Втрати потужності й електроенергії в елементах мережі

План.

1. Втрати потужності в елементах мережі.

2. Розрахунок втрат потужності в лініях електропередач.

3. Розрахунок втрат потужності в ЛЕП з рівномірно розподіленим навантаженням.

4. Розрахунок втрат потужності в трансформаторах.

5. Наведені й розрахункові навантаження споживачів.

6. Розрахунок втрат електроенергії.

7. Заходу щодо зниження втрат потужності.

Втрати потужності в елементах мережі

Для кількісної характеристики роботи елементів електричної мережі розглядаються її робочі режими. Робочий режим – це сталий електричний стан, що характеризується значеннями струмів, напруг, активної, реактивної й повної потужностей.

Основною метою розрахунку режимів є визначення цих параметрів, як для перевірки допустимості режимів, так і для забезпечення економічності роботи елементів мереж.

Визначення значень струмів в елементах мережі й напруг у її вузлах починається з побудови картини розподілу повної потужності по елементі, тобто з визначення потужностей на початку й кінці кожного елемента. Таку картину називають потокораспределением.

Розраховуючи потужності на початку й наприкінці елемента електричної мережі, ураховують втрати потужності в опорах елемента й вплив його проводимостей.

Розрахунок втрат потужності в лініях електропередач

Втрати активної потужності на ділянці ЛЕП (див. рис. 7.1) обумовлені активним опором проводів і кабелів, а також недосконалістю їхньої ізоляції. Потужність, що губить в активних опорах трифазної ЛЕП і витрача на її нагрівання, визначається по формулі:

,

де повний, активний і реактивний струми в ЛЕП;

P, Q, S – активна, реактивна й повна потужності на початку або кінці ЛЕП;

U – лінійна напруга на початку або кінці ЛЕП;

R – активний опір однієї фази ЛЕП.

Втрати активної потужності в проводимостях ЛЕП обумовлені недосконалістю ізоляції. У повітряних ЛЕП - появою корони й, у дуже незначному ступені, витоком струму по ізоляторах. У кабельних ЛЕП - появою струму провідності а його абсорбцій. Розраховуються втрати по формулі:

,

де U – лінійна напруга на початку або кінці ЛЕП;

G – активна провідність ЛЕП.

При проектуванні повітряних ЛЕП втрати потужності на корону прагнуть звести до нуля, вибираючи такий діаметр проводи, коли можливість виникнення корони практично відсутній.

Втрати реактивної потужності на ділянці ЛЕП обумовлені індуктивними опорами проводів і кабелів. Реактивна потужність, що губить у трифазної ЛЕП, розраховується аналогічно потужності, що губить в активних опорах:

Генерируемая ємнісною провідністю зарядна потужність ЛЕП розраховується по формулі:

,

де U – лінійна напруга на початку або кінці ЛЕП;

B – реактивна провідність ЛЕП.

Зарядна потужність зменшує реактивне навантаження мережі й тим самим знижує втрати потужності в ній.

Розрахунок втрат потужності в леп з рівномірно розподіленим навантаженням

У лініях місцевих мереж ( ) споживачі однакової потужності можуть розташовуватися на однаковій відстані друг від друга (наприклад, джерела світла). Такі ЛЕП називаються лініями з рівномірно розподіленим навантаженням (див. рис. 7.2).

У рівномірно навантаженій лінії трифазного змінного струму довжиною L із сумарним струмовим навантаженням I щільність струму на одиницю довжини складе I/L. При погонному активному опорі r₀ втрати активної потужності складуть:

Якби навантаження було зосереджено наприкінці, то втрати потужності визначалися б як:

.

Порівнюючи наведені вираження, бачимо, що втрати потужності в лінії з рівномірно розподіленим навантаженням в 3 рази менше.