Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка методичні вказівки

до виконання індивідуального науково-дослідного завдання

«РОЗРАХУНОК ВТРАТ ЕНЕРГІЇ В ЕЛЕКТРИЧНІЙ МЕРЕЖІ ПІДПРИЄМСТВА АПК ТА РОЗРОБКА ЗАХОДІВ ЩОДО ЇХ ЗНИЖЕННЯ»

Харків 2014

1 Розрахунок втрат енергії в електричній мережі підприємства апк

1.1 Розрахунок втрат електричної енергії в силових трансформаторах

Розрахунок втрат енергії в електричній мережі є одним із кроків проведення енергетичного аудиту на підприємстві, загальні методичні підходи якого викладені в [1-6].

Річні змінні втрати електроенергії у трансформаторі, зумовлені втратами к.з., на основі методу числа годин максимальних втрат розраховуються за виразом [7]

(1)

де S_max, S_н – відповідно максимальне навантаження трансформатора за рік та його номінальна потужність, кВА;

Р_к.з. – втрати к.з. трансформатора, кВт, табл. А.1 додатку А [8];

τ – число годин максимальних втрат, год.

Максимальне навантаження трансформатора за рік S_max може бути розраховане на основі добових графіків навантаження трансформатора, що знімаються для декількох контрольних діб під час проведення енергоаудиту, за виразом

(2)

де S_{max сер} – середнє для декількох діб максимальне повне навантаження трансформатора, кВА;

k_с – коефіцієнт сезонності навантаження для сезону, в якому проводяться вимірювання, що залежить від виду навантаження, табл. 1 [7, 9].

Таблиця 1 – Характеристики графіків навантаження сільськогосподарських підприємств

Вид навантаження	Число годин використання максимального навантаження Т , год	Число годин максмальних втрат τ, год	Коефіцієнт сезонності навантаження kс для сезону
			зима	весна	літо	осінь
Тваринницькі комплекси та ферми з виробництва молока	4310	3870	1,0	0,8	0,7	0,9
Тваринницькі комплекси та ферми з виробництва свинини	3860	2920	0,9	1,0	1,0	0,9
Птахоферми	3860	2920	1,0	0,9	0,8	0,9
Тваринницькі комплекси та ферми з виробництва телятини	4680	4250	1,0	0,8	0,6	0,9

Число годин максимальних втрат τ визначається на основі річного графіка навантаження трансформатора за формулою

(3)

де S_і – повне навантаження трансформатора для і-ого ступеня графіка тривалістю t_і (год), кВА;

N – кількість ступенів графіка навантаження.

У випадку, якщо річний графік навантаження невідомий, число годин максимальних втрат може прийматись за даними табл. 1 [7]. Для сільських споживачів з числом годин використання максимального навантаження Т = 1800 – 3500 год значення τ може бути також розраховане приблизно за формулою [7]

(4)

Число годин використання максимального навантаження Т залежить від виду споживачів і для деяких сільськогосподарських підприємств наведене в табл. 1 [7]. Воно також може бути визначене на основі річного обсягу споживання активної електричної енергії підприємством W та максимального активного навантаження Р_max

(5)

Річні умовно-постійні втрати електроенергії у трансформаторі, зумовлені втратами н.х., розраховуються за виразом [7]

(6)

де Р_н.х. – втрати н.х. трансформатора, кВт, табл. А.1 додатку А [8];

Т_річ – число годин роботи трансформатора за рік, год. За цілорічної роботи Т_річ=8760 год.

Річні сумарні втрати електроенергії у трансформаторі

(7)

Приклад 1. Розрахувати річні втрати електроенергії у двох трансформаторах типу ТМ-630/10, що встановлені на двотрансформаторній підстанції 10/0,4 кВ, яка живить навантаження виробничих приміщень сільськогосподарського підприємства з виробництва молока. Однолінійна схема зовнішніх електричних мереж 0,38 кВ, які знаходяться на балансі підприємства, зображена на рис. 1. Прийняти, що трансформатори знаходяться під напругою цілорічно (Т_річ=8760 год). Річна вхідна електроенергія в електричні мережі 0,38 кВ підприємства складає W_0,38 = 1500 тис. кВт·год (за сумою показів лічильників, що встановлені на стороні 0,4 кВ підстанції 10/0,4 кВ). Дані добових графіків навантаження трансформаторів, що отримані для трьох контрольних діб під час проведення енергоаудиту, наведені в табл. 2 (для спрощення розрахунків графіки навантаження прийнято однаковими для обох трансформаторів). В розрахунках взяти до уваги, що знімання графіків навантаження проводилось влітку.

Рисунок 1 – Однолінійна електрична схема зовнішніх електричних мереж 0,38 кВ ферми з виробництва молока (до прикладу 6.1)

Таблиця 2 – Дані добових графіків навантаження трансформаторів (до прикладу 1)

Доба та вид навантаження		Величина навантаження (кВт, кВАр, кВА) для години доби
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Р	42	42	42	42	56	63	70	98	119	126	140	112
	Q	30	30	30	30	42	48	66	84	108	114	121	102
2	Р	39	39	39	39	52	59	65	91	111	117	143	104
	Q	28	28	28	28	39	44	61	77	99	105	112	94
3	Р	45	45	45	45	60	68	75	105	128	135	137	120
	Q	33	33	33	33	46	52	72	91	117	124	130	111
Scер		52	52	52	52	70	79	96	129	161	170	185	151

Продовження таблиці 2

Доба та вид навантаження		Величина навантаження (кВт, кВАр, кВА) для години доби
		13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
1	Р	77	91	98	98	91	91	91	77	77	56	49	49
	Q	72	84	90	90	78	78	72	60	60	36	36	36
2	Р	72	85	91	91	85	85	85	72	72	52	46	46
	Q	66	77	83	83	72	72	66	55	55	33	33	33
3	Р	83	98	105	105	98	98	98	83	83	60	53	53
	Q	78	91	98	98	85	85	78	65	65	39	39	39
Scер		105	105	124	133	133	120	120	116	98	98	67	61

За даними графіків навантаження трансформаторів, розраховуємо їх середнє для трьох діб (N=3) повне навантаження для кожної і-ої години доби (останній рядок у табл. 2) за виразом

де S_{n і} – повне навантаження для і-ої години n-ої доби

З табл. 2 видно, що середнє для декількох діб максимальне повне навантаження трансформаторів відповідає 11 годині і складає S_{max сер} = 185 кВА. За табл. 1 для навантаження ферм з виробництва молока визначаємо коефіцієнт сезонності для літнього періоду k_с =0,7 та число годин максимальних втрат τ = 3870 год. Максимальне повне навантаження трансформаторів за рік за виразом (2)

Для трансформатора типу ТМ-630/10 потужністю S_н = 630 кВА з табл. А.1 додатку А Р_к.з.= 7,6 кВт та Р_н.х.= 1,31 кВт. Річні змінні втрати електроенергії у кожному з трансформаторів за виразом (1)

Річні умовно-постійні втрати електроенергії у кожному з трансформаторів за виразом (6)

Річні сумарні втрати електроенергії у кожному з трансформаторів за виразом (7)

Річні втрати у двох трансформаторах

Річне надходження електроенергії в електричні мережі підприємства з урахуванням втрат у трансформаторах

Відносні втрати електроенергії у трансформаторах