Практическая работа №2 Допустимые небалансы электроэнергии на объектах

Цель работы:

1. Изучить виды допустимых небалансов электроэнергии на объектах.

2. Рассчитать и проанализировать результаты технически объяснимого и нормативного небалансов электроэнергии.

3. Составить отчет по практической работе.

Задание

1. Рассчитать по выданным исходным данным приведенные ниже задачи.

2. Ответить на контрольные вопросы, сделать выводы по практической работе, составить отчет.

Задача №7

Рассчитать технически объяснимый и нормативный небалансы электроэнергии за январь (Д=31) на объекте, поступление энергии на который фиксируется в 10 точках учета, имеющих одинаковые (для простоты) характеристики: классы точности ТТ, ТН и счетчиков Ктт=Ктн=Ксч=0,5. Номинальные параметры ТТ: = 35 кВ = 50 А. Коэффициенты заполнения графиков нагрузи первичных цепей ТТ равны 0,7. Коэффициенты загрузки вторичных цепей ТН = 1,0. Потери напряжения во вторичных цепях ТН неизвестны. Счетчики электронные, трехфазные. Поступление электроэнергии через каждую точку учета Wj= 1000 тыс. кВт∙ч.

Отпуск электроэнергии с объекта фиксируется в 100 точках учета, каждая из которых имеет следующие характеристики: классы точности ТТ, ТН и счетчиков Ктт=Ктн=Ксч=1,0. Номинальные параметры ТТ: U = 6 кВ и I = 50 А. Коэффициенты заполнения графиков нагрузки первичных цепей ТТ равны 0,4. Коэффициенты загрузки вторичных цепей ТН = 1,0. Потери напряжения во вторичных цепях ТН неизвестны. Отпуск электроэнергии через каждую точку учета Wi = 90 тыс. кВт∙ч. Счетчики индукционные, трехфазные, средний срок службы после последней проверки Т = 4 года.

Коэффициенты реактивной мощности примем одинаковыми по всем точкам учета = 0,62.

На напряжении 0,4 кВ электроэнергия из сетей объекта не отпускается, поэтому временно допустимые коммерческие потери принимаем равными нулю.

Отчетные потери электроэнергии в сети составляют 10 000 - 9000 = 1000 тыс. кВт∙ч (10 %). Расчетные технические потери равны 700 тыс. кВт∙ч (7 % энергии, поступающей в сеть). Фактический небаланс электроэнергии в этих условиях составляет 1000 - 700 = 300 тыс. кВт∙ч. Случайная погрешность метода расчета технических потерь равна ±14 %. В соответствии с этой по­грешностью технические потери находятся в диапазоне (6,02-7,98) % или (602-798) тыс. кВт∙ч. Применительно к расчету допустимых небалансов это эквивалентно фиксации отпуска электроэнергии 700 тыс. кВт∙ч счетчиком с классом точности 14.

Пример расчета

Исходные данные приведены в приложении А (таблица А.3).

Задача №7. Небалансы электроэнергии на объектах

Рассчитать технический объяснимый нормативный небаланс электроэнергии за январь на объекте, поступление энергии на который фиксируется в десяти точках учета, имеющих одинаковые характеристики: классы точности трансформаторов тока (ТТ), трансформаторов напряжения (ТН) и счетчиков К_ТТ=К_ТН=К_СЧ=0,5. Номинальные параметры ТТ: U_ном=35 кВ; I_ном=50 А. Коэффициент заполнения графиков нагрузки первичных цепей ТТ К_зТТ=0,7. Коэффициент загрузки вторичных цепей ТН β_2ТН=1. Потери напряжения во вторичных цепях ТН не известны. Счетчики электронные, трехфазные. Поступление электроэнергии через каждую точку учета W_j=1000 тыс. кВт∙ч.

Отпуск электроэнергии с объекта фиксируется в 100 точках учета, каждая из которых имеет следующие характеристики: класс точности ТТ, ТН и счетчиков К_ТТ=К_ТН=К_СЧ=1. Номинальные параметры ТТ: U_ном=6 кВ; I_ном=50 А. Коэффициент заполнения графиков нагрузки первичных цепей ТТ К_зТТ=0,4. Коэффициент загрузки вторичных цепей ТН β_2ТН=1. Потери напряжения во вторичных цепях ТН не известны. Отпуск электроэнергии через каждую точку учета W_j=90 тыс. кВт∙ч Счетчики индукционные, трехфазные. Средний срок службы последней поверки Т_пов.=4 года.

Коэффициент реактивной мощности применяется по всем точкам учета tgφ=0,62.

На напряжение 0,4 кВ электроэнергии из сетей объекта не отпускается, поэтому временно допустимые коммерческие потери принимаем равными нулю. Расчетные технические потери равны 700 тыс. кВт ч.

Дано:

В 10 точках:

К_ТТ=К_ТН=К_СЧ=0,5;

U_ном=35 кВ;

I_ном=50 А;

К_зТТ=0,7;

β_2ТН=1;

W_j=1000 тыс. кВт∙ч;

tgφ=0,62.

В 100 точках:

К_ТТ=К_ТН=К_СЧ=1;

U_ном=6 кВ;

I_ном=50 А;

К_зТТ=0,4;

β_2ТН=1;

W_j=90 тыс. кВт∙ч;

tgφ=0,62;

Т_пов.=4года.

∆Р_ном=0;

∆Р_тех=700 тыс. кВт∙ч.

Решение

Определяем отчетные потери электроэнергии:

10∙1000=10000 тыс. кВт∙ч;

90∙100=9000 тыс. кВт∙ч;

∆Р_отч=10000-9000=1000 тыс. кВт∙ч (10%).

Фактический небаланс электроэнергии в этих условиях составляет:

1000-700=300 тыс. кВт∙ч (3%)

Случайная погрешность метода расчета технических потерь δ_Т=±14%. В соответствии с этой погрешностью технических потери находятся в диапазоне от 609 до 798 тыс. кВт∙ч (6,09-7,98%). Применительно к расчету допустимых небалансов это эквивалентно фиксации отпуска электроэнергии счетчиком класса точности 14.

Определяем эквивалентный коэффициент токовой загрузки ТТ:

где - среднее значение коэффициента токовой нагрузки ТТ.

Эквивалентный коэффициент токовой загрузки ТТ на поступлении электроэнергии в сеть и на отпуске:

Определяем систематическую и случайную погрешность измерительного комплекса:

При tgφ=0,62:

1+1,75∙ tgφ=2,09;

1+1,16∙ tgφ=1,72;

1+3,05∙ tgφ=2,17;

1+1,35∙ tgφ=1,45.

Расчет технически объяснимого небаланса электроэнергии

1. В точке учета, фиксирующей поступление электроэнергии на объект:

∆_ТТ=(-1,06+1,56∙β_ТТ)К_ТТ;

∆_ТТ=(-1,06+1,56∙0,51)0,5=-0,133;

δ_ТТ=±(0,81-0,31∙β_ТТ)К_ТТ;

δ_ТТ=±(0,81-0,31∙0,51)0,5=±0,326;

∆_ТН=(0,5-β_2ТН)К_ТТ;

∆_ТН=(0,5-1)0,5=-0,25;

δ_ТН=±0,5∙К_ТТ;

δ_ТН=±0,5∙0,5=±0,25.

Данные о потери напряжения во вторичной цепи ТТ отсутствуют, поэтому принимаем их в соответствии с требованиями ПУЭ к расчетному учету:

∆U_ТН=0,5∙К_ТН=0,25%.

Для электронных счетчиков систематическая погрешность ∆_СЧ=0 и случайная погрешность δ_СЧ=0,5%.

Определим суммарные погрешности в каждой точке учета поступления электроэнергии.

∆j=2.09(-0.133)+1.72(-0.25)+0-0.25=-0.96%;

2. Точки учета, учитывающие отпуск электроэнергии с объекта:

∆_ТТ=(-1,06+1,56∙0,35)1=-0,52;

δ_ТТ=±(0,81-0,31∙0,35)1=±0,7;

∆_ТН=(0,5-1)1=-0,5;

δ_ТН=±0,5∙1=±0,5;

∆U_ТН=0,5.

Для индукционных счетчиков систематическая погрешность определяется:

∆_СЧ=-0,2∙Т_пов∙К_СЧ;

∆_СЧ=-0,2∙4∙1=-0,8%;

δ_СЧ=1%;

∆_i=2.09(-0.52)+1.72(-0.5)-0.8-0.5=-3.25%;

Δ_j=±1.1 _.

3. Определяем систематическую и случайную составляющие технически объяснимого небаланса электроэнергии по объекту в целом:

В процентах от поступления электроэнергии на объект систематическая погрешность 1,95%, случайная ±1,03%. В соответствии с результатами расчета технически объяснимый небаланс (недоучет электроэнергии) на объекте составляет 0,92 2,98%. Слагаемые систематической погрешности показывают, что недоучет поступления электроэнергии составляет 96 тыс.кВт∙ч, а недоучет ее отпуска составляет 291,5 тыс.кВт∙ч, что дает результирующий недоучет 195,5 тыс.кВт∙ч.

Вклад последнего слагаемого в случайной погрешности составляет 0,14∙700=98 тыс. кВт∙ч=0,98%.

Вклад первых двух слагаемых составляет 30,45 тыс.кВт∙ч или 0,3%, а в сумме 1,03%. Если не учитывать слагаемого, отражающего влияние точности расчета технических потерь, то технически объяснимый небаланс электроэнергии составит 1,65 2,25% вместо правильного диапазона 0,92 2,98%.

Расчет нормативного небаланса электроэнергии

1. Нормативный небаланс рассчитывается аналогичным способом, используя вместо фактических коэффициентов токовой загрузки ТТ их нормативные значения.

Нормативные значения коэффициенты токовой загрузки ТТ в точках поступления:

где β_шк - коэффициент учитывающий дискретность шкалы номинальных токов ТТ (типовые значение =0,8).

Для поступления :

Для отпуска:

2. Составляющие, относящиеся к ТН и счетчикам, остаются без изменения. Величины, относящиеся к ТТ составят в %: для точек учета, фиксирующих поступления энергии:

δ_ТТ=±(0,81-0,31∙β_ТТ)К_ТТ;

δ_ТТ=±(0,81-0,31∙0,64)∙0,5=±0,31.

Для точек учета, фиксирующих отпуск энергии:

δ_ТТ=±(0,81-0,31∙0,48)∙1=±0,66.

3. Суммарные погрешности составят в процентах для каждой точки учета поступления электроэнергии:

∆_i=2.09(-0.031)+1.72(-0.25)+0-0.25=-0,745%;

_δj=±1.1 _.

Для каждой точки учета отпуска электроэнергии:

∆_i=2.09(-0.031)+1.72(-0.5)+0,8-0,5=-2,81%;

_δj=±1.1

4. Систематические и случайные составляющие нормативного небаланса электроэнергии по объекту в целом составляют:

В % от поступления энергии на объект ∆_∑=1,79 %, δ_∑=±1,02 %. В соответствии с результатами расчета нормативный небаланс электроэнергии на объекте составляет 0,77÷2,81 %. Результаты расчета представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты вычислений

Вид допустимого небаланса	Вариант расчета	Составляющие погрешности		Диапазон, %
		Систематическая	Случайная
Технически объяснимый	1	-1,95	±0,3		-1,65÷-2,25
	2	-1,95	±1,03		-0,92÷-2,98
Нормативный	1	-1,79	±0,3		-1,49÷-2,09
	2	-1,79	±1,02		-0,77÷-2,81

Приведенные данные показывают, что неучет погрешности расчета технических потерь существенно искажает случайную составляющую небаланса, в данном случае более чем в три раза – вместо 1,02 % и 1,03 % (четные строки таблицы) получаем 0,3 % (нечетные строки таблицы). Расчет нормативного небаланса показал, что для условий примера существенно улучшить ситуацию за счет замены ТТ нельзя – они все равно буду работать в зоне существенных токовых загрузок. Возможность снижения потерь (систематической оставляющей погрешности) составит 1,95-1,79=0,16 %. Диапазон допустимого небаланса (случайная оставляющая погрешности) практически не может быть уменьшен за счет улучшения характеристик приборов учета (возможно уменьшение с 1,03 до 1,02 %), однако может быть существенно снижен за счет более точного расчета технических потерь. Степень снижения зависит от того, насколько меньше по сравнению с 14 % погрешностью будет обладать новый метод расчета.

Контрольные вопросы:

1. Что называется небалансом электроэнергии?

2. В чем разница между технически объяснимым и нормативным небалансами электроэнергии?

3. Каков порядок расчета небалансов электроэнергии?