3.1.4 Методика розрахунку втрат електричної енергії

Для складання зведених балансів по окремих струмоприймачах і ділянкам, необхідно знати втрати активної і реактивної потужності й енергії.

3.1.4.1 Утрати потужності та енергії в лініях електропередачі

Утрати потужності в активному (омічному) опорі з урахуванням числа фаз

(n фаз) лінії електропередачі.

, Вт. (3.112)

де n_фаз – число фаз розглянутої лінії;

I-робочий струм у лінії, А;

R – активний опір однієї фази лінії.

1. Діелектричні втрати:

, Вт. (3.113)

2. Утрати на вихрові струми і гистерезис в елементах захисту ліній електропередач:

, Вт. (3.114)

3. Утрати на корону в повітряних лініях електропередач:

, Вт.

=2,510^-4U²ф (3.115)

де - діюче значення фазної напруги лінії, кв;

- діюче значення середнього (по трьох фазах) критичного напруження корони, кв.

Формула (4) справедлива для зміни в діапазоні від 0,5 до 1,0.

Критичне напруження корони визначається по формулі:

Uк = (3.116)

де Uк – критичне напруження корони, кв;

m – коефіцієнт негладкості багатожильних кручених проводів;

₀ – діелектрична проникність вакууму;

r₀ - радіус складового проводу, див;

r_р – радіус розщеплення проводу, див;

с₀ – робоча ємність фази лінії;

n – число складових.

Заряд на проводі визначиться по формулі:

q = C₀U (3.117)

де U - напруга щодо землі, кв.

Критичне напруження корони при напрузі промислової частоти для проводів з різними радіусами визначаємо (для лінії з нерозщепленими проводами n = 1) по формулі:

Ек = 23,3(1+ ), кВ/см. (3.118)

Утрати потужності складаються з перерахованих складових:

= + + + , Ут (3.119)

4. Утрати потужності в реактивному опорі:

, ВАр. (3.120)

Тому що активний опір лінії R залежить від питомого опору матеріалу р , той питомий опір використовується як основна вихідна величина для розрахунків. Паспортні (чи довідкові значення звичайно приводяться для стандартного значення температури t_СТ = 20 С. Однак, при протіканні струму провідники нагріваються до робочої температури t_РАБ, що приводить до збільшення опору, що враховується за допомогою температурного коефіцієнта питомого опору _Р.

З обліком цього отриману величину варто помножити на поправочний температурний коефіцієнт:

Kt = 1 + _Р(t_раб – t_ст) = 1 + _Р(t_раб – 20). (3.121)

5. Залежність утрат потужності від струму навантаження має квадратичний характер і визначається з урахуванням довжини лінії L і перетину F по формулі:

. (3.122)

де L – довжина лінії, м;

F – перетин проводу.

Другим варіантом визначення втрат є варіант визначення еквівалентного опору електричної мережі.

Еквівалентним опором якої-небудь мережі називається опір деякої умовної нерозгалуженої лінії, струм якого дорівнює току головної ділянки мережі і втрати електроенергії дорівнюють втратам у мережі.

Таблиця 3.22 - Значення поправочних коефіцієнтів для кабелів з мідними

жилами в залежності від завантаження кабелів

Довгостроково- припустима температура нагрівання жива кабелю, 0С	Температура навколишнього середовища, 0С	Поправочний коефіцієнт при к
		0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
65	20	1,029	1,045	1,065	1,089	1,115	1,146	1,18

Дані про типи і довжини високовольтних кабелів зводимо в таблицю 3.24

Таблиця 3.23 – Кабельний журнал

Відкіля	Куди	Марка кабелю	Довжина, м
1	2	3	4

Rэ = (3.123)

Xэ = . (3.124)

де W_{А мережі,} V_{р мережі –} активні і реактивні втрати електроенергії за обліковий період;

Тр – число робочих годин за обліковий період;

Iср – середнє значення струму в лінії.

Iср = чи Iср = (3.125)

де W_A, V_Р – витрата активної і реактивної енергії за характерну добу за показниками лічильників, квт*год, квар*год;

cos_СР – середньозважений коефіцієнт потужності лінії;

V – лінійна напруга, кв.

Втрати електроенергії в лінії визначаються по формулі:

W = 3К²ф  I²_порівнR_ЭТр, кВгод (3.126)

V = 3К²ф  I²_порівнX_ЭТр, кВгод (3.127)

де Кф – коефіцієнт форми графіка навантаження;

Кф = . (3.128)

де m – число оцінок показань лічильника протягом часу, за яке визначається значення Кф;

t – час, за яке визначається значення Кф;

W^/ _А - витрата активної енергії за час t за показниками лічильника;

W^/ _А - витрата активної енергії за час t = t/m.

Для електричних навантажень більшості промислових підприємств Кф = 1,01-1,1.

Третім варіантом розрахунку втрат електричної енергії в лініях – використання програми “Matlab”, а саме пекета “Simulink”. (дивись додаток ).