Исходные данные

4 АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ, ТРЕБУЮЩИХСЯ ДЛЯ РАСЧЕТА КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ ЭНЕРГИИ В СИСТЕМЕ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

4.1 Определение данных, необходимых для анализа компенсации реактивной мощности в системе тягового электроснабжения

Расчет данных, необходимых для анализа компенсации реактивной мощности и КЭ в системе тягового электроснабжения Владивостокской дистанций электроснабжения, производится по ежемесячным расходам активной и реактивной энергии за год по подстанциям (см. Приложение В).

Расчет средних токов плеч питания тяговых подстанций.
Для расчета необходимо найти средние значения токов (А) подстанций. Поскольку расчет показателей качества электроэнергии идет на границе балансовой принадлежности (шины высокого напряжения подстанции), то все значения токов приводятся к высокому напряжению.


, (4.1)


, (4.2)

где =110 кВ – номинальное напряжение сети; и – среднегодовые значения соответственно активной (кВт ч) энергии и реактивной (кВАр ч) энергии, которые определяются по формулам:

, (4.3)


, (4.4)

где и – расход активной (кВТч) и реактивной (кВАрч) энергии

i-ой подстанции за j-ый месяц, (см. Приложение В).

Среднегодовое значение активной энергии для подстанции Партизанск при действительных размерах движения:

Среднее значение активного тока для подстанции Партизанск при действительных размерах движения, А:


.

Среднее значение реактивного тока для подстанции Партизанск при действительных размерах движения, А:

.

По величине токов подстанций и отношению токов плеч питания (n) определяются средние значения токов плеч питания для отстающей (от) и опережающей (оп) фазы:

. (4.5)

Расчет активных и реактивных составляющих, А:

, (4.6)


,


, (4.7)


,


, (4.8)


,


, (4.9)


.

Расчет вектора токов, кА:

, (4.10)


,


(4.11)


.

Расчет производится в блоке № 4, электронного приложения C. Результаты расчетов приведены в таблице 4.1

Таблица 4.1 Токи подстанций и плеч питания, [кА]

Подстанция	при действительных размерах движения
Смоляниново	120,773	121,878	67,096-j67,710	53,677-j54,168
Анисимовка	77,317	81,888	42,954-j45,493	34,363-j36,395
Фридман	57,704	33,616	31,058-j18,675	25,646-j14,940
Партизанск	57,081	39,681	31,712-j22,045	25,369-j17,636

Определение эффективных значений токов подстанций, А:

, (4.12)


, (4.13)
где , – расход активной энергии, кВтч за j-й месяц, см.Приложение В; – расход реактивной энергии, кВАрч за j-й месяц, см.Приложение В.

Эффективные токи плеч питания: , , , – определяются по формулам (4.6) – (4.11), только вместо средних токов подстанций в данные формулы подставляются значения эффективных токов из выражении (4.12) и (4.13).

,


,


,


,


,


.

Расчет составляющих среднеквадратичного отклонения токов плеч питания, А:

, (4.14)


;


, (4.15)


;


, (4.16)


;


, (4.17)


;

Среднеквадратичное отклонение токов плеч питания, А

, (4.18)


;


, (4.19)


.

Определение средних значений углов сдвига фаз между током и напряжением плеча питания.

Значение угла сдвига фазы между средним током и напряжением плеча питания, гр.эл.:


, (4.20)


.


, (4.21)


.

По результатам расчетов по формулам (4.4) – (4.21) составляется таблица 4.2 значений всех токов и углов сдвига фазы для всех подстанции.

Таблица 4.2– Значения токов плеч питания и углов сдвига фазы для всех подстанций

Подстанция
1	2	3	4	5	6	7	8
Смоляниново	67,096-j67,710	53,677-j54,168	67,147-j67,781	53,718-j54,224	2,63-j3,091	2,104-j2,473	45,261
Анисимовка	42,954-j45,493	34,363-j36,395	43,053-j45,547	34,442-j36,438	2,919-j2,211	2,335-j1,769	46,645
Фридман	32,058-j18,675	25,646-j14,940	32,091-j18,694	25,675-j14,956	1,470-j0846	1,176-j0,676	30,233
Партизанск	31,712-j22,045	25,369-j17,636	31,757-j22,073	25,405-j17,658	1,693-j1,106	1,354-j0,885	34,806

4.2 Определение средних, эффективных токов и среднеквадратичного отклонения токов в фазах ВН трансформатора

Значения средних и эффективных токов в фазах обмотки трансформатора зависят от типа подстанции и определяются в соответствии с [4].

Для отстающей фазы обмотки комплексное значение среднего тока, А, равно:
Для отстающей фазы:


. (4.22)

Для опережающей фазы:

. (4.23)
Для свободной фазы:


. (4.24)

где , – модули средних значений соответственно отстающего и опережающего плеча, А; , – углы сдвига фаз, зависящие от типа ТП;

- ток компенсирующего устройства, который определяется по формуле.


, (4.25)

где - комплексный коэффициент: для фазы А , для фазы В , для фазы С ; - средний ток КУ, определяемый по формуле.

. (4.26)

Справочные данные, для расчета токов в фазах обмотки трансформатора по формулам (4.22) – (4.24) приведенные в таблице 4.3

Таблица 4.3 – Справочные данные для формул (3.22) – (3.24)

Параметры для	Тип подстанции
формул (4.22) – (4.24)	I	II	III
Отстающая фаза	А	В	С
Опережающая фаза	С	А	В
Свободная фаза	В	С	А
Угол , гр, эл,
Угол , гр, эл,

Для подстанции Партизанск при действительных размерах движения

А.

Для отстающей фазы (фаза А):

Для опережающей фазы (фаза С):

Для свободной фазы (фаза В):

Комплексные значения среднеквадратичного отклонения токов в фазах обмоток трансформатора определяются:

для отстающей фазы:


, (4.28)

для опережающей фазы:

, (4.29)
для свободной фазы:


, (4.30)
где , – модули средних значений соответственно отстающего и опережающего плеча, А; , – углы сдвига фаз, зависящие от типа подстанций.
Для отстающей фазы (фазы А):

Для опережающей фазы (фаза С):

Для свободной фазы (фаза B):

Аналогично, комплексные значения среднеквадратичного отклонения токов в фазах обмоток трансформатора определяются для всех остальных подстанций. Результаты расчетов приведены в таблице 4.4

Таблица 4.4 - Комплексные значения среднеквадратичного отклонения токов в фазах обмоток трансформатора, [А]

Подстанция
1	2	3	4
Смоляниново	1,023-j0,700	-2,902-j1,732	1,878+j2,432
Анисимовка	2,626-j1,549	-2,738+j0,436	-0,112+j1,113
Фридман	0,779-j1,021	-0,393-j0,338	-0,386+j1,358
Партизанск	0,829-j1,287	-0,499-j0,364	-0,330+j1,651

Эффективные значения средних токов в обмотках трансформатора, А, определяются по формуле

, (4.31)

где и – значение среднего тока и среднеквадратичного отклонения тока в соответствующей фазе.

.

По результатам вычислений по формулам (4.22) – (4.25) составляется таблица комплексных значений средних, эффективных и среднеквадратичного отклонения токов в фазах обмотки ВН трансформатора для всех подстанции для двух режимов при действительных размерах движения, которая приведена в Приложении Д.

Расчет производится в блоке № 4 программного комплекса, для случая с применением КУ в блоке № 4.1 (см. Электронное приложение C).