9.9. Расчет потерь электроэнергии в электрических сетях до 1000 в
Электрические сети до 1000 В по сравнению с распределительными сетями 6-10
кВ характерны тем, что в них практически отсутствует информация о нагрузках узлов для проведения расчетов режимов. Могут быть известны лишь токовые нагрузки головных участков линий либо энергия, отпущенная по линиям от трансформаторных подстанций
6 -10/0,38 кВ. Кроме того, в них обычно имеет место несимметричная загрузка фаз. Каждая линия на всей длине или на ее части может представляться с равномерно распределенной нагрузкой.
В то же время в каждой линии или даже ко всей сети, питающейся от одной трансформаторной подстанции, обычно подключаются однородные потребители, что позволяет для определения потерь электроэнергии с успехом применять метод времени наибольших потерь. Поэтому основная задача заключается в определении потерь мощности, а переход от потерь мощности к потерям энергии не представляется затруднительным.
В зависимости от поставленных эксплуатационных и проектных задач разработаны различные подходы для определения потерь энергии, которые описаны в специальной литературе [30, 31, 64]. Здесь же рассмотрим лишь один из методов, основанный на связи между потерями напряжения и потерями мощности в сети до 1000 В [30, 31]. Его особенно удобно использовать в условиях эксплуатации, когда потери напряжения от источника питания до наиболее электрически удаленной точки сети могут быть найдены на основании замеров.
Для участка сети с сопротивлением R и наибольшей нагрузкой на конце IНБ потери мощности в процентах относительно передаваемой мощности можно записать в виде:
(9.53)
Потери напряжения в режиме наибольшей нагрузки в процентах относительно номинального напряжения
(9.54)
Тогда
Отсюда
(9.55)
где коэффициент перехода от потерь напряжения к потерям мощности
(9.56)
При X ≈ 0, что характерно для кабельных сетей с малыми площадями сечений проводников,
а при cosφ = 1 kНМ= 1.
При равномерно распределенной нагрузке вдоль линии, что характерно для сетей до 1000 В, и той же суммарной нагрузке IНБ формулы (9.53) и (9.54) принимают вид
Соответственно
(9.57)
Зная потери мощности в режиме наибольших нагрузок, можно найти потери электроэнергии в процентах относительно отпущенной энергии:
(9.58)
где ТНБ а — время использования наибольшей активной мощности, W — энергия, отпущенная потребителям данной линии.
В разветвленных сетях коэффициент kНМ зависит от конфигурации схемы и количества нагрузок линии, несимметрии токов по фазам и потерь мощности в нулевом проводе, площади сечения фазных и нулевых проводов. Специальные исследования показали [31], что для оценочных расчетов потерь энергии можно принимать kНМ = 0,8 при неравномерности нагрузки фаз до 10% и kНМ = 0,6 — при неравномерности нагрузки более 10 %.
Распространяя потери энергии, полученные по формуле (9.58) для репрезентативной выборки линий, на всю сеть района, абсолютную величину потерь находят по формуле
(9.59)
где Wc — электроэнергия, отпускаемая в сеть района до 1000 В за расчетный период.
Для обобщенной оценки потерь электроэнергии в сетях до 1000 В может быть, так же как и для распределительных сетей 6 — 10 кВ, использован вероятностно-статистический метод. Так, в [64] приводится следующая зависимость для оценки потерь:
(9.60)
где ℓ — протяженность сети, км; n — количество линий, шт; a, b — коэффициенты регрессии; Wc — отпуск энергии потребителям, кВт*ч.
9.10. ПОТЕРИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВАХ
Потери электроэнергии в батареях конденсаторов, подключаемых параллельно нагрузке, определяют по одной из формул [63]:
(9.61)
где ΔрБК — удельные потери, кВт/квар, для конденсаторов до 1000 В принимаются равными 0,004 и для конденсаторов выше 1000 В — 0,002; Q6k — номинальная мощность батареи; ТЭ — эквивалентное число часов работы батареи на полную мощность; WQ — выработка «реактивной энергии» батареей за расчетный период.
Потери электроэнергии в синхронном компенсаторе состоят из доли, не зависящей от его нагрузки, и доли, характеризующей нагрузочный режим его работы. Приближенно потери электроэнергии можно определять по формуле
(9.62)
где kУД — удельное потребление активной мощности в процентах выдаваемой (потребляемой) реактивной, принимается kУД = 1,4%; WQ — выработка (потребление) «реактивной энергии».
Значение потерь электроэнергии в неуправляемых шунтирующих реакторах
или (9.63)
где ΔРХ ШР — значение потерь мощности холостого хода по паспортным данным; Т ШР — число часов работы шунтирующего реактора за расчетный период; kШР — удельные потери мощности, кВт/квар; QШР — мощность реактора.
Вопросы для самопроверки
1. Как определить коэффициент полезного действия электрической сети?
2. С чем связаны коммерческие потери электроэнергии?
3. Какие потери электроэнергии относятся к техническим?
4. Какие факторы выступают в качестве конкурирующих при выборе путей рационального построения электрической сети?
5. В чем заключается структурный анализ потерь электроэнергии?
6. Как определяются потери электроэнергии холостого хода в трансформаторах?
7. Какие составляющие входят в потери электроэнергии холостого хода в
воздушных и кабельных линиях?
8. От чего и как зависят потери электроэнергии в линиях электропередачи на корону?
9. Какие параметры влияют на потери электроэнергии в сопротивлениях
линии?
10. От чего зависит активное сопротивление провода линии, находящейся под нагрузкой?
11. В чем сущность метода характерных суточных режимов? Какие сутки принимают в качестве характерных?
12. Как определяются нагрузочные потери электроэнергии по методу средних нагрузок?
13. Какими способами можно определить средние нагрузки сети?
14. Что учитывает коэффициент формы графика нагрузки?
15. Что понимается под среднеквадратичным током и среднеквадратичной мощностью?
16. Какие имеются связи между среднеквадратичным током и параметрами графиков нагрузки?
17. Как определяются потери электроэнергии по методу среднеквадратичных параметров?
18. В чем сущность метода времени наибольших потерь?
19. Что понимается под временем наибольших потерь? От чего оно зависит?
20. Как определяются потери электроэнергии по методу времени наибольших потерь?
21. Чем отличается метод раздельного времени наибольших потерь от метода наибольших потерь?
22. В каких случаях целесообразно применять метод раздельного времени наибольших потерь вместо метода наибольших потерь?
23. Что понимается под временем наибольших потерь от передачи активной (реактивной) мощности?
24. Как определяются потери электроэнергии по методу раздельного времени наибольших потерь?
25. В чем сущность метода эквивалентного сопротивления?
26. Для каких сетей применяется метод эквивалентного сопротивления?
27. Как определяются потери электроэнергии методом эквивалентного сопротивления?
28. Как определяются эквивалентные сопротивления линий и трансформаторов?
29. В чем сущность вероятностно-статистического метода?
30. Какие параметры входят в регрессионные зависимости для определения потерь электроэнергии?
31 В чем сущность метода определения потерь электроэнергии в сетях до ЮООВ основанного на связи между потерями напряжения и потерями мощности?
32 Как определяются потери электроэнергии в электрических сетях до 1000В?
33. Как определяются потери электроэнергии в батареях конденсаторов, синхронных компенсаторах и шунтирующих реакторах?
34. Будут ли иметь место потери активной мощности и энергии в линии при передаче по ней только реактивной мощности? Почему?
35. Будут ли в линии электропередачи потери активной мощности и энергии, если она включена с одной стороны и разомкнута с другой? Почему?
36 Каким может быть годовое наибольшее значение времени использования наибольшей нагрузки и наибольшее значение времени наибольших потерь?
- А. А. Герасименко, в. Т. Федин передача и распредеаение электрической энергии Учебное пособие
- Isbn 5-222-08485-х (Феникс)
- Глава 1. Общая характеристика систем передачи и распределения электрической энергии
- Глава 9. Методы расчета и анализа потерь электрической энергии
- Глава 10. Основы регулирования режимов систем передачи и распределения электрической энергии
- Глава 11. Основы построения схем систем передачи и распределения электрической энергии
- Глава 12. Выбор основных проектных решений
- Предисловие
- Глава 13 посвящена описанию путей оптимизации параметров и режимов протяженных электропередач и распределительных электрических сетей.
- Глава 1. Общая характеристика систем передачи и распределения электрической энергии
- 1.1. Основные понятия, термины и определения.
- 1.2. Характеристика передачи электроэнергии переменным и постоянным током.
- 1.3. Характеристика устройств автоматики и управления в системах передачи и распределения электроэнергии
- 1.4. Характеристика системы передачи электрической энергии
- 1.5. Характеристика систем распределения электрической энергии
- 1.6. Система передачи и распределения электрической энергии (пример)
- Глава 2. Расчет и характеристика параметров схем замещения воздушных и кабельных линий электропередач
- Глава 3. Параметры и схемы замещения трансформаторов и автотрансформаторов
- 3.4. Автотрансформаторы
- 3.5. Трансформаторы с расщепленными обмотками
- Примеры решения задач
- Глава 4. Моделирование и учет электрических нагрузок
- 4.2.2. Годовые графики нагрузок
- Глава 5. Режимные показатели участка электрической сети
- Глава 6. Расчет и анализ установившихся режимов разомкнутых электрических сетей
- 6.1. Расчет режима линии электропередачи
- 6.2. Анализ режима холостого хода линии электропередачи
- 6.3. Расчет установившегося режима разомкнутой электрической сети
- Примеры решения задач задача 6.1
- Глава 7. Расчет установившихся режимов простых замкнутых электрических сетей
- Глава 8. Основы расчета установившихся режимов электрических сетей на эвм
- 8.1. Математическая постановка задачи и общая характеристика методов решения
- 8.1.1. Математическая постановка задачи
- 8.2. Моделирование и методы решения уун
- 8.6. Сходимость, существование и неоднозначность решения уравнений установившегося режима
- Глава 9. Методы расчета и анализа потерь электрической энергии
- 9.2. Метод характерных суточных режимов
- 9.3. Метод средних нагрузок
- 9.4. Метод среднеквадратичных параметров режима
- 9.5. Метод времени наибольших потерь
- 9.7. Метод эквивалентного сопротивления
- 9.9. Расчет потерь электроэнергии в электрических сетях до 1000 в
- Примеры решения задач
- Глава 10. Основы регулирования режимов систем передачи и распределения электрической энергии
- 10.1. Задачи регулирования режимов
- 11.2. Принципы формирования схем протяженных электропередач системообразующих электрических сетей
- 11.5. Схемы городских систем распределения электрической энергии
- 11.7. Схемы электрических сетей до 1000 в
- Вопросы для самопроверки
- Глава 12. Выбор основных проектных решений
- 12.1. Предварительные замечания
- 12.3. Критерии сравнительной технико-экономической эффективности
- 12.4. Выбор варианта развития электрической сети с учетом надежности электроснабжения и требований экологии
- 12.5. Выбор конфигурации и номинального напряжения электрической сети
- 12.6. Выбор проводников линий электропередачи по условиям экономичности
- 12.7. Выбор проводников линий электропередачи по допустимой потере напряжения
- 12.8. Выбор проводников линий электропередачи по условию нагревания
- 12.9. Учет технических ограничений при выборе проводов воздушных линий и жил кабелей
- 12.10. Пути повышения пропускной способности линий электропередач и электрических сетей
- Вопросы для самопроверки
- Воздушные и кабельные линии
- Трансформаторы и автотрансформаторы
- Средние значения продолжительности использования максимума нагрузки в промышленности т.1б
- Конденсаторы для повышения коэффициента мощности электроустановок
- 665074, Г. Иркутск, ул. Игошина, 2