5. Расчет потерь электрической энергии

В ЭЛЕМЕНТАХ СЕТИ

5.1. Потери электроэнергии в сети напряжением 10 кВ системы

одно- и двухстороннего питания

Потери электроэнергии в различных элементах сети пропорциональны квадрату тока (или мощности), протекающего через эти элементы, а также сопротивлению элементов. В линии, выполненной из проводов одинакового сечения по всей длине, потери электроэнергии, кВт·ч,

, (38)

где τ_i – время максимальных потерь электрической энергии для участка с номером i или условное время, в течение которого в линии, работающей с максимальной нагрузкой, выделяются те же потери энергии, как и при работе по действительному графику I(t) за год.

Учитывая, что время использования максимума активной нагрузки Т_max задано для всех потребителей одно и то же, в работе можно принять τ_i одинаковым для всех участков.

Время максимальных потерь можно найти по эмпирической формуле [1], ч:

. (39)

Потери электроэнергии в трансформаторах подстанций определяются потерями холостого хода и короткого замыкания по формуле, кВт·ч:

, (40)

где t – время, в течение которого трансформатор находится в работе (принять t равным 8760 ч).

Суммарные потери в сети 10 кВ для вариантов одно- и двухстороннего питания, кВт·ч,

. (41)

5.2. Мероприятия по снижению потерь мощности и электроэнергии

По своей физической сущности, с точки зрения производства, передачи и потребления, потери электроэнергии ничем не отличаются от энергии, полезно отпущенной потребителям. Основным экономическим показателем при оценке потерь является стоимость электроэнергии. Потери электроэнергии оказывают существенное отрицательное влияние на технико-экономические показатели сети, так как их стоимость включается и в приведенные затраты, и в годовые эксплуатационные расходы.

Необходимо отчетливо представлять, что любое техническое мероприятие, направленное на снижение потерь, требует затрат, и поэтому речь должна идти не о всемерном их снижении, а о достижении оптимального уровня потерь. Ведь увеличение стоимости сети почти всегда приводит к снижению потерь, и наоборот, в случае меньших капиталовложений потери растут. Проектирование сетей ведется обычно таким образом, чтобы обеспечить оптимальное соотношение между затратами на сеть и потерями электроэнергии. Однако со временем в связи с ростом нагрузок потери электроэнергии увеличиваются, и это соотношение не сохраняется. Отсюда вытекает необходимость контроля за потерями и расчета потерь как одного из важнейших показателей экономич-ности работы сети.

Все мероприятия по снижению потерь можно разбить на две группы: организационные и технические.

Организационные мероприятия не требуют существенных дополнительных затрат труда, материалов или денежных средств, например, повышение уровня напряжения путем его регулирования существующими средствами, сокращение сроков и повышение качества ремонта оборудования энергосистем, отключение на предприятиях в ночное время и праздничные дни большинства силовых трансформаторов, выравнивание годовых и суточных графиков нагрузок при том же электропотреблении и др.

Выравнивание графиков нагрузок направлено на упорядочение технологических процессов производства и повышение их ритмичности, приводит к существенному снижению потерь активной мощности и электроэнергии, а также к уменьшению суммарного максимума нагрузки энергосистемы. При этом уменьшается потребность в электростанциях.

Организационные мероприятия по снижению потерь бесспорны по своей целесообразности и не нуждаются в дополнительном обосновании.

На технические мероприятия требуются, как правило, существенные дополнительные затраты. Сводятся эти мероприятия к следующему: перевод сети на более высокое номинальное напряжение, применение проводов большей площади сечения (снижение сопротивления), замена перегруженных и недогруженных трансформаторов (также снижение сопротивления), установка компенсирующих устройств – так называемая компенсация реактивной мощности.

Целесообразность технических мероприятий по снижению потерь должна обосновываться соответствующими экономическими расчетами.