Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Энергосбережение и энергоэффективность. Учебное пособие.pdf
Потери активной энергии
=
Годовые потери в процентах
XT
2
нК.ном
a
TT
41415163574,05,587601
=⋅⋅+⋅=τΔ+Δ=Δ kPtPW
3
=⋅⋅=Δ=Δ WWW
%7,110924/41415100/100%
кВт⋅ч.
.
РАСЧЁТ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ И ЭНЕРГИИ
В ТРАНСФОРМАТОРАХ ПО МЕТОДИКЕ ЭНЕРГОСБЫТА
При финансовых расчётах между энергоснабжающей организацией и потребителями потери энергии в трансформаторах определяют
следующим образом:
Снимают показания счётчиков активной и реактивной энергии за
месяц и вычисляют
лицам
ϕcos
;
Подсчитывают коэффициент загрузки трансформатора
, а затем по тригонометрическим таб-
/tg WW=ϕ
ap
)cos/(
номaз
ϕ= TSWk ,
где Т – время работы трансформатора, принимаемое в январе, марте,
мае, июле, августе, октябре, декабре равным 744 ч, в апреле, июне,
сентябре, ноябре – 720 ч, в феврале 672 ч (для високосного года – 696 ч).
Если трансформатор отключают на праздничные или выходные
дни, то указанное время уменьшают;
Определяют потери активной энергии, кВт⋅ч, в трансформаторе за
месяц
TkPtPW
раб2нК.ном
где
Δ+Δ=Δ ,
– время работы трансформатора в месяц с номинальной мощ-
T
раб
XT
ностью, принимаемое для предприятий, работающих в одну смену,
равным 200 ч, в 2 смены – 450 ч, в 3 смены – 700 ч.
Пример.
Используя методику Энергосбыта, определить потери энергии в
трансформаторе подстанции ремонтного предприятия за апрель, если
оно работает в одну смену;
чиков за апрель
1090⋅=W
a
3
400
S кВА; разность показаний счёт-
ном
кВт⋅ч,
р
3
1070 ⋅=W
кВАр⋅ч.
41
Решение.
=
ϕ
Δ+Δ=Δ
=
ϕ
Δ
Вычислив
33
77,01090/1070/tg
aр
Находим по таблицам коэффициент мощности
Коэффициент нагрузки трансформатора
номaн
3
=⋅⋅==ϕ WW .
=⋅⋅⋅=ϕ= TSWk
79,0cos
.
,43,0)79,0656400/(1090)cos/(
где Т = 656 ч с учётом выходных дней в апреле.
Потери энергии в трансформаторе за месяц
XT
раб2нК.ном
2
кВт⋅ч.
85920043,05,56561
=⋅⋅+⋅=Δ+Δ=Δ TkPtPW
Потери энергии на участках электрических сетей, состоящих из
линий электропередачи и трансформаторов подстанций, суммируют
WWW
.
T
лп
Пример.
На подстанции напряжением 10/0,4 кВ установлен трансформатор
типа ТМ-400/10. Мощность при максимальной нагрузке
75,0cos =
. Трансформатор присоединён к воздушной линии напря-
320
Р кВт,
max
жением 10 кВ, длиной 5 км, которая выполнена проводом АС-35.
3
Годовое потребление электроэнергии
a
101080 ⋅=W кВт⋅ч. Опреде-
лить годовые потери энергии в трансформаторе и линии полные потери активной энергии и их ориентировочную стоимость.
Решение.
Время использования максимума и время потерь
maxamax
T ч.
Годовые потери энергии в трансформаторе по формуле (16)
где
max
P
= 1 кВт;
X
номaн
XT
3
Δ+Δ=Δ
PΔ = 5,5 кВт;
К.ном
2
3375320/101080/
=⋅== PWT
−−
,
TkPtPW
раб2нК.ном
28520186506,15,587601
=⋅⋅+⋅=ΔTW
ч,
2424
06,1)75,0400/(320)cos/(
=⋅=ϕ= TSWk ;
кВт⋅ч.
18658760)103375124,0(8760)10124,0(
=⋅⋅+=⋅+=τ
42
Годовые потери энергии в линии
=
⋅
=
Δ
где 95,379,05
Полные потери активной энергии в трансформаторе и линии
В процентах от годового потребления электроэнергии
Ориентировочная стоимость потерь
2
maxл
== lRR Ом ( →
0л
− 23
л
лп
T
пэп
=ϕτ=Δ
)cos/(10 URPW
−
R табл. 1).
0
aпп
232
41013)75,010/(10186595,3320
=⋅⋅⋅⋅=
=+=Δ+Δ=Δ WWW
22
кВт⋅ч,
695334101328520
кВт⋅ч.
3
%1,3101080/69533100/100%
=⋅⋅=Δ=Δ WWW .
76,90910695337,210
=⋅⋅=Δ=−−WCC
р.
На двухтрансформаторных подстанциях в период минимальных
нагрузок экономически целесообразно отключать от сети один из
трансформаторов. Полная мощность
S подстанции, при которой
т.п
отключение выгодно,
/2 РРSS
ΔΔ≤ .
К.номномт.п
X
Пример.
На подстанции напряжением 10/0,4 кВ установлены 2 трансформатора ТМ-250/10, включённых параллельно. При какой мощности
подстанции целесообразно отключить один из них.
Решение.
По каталожным даным 05,1
Полная мощность трансформаторной подстанции
Р кВт; 7,3
Х
К.номномт.п
X
К.ном
=ΔР кВт.
1887,3/05,12250/2
=⋅≤ΔΔ≤ РРSS
кВА.
Таким образом, если мощность при суммарной нагрузке подстанций меньше 188 кВА, то один из трансформаторов выгодно отключить
от сети.
43
14. ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ
ВАРИАНТ 1
Задача 1. Трансформаторная подстанция напряжением 10/0,4 кВ,
мощностью S
Р
= 145 кВт и cos ϕ = 0,85 питается от линии напряжением 10 кВ,
max
протяжённостью l = 13 км. Линия выполнена проводом АС-35. Годовое потребление электроэнергии от подстанции Wг = 425⋅103 кВт⋅ч.
Определить годовые потери энергии в трансформаторе и линии, выразив их в процентах от W
Задача 2. Подстанция напряжением 10/0,4 кВ, мощностью
S
= 160 кВА питается от линии напряжением 10 кВ. Годовое по-
ном
требление электроэнергии
экономию энергии при повышении коэффициента мощности cos ϕ
от 0,8 до 0,95. Потребитель работает в три смены. Время работы
трансформатора
Задача 3. Определить ориентировочную стоимость потерь актив-
ной энергии в трёхфазной воздушной линии длиной 15 км, находящейся под напряжением 10 кВ, за год работы, линия выполнена проводом
АC-70; cos
= 160 кВА при максимальной мощности нагрузки
ном
.
г
W
= 500…103 кВт⋅ч. Вычислить ожидаемую
г
Т = 7632 ч.
= 0,8; график нагрузки представлен на рисунке.
ϕ
44
P, МВт, стоимость 1 кВт⋅ч 3,2 р. Определить плотность суточного гра-
=
β
PP
фика нагрузки
PP=α , число часов использования максимальной нагрузки.
maxminн
, неравномерность нагрузки
maxсрз
Задача 4. Для условий, указанных в задаче 1, рассчитать коэффи-
циент нагрузки энергосистемы
новленной мощности
ностей энергосистемы
k =
н
k и коэффициент резерва генерирующих мощ-
м
k
р
W
э
;
k =
м
tP
кmax
k , коэффициент использования уста-
н
, если Nу = 500…103 кВт⋅ч
W
−
э
=
k
;
р
tN
кy
PN
P
max
N
maxy
y
P
max
1
−=
.
Задача 5. Установленная мощность промышленного предприятия
N
= 600 МВт, снижение потребляемой мощности в часы максимума
у
нагрузки 40 МВт, ночная нагрузка увеличена на 45 МВт. Длительность
суточного максимума 4 ч, суточного минимума 4,5 ч, стоимость
1 кВт⋅ч днём – 3,4 р., ночью – 1,7 р. Определить экономическую
эффективность регулирования нагрузки.
ВАРИАНТ 2
Задача 1. Подстанция напряжением 6/0,4 кВ, мощностью
S
= 100 кВА питается от линии напряжением 6 кВ. Годовое потреб-
ном
W
ление электроэнергии
= 600…103 кВт⋅ч. Вычислить ожидаемую
г
экономию энергии при повышении коэффициента мощности cos ϕ
от 0,75 до 0,95. Потребитель работает в три смены. Время работы
трансформатора
Т = 7570 ч.
Задача 2. Потребителю за год была передана активная энергия
W
= 5…106 кВт⋅ч. Максимальная зарегистрированная мощность по-
a
требителя Р
= 103 кВт, cos ϕ = 0,8. Протяжённость линии напряже-
max
нием 35 кВ, выполненной проводом АС-50, l = 20 км. Найти годовые
потери в линии.
Задача 3. Определить ориентировочную стоимость потерь актив-
ной энергии в трёхфазной воздушной линии длиной 25 км, находящейся под напряжением 10 кВ, за год работы, линия выполнена проводом
АН-70; cos
= 0,75; график нагрузки представлен на рисунке.
ϕ
45
=
β
P, МВт, стоимость 1 кВт⋅ч 3,25 р. Определить плотность суточного
графика нагрузки
PP=α , число часов использования максимальной нагрузки.
maxminн
PP
, неравномерность нагрузки
maxсрз
Задача 4. Для условий, указанных в задаче 2, рассчитать коэффи-
циент нагрузки энергосистемы
новленной мощности
ностей энергосистемы
k =
н
k и коэффициент резерва генерирующих мощ-
м
k
р
W
э
;
k =
м
tP
кmax
k , коэффициент использования уста-
н
, если Nу = 10…106 кВт⋅ч
W
−
э
=
k
;
р
tN
кy
PN
P
max
N
maxy
y
P
max
1
−=
.
Задача 5. Установленная мощность промышленного предприятия
N
= 200 МВт, снижение потребляемой мощности в часы максимума
у
нагрузки 20 МВт, ночная нагрузка увеличена на 15 МВт. Длительность
суточного максимума 2 ч, суточного минимума 1,5 ч, стоимость 1 кВт⋅ч
днём – 3,4 р., ночью – 1,7 р. Определить экономическую эффективность регулирования нагрузки.
46
=
β
ВАРИАНТ 3
Задача 1. Подстанция напряжением 10/0,4 кВ, мощностью
S
= 250 кВА питается от линии напряжением 10 кВ. Годовое по-
ном
требление электроэнергии
W
= 635…103 кВт⋅ч. Вычислить ожидаемую
г
экономию энергии при повышении коэффициента мощности cos ϕ от
0,55 до 0,91. Потребитель работает в одну смену. Время работы трансформатора
Т = 1632 ч.
Задача 2. На подстанции напряжением 10/0,4 кВ установлен
трансформатор типа ТМ-600/10. Мощность при максимальной нагрузке
Р
= 450 кВт, cos ϕ = 0,73. Трансформатор присоединён к воздушной
max
линии напряжением 10 кВ, длиной 12 км, которая выполнена проводом
АС-35. Годовое потребление электроэнергии Wa = 2080…103 кВт⋅ч.
Определить годовые потери энергии в трансформаторе и линии, полные потери активной энергии.
Задача 3. Определить ориентировочную стоимость потерь актив-
ной энергии в трёхфазной воздушной линии длиной 50 км, находящейся под напряжением 10 кВ, за год работы, линия выполнена проводом
АС-70; cos
= 0,87; график нагрузки представлен на рисунке.
ϕ
P, МВт, стоимость 1 кВт⋅ч 3,14 р. Определить плотность суточного
PP
графика нагрузки
PP=α , число часов использования максимальной нагрузки.
maxminн
, неравномерность нагрузки
maxсрз
47
Задача 4. Для условий, указанных в задаче 2, рассчитать коэффи-
циент нагрузки энергосистемы
k
новленной мощности
ностей энергосистемы
W
k =
н
и коэффициент резерва генерирующих мощ-
м
k
р
э
;
k =
м
tP
кmax
k , коэффициент использования уста-
н
, если Nу = 3…106 кВт⋅ч
W
−
э
=
k
;
р
tN
кy
PN
P
max
N
maxy
y
P
max
1
−=
.
Задача 5. Установленная мощность промышленного предприятия
N
= 100 МВт, снижение потребляемой мощности в часы максимума
у
нагрузки 30 МВт, ночная нагрузка увеличена на 43 МВт. Длительность
суточного максимума 5 ч, суточного минимума 3,5 ч, стоимость 1 кВт⋅ч
днём – 3,4 р., ночью – 1,7 р. Определить экономическую эффективность регулирования нагрузки.
ВАРИАНТ 4
Задача 1. Подстанция напряжением 10/0,4 кВ, мощностью
S
= 400 кВА питается от линии напряжением 10 кВ. Годовое по-
ном
W
требление электроэнергии
= 95…103 кВт⋅ч. Вычислить ожидаемую
г
экономию энергии при повышении коэффициента мощности cos ϕ
от 0,8 до 0,95. Потребитель работает в три смены. Время работы
трансформатора
Т = 6790 ч.
Задача 2. Линия, выполненная проводом АН-70, длиной 12 км
работает под напряжением 10 кВ. Счётчики активной и реактивной
энергии включены через трансформаторы тока и напряжения с коэффициентами трансформации Ki = 30, K
= 100. В начале года счётчик
U
активной энергии показывал значение 4316 кВт⋅ч, а в конце 5462 кВт⋅ч;
счётчик реактивной энергии в начале года 3960 кВАр⋅ч, в конце года
4880 кВАр⋅ч. Определить годовые потери энергии в линии и средневзвешенный cos ϕ.
Задача 3. Определить ориентировочную стоимость потерь актив-
ной энергии в трёхфазной воздушной линии длиной 30 км, находящейся под напряжением 10 кВ, за год работы, линия выполнена проводом
АС-50; cos
= 0,8; график нагрузки представлен на рисунке.
ϕ
48
=
β
P, МВт, стоимость 1 кВт⋅ч 3,24 р. Определить плотность суточного
PP
графика нагрузки
PP=α , число часов использования максимальной нагрузки.
maxminн
, неравномерность нагрузки
maxсрз
Задача 4. Для условий, указанных в задаче 1, рассчитать коэффи-
циент нагрузки энергосистемы
W
k
и коэффициент резерва генерирующих мощ-
м
k
р
э
;
k =
м
tP
кmax
новленной мощности
ностей энергосистемы
k =
н
k , коэффициент использования уста-
н
, если Nу = 104 кВт⋅ч
W
−
э
=
k
;
р
tN
кy
PN
P
max
N
maxy
y
P
max
1
−=
.
Задача 5. Установленная мощность промышленного предприятия
N
= 450 МВт, снижение потребляемой мощности в часы максимума
у
нагрузки 75 МВт, ночная нагрузка увеличена на 35 МВт. Длительность
суточного максимума 1 ч, суточного минимума 4,5 ч, стоимость
1 кВт⋅ч днём – 3,4 р., ночью – 1,7 р. Определить экономическую
эффективность регулирования нагрузки.
ВАРИАНТ 5
Задача 1. На двухтрансформаторной подстанции напряжением
10/0,4 кВ установлены трансформаторы ТМ-630/10. Определить
минимальную нагрузку подстанции, при которой экономически целесообразно отключить один из них от сети.
49
Задача 2. Подстанция напряжением 10/0,4 кВ, мощностью
ϕ
=
β
S
= 630 кВА питается от линии напряжением 10 кВ. Годовое по-
ном
требление электроэнергии Wг = 1190…103 кВт⋅ч. Вычислить ожидаемую экономию энергии при повышении коэффициента мощности cos ϕ
от 0,8 до 0,95. Потребитель работает в две смены. Время работы
трансформатора Т = 4640 ч.
Задача 3. Определить ориентировочную стоимость потерь актив-
ной энергии в трёхфазной воздушной линии длиной 20 км, находящейся под напряжением 10 кВ, за год работы, линия выполнена проводом АС-35; cos
= 0,8; график нагрузки представлен на рисунке.
P, МВт, стоимость 1 кВт⋅ч 3,27 р. Определить плотность суточного
PP
графика нагрузки
PP=α , число часов использования максимальной нагрузки.
maxminн
, неравномерность нагрузки
maxсрз
Задача 4. Для условий, указанных в задаче 2, рассчитать коэффи-
циент нагрузки энергосистемы
W
k
и коэффициент резерва генерирующих мощ-
м
k
р
э
;
k =
м
tP
кmax
новленной мощности
ностей энергосистемы
k =
н
k , коэффициент использования уста-
н
, если Nу = 2…106 кВт⋅ч
W
−
э
=
k
;
р
tN
кy
PN
P
max
N
maxy
y
P
max
1
−=
.
Задача 5. Установленная мощность промышленного предприятия
N
= 540 МВт, снижение потребляемой мощности в часы максимума на-
у
50