5819

где TНБ – число часов использования максимальной нагрузки, ч.

Определяем годовые потери энергии в линии. Потери энергии, зависящие

Суммарные среднегодовые потери мощности на корону определяются по выражению

Потери энергии не зависящие от нагрузки

Суммарные потери энергии

Передаваемая по линии за год энергия

Относительное значение годовых потерь электроэнергии в процентах

52

ЭЭ ( Л ) 100. (19.14)

л ЭЛ

Полные затраты на компенсацию потерь мощности и электроэнергии

ЗЭ - удельные затраты на компенсацию потерь ЭЛ' , коп/(кВт ч ).

Для нахождения удельных затрат на компенсацию потерь необходимо определить коэффициент попадания максимума потерь активной мощности в

где kМ - коэффициент попадания максимальной нагрузки в максимум нагрузки энергосистемы.

Продолжительность работы линии с максимальной нагрузкой

По соответствующей кривой (рисунок 19.1) для заданной объединенной энергосистемы (ОЭС) получаем ЗЭ (откладывая по временной оси значение

ТЛ ) и ЗЭ (откладывая по временной оси значение ТЛ ТВКЛ.Л ).

19.2Задача для самостоятельного решения. Двухцепную линию

электропередачи 500 кВ протяженностью 400 км предполагается выполнить проводами АС 400/51 с расщеплением фазы на три провода. Погонные

активной мощности на корону Ркоро = 7,5кВт/км. График перетока мощности по линии характеризуется числом часов использования максимальной нагрузки

нагрузки в максимум нагрузки энергосистемы kМ 0,8N.

Определить приведенные затраты на компенсацию потерь мощности и энергии в проектируемой линии, принимая, что цепи линии включены параллельно в течение года (Твкл л 8N00ч / год)

53

Индивидуальное задание.

Решить задачу при следующих исходных данных: линия должна сооружаться в ОЭС европейской части России для студентов 1-й группы, в ОЭС Сибири – для студентов 2-й группы, в ОЭС Востока - для студентов 3-й группы; в задании NNN - 3 последних цифры зачетной книжки; количество цепей линии для студентов 1-й группы – одна, для студентов 2-й группы – две, для студентов 3-й группы – три.

Рисунок 19.1 Зависимости удельных затрат на возмещение потерь мощности и электроэнергии от продолжительности работы

1 – ОЭС европейской части России; 2 – ОЭС Сибири; 3 – ОЭС Востока

19.3Вопросы для самоконтроля знаний

19.3.1Какие потери электроэнергии относятся к категории «нагрузочных»?

19.3.2Какие потери электроэнергии относятся к категории «условнопостоянных»?

19.3.3Поясните смысл коэффициента попадания максимальной нагрузки в максимум нагрузки энергосистемы.

19.3.4Как распределяются суммарные потери электроэнергии между сетями различных номинальных напряжений?

19.3.5Какие расходы энергосистемы учитываются в удельных затратах на возмещение потерь мощности и электроэнергии?

19.3.6По каким группам дифференцируются удельные затраты на возмещение потерь электроэнергии?

54

Тема 20 Оценка потерь электроэнергии в

трансформаторном оборудовании и затрат на их компенсацию

Цель занятия. Изучение методики оценки потерь электроэнергии в трансформаторном оборудовании и определение потерь энергии и экономичность работы в зависимости от нагрузки и режима их работы.

20.1 Краткие теоретические сведения

Потери электроэнергии в трансформаторах складываются из потерь в обмотках (“в меди”), зависящие от нагрузки, и потерь в магнитопроводе (“в стали”) принимаемых условно-постоянными

где ЭТ – потери электроэнергии на нагрев обмоток, кВт∙ч;

ЭТ - потери электроэнергии в магнитопроводе, кВт∙ч.

Потери электроэнергии (ЭЭ) на нагрев обмоток, на каждой (i-й) ступени

где PK - мощность короткого замыкания трансформатора, кВт;ti - время работы трансформаторов при нагрузке Pi , ч;

nTi -число параллельно работающих трансформаторов; - номинальная мощность трансформатора, кВА.

Время наибольших потерь мощности

где РТНБ - потери мощности на нагрев обмоток в режиме наибольшей нагрузки подстанции, кВт;

Годовые потери ЭЭ в стали

где ТВКЛ - время включения двух трансформаторов, ч.

55

Удельные затраты на компенсацию потерь (ЗЭ( А ) ,ЭЭ ( А ) ) определяются по кривой соответствующей ОЭС (рисунок 1.1) по значениям τ и Твкл . Значение

ЗЭ определяется при τ, ЗЭ при Твкл .

Суммарные затраты на компенсацию вычисляеются по выражению

Результаты определения составляющих потерь электроэнергии и затрат на их компенсацию сводятся в таблицу 20.1

Таблица 20.1 Результаты расчета потерь электроэнергии и затрат на их компенсацию

20.2 Задача для самостоятельного решения. На понижающей подстанции установлены два двухобмоточных трансформатора типа ТДН-

сооружена ОЭС Востока. Определить потери электроэнергии трансформаторах подстанции за год для двух случаев: А–параллельная работа трансформаторов в течение всего года, Б–отключение одного из трансформаторов в режиме минимальной нагрузки. Выяснить, при каких значениях р экономически

целесообразно отключение одного из трансформаторов при минимальной нагрузке (случай Б). При решении задачи принять, что коэффициент попадания максимума нагрузки подстанции в максимум нагрузки энергосистемы, kМ 1,а значение р 0,3 0,6.

Индивидуальное задание: t1 2NNNч / год, NNN - 3 последних цифры зачетной книжки, марку трансформаторов подстанции выбрать из таблицы 20.2 по N варианта, где N - последняя цифра зачетной книжки. Остальные данные можно принять как в условиях задачи. Полученные расчетные данные для своего варианта свести в таблицу 20.1. Требуется:

1)Построить зависимость суммарных годовых потерь электроэнергии в трансформаторах подстанции от соотношения ее минимальной и максимальной нагрузки, используя данные таблицы 20.1.

2)Построить зависимости суммарных приведенных затрат на компенсацию потерь мощности и электроэнергии в трансформаторах

56

подстанции от соотношения ее минимальной и максимальной нагрузки, используя данные таблицы 20.1.

3) Сделать выводы.

Таблица 20.2 Данные по силовым трансформаторам

20.3Вопросы для самоконтроля знаний

20.3.1Какие виды оборудования определяют стоимость сооружения понижающей подстанции?

20.3.2Учет каких дополнительных затрат вызывает отличие расчетной стоимости трансформатора от заводской?

20.3.3Какие затраты учитывает укрупненный показатель стоимости ячейки с выключателем?

20.3.4Стоимость сооружения каких объектов включает постоянная составляющая затрат по подстанции?

20.3.5Что понимается под удельными капиталовложениями в подстанциями?

Тема 21 Выбор сечений проводов воздушных линий

электропередачи методом экономической плотности тока

Цель занятия: Изучение методики выбора сечений проводов ВЛ по методу экономической плотности тока, определение нормируемых значений экономической плотности тока для ВЛ.

57

21.1 Краткие теоретические сведения.

Экономическая эффективность сооружения и эксплуатации электроэнергетической системы в значительной степени зависит от рационального построения электрических сетей, в которых теряется до 15 % электроэнергии. Доля потерь на нагрев в линиях составляет до 70 % от суммарных потерь. С одной стороны экономии затрат на компенсации потерь можно достичь за счет увеличения сечения проводов воздушной линии (ВЛ). С другой стороны при увеличении сечения проводов ВЛ происходит увеличение капиталовложений на сооружение линии. Это обстоятельство и послужило основой для разработки двух методов выбора сечений линии электропередачи

1)Метода экономической плотности тока (МЭПТ);

2)Метода экономических токовых интервалов (МЭТИ).

Сечение будет экономически целесообразным при минимальном значении функции приведенных затрат. Удельные затраты на сооружение и эксплуатацию одного км линии /1/ могут быть записаны в виде

где TНБ – число часов использования максимальной нагрузки, ч. Стоимость сооружения 1 км линии

руб/км мм2 .

После подстановки формул (21.2), (21.3) и (21.5) в выражение (21.1) можно записать

Для нахождения экономически целесообразного сечения FЭК необходимо приравнять производную функции приведенных затрат ЗЛ0 по F к нулю.

Тогда экономическая плотность тока

где kэк – коэффициент равноэкономичности.

Определяем коэффициент попадания максимума потерь мощности на нагрев проводов линии в максимум нагрузки системы

где kМ - коэффициент попадания максимальной нагрузки в максимум нагрузки энергосистемы.

Продолжительность работы линии с максимальной нагрузкой

ч/год получают экстраполяцией.

Таблица 21.1 Результаты расчета экономических плотностей тока для ВЛ

110 кВ

значения сравнить с таблицей 1.3.36 ПУЭ /4/.

59

По значениям i эк ,соответствующим границам диапазонов I,II, III определяются средние значения и принимаются в качестве нормируемых

(iнорм ).

Таблица 21.2 Нормирование значений экономической плотности тока

21.2 Задача для самостоятельного решения. При проектировании участков электрической сети 110 кВ в ОЭС Сибири и Востока в I районе по гололеду предполагается использовать двухцепные железобетонные опоры с

числа часов использования наибольшей нагрузки (IНБ ) при его изменении от 1NNN до 8760 ч/год, провести нормирование экономической плотности тока по следующим диапазонам изменения ТНБ : 1-й диапазон 1NNN – 3NNN ч/год, 2-й диапазон 3NNN – 5NNN ч/год, 3-й диапазон 5NNN –8760 ч/год, . В качестве

21.3Вопросы для самоконтроля знаний

21.3.1Какие факторы определяют наличие минимума функции приведенных затрат на сооружение и эксплуатацию ЛЭП?

21.3.2Что понимается под экономической плотностью тока?

21.3.3Каковы принципы нормирования экономической плотности тока?

21.3.4Как осуществляется выбор сечений проводников по методу экономической плотности тока?

21.3.5Каковы достоинства метода экономической плотности тока?

21.3.6Каковы недостатки метода экономической плотности тока?

Тема 22 Выбор сечений проводов ВЛ электропередачи методом экономических

токовых интервалов

Цель занятия. Изучение методики выбора сечений проводов ВЛ по методу экономических токовых интервалов, определение наиболее эффективных сечений проводов ВЛ с точки зрения минимальных затрат на сооружение.

60

22.1 Краткие теоретические сведения

Затраты на сооружение и эксплуатацию 1км ВЛ в расчете на одну цепь с сечением Fi по методу экономических токовых интервалов /1/ определяются по формуле

где TНБ – число часов использования максимальной нагрузки, ч. Коэффициент попадания максимума потерь мощности на нагрев

проводов линии в максимум нагрузки системы

Продолжительность работы линии с максимальной нагрузкой

Значение ЗЭ определяется по соответствующей кривой (рисунок 19.1) . С другой стороны формулу (22.1) можно представить в виде