Загайнова, Олександра АнатоліївнаСердюкова, Галина Миколаївна2025-01-062024Загайнова О. А. Дослідження усталених режимів електричної мережі 110 кВ та мінімізація втрат активної потужності / О. А. Загайнова, Г. М. Сердюкова // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Сер. : Енергетика: надійність та енергоефективність. – 2024. – № 2 (9). – С. 19-24.https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/84938Об'єктом аналізу є розподільча електрична мережа, що являє собою фрагмент реальної діючої мережі 110 кВ. Джерела живлення представлені чотирма вузлами, а споживачами є чотирнадцять підстанцій: 9 із триобмотковими трансформаторами 110/35/10 і 5 із двообмотковими трансформаторами 110/10. Сумарна потужність, що споживається, дорівнює 51,7 МВт. Для розрахунку усталених режимів були використані нелінійні вузлові рівняння у формі балансу потужностей у полярній системі координат. Для визначення напруги у всіх вузлах електричної мережі і перетоків потужності використали відповідні математичні моделі електричної мережі. На окремих ділянках мережі виявлені значні перетоки реактивної потужності, які є небажаними для ефективної роботи мережі. Для того, щоб режим роботи електричної мережі при заданих потужностях відповідав нормам відхилення напруги у вузлах і струмові навантаження для елементів мережі були припустимі, використані заходи зниження втрат потужності в електричних мережах. Було проведено аналіз зміни втрат потужності від зміни напруги балансуючого вузла. Збільшення напруги на шинах балансуючого вузла на 5 кВ зменшили сумарні втрати активної потужності з 0,9086 МВт до 0,8305 МВт. Також після підключення батареї статичних конденсаторів у вузлах електричній розподільчої мережі значно зменшились втрати активної потужності. До підключення батареї статичних конденсаторів втрати становили 0,9086 МВт, а після підключення втрати склали 0,7890 МВт. Було проаналізовано вплив на втрати активної потужності примусова зміна потокорозподілу у мережі шляхом розмикання контурів замкнутої розподільної мережі. Розмикання контурів мережі, яку аналізували, не веде до зменшення сумарних втрат активної потужності, оскільки дана мережа 110 кВ практично однорідна. Практична значимість отриманих результатів полягає у можливості зменшення втрат потужності в мережах шляхом нормалізації режиму напруги та більш повної компенсації реактивної потужності в них.The object of analysis is a distribution electrical network that represents a fragment of an actual operational 110 kV network. The power sources are represented by four nodes, while the consumers include fourteen substations: 9 with three-winding transformers (110/35/10 kV) and 5 with two-winding transformers (110/10 kV). The total consumed power equals 51.7 MW. Nonlinear nodal equations in the form of power balance in a polar coordinate system were used to calculate the steady-state operating conditions. Mathematical models of the electrical network were applied to determine the voltage at all network nodes and the power flows within the network. Significant reactive power flows were identified in certain sections of the network, which are undesirable for its efficient operation. To ensure that the electrical network operates within voltage deviation norms at the nodes and that current loads on network elements remain permissible under the given power conditions, measures to reduce power losses were implemented. An analysis of power loss variations due to changes in the voltage of the balancing node was conducted. Increasing the voltage at the balancing node's buses by 5 kV reduced the total active power losses from 0.9086 MW to 0.8305 MW. Furthermore, the installation of static capacitor banks at the nodes of the distribution network significantly reduced active power losses. Before the installation of the static capacitor banks, the losses amounted to 0.9086 MW, and after the installation, they decreased to 0.7890 MW. The impact of forced power flow redistribution in the network through the opening of closed network loops was also analyzed. The opening of loops in the analyzed network does not lead to a reduction in total active power losses, as the 110 kV network is nearly homogeneous. The practical significance of the obtained results lies in the potential to reduce power losses in the network by normalizing voltage levels and achieving more comprehensive compensation of reactive power.ukелектричні мережінапругавтрати активної потужностікомпенсаціяджерела живленняelectrical networksvoltagelosses of active powercompensationArticlehttps://doi.org/10.20998/EREE.2024.2(9).318929http://orcid.org/0000-0002-8558-3211http://orcid.org/0000-0003-1557-0260