Podręcznik

Obliczenia techniczne są podstawowymi i niezbędnymi obliczeniami przy projektowaniu układów elektroenergetycznych sieci dystrybucyjnych.

Projektant w praktyce nigdy nie dysponuje wszystkimi danymi, a i te na których się opiera, zazwyczaj w czasie budowy ulegają zmianom. Powstaje wtedy potrzeba wprowadzania zmian w sieci elektroenergetycznej lub też dopuszczenia zwiększonego lub zmniejszonego stopnia wykorzystania urządzeń elektrycznych. W praktyce zarówno zwiększenie jak i zmniejszenie stopnia wykorzystania urządzeń jest z punktu widzenia ekonomicznego niekorzystne, ale niestety trudne do uniknięcia.

Przy oszczędnym projektowaniu sieci dystrybucyjnej nie można zejść poniżej pewnej granicy, która wynika z warunków technicznych, wtedy mogłoby się okazać, że projektowana sieć elektroenergetyczna nie może spełnić swoich zadań.

Projektant musi dostosować się do postanowień norm i przepisów, które muszą zagwarantować określony poziom bezpieczeństwa energetycznego.

Podstawowymi danymi przy projektowaniu elektroenergetycznej sieci dystrybucyjnej są: moce (prądy), liczba i rozmieszczenie odbiorników oraz sposób ich pracy.

W założeniach projektowych już podawane są moce odbiorników i uściślane w czasie projektowania, lecz w praktyce często ulegają zmianom. Powstaje wtedy potrzeba wprowadzania zmian w sieci elektroenergetycznej lub też dopuszczenia zwiększonego lub zmniejszonego stopnia wykorzystania urządzeń elektrycznych.

Danymi wyjściowymi do obliczeń analitycznych są: układ sieci, parametry elementów oraz niektóre z funkcji określone na podzbiorach węzłów sieci.

Najczęściej są znane: moce (prądy) w węzłach – punktach odbioru oraz napięcia w węzłach – punkach zasilania. W praktyce możliwa jest sytuacja, w której są znaczne napięcia w części podzbiorów węzłów – punktów odbioru.

Aby określić stan sieci dystrybucyjnej trzeba wyznaczyć pozostałe funkcje: napięcia i moce lub prądy w pozostałych węzłach oraz moce lub prądy w lukach (gałęziach) sieci. Do tego celu służą metody obliczeń rozpływów i napięć w sieci elektroenergetycznej.

Moce (prądy) w łukach (gałęziach) i węzłach (punktach zasilania) sieci promieniowej zależą tylko od układu sieci oraz mocy (prądów) w węzłach (punktach odniesienia). Napięcia w węzłach sieci dystrybucyjnej promieniowej zależą od układu sieci, impedancji łuków oraz od zadanych mocy i napięć w węzłach. Moce (prądy) w łukach i węzłach sieci (punktach zasilania) oraz napięcia w węzłach sieci wielokrotnie zamkniętej zależą od układów połączeń siec, impedancji łuków oraz od zadanych mocy (prądów) i napięć w węzłach.

Napięcia i moce w węzłach oraz moce w łukach określają w pełni stan pracy sieci dystrybucyjnej. Oprócz obliczeń technicznych bardzo istotną rolę przy projektowaniu odgrywają obliczenia ekonomiczne. Do obliczeń ekonomicznych sieci są potrzebne funkcje, których argumentami są moce i prądy w łukach. Do tej grupy obliczeń należą obliczenia strat mocy i energii w łukach, a następnie w całej sieci oraz kosztów tych strat.

Dokonując analizy ekonomicznej sieci dystrybucyjnej wyznacza się również koszty inwestycyjne oraz roczne koszty stałe. Koszty te są funkcją układu sieci, jej parametrów oraz wielu jej elementów składowych.

Projektując sieć dystrybucyjną wyznacza się również roczne koszty całkowite a dla okresów dłuższych niż jeden rok wyznacza się sumę kosztów zdyskontowanych sieci.

Przedstawione funkcje: napięć, mocy lub prądów, strat, spadków napięcia i kosztów są podstawą do oceny pracy istniejących lub projektowanych konfiguracji i struktur sieci dystrybucyjnych.