куS= +DQ_ЛS+DQ_ТРS

Определим потери Р и Q в линиях и трансформаторах:

На подстанции 1 установлено два автотрансформатора :

S_ном =200 МВА, U_ВН =230 кВ, U_СН =121 кВ, U_НН =10,5 кВ,

D Р_хх =125 кВт, u_кВН-СН =11%, u_кВН-НН =32%, u_кСН-НН =20%,

D Р^Тк =500 кВт,

I_х =0,5%.

u_кВ=0,5(u_кВН-СН + u_кВН-НН - u_кСН-НН)=(11+32-20)=23,

u_кс=0,5(u_кВН-СН + u_кСН-НН - u_кВН-НН)=(11+20-32)=0,

u_кн=0,5(u_кСН-НН + u_кВН-НН - u_кВН-СН)=(32+20-11)=41,

D Р_ст1 =250 кВт, D Q_ст1 = 2000 квар,

D Р_м1 =99,59 кВт,

D Q_м1 =( )+( )+( )=

=( )+(0)+( ) = 12862,7 квар,

=D Р_ст1 +D Р_м1 +D Q_ст1 +D Q_м1 =250 + 99,59 + j 2000 + j 12862,7 =

= 349,6+ j 14862,7 кВА.

На подстанции 2 установлено два трансформатора :

S_ном =25 МВА, U_ВН =115 кВ, U_НН =10,5 кВ,

D Р_хх =27 кВт, D Р_к =120 кВт, u_кВН-НН =10,5%, I_х =0,7%.

D Р_ст2 =54 кВт, D Q_ст2 = 350 квар,

D Р_м2 =83,09 кВт, D Q_м2 = = 1817,6 квар,

=D Р_ст2 +D Р_м2 +D Q_ст2 +D Q_м2 =54+83,09 + j 350+ j 1817,6 =137,1+ j 2167,6кВА.

На подстанции 3 установлено два трансформатора :

S_ном =40 МВА, U_ВН =115 кВ, U_НН =10,5 кВ,

D Р_хх =36 кВт, D Р_к =172 кВт, u_кВН-НН =10,5%, I_х =0,65%.

D Р_ст3 =72 кВт, D Q_ст3 = 520 квар,

D Р_м3 =102,08 кВт, D Q_м3 = = 2492,7 квар.

=D Р_ст3 +D Р_м3 +D Q_ст3 +D Q_м3 =72+102,08 + j 520+ j 2492,7 =174,08+ j 3012,7 кВА.

На подстанции 4 установлено два трансформатора :

S_ном =16 МВА, U_ВН =115 кВ, U_НН =11 кВ,

D Р_хх =19 кВт, D Р_к =85 кВт, u_кВН-НН =10,5%,

I_х =0,7%.

D Р_ст4 =38 кВт, D Q_ст4 = 224 квар,

D Р_м4 =78,54 кВт, D Q_м4 = = 1552,2 квар,

=D Р_ст4 +D Р_м4 +D Q_ст4 +D Q_м4 =38+78,54 + j 224+ j 1552,2 =116,5+ j 1776,2 кВА.

На подстанции 5 установлено два трансформатора :

S_ном =10 МВА, U_ВН =115 кВ, U_НН =11 кВ,

D Р_хх =14 кВт, D Р_к =60 кВт, u_кВН-НН =10,5%, I_х =0,7%.

D Р_ст5 =28 кВт, D Q_ст5 = 140 квар,

D Р_м5 =35,64 кВт, D Q_м5 = = 623,7 квар.

Потери в трансформаторе составят:

=D Р_ст5 +D Р_м5 +D Q_ст5 +D Q_м5 =28+35,64 + j 140+ j 623,7 =63,64+ j 763,7 кВА.

Линия РЭС -1:

Провод АС-240/32, l =43 км, R_Л =2,537Ом, Х_Л =9,35 Ом, В₀ =2,604×10^-6 См/км;

D Р_РЭС-1 =1,05МВт;

D Q_{Л РЭС-1} = = =3,88 Мвар;

D Q_{С РЭС-1} = × В₀ × l × n =220²×2,604×10^-6×43×2=10,84 Мвар.

Линия 5-4:

Провод АС-70, l =34 км, R_Л=7,174 Ом, Х_Л=7,548 Ом, В₀=2,547×10^-6 См/км;

DР_5-4=0,28 МВт;

DQ_{Л 5-4}= = =0,3 Мвар;

DQ_{С 1-5}= ×В₀× l ×n=110²×2,547×10^-6×34×2=2,1 Мвар.

Линия 1-2:

Провод АС-185, l =35 км, R_Л=2,78 Ом, Х_Л=7,228 Ом, В₀=2,747×10^-6 См/км;

DР_1-2=1,22 МВт;

DQ_{Л 1-2}= = =3,17 Мвар;

DQ_{С 1-2}= ×В₀× l ×n=110²×2,747×10^-6×35×2=2,33 Мвар.

Линия 2-3:

Провод АС-120, l =35 км, R_Л=4,27 Ом, Х_Л=7,47 Ом, В₀=2,658×10^-6 См/км;

DР_2-3=0,67 МВт;

DQ_{Л 2-3}= = =1,17 Мвар;

DQ_{С 2-3}= ×В₀× l ×n=110²×2,658×10^-6×35×2=2,25 Мвар.

Линия 1-5:

Провод АС-95, l =28 км, R_Л=4,214 Ом, Х_Л=6,076 Ом, В₀=2,611×10^-6 См/км;

DР_1-5=0,37 МВт;

DQ_{Л 1-5}= = =0,54 Мвар;

DQ_{С 1-5}= ×В₀× l ×n=110²×2,611×10^-6×28×2=1,77 Мвар.

Сумарные потери в линиях и трансформаторах:

DР_ТРS= =349,6+137,1+174,08+116,5+63,64=840,92 кВт=0,841 МВт;

DР_ЛS=DР_РЭС-1+DР_1-2+DР_1-5+DР_2-3+DР_5-4= 3,59 МВт;

DQ_ТРS = = 14862,7 + 2167,6 + 3012,7 + 1776,2 + 763,7 = 22582,9 квар = 22,583 Мвар;

DQ_ЛS=DQ_{Л РЭС-1}+DQ_{Л 1-2}+DQ_{Л 1-5}+DQ_{Л 2-3}+DQ_{Л 5-4}=3,88 +3,17 +0,54 +1,17 +0,3

=9,06 Мвар;

DQ_СS=DQ_{С РЭС-1}+DQ_{С 1-2}+DQ_{С 1-5}+DQ_{С 2-3}+DQ_{С 5-4}=1,77 +2,25 +2,33 +2,1 +10,84 =

=19,29 Мвар;

Р_ген= +DР_ТРS+DР_ЛS=130+0,841 +3,59 =134,431 МВт;

Q_ген=Р_ген×tg j_ген=134,431 ×0,5667=76,18 Мвар;

=56,25 Мвар.

Q_{куS(уточн)}= +DQ_ЛS+DQ_ТРS-Q_ген-DQ_СS= 56,25 + 9,06 + 22,583 - 76,18 - 19,29 = -7,577 Мвар;

=0,49.

Определим мощность компенсирующих устройств для каждой подстанции:

Q_ку1=Р_нагр1(tgj_нагр- tgφ_Б)= 33×(0,75 - 0,49)=8,58 Мвар;

Q_ку2=Р_нагр2(tgj_нагр- tgφ_Б)= 27×(0,75 - 0,49)=7,02 Мвар;

Q_ку3=Р_нагр3(tgj_нагр- tgφ_Б)= 40×(0,75 - 0,49)=10,4 Мвар;

Q_ку4=Р_нагр4(tgj_нагр- tgφ_Б)= 20×(0,75 - 0,49)=5,2 Мвар;

Q_ку5=Р_нагр5(tgj_нагр- tgφ_Б)= 10×(0,75 - 0,49)=2,6 Мвар.

Проверка вычисления реактивной мощности компенсирующих устройств:

Q_куS= Q_ку1+ Q_ку2+ Q_ку3+ Q_ку4+ Q_ку5=8,58 +7,02 +10,4 +5,2 +2,6 = 33,8 Мвар.

Реактивная мощность каждой подстанции после компенсации:

Q₁=Q_нагр1–Q_ку1= 24,75 – 8,58 = 16,17 Мвар;

Q₂=Q_нагр2–Q_ку2= 20,25 – 7,02 = 13,23 Мвар;

Q₃=Q_нагр3–Q_ку3= 30 – 10,4 = 19,6 Мвар;

Q₄=Q_нагр4–Q_ку4= 15 – 5,2 = 9,8 Мвар;

Q₅=Q_нагр5–Q_ку5= 7,5 – 2,6 = 4,9 Мвар.

Мощности каждой подстанции:

= (33+j 16,17) МВА, S_н1= 36,75 МВА;

= (27+j 13,23) МВА, S_н2= 30,07 МВА;

= (40+j 19,6) МВА, S_н3= 44,54 МВА;

= (20+j 9,8) МВА, S_н4= 22,27 МВА;

= (10+j 4,9) МВА, S_н5= 11,14 МВА.

Определим суммарную полную мощность подстанций:

36,75+30,07+44,54+22,27+11,14 =144,77.

Определим коэффициент мощности cos j_Б после установки КУ:

j_Б = arctg (tg j_Б)= arctg 0,49= 26,1°; cos j_Б = 0,89.