Потокораспределение и напряжения в установившихся режимах

Основным средством расчёта потокораспределения и уровней напряжения являются ЭВМ. Расчёты проводятся по заранее составленным программам (Б-2, Б-6, Rastr, СДО и др).

Математической моделью, положенной в основу большинства программ для ЭВМ, являются уравнения узловых напряжений (УУН) в форме балансов мощности:

, (3.1)

где – вектор напряжения в i-м узле сети ( );

– сопряжённый вектор напряжения в k-м узле сети ( );

– сопряжённый вектор заданного напряжения в БУ ( );

– узловая мощность i-го узла, ( );

n – число независимых узлов в схеме;

– собственная проводимость узла i ( );

– взаимная проводимость узлов i и k ( );

– взаимная проводимость узла i и балансирующего.

Символ в (3.1) означает сопряжённую величину.

В полярной системе координат (модуль, угол) УУН (3.1) после разделения на действительную и мнимую части примут следующий вид

; (3.2, а)

, (3.2, б)

где – множество номеров узлов непосредственно связанных с узлом i.

Система нелинейных уравнений (3.2, а), (3.2, б) решается итерационным методом Ньютона или его модификациями (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Блок-схема алгоритма Ньютона

При некоторых произвольных значениях и , подставленных в левую часть (3.2, а), (3.2, б), возникают небалансы мощности и . Проверяются условия

; .

Если эти условия не выполняются, т. е. имеет место заметный небаланс мощностей в узлах, то по методу Ньютона вычисляются поправки

Для этого составляют и решают систему линейных уравнений следующего вида:

(3.3)

Решение (3.3) позволяет определить поправки , , позволяющие получить новые значения искомых величин и .

Согласно ГОСТ Р 5419-2010 отклонение от номинального напряжения в узлах поставки электроэнергии потребителям не должно превышать ±10 %. При выходе напряжения из заданного интервала их корректировка может быть выполнена изменением первоначально принятых равными .

Для двухобмоточных трансформаторов с РПН в обмотке ВН

,

где n – число ступеней относительно среднего ответвления;

– ступень регулирования РПН в относительных единицах.

Если задаться желаемым напряжением на шинах НН, то желаемая ступень регулирования n_жел может быть определена из соотношения

.

Откуда для двухобмоточного трансформатора

.

Для трёхобмоточных трансформаторов с РПН в нейтрали обмотки ВН и ПБВ на стороне СН

,

,

где m – число ступеней ПБВ относительно среднего ответвления.

Для автотрансформаторов с РПН на стороне СН

.

Для автотрансформаторов с таким РПН не регулируется. При необходимости его изменения необходимы дополнительные линейные регуляторы.

Потоки мощности в ветвях расчётной схемы определяются по завершению расчёта напряжений узлов сети. Например, мощность в начале ветви l, соединяющей узлы i и k и имеющей проводимость , равна

.

Информация о схеме замещения включает в себя топологию схемы и параметры ветвей. В расчёте учитываются действительные коэффициенты трансформации. Ёмкость линий задается в виде проводимости или ёмкостной мощности. Информация об узлах задаётся активными и реактивными нагрузками, а на части узлов – активными нагрузками, модулем напряжения, максимальной и минимальной реактивной мощностью.