Воротницкий В.Э, Калинкина М.А. Расчет, нормирование и снижение потерь электроэнергии в электрических сетях

Подождите немного. Документ загружается.

где число часов наибольших потерь за расчетный период, зала-

каехюс для фупп элсме1{тов сетей 110 кВ и выше. ч.

Суммарные потерн электроэнергии определяют по формуле:

AW, =УЛ\У, ,кВтч. (32)

iat

где N-число фупп элементов, по которым ведется расчет потерь

электроэнергии, шт.

2.2.2.2. Расчет переменных потерь лгектроэнергии по чиачу оиеи наи-

больших померь D

Рассчитывают перемеию»1е потери электроэнергии за сутки кон-

фольного замера, число дней наибольиисх потерь и потери электро-

энергии за расчетный период.

Определяют потери активной мощности в каждой линии или

трансформаторе ()uih заданной ifx совокупности) расчетной схемы для

"к" установившихся режимов (к=1-24), вычисленных по усредненным

почасовым фафикам активной и реактивной нафузок каждого узла в

конфольные сутки.

Для каждой лиии>? и фансформатора (или их совокупности) рас-

четной схемы потери электроэнергии за сутки определяют по фор.муле

[61:

(33)

где ДР,|,

—

потери активной мощности в i-м элементе в cooTBeTcrejni с

к-й ступенью суточного фафика нафузки. кВт;

- продолжительность в часах каждой ступени фафика. ч;

п - число ступеней фафика (до 24), шт.;

i - текущий индекс элемента сети или их фуппы.

Потери электроэнергии в каждом элементе сети за расчетный (j) пе-

риод определяют по формуле:

AW, =AW^.D,.KBT4 (34)

и за год:

AW„,=IAW,,KBT4. (35)

где m - число характерных периодов расчетного года.

Далее определяют суммарные нафузрчные потери элсктроэнсрпш

за год по формуле (32).

2.2.2.3. Расчет потерь электроэнергии ja характерные сутки периода

года и с учетом la количества в рассматриваемом

периоОе

flpn наличии в энергосистеме суточных фафиков а>ггивной и реак-

тивной нафу-юк каждого узла за характерные сутки, по профаммс

расчета УР вычисляют харакн^рные суточные режимы (от 1 до 24) и

определяю! 1ютери электроэнергии за расчепгые сутки по формуле

(33).

Умножая потери электроэнергии за сутки (AWj^^yj.) на число ха-

рактерных суток в j-M периоде аналопсчных суткам с номером к (<ij )i

получают потери электроэнергии в j-м периоде. Например, за рабочие

сутки, число которых d,;

AWf^ =AW^-d;,KBT4. (36)

и потери за j-й период:

AW„=tAW;^.dJ,KBT.4. (37)

далее по формуле (35) - потери электроэнергии за год в i-м элементе

(i-fi фуппе элеме1ггов).

Обычно в качестве характерных суток принимаются: зимние и лет-

ние контрольные рабочие сутки, зимние и летние выхол}{ые и п])азд-

ничные сутки.

Суммарные потери электроэнергии в энергосистеме, как и в преды-

дущих способах, определяют по формуле (32).

Одной из разновидностей метода характерных суток является метод

расчета по ежесуточным гютерям по формуле:

.кВт-ч, (38)

где

Пс

- число суток в расчетном периоде:

AWj^. - потери электроэнергии в электрических сетях в j-e сутки.

мо1->т быть рассчитаны но формуле:

(39)

где ЛРмс1 - потери мощности в час суточного максимум? нафузки i-x

с>ток. кВт,

Тс, - число часов наиболылих потерь i-x суток, опрслеляемое по

суммарному фафику нафузки энергосистемы.

По определен^ио. сумма переменных ник'рь элсктроэнерпш в ли-

ниях и трансформаторах системообразующих транзитных сетей

220-330 кВ и выше и замкнутых самобалансирующихся электрических

сетей ПОкВ и выше АО-энерго составляет переменные потери элек-

троэнергии в линиях и трансформаторах сетей

ВЫ

- 110 кВ и выше.

2.2.3. Схемно-техннческие методы расчета

переменных потерь электроэнсрши в

распределительных электрических сетях 35-6 (10) кВ

Переменные потери электроэнсрши в электрических сетях

35-6(10) кВ вычисляют по формулам [3]:

а) если имеется информация об отпуске элсктроэнерп»и в рассчи-

тываемую электрическую сеть:

W^ + W"

/ -kj,. кВтч, (40)

Uc'l

где

- задаваемая в качестве исходных данных активная и реак-

тивная электроэнергия, отпущенная в рассматривае.чую электрическую

сеть за расчелсый период Т. кВт ч и квар ч;

Uc-среднее за период Т напряжение на шинах 35-6(10) кВ пи-

тающей 1юдстанш!и, кВ;

кф,

- коэффиииснт формы фафика нафч-зки головного участка рас-

пределительной ли}1ии 35-6( 10) кВ, определяемый по формуле:

kj, =0^ + 0.125.(1 ray/oL,om.QJL. (41)

где а - отношение миш1мального к максимальному значению токов

нафузкн головного участка рассч»ггываемой электрической сети, по

умолчаншо

принимается равным 0,4:

а = (42)

б) если информация об отпуске электроэнергии в рассчитываемчто

электрическую сеть отсутствует, но имеются данные о зимних кон-

грольных замерах токов головных участков loux-

= (43)

где Тз5^10> - число часов наибольших потерь для электрических сетей

35-6(10) кВ [6].

В формулах (40), (43) эквивалентиое сопротивление сетей 6 (10) кВ

ВЫЧИСЛЯЮ! по формуле:

= , . .Ом. (44)

^тг

где

- активное сопротивление i-ro участка сети (линии и трансфор-

матора). Для абонентских трансформаторов R,=0;

Sn-суммарная установленная мощность трансформаторов, полу-

чающих питание по участк7 с сопротивлением Ri (включая абонент-

ские трансформаторы), кВ-А;

m - количество участков сети, шт.;

Sn;-суммарная установленная моииюсть трансформаторов, при-

соединенных к рассматриваемой сети, кВ А.

Для электрических сетей 35 кВ в формулу (44) вместо установлен-

ной моаиюсти трансформаторов подставляют токовые нафузки участ-

ков:

iRr','

(45)

ot л

11.

\i I /

где li - ток на i-м участке сети.

No формулал* (40)-К45) рассчишвают потерн электроэнергии в ка-

ждой распрсле;1итсльной линии с последуюижм сумм1фованием ре-

зультатов расчета по центрам шпания, прслприятиям и ступеням на-

пряжения в целом. При этом эквивалентное сопротивление группы

линий, питающихся от одной подстанции, для всего предприятия itin

сети ЛО-энерго в целом вычисляют по одной из фор.мул:

а) если известны отпуски электроэнергии в каждую распредели-

тельную линию:

.1»!

IW,.

V»'»

т,Ом.

(46)

где WAi,

Wfi,

- отпуск электроэнерти в i-ю распределительную линию.

кВт-ч и квар ч:

R, - эквивалентное сопротивление i-й распределительной линии.

Ом;

К - количество линий, шт.

б) если известны замеры токов (Ij) по головным у^тасткам распреде-

шггсльных линий в максимум нафузкн:

ZRr'f

(47)

Zl,

Для повышения точности расчет^! потерь электроэнергии сопротив-

ление провода воздушной линии необ.холимо определять с учетом его

температуры (в,^):

R, = R,(l + a(G^-20)).OM.

(48)

где Ro - приводимое в справочниках сопротивление провода при тем-

пературе -^20 "С, а - температурный коэффииие^гг, который для стале-

алюминевых проводов принимается равным 0.004.

Описанные выше методы расчета потерь мощности и электроэнер-

гии в электрических сетях 35-6(10) кВ реализованы в программе

РТП 3.1 (7). Профамма позволяет достаточно легко, быстро и наглядно

формировать расчетные схемы электрических сетей, в удобном виде

ирслставляп. результаты pac4eia и все необходимые ланныс лля ана-

лиза эт)!Х результатов.

Алгоритм формирования расчетной схемы позволяет рассчтъшатъ

сеть нескольких номинальныч напряжений (прелусмотрен ввол пере-

ходных блок-трансформаторов) (рис. I), а такт* оценивать режимные

последствия оперативных псреключениЛ (прелусмогрена возможность

переключения части одного или нескольких филеров 4cpe'i точки токо-

раздела с одного ueirrpa питания на другой без редактирования самой

схемы),

С помошью профаммы за один рабочий день один оператор может

нвесгн информашпо д,1я расчсш технических потерь по 30 распрелслн-

тедьпым линиям 6(10) кВ средней сложности

SMMK

(««Г В« tf«n«ak«

ВИЧtba

I -Яш* J MlWir

1||ГМ1*и«>"Ч|| Я^чмкамгм^мямм

• ir- s—-Bs J- ^

* I

k S

5fe

^еспя

v)ooa«wc

^можаАС»

•3,

«ОЖАК.К

«wojcaACK

<• MC>A>CPl

17 иОвлЛсГ

Ж MCiWJt^t

MOWAllkf

m^wMCsA*

Нч m

>t> If

0«

ял

ал

Mmmmmmmmki

Рис. I.

Расчс^! потерь мощности 0сушестпляс1ся по каждому фидеру от-

дельно или по группе филеров с прслвар1ггельно введенными исход-

ными данными д;!я расчета Расчет установившегося режима включает

в себя определение токов и потоков монпюстей по ветвям, уровней

напряжения в узлах, нафузочных потерь мопиюстн и электроэнергии в

линиях и трансформаторах, а также потерь холостого хода по справоч-

ным данным, коэффициентов зафу1ки линий и фансформаторов. Про-

1рамма позволяет учитывать и комб»П1ировать разли»пп»1е Bapnajm»!

задания исходных ла»1ных. как на головном участке филера, так и на

трансформаторах. На головном участке фидера могут бьггь заданы

замер тока в режимный день или отпуск электроэнергии за расчетный

период, а на распрелелительных трансформаторах: активная и реак-

тивная мощность, активная моишость н коэффнииеет мошности. ко-

эффициент загруэки. ток на высокой или на низкой стороне трансфор-

матора В зависимости от вида исходной информаш<и для расчета по-

терь мощности и электроэнергии будут использоваться разные методи-

ки.

Расчет потерь мощности и напряжения ведется итерационным пу-

тем с котролем баланса полной мощности в рассматриваемой сети по

формуле:

(49)

'т,

где $гу-заданная мощность головного участка, кВ-А:

- наф)'зочные потери мощности в i-й линии, кВ А:

- суммарные потери мощности (нафузочные и холостого хо-

да)

j-M трансформаторе. кВ А;

S^ - нафузка

на

j-м фансформаторс. кВ-А;

с - заданная точность:

Пд и

Пт

- количество линий и фансформаторов, соотвстстве1шо, шт.

Потери мощности на >'часгках сети вычисляются по формуле:

AS, = ^^(г, + ^(г, ^ jx,). кВ.Л.(50)

и, Uj

Потери напряжения;

= (5.)

"и, и,

В формулах (50, 51) Р'у - мо1Ш<остъ в начале ij-ro участка. кВт.

Р"д- мощность в конце ij-ro участка, кВт.

Одновременно с расчсюм лотсрь мощности вслстся расчс! потерь

jjiCKTpoDHcpniH по форлт>ле:

AWi = ДР^,. т . кВт-ч. (52)

где т - время потерь, рассч^аывасмое по формуле (3J:

т =

0,124-ь

10^

8760. ч.

(55)

Резулызгы расчета но каждому (}^нлcpy сохраняются в файле, в ко-

тором они суммируются по центрам П1пгния. районам электрических

сетей, и всем электрическим сетям в целом (рис. 2), 'гго позволяет гфо-

иодигь подробный анализ результатов. Л"я наглядно\гги некоторые

рсг^улыаты иыполятея на расчет1!ую схему филера - токи в ветвях,

напряжения в узлах, токовые г!афузки на трансформаторах.

I пенил- i>rv^in>io-.« pjtm-i

Рнс. 2.

Детальные результант расчета состоят из .твух таблиц с подробной

информацией о параметрах режима и рг^улыатах расчета по ветвям и

узлам фидера

В профамме предусмотрены различные проверки исходных данных

и результатов расчета: ток головного >'»1астка должен быть больше

суммарного тока холостого хода установленных фзнсформаторов,

отсутствие замкнутых контуров в сети, коэффициенты зафузки фанс-

форматоров должны б1>1ть меньше 100 %, конфолнруются офаничения

допустимых токов в линиях по формуле:

(54)

гле - л-ипельно лопустимыА ток по нагреву провода;

'jot»n - допустимый ток мзмер1!те;1ьно1Х) грансформатора тока:

Uw PJ

- ток срабатывания релейной защиты.

Расчет потерь электроэнергии по известномч отпуску электроэнер-

1ИИ в сеть la расчетный период выполняется по формуле (40) с сохра-

нением результатов расчета по каждому фидеру в таблице (рис. 3).

^ t rt>er«jr (tr il^^l.nw

|>ЛГ>Г(.>

notrpi.

<1Ш л.» Л1Г,>ГЛ».

2UU0r

Лкк»

Besiw!

вся

I Jijtwi» ^tXJT'•

Пгт

аб^мяуа.

Me<ura6(»»»K jrja

l»o«< стреми.

.11*'—•HTnrnYf.T-i ... ;

...Уоамшяг^у--^-'

TtK/t^

Ш^г

2i.39tr

4Xm

393.62Г 1f.«?7 ffiSS

• T.ft S4.Sn

4.те 2

Ш m Ш: m; 1Ш

здот' зал?: ini; eueoii iJ32)

"In 'ii _1_.Y' Z

wo;

i,^! ''"w:»;'""'^! aiw/"

...

.. .. .....

sm'O; vw: J^JOT:'"'i?^! • ' о.'й],

iiiiiil 'зЖ' liiV! am:-" iiM

7 >

35J

Вв?Гл123

, ^

WOO.Oj

2SA4t Ш

Рис. 3.

2.2.4. Методы расчета переменных потерь

•)Лск-гро:и1ергии в распредели тельных сетях 0.4 кВ

Методы расчета потерь в "злскфических сетях 0.4 кВ можно услов-

но разделить на лее основные группы: без ввода схемы электрической

сети (по удельным параме1рам. по потере напряжения в элекгрически

удаленной от II

точке сети): с вводом схемных параметров сети и

HaipviOK, в зависимости от типа и способа задания нагрузок (комму-

на^зьно-бытовая нафучка равномерно распределена, промышленная

нагрузка сосредоточена в у^зах в виде установленной мощности, по-

требленной электроэнергии за месяц, год и т.п.. нафузка задана веро-

ятност»и>1ми суточными графиками и т.д.). Методики расчета режимов

и технических потерь электроэнергии учитывают характерные особен-

ности эти\ сетей: различное исполнение хчастков. неравномерность

зафч-зки фаз (определяемая по нагрузкам головного участка сети

0,4 кВ). неодинаковость фазных напряжениП на шинах питающей ТП.

Мегод расчета потерь электроэнергии по потере напряжения в

электрически улаленной точке сети получил наиболее широкое рас-

пространение, так как удобен своей простой расчела, не требует ввода

расчетной схемы линии 0,4 кВ и информашт о нафузках у потребите-

лей, что является наиболее затруднительным.

В соответствии с [5] переменные потери электроэнергии в распре-

лел»гтельной линии 0,4 кВ определяют по формуле:

AW. . Кдт ли ~, (55)

mmt

где ди - потерн нагфяжения в максимум нафузки от шин 0,4 кВ ТП

6 (10) кВ до наиболее электри^1сски удаленного узла сети. %:

Kh/w

- коэффициент связи потерь напряжения с гютерями мощности,

в обшем случае зависящий от конфигурации сети, плотности нафузки

и других факторов. Для приближенных вычислений по (3J Кн,, прини-

мают равным 0,7; для городских сетей - 0,76 (4];

Кдп - коэффициент дополшггельных потерь. уч»ггываюший нерав-

номерность зафузки фаз сети 0»4 кВ, рассчтываемый по формуле:

+ 1.5

-1.5^.отн.сд.. (56)

где

1А, 1С

- измеренные токовые нафузки фаз. А:

Кц и Кф - сопротивления нулевого и фазного проводов. Ом.

Время потерь т вычисляется по формуле (53).

Для уточнения результатов расчета 1Ю описанной методике коэф-

фиш<ент связи потерь напряжения с потерями мощности рассчшыва-

ется по формуле с учетом разветвленности сети:

= Кр^

•

2г/(2г

•

cos' ф

-- X •

sin 2ф). (57)

где г и X активное и реактивное сопротивления головного участка

линии 0,4 кВ, - коэффицие1гг разветвленности схемы.

Коэффициент разветвленности рассчтывается по формулам, кото-

рые были получены для идеализированных схем. представленных на

рис. 4. Переход от лшши, состоящей из одного участка длиной L и

нафузкой Р производится для схем варианта А - путем его разбиения

на п участков с длиной L/mn и рав!юмер11ым отбором моииюсти Р/кл и