Основы проектирования энергосистем. В 2 ч. Ч. 1

В формулах (2.62)–(2.63)

pт – суммарный коэффициент отчислений от стоимости трансформаторов;

Wхт – потери электроэнергии холостого хода; хт – стоимость 1 кВт ч Wхт ;

Wнт – нагрузочные потери электроэнергии в трансформаторах; нт – стоимость 1 кВт ч Wнт ;

Pхт – потери мощности холостого хода.

2.12. Определение экономически обоснованных уровней потерь электроэнергии в режиме наибольших нагрузок

В предыдущем параграфе выведены формулы для определения экономических относительных значений нагрузочных потерь мощности в сети. Аналогичным образом можно получить искомые аналитические выражения для расчета

экономически обоснованных Wэл % потерь электрической энергии [12, 63, 66].

В самом деле, так как в режиме наибольших нагрузок

Подставив (2.64) в (2.57) и проведя несложные преобразования, получим:

81

82

2.13.Критериальные режимные параметры электрических сетей

врежиме средних нагрузок

В параграфах 2.11 и 2.12 получены аналитические соотношения для определения экономических значений потерь мощности и электроэнергии в линиях и трансформаторах в режиме наибольших нагрузок. В условиях эксплуатации электрических сетей для оценки величины потерь электропередачи энергии часто применяются фор-

мулы, использующие средние значения U , P и kф. Поэтому

необходимо уметь определять значения критериальных режимных параметров и для режима средних нагрузок электрических сетей. Искомые аналитические выражения выведены ниже [12, 63, 66]. Линейная составляющая стоимости передачи электрической

энергии Спл в режиме средних нагрузок

где P – среднее значение активной мощности в линии; Т – расчетный период.

Так как в режиме средних нагрузок

тогда

83

Экономические нагрузочные потери мощности в линии в режиме средних нагрузок

Экономически обоснованные нагрузочные потери электроэнергии в режиме средних нагрузок

84

P2R k 2Т

Wнл л ф .

U 2 cos2

Откуда

PWнл % U 2 cos2 .

Rл 102 kф2

Тогда

85

2.14. Подтверждение аналитических соотношений по расчету экономически обоснованных уровней потерь

электроэнергии в сетях энергосистем

Аналитические зависимости (2.66)–(2.68) требуют тщательной проверки и доказательства. В данном параграфе проведено исследование на предмет подтверждения корректности этих формул (2.69)–(2.70), полученных для расчета экономически обоснованных уровней нагрузочных потерь электроэнергии в электрических сетях энергосистем. Расчеты проведены на примере трансформаторов распредели-тельных сетей 6–20 кВ. Напомним, что формула для

является функцией Wнт % .

86

Рассчитаем значения Wнт % для трансформаторов ТМ-25–ТМ- 630 кВ А по формуле (2.71) и построим зависимости Спс = f ( Wнт%) по формуле (2.72) в диапазоне Wнт % = 0,1–4 % (рис. 2.3).

Минимумы построенных графиков должны быть равны значениям Wэт % , вычисленным по (2.71).

Исходные данные по трансформаторам и совместные результаты расчета приведены в табл. 2.9.

Из табл. 2.9 и из анализа зависимостей, представленных на рис. 2.3, видно, что значения Wэт % , полученные по формуле (2.71),

совпадают. Исследуемые аналитические зависимости являются достоверными и могут быть использованы для расчета оптимальных значений нагрузочных потерь электроэнергии в трансформаторах электрических сетей. Формулы (2.66), (2.68), (2.69), (2.70) для

определения значений Wэт % подобны формулам для расчета Wэт % , следовательно, их вид и корректность также не вызывают

сомнений. Они достоверны.

87

84

у.д.е. р/кВт ч кВт ч

25 кВ А

40 кВ А

63 кВ А

100 кВ А

160 кВ А

250 кВ А

400 кВ А

630 кВ А

%

W

Рис. 2.3. Зависимости Спс = f( Wнт%) для трансформаторов 6–20 кВ

2.15. Оптимальная загрузка линий и трансформаторов электрических сетей

Общие положения

Оптимальные уровни потерь электрической энергии в сетях могут быть обеспечены только в условиях оптимальных режимов работы отдельных звеньев энергосистем [12]. Для соблюдения таких условий необходимо уметь поддерживать оптимальную загрузку отдельных элементов электрических сетей, которая с учетом конфигурации графиков нагрузок во временных координатах будет различной.

Определим понятие и количественные характеристики оптимальных загрузок линий и трансформаторов электрических сетей.

Известно, что под оптимальной понимается величина, соответствующая принятому критерию оптимальности [3, 60].

Исходя из данного положения оптимальная загрузка функционально разных элементов электрических сетей будет различной и зависеть от рассматриваемых исходных условий (вид и количество критериев оптимальности, статическая или динамическая постановка задачи и т.д.).

Трансформаторы. В статической постановке, без учета динамики нагрузок, оптимальный уровень загрузки

трансформаторов k* можно рассчитать по следующим критериям: 1. По критерию минимума суммарных потерь активной

мощности Р в трансформаторах [59]