Заходу щодо зниження втрат потужності

Втрати потужності й електроенергії досягають значних величин й є одним з основних фактів, що впливають на економічність мереж. Їхня величина регламентується постановами Національного комітету з регулюванню електроенергії (НКРЭ) у мережах напругою до 35 кВ й у мережах напругам 35 кВ і вище.

Більша частина втрат електроенергії (60 - 70%) доводиться на мережі напругою 6 - 10 кВ. Тому перераховані нижче заходи відносять до мереж цих напруг і до електроприймачам:

• застосування більше високого щабля напруги (10 кВ замість 6 кВ);

• підвищення рівня напруги в мережі шляхом застосування пристроїв регулювання напруги;

• регулювання потоків активної й реактивної потужностей в окремих ланках мережі;

• застосування раціональних схем живлення споживачів, які дозволяють здійснювати більше економічне завантаження ЛЕП і трансформаторів;

• раціоналізація енергогосподарств підприємств – поліпшення cosφ, правильний вибір потужності й завантаження електродвигунів.

Тема 13 Елементи теорії передавання енергії по лінії електропередачі (леп). Падіння та втрати напруги в елементах електричної мережі Векторні діаграми леп

План.

6. Векторна діаграма ЛЕП 35 кВ із одним навантаженням.

7. Векторна діаграма ЛЕП 35 кВ із декількома навантаженнями.

8. Векторна діаграма ЛЕП 110 кВ із одним навантаженням.

Векторна діаграма леп 35 кВ із одним навантаженням

При передачі електроенергії по мережі в її елементах крім втрати потужності відбувається втрата напруги. Втрата напруги є одним з кількісних показників, що характеризують режим роботи мережі. Втрата напруги приводить до зміни рівнів напруги на затискачах електроприймачів. Якщо вона перевищує припустимі ПУЭ значення, електроприймачі працюють зі збитком.

Тому важливе значення при проектуванні й експлуатації мереж має розрахунок напруг у вузлах мережі й втрат напруги в її елементах.

Розглянемо найпростішу схему ЛЕП напругою 35 кВ із симетричним навантаженням на кінці (рис. 8.1). У цьому випадку досить розглянути одну фазу.

З нак “плюс” перед реактивною потужністю характеризує споживання електроприймачем індуктивної потужності (відстаюча реактивна потужність навантаження). Якщо перед реактивною потужністю коштує знак “мінус”, то це відповідає споживанню електроприймачем ємнісної реактивної потужності (випереджальна реактивна потужність навантаження) або видачі електроприймачем у мережу реактивної індуктивної потужності.

У завдання входить визначення напруги на початку ЛЕП при відомих струмі, напрузі й куту між ними наприкінці ЛЕП. Починаємо побудову векторної діаграми (рис. 8.2). По дійсній осі відкладаємо напруга U_2ф. Одержуємо крапку а. Під кутом φ₂ відкладаємо струм I₂. Розкладаємо його на активну I_2а й реактивну I_2р складові:

де

Від кінця вектора U_2ф паралельно лінії струму I₂ відкладаємо вектор спадання напруги в активному опорі ЛЕП. Одержуємо крапку b. Під кутом 90⁰ до нього убік випередження відкладаємо вектор спадання напруги в реактивному опорі. Одержуємо крапку c. З'єднуємо початок координат із точкою c й одержуємо напругу на початку ЛЕП U_1ф. Кут між напругою U_1ф і струмом I₂ позначимо φ_1.

Вектор чисельно дорівнює добутку називається повним спаданням напруги. Позначається . Спроєцируємо вектор на дійсну й мниму осі. Одержимо крапку d. Відрізок ad – це поздовжня складова спадання напруги. Позначається . Відрізок сd – це поперечна складова спадання напруги. Позначається .

Визначимо й . Для цього Спроєцируємо вектори й на дійсну й мниму осі. Одержимо точки е и f. Крапку перетинання відрізка з дійсною віссю позначимо , буквою k. У результаті одержимо відрізки:

ae = ab·cos φ₂ = I₂·R cos φ₂; be = df = ab·sin φ₂ = I₂·R sin φ₂;

ed = bf =bc·sin φ₂ = I₂·X sin φ₂; cf = bc·cos φ₂ = I₂·X cos φ₂.

Поздовжня складова спадання напруги дорівнює:

ΔU_ф = ad = ae + ed = I₂·R· cos φ₂ + I₂·X sin φ₂.

Поперечна складова спадання напруги дорівнює:

ΔU_ф = cf – df = I₂·X cos φ₂ – I₂·R sin φ₂.

Напруга на початку ЛЕП визначається як

,

а модуль -

Спадання напруги – це геометрична різниця між напругами на початку й кінці ЛЕП.

Діаграма, наведена на рис. 8.2, побудована не в масштабі. Фактично різниця кутів φ₁ й φ₂ мала. Тому, якщо не потрібна висока точність, розрахунок ведуть по втраті напруги.

Втрата напруги – це алгебраїчна різниця між напругами на початку й кінці ЛЕП. Визначимо неї. Для цього з початку координат радіусом ос робимо зарубку на дійсній осі. Одержуємо крапку с'. Відрізок ас’ й є втрата напруги.

Тому що відрізок dс’ малий, то з достатнім ступенем точності, уважають, що втрата напруги дорівнює поздовжньої складової спадання напруги. Помилка від прийнятого допущення в самому гіршому випадку при cos φ₂ = 1 не перевищує 0,55%.

Зміст має фазна втрата напруги, але для зручності розрахунків використовується лінійна:

У наближених розрахунках напруга на початку ЛЕП розраховується по формулі:

У мережах напругою 220 кВ і вище розрахунок варто виконувати, з огляду на обидві складові спадання напруги.

Лінійна поперечна складова падіння дорівнює

а напруга на початку ЛЕП у цьому випадку розраховується по формулі: