Розрахунок втрат електроенергії

При передачі електроенергії частина її витрачається на нагрівання, створення електромагнітних полів й інші ефекти. Ця витрата прийнята називати втратами. В електроенергетиці термін “втрати” має специфічне значення. Якщо в інших виробництвах втрати пов'язані зі браком продукції, то втрати електроенергії - це технологічна витрата на її передачу.

Величина втрат електроенергії залежить від характеру зміни навантаження в розглянутий період часу. Наприклад, у ЛЕП, що працює з незмінним навантаженням, втрати електроенергії за час t розраховуються в такий спосіб:

де сумарні втрати активної потужності в опорі й провідності ЛЕП.

Якщо навантаження міняється, то втрати електроенергії можна розрахувати різними способами. Залежно від використовуваної математичної моделі методи діляться на дві групи:

• детерміновані;

• ймовірносно^-статистичні.

Найбільш точним з детермінованих методів є метод розрахунку втрат електроенергії за графіком навантажень для кожного споживача.

П редположим, що навантаження споживача в році мінялася за графіком (див. рис. 49). Тоді,

Інтеграл - це фактично площа, обмежена графіком зміни квадрата струму. Таким чином, втрати активної електроенергії пропорційні площі квадратичного річного графіка навантаження.

Тому що напруга на шинах електроприймача міняється незначно, те його значення можна вважати незмінним. Заміняючи інтеграл сумою площ прямокутників із кроком Δt_i, одержимо:

.

Втрати електроенергії в трансформаторах при заданому графіку навантаження при використанні його паспортних даних розраховуються по формулах:

• для двообмоткових

• для трьообмоткових трансформаторів (автотрансформаторів)

Достоїнство методу - висока точність розрахунку. Недолік - велика кількість обчислень.

Графіки навантажень не завжди відомі. У цьому випадку втрати електроенергії можна обчислити іншим детермінованим методом – через τ_м. Метод заснований на двох допущеннях:

• максимальні втрати в електричній мережі спостерігаються в період максимуму навантаження в енергосистеми (ранковий максимум з 9 до 11 годин; вечірній - з 17 до 21 години);

• графіки активної й реактивної потужності подібні, тобто графік реактивної потужності перелічений із графіка активної потужності.

Час максимальних втрат τ_м – це час, у плині якого при роботі споживача з максимальним навантаженням з мережі споживається така ж кількість електроенергії, що й при роботі з реального графіка навантаження. Виходячи з визначення, запишемо:

,

де відповідно час максимальних втрат для активного й реактивного навантажень.

На практиці ці значення усредняют і заміняють загальним – τ_м. Тоді,

Для типових графіків навантаження величина τ_м визначається по відомій величині T_м:

Відповідно до цього методу втрати електроенергії в елементах мережі розраховуються по формулах:

• у лінії електропередач

• у двообмоткових трансформаторах

;

• у трьообмоткових трансформаторах (автотрансформаторах)

Величина τ_мв розраховується по формулі (7.3) по величині T_мв, значення якої визначається як середньозважене:

Аналогічно визначається величина τ_м для ЛЕП, що харчує трохи споживачів.