4 Расчет потерь электрической энергии в элементах сети

4.1 Потери электроэнергии в сети напряжением 10 кВ системы одно- и двухстороннего питания

Потери электроэнергии в различных элементах сети пропорциональны квадрату тока (или мощности), протекающего через эти элементы, а также сопротивлению элементов. В линии, выполненной из проводов одинакового сечения по всей длине, потери электроэнергии, кВт·ч,

, (4.1)

где τ_i – время максимальных потерь электрической энергии для участка с номером i или условное время, в течение которого в линии, работающей с максимальной нагрузкой, выделяются те же потери энергии, как и при работе по действительному графику I(t) за год.

Время максимальных потерь, ч:

, (4.2)

Потери электроэнергии в трансформаторах подстанций определяются потерями холостого хода и короткого замыкания по формуле, кВт·ч:

, (4.3)

где t – время, в течение которого трансформатор находится в работе (принять t равным 8760 ч).

Суммарные потери в сети 10 кВ для вариантов одно- и двухстороннего питания, кВт·ч,

. (4.4)

После подстановки численных значений в формулу (4.2) получим:

Одностороннее питание

После подстановки численных значений в формулу (4.1) получим:

После подстановки численных значений в формулу (4.3) получим:

После подстановки численных значений в формулу (4.4) получим:

ΔW=59053,08+24607+15286,26+57935,95=156882,29 кВт∙ч.

Двухстороннее питание

После подстановки численных значений в формулу (4.1) получим:

После подстановки численных значений в формулу (4.4) получим:

ΔW=74526,12+24607+15286,26+57935,95=172355,33 кВт∙ч.

4.2 Мероприятия по снижению потерь мощности и электроэнергии

По своей физической сущности, с точки зрения производства, передачи и потребления, потери электроэнергии ничем не отличаются от энергии, полезно отпущенной потребителям. Основным экономическим показателем при оценке потерь является стоимость электроэнергии. Потери электроэнергии оказывают существенное отрицательное влияние на технико-экономические показатели сети, так как их стоимость включается и в приведенные затраты, и в годовые эксплуатационные расходы.

Необходимо отчетливо представлять, что любое техническое мероприятие, направленное на снижение потерь, требует затрат, и поэтому речь должна идти не о всемерном их снижении, а о достижении оптимального уровня потерь. Ведь увеличение стоимости сети почти всегда приводит к снижению потерь, и наоборот, в случае меньших капиталовложений потери растут. Проектирование сетей ведется обычно таким образом, чтобы обеспечить оптимальное соотношение между затратами на сеть и потерями электроэнергии. Однако со временем в связи с ростом нагрузок потери электроэнергии увеличиваются, и это соотношение не сохраняется. Отсюда вытекает необходимость контроля за потерями и расчета потерь как одного из важнейших показателей экономичности работы сети.

5. Сравнительная эффективность вариантов развития электрической сети

Для сравнительной экономической оценки вариантов в качестве одного из показателей используются суммарные дисконтированные приведенные затраты, представляющие собой сумму капиталовложений и издержек за срок службы объекта [3]:

, (5.1)

где К_t – капитальные затраты в год t;

И_t – эксплуатационные издержки в год t;

Е_н.п – норма дисконта;

t – текущие годы строительства и эксплуатации объекта;

Т_расч – срок службы объекта; дисконтированные затраты приводятся к началу расчетного периода (t = 1), Т_расч=5 лет.

Годовые эксплуатационные издержки:

, (5.2)

где β – цена электроэнергии, β = 0,8р./(кВт·ч);

– годовые потери электроэнергии в рассматриваемых элементах сети, кВт·ч;

k_аi – коэффициент амортизации для i-го элемента сети (принять для трансформаторов и воздушных линий на железобетонных опорах k_рi равным 5 %);

k_ремi – отчисления на обслуживание и текущий ремонт для i-го элемента сети (для трансформаторов k_ремi равен 5,5 %, для воздушных линий – 0,8 %);

К_i – капиталовложения в рассматриваемый элемент.

Одностороннее питание

_{Годовые эксплуатационные издержки:}

_{Сумма капиталовложений и издержек за срок службы объекта:}

Двухстороннее питание

_{Годовые эксплуатационные издержки:}

_{Сумма капиталовложений и издержек за срок службы объекта:}

На основании полученных затрат можно сделать вывод, что оптимальной является сеть напряжением 10 кВ с двухсторонним питанием, т.к суммарные дисконтированные приведённые затраты на неё меньше, чем затраты на сеть с односторонним питанием.