Расчет, анализ и оптимизация режимов и потерь электроэнергии в предприятии "КАТЭКэлектросеть"
115,4 кВ, наименьшее напряжение в узле 1602 ("Березовка") – 106,0 кВ, среднее напряжение – 112,7 кВ. В сети 35 кВ наибольшее напряжение в узле 4703 ("Тюльково", сторона СН второго трансформатора) – 37,1 кВ, наименьшее напряжение в узле 5201 ("Яга") – 35,3 кВ, среднее напряжение – 35,6 кВ.Таким образом уровень напряжения превышает номинальный в сети 220 кВ (от 3,0 до 3,3%), 110 кВ (от 1,9 до 3,1%) и 35 кВ (от 1,7 до 4,6%) во всех характерных режимах. Наибольший размах напряжения от -3,7 до 5,6% в сети 110 кВ и от –0,6 до 14,3 % в сети 35 кВ, что позволяет обеспечить требуемый режим центров питания распределительной сети 6-10 кВ.
Анализ характерных условий работы сети свидетельствует о невысокой загрузке сети и значительных ее резервах, также можно сделать вывод о возможности снижения потерь мощности и энергии путем оптимизации.
3.2.2 Анализ летнего периода
Анализ летних характерных четырех режимов проводим аналогично зимним. Нагрузка в летние месяцы раза в два-три меньше. Результаты расчета потерь мощности представлены в таблице 3.2. 51,2 до 54,2% общей величины составляют потери в сети 110 кВ, из них от 16,5 до 19,6% приходится на потери в линиях. Оснавная часть потерь приходится на трансформаторы.
Таблица 3.2 – Результаты структурного анализа потерь мощности (исходные режимы)
Потери в ЛЭП, МВт | ||||||||
Режим | 1 (4 ч,) | 2 (10 ч,) | 3 (19 ч) | 4 (22 ч,) | ||||
U, кВ | МВт | % | МВт | % | МВт | % | МВт | % |
500 | 0,000 | 0,00 | 0,000 | 0,00 | 0,000 | 0,00 | 0,000 | 0,00 |
220 | 0,005 | 0,18 | 0,007 | 0,25 | 0,006 | 0,19 | 0,007 | 0,23 |
110 | 0,489 | 16,51 | 0,569 | 19,16 | 0,582 | 19,56 | 0,510 | 17,56 |
35 | 0,031 | 1,06 | 0,037 | 1,26 | 0,034 | 1,15 | 0,040 | 1,36 |
Общие | 0,525 | 17,75 | 0,614 | 20,67 | 0,622 | 20,90 | 0,557 | 19,16 |
Потери в трансформаторах, МВт | ||||||||
переменные (продольные) | ||||||||
500 | 0,002 | 0,07 | 0,002 | 0,08 | 0,002 | 0,07 | 0,002 | 0,08 |
220 | 0,011 | 0,36 | 0,017 | 0,57 | 0,016 | 0,52 | 0,014 | 0,50 |
110 | 0,023 | 0,78 | 0,040 | 1,35 | 0,030 | 1,01 | 0,028 | 0,96 |
35 | 0,004 | 0,13 | 0,005 | 0,18 | 0,005 | 0,17 | 0,005 | 0,17 |
Общие | 0,040 | 1,34 | 0,064 | 2,18 | 0,053 | 1,77 | 0,049 | 1,71 |
постоянные (поперечные) | ||||||||
500 | 0,780 | 26,36 | 0,780 | 26,26 | 0,780 | 26,22 | 0,780 | 26,84 |
220 | 0,435 | 14,69 | 0,350 | 11,78 | 0,351 | 11,79 | 0,349 | 12,01 |
110 | 1,005 | 33,96 | 0,992 | 33,40 | 1,000 | 33,59 | 0,996 | 34,26 |
35 | 0,175 | 5,90 | 0,170 | 5,71 | 0,170 | 5,72 | 0,175 | 6,01 |
Общие | 2,395 | 80,91 | 2,292 | 77,15 | 2,301 | 77,32 | 2,300 | 79,12 |
Общие тр-ах | 2,435 | 82,25 | 2,357 | 79,33 | 2,354 | 79,10 | 2,350 | 80,84 |
Общие в сети | 2,960 | 100,0 | 2,971 | 100,0 | 2,976 | 100,0 | 2,907 | 100,0 |
Наиболее загруженная линия 220 кВ с диспетчерским номером Д-123. Ее плотность тока в период максимальной загрузки 0,05 А/мм2. Средняя плотность тока в сети 110 кВ в периоды наибольших нагрузок (режимы 2 и 3) равна 0,06 – 0,08 А/мм2 и около 0,08 А/мм2 в линиях 35 кВ, в том числе для наиболее загруженной ВЛ – 110 кВ (С-762) составляет 0,40 А/мм2, что соответствует нагрузкам в семь-восемь раза удаленным от предельных по нагреву и для 35 кВ (Т-24) – 0,31 А/мм2.
В трансформаторах во всех режимах преобладают суммарные потери холостого хода в соотношении в сотни раз в сети 500 кВ, 20,6 до 39,5 в сети 220 кВ, 24,8 до 43,7 в сети 110 кВ и от 34,0 до 43,5 в сети 35 кВ.
КПД сети по мощности составляет 93,1-94,8%.
Структурный состав потерь электроэнергии дан в таблице 3.3. Суммарное значение потерь электроэнергии равно 70,8 МВт·ч, что составляет 6,7% от потребленной электроэнергии, с преобладанием потерь в сети 110 кВ (53,0%) и холостого режима трансформаторов над нагрузочными (78,6% и 1,8%).
КПД сети по энергии составляет 93,6%.
Таблица 3.3 – Результаты структурного анализа технических потерь электроэнергии (исходный режим)
Расчетная величина потерь ЭЭ | Потери электроэнергии | |||||||
в ЛЭП | в трансформаторах | общие | ||||||
переменные | постоянные | |||||||
МВт·ч | % | МВт·ч | % | МВт·ч | % | МВт·ч | % | |
500 | 0,000 | 0,00 | 0,048 | 0,07 | 18,720 | 26,42 | 18,768 | 26,49 |
220 | 0,153 | 0,22 | 0,351 | 0,50 | 8,907 | 12,57 | 9,411 | 13,28 |
110 | 12,861 | 18,15 | 0,756 | 1,07 | 23,934 | 33,78 | 37,551 | 53,00 |
35 | 0,861 | 1,22 | 0,114 | 0,16 | 4,140 | 5,84 | 5,115 | 7,22 |
Общие потери ЭЭ | 13,875 | 19,59 | 1,269 | 1,79 | 55,701 | 78,62 | 70,845 | 100 |
В первом режиме наибольшее напряжение в сети 220 кВ в узле 1203 ("БУР, сторона СН второго трансформатора") – 230,5 кВ, наименьшее в узле 1004 ("Итатская", сторона ВН второго трансформатора) – 230,2 кВ, среднее напряжение – 230,3 кВ. В сети 110 кВ наибольшее напряжение в узле 4501 ("Новый Огур", сторона ВН первого трансформатора) – 119,4 кВ, наименьшее напряжение в узле 1602 ("Березовка") – 111,3 кВ, среднее напряжение – 113,4 кВ. В сети 35 кВ наибольшее напряжение в первом режиме в узле 5601 ("Петропавловка", сторона ВН первого трансформатора) – 37,7 кВ, наименьшее напряжение в узле 4802 ("Шушь, сторона ВН второго трансформатора") – 36,4 кВ, среднее напряжение – 36,6 кВ.
Во втором режиме наибольшее напряжение в сети 220 кВ в узле 1003 ("Итатская, сторона СН первого трансформатора") – 227,1 кВ, наименьшее в узле 1202 ("БУР-1", сторона ВН второго трансформатора) – 226,8 кВ, среднее напряжение – 227,0 кВ. В сети 110 кВ наибольшее напряжение в узле 1303 ("Ужур", сторона СН первого трансформатора) – 115,8 кВ, наименьшее напряжение в узле 1702 ("Н-Алтатка") – 106,4 кВ, среднее напряжение – 112,9 кВ. В сети 35 кВ наибольшее напряжение в узле 2904 ("Шарыпово", сторона СН второго трансформатора) – 40,0 кВ, наименьшее напряжение в узле 5701 ("Грузенка") – 35,2 кВ, среднее напряжение – 35,7 кВ.
В третьем режиме наибольшее напряжение в сети 220 кВ в узле 1003 ("Итатская, сторона СН обоих трансформаторов") – 226,8 кВ, наименьшее в узле 1202 ("БУР-1", сторона ВН второго трансформатора) – 226,5 кВ, среднее напряжение – 226,6 кВ. В сети 110 кВ наибольшее напряжение в узле 1303 ("Ужур", сторона СН первого трансформатора) – 115,0 кВ, наименьшее напряжение в узле 1602 ("Березовка") – 105,9 кВ, среднее напряжение – 112,1 кВ. В сети 35 кВ наибольшее напряжение в узле 2903 ("Шарыпово", сторона СН первого трансформатора) – 36,8 кВ, наименьшее напряжение в узле 5401 ("Курбатово") – 34,9 кВ, среднее напряжение – 35,8 кВ.
В четвертом режиме наибольшее напряжение в сети 220 кВ в узле 1003 ("Итатская, сторона СН обоих трансформаторов") – 227,0 кВ, наименьшее в узле 1202 ("БУР-1", сторона ВН второго трансформатора) – 226,7 кВ, среднее напряжение – 226,8 кВ. В сети 110 кВ наибольшее напряжение в узле 1303 ("Ужур", сторона СН первого трансформатора) – 115,3 кВ, наименьшее напряжение в узле 1602 ("Березовка") – 106,2 кВ, среднее напряжение – 112,7 кВ. В сети 35 кВ наибольшее напряжение в узле 4703 ("Тюльково", сторона СН первого трансформатора) – 36,7 кВ, наименьшее напряжение в узле 5401 ("Солгон") – 34,8 кВ, среднее напряжение – 35,6 кВ.
Таким образом уровень напряжения превышает номинальный в сети 220 кВ (от 3,0 до 3,3%), 110 кВ (от 1,9 до 3,1%) и 35 кВ (от 1,7 до 4,6%) во всех характерных режимах. Наибольший размах напряжения от -3,7 до 5,6% в сети 110 кВ и от –0,6 до 14,3 % в сети 35 кВ, что позволяет обеспечить требуемый режим центров питания распределительной сети 6-10 кВ.
Анализ характерных условий работы сети свидетельствует о невысокой загрузке сети и значительных ее резервах, также можно сделать вывод о возможности снижения потерь мощности и энергии путем оптимизации.
3.2.3 Анализ зимнего периода в подсистемах
Рассматривая нормальный режим работы "КАТЭКэлектросеть" можно выделить четыре подсистемы.
В первых двух больших подсистемах балансирующими подстанциями могут выступать ПС Итатская и ПС Ужур. Точками потокараздела этих двух подсистем является ПС Ужур, где линии С-71, С-70 отключены, и подстанция михайловка, где секционные выключатели на 35 кВ и 10 кВ отключены. Таким обазом, ПС Ораки в нормальном режиме получает питание по включенным линиям С-70, С-71 от ПС Парная. На ПС Михайловка второй трансформатор по линиям 35 кВ получает питание от ПС Шарыпово-27 через проходные подстанции Шушь и Локшино, а первый трансформатор уже принадлежит третьей подсистеме.
Третья подсистема, состоит из подстанций
- Красная сопка – балансирующая;
- Крутоярская – СВ-35 включен;
- Михайловка – СВ-35 отключен;
- Солгон – СВ-35 отключен;
- Яга – СВ-35 отключен.
При этом все секционные выключатели на 10 кВ являются отключенными. Подсистема получает питание по линии 35 кВ от ПС Красная сопка. Диспетчерский номер линии – Т24.
Четвертая подсистема состоит всего из двух подстанций:
- Степная - балансирующая;
- Солгон, IT при СВ-35 кВ отключенном. Подсистема запитывается от ПС Степная по линии Т-25.
Аналогично общей схеме рассмотрим каждую подсистему в отдельности.
Подсистема 1
Балансирующим узлом является подстанция Итатская-500. На шинах ВН указанной подстанции задано напряжение 515 кВ. Для данной подсистемы главными питающими подстанциями являются ПС Шарыповская-220 и БУР-1-220.
Результаты расчета потерь мощности четырех характерных режимов представлены в таблице 3.2, из которой видно, что от 49,2 до 52,3% общей величины составляют потери в сети 110 кВ, из них от 19,3 до 25,5% приходится на потери в линиях.
Таблица 3.2 – Результаты структурного анализа потерь мощности (исходные режимы)
Потери в ЛЭП, МВт | ||||||||
Режим | 1 (4 ч,) | 2 (10 ч,) | 3 (19 ч) | 4 (22 ч,) | ||||
U, кВ | МВт | % | МВт | % | МВт | % | МВт | % |
500 | 0,000 | 0,00 | 0,000 | 0,00 | 0,000 | 0,00 | 0,000 | 0,00 |
220 | 0,011 | 0,48 | 0,014 | 0,59 | 0,022 | 0,89 | 0,020 | 0,82 |
110 | 0,318 | 14,09 | 0,357 | 15,26 | 0,401 | 16,42 | 0,382 | 15,86 |
35 | 0,065 | 2,90 | 0,084 | 3,60 | 0,104 | 4,27 | 0,104 | 4,34 |
Общие | 0,395 | 17,47 | 0,455 | 19,45 | 0,526 | 21,58 | 0,506 | 21,02 |
Потери в трансформаторах, МВт | ||||||||
переменные (продольные) | ||||||||
500 | 0,003 | 0,13 | 0,004 | 0,16 | 0,006 | 0,23 | 0,005 | 0,22 |
220 | 0,007 | 0,32 | 0,010 | 0,44 | 0,016 | 0,66 | 0,014 | 0,59 |
110 | 0,042 | 1,88 | 0,061 | 2,60 | 0,087 | 3,59 | 0,077 | 3,18 |
35 | 0,005 | 0,21 | 0,006 | 0,25 | 0,007 | 0,27 | 0,007 | 0,28 |
Общие | 0,057 | 2,54 | 0,081 | 3,45 | 0,116 | 4,75 | 0,103 | 4,27 |
постоянные (поперечные) | ||||||||
500 | 0,796 | 35,20 | 0,796 | 34,05 | 0,796 | 32,63 | 0,796 | 33,05 |
220 | 0,332 | 14,67 | 0,331 | 14,16 | 0,330 | 13,54 | 0,330 | 13,73 |
110 | 0,646 | 28,57 | 0,641 | 27,43 | 0,637 | 26,13 | 0,639 | 26,54 |
35 | 0,035 | 1,55 | 0,034 | 1,47 | 0,033 | 1,37 | 0,034 | 1,39 |
Общие | 1,809 | 79,99 | 1,802 | 77,11 | 1,796 | 73,67 | 1,799 | 74,71 |
Общие тр-ах | 1,865 | 82,53 | 1,882 | 80,55 | 1,913 | 78,42 | 1,901 | 78,98 |
Общие в сети | 2,260 | 100,0 | 2,337 | 100,0 | 2,439 | 100,0 | 2,407 | 100,0 |
Из этого следует, что данные сети являются малозагруженными и основными потерями являются потери в трансформаторах.
Наиболее загруженная линия 220 кВ с диспетчерскими номерами Д-123, Д-124. Ее плотность тока в период максимальной загрузки (режим 3 и 2) 0,1 А/мм2. Средняя плотность тока линий 110 кВ в периоды наибольших нагрузок равна 0,13 – 0,10 А/мм2 в сети 110 кВ и около 0,25 А/мм2 в линиях 35 кВ, в том числе для наиболее загруженных ВЛ – 110 кВ (С-72 – С-73) составляет 0,51-0,50 А/мм2, что соответствует нагрузкам в пять-шесть раза удаленным от предельных по нагреву и для 35 кВ (Т-24) – 1,17 А/мм2.
В трансформаторах во всех режимах преобладают суммарные потери холостого хода в соотношении в сотни раз в сети 500 кВ, 5,2 до 10,4 в сети 220 кВ, 5,7 до 12,0 в сети 110 кВ и от 3,2 до 4,8 в сети 35 кВ. В меньшей мере загружены трансформаторы сети 110 кВ (загрузка не превышает 38%, а в сети 35 кВ – 55%).
КПД сети по мощности, составляет 96,2-96,7%.
Структурный состав потерь электроэнергии дан в таблице 3.3. Суммарное значение потерь электроэнергии равно 89,8 МВт·ч, что составляет 3,74% от потребленной электроэнергии.
Таблица 3.3 – Результаты структурного анализа технических потерь электроэнергии (исходный режим)
Расчетная величина потерь ЭЭ | Потери электроэнергии | |||||||
в ЛЭП | в трансформаторах | общие | ||||||
переменные | постоянные | |||||||
МВт·ч | % | МВт·ч | % | МВт·ч | % | МВт·ч | % | |
500 | 0,000 | 0,00 | 0,102 | 0,18 | 19,104 | 33,89 | 19,206 | 34,07 |
220 | 0,378 | 0,67 | 0,264 | 0,47 | 7,941 | 14,09 | 8,583 | 15,23 |
110 | 8,616 | 15,29 | 1,524 | 2,70 | 15,390 | 27,30 | 25,530 | 45,29 |
35 | 2,082 | 3,69 | 0,147 | 0,26 | 0,819 | 1,45 | 3,048 | 5,41 |
Общие потери ЭЭ | 11,076 | 19,65 | 2,037 | 3,61 | 43,254 | 76,74 | 56,367 | 100 |
КПД сети по энергии, составляет 96,4%.
В первом режиме наибольшее напряжение в сети 220 кВ в узле 1003 ("Итатская, сторона СН первого трансформатора") – 227,4 кВ, наименьшее в узле 1202 ("БУР-1", сторона ВН второго трансформатора) – 227,2 кВ, среднее напряжение – 227,3 кВ. В сети 110 кВ наибольшее напряжение в узле 1303 ("Ужур", сторона СН первого трансформатора) – 116,5 кВ, наименьшее напряжение в узле 1602 ("Березовка") – 106,4 кВ, среднее напряжение – 113,4 кВ. В сети 35 кВ наибольшее напряжение в первом режиме в узле 3603 ("Малый Имыш", сторона СН первого трансформатора) – 37,8 кВ, наименьшее напряжение в узле 5401 ("Солгон") – 35,3 кВ, среднее напряжение – 36,6 кВ.
Во втором режиме наибольшее напряжение в сети 220 кВ в узле 1003 ("Итатская, сторона СН первого трансформатора") – 227,1 кВ, наименьшее в узле 1202 ("БУР-1", сторона ВН второго трансформатора) – 226,8 кВ, среднее напряжение – 227,0 кВ. В сети 110 кВ наибольшее напряжение в узле 1303 ("Ужур", сторона СН первого трансформатора) – 115,8 кВ, наименьшее напряжение в узле 1602 ("Березовка") – 105,9 кВ, среднее напряжение – 112,9 кВ. В сети 35 кВ наибольшее напряжение в узле 5301 ("Красная сопка") – 37,2 кВ, наименьшее напряжение в узле 5402 ("Солгон") – 35,3 кВ, среднее напряжение – 35,7 кВ.
В третьем режиме наибольшее напряжение в сети 220 кВ в узле 1003 ("Итатская, сторона СН первого трансформатора") – 226,9 кВ, наименьшее в узле 1202 ("БУР-1", сторона ВН второго трансформатора) – 226,5 кВ, среднее напряжение – 226,7 кВ. В сети 110 кВ наибольшее напряжение в узле 1303 ("Ужур", сторона СН первого трансформатора) – 115,0 кВ, наименьшее напряжение в узле 1602 ("Березовка") – 105,7 кВ, среднее напряжение – 112,1 кВ. В сети 35 кВ наибольшее напряжение в узле 4703 ("Тюльково", сторона СН второго трансформатора) – 36,8 кВ, наименьшее напряжение в узле 5401 ("Солгон") – 34,2 кВ, среднее напряжение – 35,8 кВ.
В четвертом режиме наибольшее напряжение в сети 220 кВ в узле 1003 ("Итатская, сторона СН обоих трансформаторов") – 227,0 кВ, наименьшее в узле 1202 ("БУР-1", сторона ВН второго трансформатора) – 226,8 кВ, среднее напряжение – 226,9 кВ. В сети 110 кВ наибольшее напряжение в узле 1303 ("Ужур", сторона СН первого трансформатора) – 115,4 кВ, наименьшее напряжение в узле 1602 ("Березовка") – 106,0 кВ, среднее напряжение – 112,7 кВ. В сети 35 кВ наибольшее напряжение в узле 4703 ("Тюльково", сторона СН второго трансформатора) – 37,1 кВ, наименьшее напряжение в узле 5201 ("Яга") – 35,3 кВ, среднее напряжение – 35,6 кВ.
Таким образом уровень напряжения превышает номинальный в сети 220 кВ (от 3,0 до 3,3%), 110 кВ (от 1,9 до 3,1%) и 35 кВ (от 1,7 до 4,6%) во всех характерных режимах. Наибольший размах напряжения от -3,7 до 5,6% в сети 110 кВ и от –0,6 до 14,3 % в сети 35 кВ, что позволяет обеспечить требуемый режим центров питания распределительной сети 6-10 кВ.
Анализ характерных условий работы сети свидетельствует о невысокой загрузке сети и значительных ее резервах, также можно сделать вывод о возможности снижения потерь мощности и энергии путем оптимизации.
Подсистема 2
Балансирующим узлом является подстанция Ужур.
Результаты расчета потерь мощности четырех характерных режимов представлены в таблице 3.2, из которой видно, что от 49,2 до 52,3% общей величины составляют потери в сети 110 кВ, из них от 19,3 до 25,5% приходится на потери в линиях.
Таблица 3.2 – Результаты структурного анализа потерь мощности (исходные режимы)
Потери в ЛЭП, МВт | ||||||||
Режим | 1 (4 ч,) | 2 (10 ч,) | 3 (19 ч) | 4 (22 ч,) | ||||
U, кВ | МВт | % | МВт | % | МВт | % | МВт | % |
220 | 0,000 | 0,00 | 0,000 | 0,00 | 0,000 | 0,00 | 0,000 | 0,00 |
110 | 0,295 | 32,47 | 0,513 | 43,45 | 0,564 | 45,20 | 0,465 | 41,30 |
35 | 0,035 | 3,81 | 0,047 | 4,00 | 0,049 | 3,91 | 0,048 | 4,27 |
Общие | 0,330 | 36,27 | 0,560 | 47,45 | 0,612 | 49,11 | 0,513 | 45,57 |
Потери в трансформаторах, МВт | ||||||||
переменные (продольные) | ||||||||
220 | 0,033 | 3,60 | 0,055 | 4,69 | 0,062 | 5,01 | 0,054 | 4,82 |
110 | 0,036 | 3,95 | 0,059 | 5,01 | 0,068 | 5,48 | 0,055 | 4,93 |
35 | 0,010 | 1,09 | 0,016 | 1,36 | 0,016 | 1,31 | 0,013 | 1,14 |
Общие | 0,079 | 8,64 | 0,13 | 11,06 | 0,146 | 11,8 | 0,122 | 10,89 |
постоянные (поперечные) | ||||||||
220 | 0,096 | 10,59 | 0,096 | 8,17 | 0,096 | 7,73 | 0,096 | 8,57 |
110 | 0,309 | 33,97 | 0,301 | 25,46 | 0,299 | 23,95 | 0,301 | 26,72 |
35 | 0,096 | 10,53 | 0,093 | 7,87 | 0,092 | 7,41 | 0,093 | 8,25 |
Общие | 0,501 | 55,09 | 0,49 | 41,5 | 0,487 | 39,09 | 0,49 | 43,54 |
Общие тр-ах | 0,580 | 63,73 | 0,620 | 52,55 | 0,635 | 50,89 | 0,612 | 54,43 |
Общие в сети | 0,910 | 100,0 | 1,181 | 100,0 | 1,247 | 100,0 | 1,125 | 100,0 |
Из этого следует, что данные сети являются малозагруженными и основными потерями являются потери в трансформаторах.
Наиболее загруженная линия 220 кВ с диспетчерскими номерами Д-123, Д-124. Ее плотность тока в период максимальной загрузки (режим 3 и 2) 0,1 А/мм2. Средняя плотность тока линий 110 кВ в периоды наибольших нагрузок равна 0,13 – 0,10 А/мм2 в сети 110 кВ и около 0,25 А/мм2 в линиях 35 кВ, в том числе для наиболее загруженных ВЛ – 110 кВ (С-72 – С-73) составляет 0,51-0,50 А/мм2, что соответствует нагрузкам в пять-шесть раза удаленным от предельных по нагреву и для 35 кВ (Т-24) – 1,17 А/мм2.
В трансформаторах во всех режимах преобладают суммарные потери холостого хода в соотношении в сотни раз в сети 500 кВ, 5,2 до 10,4 в сети 220 кВ, 5,7 до 12,0 в сети 110 кВ и от 3,2 до 4,8 в сети 35 кВ. В меньшей мере загружены трансформаторы сети 110 кВ (загрузка не превышает 38%, а в сети 35 кВ – 55%).
КПД сети по мощности, составляет 96,2-96,7%.
Структурный состав потерь электроэнергии дан в таблице 3.3. Суммарное значение потерь электроэнергии равно 89,8 МВт·ч, что составляет 3,74% от потребленной электроэнергии.
Таблица 3.3 – Результаты структурного анализа технических потерь электроэнергии (исходный режим)
Расчетная величина потерь ЭЭ | Потери электроэнергии | |||||||
в ЛЭП | в трансформаторах | общие | ||||||
переменные | постоянные | |||||||
МВт·ч | % | МВт·ч | % | МВт·ч | % | МВт·ч | % | |
220 | 0,000 | 0,00 | 1,203 | 4,53 | 2,304 | 8,67 | 3,507 | 13,20 |
110 | 10,869 | 40,91 | 1,281 | 4,82 | 7,266 | 27,35 | 19,416 | 73,08 |
35 | 1,068 | 4,02 | 0,33 | 1,24 | 2,247 | 8,46 | 3,645 | 13,72 |
Общие потери ЭЭ | 11,937 | 44,93 | 2,814 | 10,59 | 11,817 | 44,48 | 26,568 | 100 |
КПД сети по энергии, составляет 96,4%.
В первом режиме наибольшее напряжение в сети 220 кВ в узле 1003 ("Итатская, сторона СН первого трансформатора") – 227,4 кВ, наименьшее в узле 1202 ("БУР-1", сторона ВН второго трансформатора) – 227,2 кВ, среднее напряжение – 227,3 кВ. В сети 110 кВ наибольшее напряжение в узле 1303 ("Ужур", сторона СН первого трансформатора) – 116,5 кВ, наименьшее напряжение в узле 1602 ("Березовка") – 106,4 кВ, среднее напряжение – 113,4 кВ. В сети 35 кВ наибольшее напряжение в первом режиме в узле 3603 ("Малый Имыш", сторона СН первого трансформатора) – 37,8 кВ, наименьшее напряжение в узле 5401 ("Солгон") – 35,3 кВ, среднее напряжение – 36,6 кВ.
Во втором режиме наибольшее напряжение в сети 220 кВ в узле 1003 ("Итатская, сторона СН первого трансформатора") – 227,1 кВ, наименьшее в узле 1202 ("БУР-1", сторона ВН второго трансформатора) – 226,8 кВ, среднее напряжение – 227,0 кВ. В сети 110 кВ наибольшее напряжение в узле 1303 ("Ужур", сторона СН первого трансформатора) – 115,8 кВ, наименьшее напряжение в узле 1602 ("Березовка") – 105,9 кВ, среднее напряжение – 112,9 кВ. В сети 35 кВ наибольшее напряжение в узле 5301 ("Красная сопка") – 37,2 кВ, наименьшее напряжение в узле 5402 ("Солгон") – 35,3 кВ, среднее напряжение – 35,7 кВ.
В третьем режиме наибольшее напряжение в сети 220 кВ в узле 1003 ("Итатская, сторона СН первого трансформатора") – 226,9 кВ, наименьшее в узле 1202 ("БУР-1", сторона ВН второго трансформатора) – 226,5 кВ, среднее напряжение – 226,7 кВ. В сети 110 кВ наибольшее напряжение в узле 1303 ("Ужур", сторона СН первого трансформатора) – 115,0 кВ, наименьшее напряжение в узле 1602 ("Березовка") – 105,7 кВ, среднее напряжение – 112,1 кВ. В сети 35 кВ наибольшее напряжение в узле 4703 ("Тюльково", сторона СН второго трансформатора) – 36,8 кВ, наименьшее напряжение в узле 5401 ("Солгон") – 34,2 кВ, среднее напряжение – 35,8 кВ.
В четвертом режиме наибольшее напряжение в сети 220 кВ в узле 1003 ("Итатская, сторона СН обоих трансформаторов") – 227,0 кВ, наименьшее в узле 1202 ("БУР-1", сторона ВН второго трансформатора) – 226,8 кВ, среднее напряжение – 226,9 кВ. В сети 110 кВ наибольшее напряжение в узле 1303 ("Ужур", сторона СН первого трансформатора) – 115,4 кВ, наименьшее напряжение в узле 1602 ("Березовка") – 106,0 кВ, среднее напряжение – 112,7 кВ. В сети 35 кВ наибольшее напряжение в узле 4703 ("Тюльково", сторона СН второго трансформатора) – 37,1 кВ, наименьшее напряжение в узле 5201 ("Яга") – 35,3 кВ, среднее напряжение – 35,6 кВ.
Таким образом уровень напряжения превышает номинальный в сети 220 кВ (от 3,0 до 3,3%), 110 кВ (от 1,9 до 3,1%) и 35 кВ (от 1,7 до 4,6%) во всех характерных режимах. Наибольший размах напряжения от -3,7 до 5,6% в сети 110 кВ и от –0,6 до 14,3 % в сети 35 кВ, что позволяет обеспечить требуемый режим центров питания распределительной сети 6-10 кВ.
Анализ характерных условий работы сети свидетельствует о невысокой загрузке сети и значительных ее резервах, также можно сделать вывод о возможности снижения потерь мощности и энергии путем оптимизации.
4. Учет качества электрической энергии при расчетах с потребителями
Показатели качества электрической энергии являются режимными параметрами и связаны с балансом мощностей в системе, т.е. в каждый момент времени в электрической системе должно обеспечиваться равенство генерации и потребления энергии с учетом потерь мощности в электрических сетях /5/.
Конкретному балансу мощностей соответствуют вполне определенные значения частоты и напряжения - основные показатели качества электрической энергии (ПКЭ).
Нарушение некоторого исходного баланса мощностей приводит к установлению- нового режима в системе, в котором вновь балансируются генерируемые и потребляемые мощности, однако при иных показателях качества.
В России с 1 января 1999 года введен в действие межгосударственный стандарт ГОСТ 13109-97 "Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения". Стандарт устанавливает одиннадцать показателей качества электрической энергии (ПКЭ) /6/:
- установившееся отключение напряжения;
- размах изменения напряжения (величина резкого скачка напряжения в зоне ±10 % номинального напряжения);
- доза фликера (накопленное воздействие резких скачков напряжения с разными размахами, произошедших в течение установленного в стандарте интервала времени);
- длительность провала напряжения (кратковременной посадки напряжения за уровень минус 10 %);
- коэффициент искажения синусоидальности;
- коэффициент n-й гармонической составляющей;
- коэффициент несимметрии напряжения по обратной последовательности;
- коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности;
- импульсное напряжение;
- коэффициент временного перенапряжения;
- отключение частоты.
Значение ПКЭ в нормальном режиме работы электрической сети должны не выходить за пределы максимальных значений, при этом в течении не менее 95 % времени каждых суток значения ПКЭ должны не выходить за пределы нормальных значений.
Влияние низкого качества электрической энергии на работу сетей и электрооборудования проявляется в увеличении потерь электрической энергии; сокращения срока службы оборудования; технологическом ущербе, состоящем в снижении производительности (недоотпуск продукции), ухудшение качества, и иногда и браку.
Отклонение параметров электроэнергии от установленных стандартом ухудшают условия эксплуатации элекрооборудования энергосистем и потребителей и вызывают дополнительные затраты. Таким образом появляется ущерб от работы на пониженных ПКЭ, который в настоящее время учитывается косвенно - посредством системы скидок (надбавок).
Скидки с тарифа применяются при отпуске потребителю электроэнергии низкого качества по отклонениям напряжения и частоты, а также при отпуске электроэнергии пониженного качества по вине энергоснабжающей организации по показателям: коэффициентам несинусоидальности, обратной и нулевой последовательностей и размаху изменения напряжения (дозе колебаний напряжения).
Надбавки к тарифу применяются при снижении по вине потребителей качества электрической энергии по показателям: коэффициентам несинусоидальности, обратной, нулевой последовательностей и размаху изменения напряжения (дозе колебания).
Скидка (надбавка) к тарифу по каждому показателя качества определяется по таблице 5 /5/ и лежит на пересечении двух показателей: по вертикали Т1, а по горизонтали Т2, где