Потери электроэнергии в распределительных электрических сетях

alt="Потери электроэнергии в распределительных электрических сетях" width="655" height="313" border="0" />

рис.5.1. Расчетная схема распределительной сети 10 кВ.


Исходные данные:

номинальное напряжение UН = 10 кВ;

коэффициент мощности tgφ = 0,62;

суммарная длина линии L = 12,980 км;

суммарная мощность трансформаторов SΣТ = 423 кВА;

число часов максимальной нагрузки Tmax = 5100 ч/год;

коэффициент формы графика нагрузки kф = 1,15.


Некоторые результаты расчета представлены в табл.5.1.


Таблица 3.1

Результаты расчета программы РТП 3.1










Напряжение в центре питания: 10,000 кВ







Ток головного участка: 6,170 А







Коэф. мощности головного участка: 0,850







Параметры фидера Р, кВт Q, квар






Мощность головного участка 90,837 56,296






Суммарное потребление 88,385 44,365






Суммарные потери в линиях 0,549 0, 203






Суммарные потери в меди трансформаторов 0,440 1,042






Суммарные потери в стали трансформаторов 1,464 10,690






Суммарные потери в трансформаторах 1,905 11,732






Суммарные потери в фидере 2,454 11,935






Параметры схемы всего включено на балансе





Число узлов: 120 8





Число трансформаторов: 71 4 4





Сумм, мощность трансформаторов, кВА 15429,0 423,0 423,0





Число линий: 110 7 7





Суммарная длина линий, км 157,775 12,980 12,980





Информация по узлам








Номер узла Мощност Uв, кВ Uн, кВ Рн, кВт Qн, квар Iн, A Потери мощности delta Uв, Кз. тр.,

кВА




Рн, кВт Qн, квар Рхх, кВт Qхх, квар Р, кВт Q, квар % %
ЦП: ФЦЭС 10,00 0,000
114 9,98 0,231


115 9,95 0,467
117 9,95 0,543
119 100,0 9,94 0,39 20,895 10,488 1,371 0,111 0,254 0,356 2,568 0,467 2,821 1,528 23,38
120 160,0 9,94 0,39 33,432 16,781 2, 191 0,147 0,377 0,494 3,792 0,641 4,169 1,426 23,38
118 100,0 9,95 0,39 20,895 10,488 1,369 0,111 0,253 0,356 2,575 0,467 2,828 1,391 23,38
116 63,0 9,98 0,40 13,164 6,607 0,860 0,072 0,159 0,259 1,756 0,330 1,914 1,152 23,38

Таблица 3.2

Информация по линиям









Начало линии Конец линии Марка провода Длина линии, км Активное сопр., Ом Реактивное сопр., Ом Ток, А Р, кВт Q, квар Потери мощности Кз. линии,%









Р, кВт Q, квар

ЦП: ФЦЭС 114 АС-25 1,780 2,093 0,732 6,170 90,837 56,296 0,239 0,084 4,35
114 115 АС-25 2,130 2,505 0,875 5,246 77,103 47,691 0, 207 0,072 3,69
115 117 А-35 1, 200 1,104 0,422 3,786 55,529 34,302 0,047 0,018 2,23
117 119 А-35 3,340 3,073 1,176 1,462 21,381 13,316 0,020 0,008 0,86
117 120 АС-50 3,000 1,809 1,176 2,324 34,101 20,967 0,029 0,019 1,11
115 118 А-35 0,940 0,865 0,331 1,460 21,367 13,317 0,006 0,002 0,86
114 116 АС-25 0,590 0,466 0,238 0,924 13,495 8,522 0,001 0,001 0,53

Также программа РТП 3.1 производит расчет следующих показателей:

потери электроэнергии в линиях электропередач:

(или 18,2% от суммарных потерь электроэнергии);

потери электроэнергии в обмотках трансформаторов (условно-переменные потери):


(14,6%);


потери электроэнергии в стали трансформаторов (условно-постоянные): (67,2%);

суммарные потери электроэнергии:

(или 2,4% от общего отпуска электроэнергии).

Далее рассмотрим изменение потерь электроэнергии при изменении нагрузки на головном участке. Для этого:

зададимся kЗТП1 = 0,5 и рассчитаем потери электроэнергии:

потери в линиях:

, что составляет 39,2% от суммарных потерь и 1,1% от общего отпуска электроэнергии;

потери в обмотках трансформаторов:

, что составляет 31,4% от суммарных потерь и 0,9% от общего отпуска электроэнергии;

потери в стали трансформаторов:

, что составляет 29,4% от суммарных потерь и 0,8% от общего отпуска электроэнергии;

суммарные потери электроэнергии:

, что составляет 2,8% от общего отпуска электроэнергии.

Зададимся kЗТП2 = 0,8 и повторим расчет потерь электроэнергии аналогично п.1. Получим:

потери в линиях:

, что составляет 47,8% от суммарных потерь и 1,7% от общего отпуска электроэнергии;

потери в обмотках трансформаторов:

, что составляет 38,2% от суммарных потерь и 1,4% от общего отпуска электроэнергии;

потери в стали трансформаторов:

, что составляет 13,9% от суммарных потерь и 0,5% от общего отпуска электроэнергии;

суммарные потери:

, что составляет 3,6% от общего отпуска электроэнергии.

Рассчитаем нормативы потерь электроэнергии для данной распределительной сети по формулам (4.10) и (4.11):

норматив технологических переменных потерь:


,


норматив условно-постоянных потерь:


.


Анализ проведенных расчетов потерь электроэнергии и их нормативов позволяет сделать следующие основные выводы:

при увеличении kЗТП от 0,5 до 0,8 наблюдается увеличение абсолютного значения суммарных потерь электроэнергии, что соответствует увеличению мощности головного участка пропорционально kЗТП. Но, при этом, увеличение суммарных потерь относительно отпуска электроэнергии составляет:

для kЗТП1 = 0,5 - 2,8%, а

для kЗТП2 = 0,8 - 3,6%,

в том числе доля условно-переменных потерь в первом случае составляет 2%, а во втором - 3,1%, тогда как доля условно-постоянных потерь в первом случае - 0,8%, а во втором - 0,5%. Таким образом, мы наблюдаем увеличение условно-переменных потерь с ростом нагрузки на головном участке, в то время как условно-постоянные потери остаются неизменными и занимают меньший вес при повышении загрузки линии.

В итоге, относительное увеличение потерь электроэнергии составило всего 1,2% при значительном увеличении мощности головного участка. Этот факт свидетельствует о более рациональном использовании данной распределительной сети.

Расчет нормативов потерь электроэнергии показывает, что и для kЗТП1, и для kЗТП2 соблюдаются нормативы по потерям. Таким образом, наиболее эффективным является использование данной распределительной сети при kЗТП2 = 0,8. При этом оборудование будет использоваться более экономично.

Заключение


По итогам выполнения данной бакалаврской работы можно сделать следующие основные выводы:

электрическая энергия, передаваемая по электрическим сетям, для своего перемещения расходует часть самой себя. Часть выработанной электроэнергии расходуется в электрических сетях на создание электрических и магнитных полей и является необходимым технологическим расходом на ее передачу. Для выявления очагов максимальных потерь, а также проведения необходимых мероприятий по их снижению необходимо проанализировать структурные составляющие потерь электроэнергии. Наибольшее значение в настоящее время имеют технические потери, т.к именно они являются основой для расчета планируемых нормативов потерь электроэнергии.

В зависимости от полноты информации о нагрузках элементов сети для расчета потерь электроэнергии могут использоваться различные методы. Также применение того или иного метода связано с особенностью рассчитываемой сети. Таким образом, учитывая простоту схем линий сетей 0,38 - 6 - 10 кВ, большое количество таких линий и низкую достоверность информации о нагрузках трансформаторов, в этих сетях для расчета потерь используются методы, основанные на представлении линий в виде эквивалентных сопротивлений. Применение подобных методов целесообразно при определении суммарных потерь во всех линиях или в каждой, а также для определения очагов потерь.

Процесс расчета потерь электроэнергии является достаточно трудоемким. Для облегчения подобных расчетов существуют различные программы, которые имеют простой и удобный интерфейс и позволяют произвести необходимые расчеты гораздо быстрее.

Одной из наиболее удобных является программа расчета технических потерь РТП 3.1, которая благодаря своим возможностям существенно сокращает время на подготовку исходной информации, а следовательно и расчет производится с наименьшими затратами.

Для установления в рассматриваемом периоде времени приемлемого по экономическим критериям уровня потерь, а также для установления тарифов на электроэнергию, применяется нормирование потерь электроэнергии. Учитывая существенные различия в структуре сетей, в их протяженности норматив потерь для каждой энергоснабжающей организации представляет собой индивидуальное значение, определяемое на основе схем и режимов работы электрических сетей и особенностей учета поступления и отпуска электроэнергии.

Более того, потери электроэнергии рекомендовано рассчитывать по нормативам при использовании значений обобщенных параметров (суммарной длины линии электропередачи, суммарной мощности силовых трансформаторов) и отпуску электроэнергии в сеть. Подобная оценка потерь, особенно для множества разветвленных сетей 0,38 - 6 - 10 кВ, позволяет существенно снизить трудозатраты на проведение расчетов.

Пример расчета потерь электроэнергии в распределительной сети 10 кВ показал, что наиболее эффективным является использование сетей с достаточно высокой загрузкой (kЗТП=0,8). При этом наблюдается небольшое относительное увеличение условно-переменных потерь в доле отпуска электроэнергии, и снижение условно-постоянных потерь. Таким образом, суммарные потери увеличиваются незначительно, а оборудование используется более рационально.

Список литературы


Железко Ю.С. Расчет, анализ и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях. - М.: НУ ЭНАС, 2002. - 280с.

Железко Ю.С. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях: Руководство для практических расчетов. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 176с.

Будзко И.А., Левин М.С. Электроснабжение сельскохозяйственных предприятий и населенных пунктов. - М.: Агропромиздат, 1985. - 320с.

Воротницкий В.Э., Железко Ю.С., Казанцев В.Н. Потери электроэнергии в электрических сетях энергосистем. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 368с.

Воротницкий В.Э., Заслонов С.В., Калинкина М.А. Программа расчета технических потерь мощности и электроэнергии в распределительных сетях 6 - 10 кВ. - Электрические станции, 1999, №8, с.38-42.

Железко Ю.С. Принципы нормирования потерь электроэнергии в электрических сетях и программное обеспечение расчетов. - Электрические станции, 2001, №9, с.33-38.

Железко Ю.С. Оценка потерь электроэнергии, обусловленных инструментальными погрешностями измерения. - Электрические станции, 2001, №8, с. 19-24.

Галанов В.П., Галанов В.В. Влияние качества электроэнергии на уровень ее потерь в сетях. - Электрические станции, 2001, №5, с.54-63.

Воротницкий В.Э., Загорский Я.Т., Апряткин В.Н. Расчет, нормирование и снижение потерь электроэнергии в городских электрических сетях. - Электрические станции, 2000, №5, с.9-13.

Овчинников А. Потери электроэнергии в распределительных сетях 0,38 - 6 (10) кВ. - Новости ЭлектроТехники, 2003, №1, с.15-17.