4.2 Как определяется потери мощности и энергии в линиях?
При прохождении электрического тока по проводам воздушных и кабельных линий, внутренних электропроводок происходит нагрев проводов и выделение тепла согласно закону Джоуля-Ленца. Часть электроэнергии, переходящая при этом в тепло, называют потерями энергии. Потери мощности и энергии должны быть компенсированы генераторами электростанций, что увеличивает их нагрузку и требует дополнительного расхода топлива. Расчет потерь мощности и энергии важен как при проектировании, так и при эксплуатации линий электропередач и подстанций.
Потери активной мощности в линии определяется ее сопротивлением и нагрузкой. В зависимости от того, какими параметрами определяется нагрузка, потери мощности могут быть рассчитаны по одной из следующих формул:
Если нагрузка в течение времениТостается неизменной, то потери энергии составляют:
В действительности нагрузка изменяется в соответствии с графиком, при этом потери мощности пропорциональны квадрату нагрузки. На практике используют специальные характеристики графика нагрузки для расчета потерь энергии. Так как потери энергии рассчитывают за длительный период (месяц, год), то эти характеристики относят к графику нагрузки по продолжительности.
Рисунок 6 – Годовой график
Если мощность на каждой ступени графика возвести в квадрат, то получим график квадратичной функции нагрузки Р2(t). Площадь, ограниченная квадратичной функцией, пропорциональна потерям энергии в линии за периодТ. При неизменной нагрузкеРср.кв за времяТпотери энергии в линии составят такую же величину, что и при реальном графике.
Таким образом, потери энергии могут быть определены по среднеквадратичной нагрузке линии за период времени Т:
.
Среднеквадратичная мощность может быть определена по средней мощности и коэффициенту формы графика PСК = PСР∙kф; для реальных графиков нагрузки в сельских сетяхkФ= 1,05…1,15.
Другой эквивалентной характеристикой графика является время потерь τ.
При этом потери энергии могут быть определены по максимальной нагрузке линии и времени τ:
.
На практике время потерь определяют по графикам в зависимости от времени использования максимума Tmax. Для сельских сетейTmaxсоставляет 1000–3000 час, при этомτсоответственно 800–2500 час.
Заключение
В ходе выполнения данной расчетно-графической работы были определены распределение мощностей на участках и напряжения в узловых точках разомкнутой сети напряжением 220 кВ, были рассчитаны активные сопротивления на участках линии, реактивные сопротивления на участках линии, реактивная Qи полная Sмощности в каждом узле, потоки мощности на участках линии, узловые напряжения.
Для укрепления теоретических знаний были изучены порядок расчета районной сети по “данным конца” и потери мощности и энергии в трансформаторах и автотрансформаторах.