Метод средних нагрузок

Область применения

Метод более широко распространен для расчета переменных потерь электроэнергии в разомкнутых электрических сетях напряжением 110 кВ и ниже.

Возможно применение этого метода для электрических сетей 220-110 кВ при отсутствии исходных данных, необходимых для расчета потерь электроэнергии по методам оперативных расчетов и контрольных суток.

При отсутствии необходимых исходных данных для расчета потерь электроэнергии в электрической сети 0,4 кВ допускается использовать метод средних нагрузок для случайной выборки распределительных линий, питающихся от не менее, чем 20 % суммарного количества распределительных трансформаторов 6‑20/0,4 кВ.

Перечень исходных данных для расчета

Расчет технических потерь электроэнергии выполняется с использованием следующих исходных данных:

• схема электрической сети с указанием на ней:

• наименований центров питания (ЦП);

• отходящих от ЦП линий;

• номеров (наименований) ПС и трансформаторных пунктов (ТП) и номинальных мощностей установленных в них силовых трансформаторов;

• нормальных точек деления сети;

• марок, сечений и длин воздушных и кабельных линий;

• мест установки счетчиков расчетного и технического учета электроэнергии, фиксирующих отпуск электроэнергии в электрическую сеть;

• элементов электрической сети, находящихся на балансе потребителя;

• отпуск активной и реактивной электроэнергии по головным участкам линий за каждый месяц расчетного года;

• зимний и летний суточные графики нагрузок головного участка линий, полученные по часовым расходам электроэнергии в дни системных измерений нагрузок либо по результатам измерений почасовых значений токов;

• информация о нагрузках трансформаторов, подключенных к электрической сети (показания счетчиков электроэнергии или коэффициентов загрузки).

Методика расчета

Расчет переменных потерь электроэнергии в элементах электрической сети (ВЛ, КЛ, трансформаторах, автотрансформаторах, токоограничивающих реакторах) выполняется по формуле (6.4.3.1) на основе определенных потерь мощности, полученных по данным результатов расчета режимных параметров данной электрической сети [6-7].

, тыс. кВт∙ч, (6.4.3.1)

где ΔP_ср – потери мощности в элементе сети при средних за расчетный интервал нагрузках узлов, кВт, определяются в зависимости от элемента по формулам (6.4.3.2, 6.4.3.4 – 6.4.3.11);

k²_ф – коэффициент формы графика суммарной нагрузки сети за расчетный период, о.е.;

k_k – коэффициент, учитывающий различие конфигураций графиков активной и реактивной нагрузки различных ветвей сети (принимается равным 0,99), о.е. [6-7];

k_л – коэффициент, учитывающий влияние потерь в арматуре ВЛ и принимаемый равным 1,02 для линий напряжением 110 кВ и выше и равным 1,0 для линий более низких напряжений, о.е. [6-7];

T – число часов в расчетном периоде, ч.

Значение квадрата коэффициента формы графика определяется по формулам (11, 12, 14) [6] и формуле (2.11) [7].

При отсутствии данных для расчета коэффициента формы графика для каждого расчетного периода, допускается использовать измерения нагрузок головного участка линии, выполненных в дни контрольных измерений. Для месяцев, в которых отпуск электроэнергии в сеть выше среднегодового отпуска электроэнергии в сеть, рассчитанного по формуле (6.4.2.2), используется квадрат коэффициента формы графика, определенного по измерениям зимнего суточного графика. Для остальных месяцев – по измерениям летнего суточного графика.

При отсутствии данных летнего и зимнего суточных графиков нагрузки, допускается для элементов электрической сети с нереверсивными потоками электроэнергии принять .

В элементах с реверсивными перетоками электрической энергии (110 – 220 кВ) графики нагрузки имеют нестабильный характер, и при расчете коэффициентов формы графика значения могут находиться в недопустимых пределах. В таких случаях необходимо принять . При этом потери электроэнергии определяются отдельно для каждого направления потока электроэнергии, а потом суммируются.

Переменные потери мощности при средних за расчетный период нагрузках сети в элементах сети 6(10) кВ и выше (ВЛ, КЛ, трансформаторах) определяются по формуле:

, (6.4.3.2)

где P_ср, Q_ср – средние значения активной и реактивной мощности за расчетный период Т, кВт, квар, определяемые по формуле (6.4.3.3);

tg – коэффициент реактивной мощности, о.е.;

U_ср – среднее напряжение элемента сети за расчетный период Т, кВ;

I_ср – среднее значение токовой нагрузки, А, определяемое по формуле (6.4.3.3);

R – активное сопротивление элемента.

Средняя нагрузка определяется по формуле:

, (6.4.3.3)

где W_T – электроэнергия, потребленная (сгенерированная) в узле за расчетный период Т.

Переменные потери мощности при средних за расчетный период нагрузках сети в автотрансформаторах (трехобмоточных трансформаторах) определяются по формуле:

,(6.4.3.4)

где P_Вср, P_Сср, P_Нср, Q_Вср, Q_Сср, Q_Нср, I_срВ, I_Сср, I_Нср – средние значения активной и реактивной мощностей, токовых нагрузок за расчетный период Т по обмоткам автотрансформатора, МВт, Мвар, А, соответственно;

U_Вср, U_Сср, U_Нср – средние значения напряжения за расчетный период Т по высокой, средней и низкой обмоткам автотрансформатора, кВ;

tg – коэффициент реактивной мощности, о.е.;

R_АТВ, R_АТС R_АТН – активные сопротивления обмоток автотрансформатора, Ом.

При отсутствии измерений на низкой стороне автотрансформаторов за расчетный период Т допускается выполнять расчет потерь электроэнергии по данным обмоток высшего и среднего напряжения.

Если в формуле (6.4.3.4) использовались сопротивления обмоток, приведенные к напряжению высшей обмотки, то вместо U_С и U_Н используется U_В.

Переменные потери мощности в элементах электрической сети 0,4 кВ (ВЛ и КЛ) определяются с использованием средних за расчетный интервал времени Т нагрузок сети:

, (6.4.3.5)

где I_Фсрn – значение среднего тока за период времени Т в фазе n, А;

I_Нср – значение среднего тока за период времени Т в нулевом проводе, А;

R_ф – сопротивление фазного провода, Ом;

R_н – сопротивление нулевого провода, Ом.

Значения средних токов в фазных и нулевом проводах определяются по результатам измерений.

При отсутствии данных об измерениях допускается рассчитывать потери электроэнергии в линии 0,4 кВ в зависимости от ее исполнения по формулам:

- для четырехпроводного участка сети (три фазы и ноль):

, (6.4.3.6)

где Р_ср – поток активной мощности по линии, кВт;

U_ср ф – среднее за расчетный период Т значение уровня фазного напряжения на линии, кВ;

k_ДПср – коэффициент, учитывающий среднюю за расчетный период неравномерность распределения нагрузок по фазам, о.е. [6, 11]:

. (6.4.3.7)

- для трехпроводного участка сети (две фазы и ноль):

, (6.4.3.8)

где коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки фаз:

, (6.4.3.9)

- для двухпроводного участка сети (фаза и ноль):

. (6.4.3.10)

При отсутствии значений коэффициента мощности нагрузки, его значение принимается равным 0,93 – для коммунально-бытовых потребителей, 0,75 – для промышленных и 0,85 – смешанной нагрузки.

При отсутствии данных для определения коэффициента дополнительных потерь, его значение следует принимать [6, 11]:

для линий с R_ВЛн/ R_ВЛф = 1 k_ДП = 1,13;

для линий с R_ВЛн/ R_ВЛф = 2 k_ДП = 1,2.

Переменные потери мощности в токоограничивающем реакторе с использованием среднего рабочего тока за расчетный интервал времени Т:

, (6.4.3.11)

где Р_Н – значение потерь активной мощности в фазе реактора при его номинальном токе, кВт;

I_Н – значение номинального тока, А;

I_ср – значение среднего рабочего тока в расчетном периоде Т, А.