9.9. Расчет потерь электроэнергии в электрических сетях до 1000 в

Электрические сети до 1000 В по сравнению с распределительными сетями 6-10

кВ характерны тем, что в них практически отсутствует информация о нагрузках узлов для проведения расчетов режимов. Могут быть известны лишь токовые нагрузки голов­ных участков линий либо энергия, отпущенная по линиям от трансформаторных под­станций

6 -10/0,38 кВ. Кроме того, в них обычно имеет место несимметричная загрузка фаз. Каждая линия на всей длине или на ее части может представляться с равномерно распределенной нагрузкой.

В то же время в каждой линии или даже ко всей сети, питающейся от одной трансформа­торной подстанции, обычно подключаются однородные потребители, что позволяет для опреде­ления потерь электроэнергии с успехом применять метод времени наибольших потерь. Поэтому основная задача заключается в определении потерь мощности, а переход от потерь мощности к потерям энергии не представляется затруднительным.

В зависимости от поставленных эксплуатационных и проектных задач разработа­ны различные подходы для определения потерь энергии, которые описаны в специаль­ной литературе [30, 31, 64]. Здесь же рассмотрим лишь один из методов, основанный на связи между потерями напряжения и потерями мощности в сети до 1000 В [30, 31]. Его особенно удобно использовать в условиях эксплуатации, когда потери напряжения от источника питания до наиболее электрически удаленной точки сети могут быть найдены на основании замеров.

Для участка сети с сопротивлением R и наибольшей нагрузкой на конце I_НБ потери мощности в процентах относительно передаваемой мощности можно записать в виде:

(9.53)

Потери напряжения в режиме наибольшей нагрузки в процентах относи­тельно номинального напряжения

(9.54)

Тогда

Отсюда

(9.55)

где коэффициент перехода от потерь напряжения к потерям мощности

(9.56)

При X ≈ 0, что характерно для кабельных сетей с малыми площадями сече­ний проводников,

а при cosφ = 1 k_НМ= 1.

При равномерно распределенной нагрузке вдоль линии, что характерно для сетей до 1000 В, и той же суммарной нагрузке I_НБ формулы (9.53) и (9.54) прини­мают вид

Соответственно

(9.57)

Зная потери мощности в режиме наибольших нагрузок, можно найти потери электроэнергии в процентах относительно отпущенной энергии:

(9.58)

где Т_{НБ а} — время использования наибольшей активной мощности, W — энергия, отпущенная потребителям данной линии.

В разветвленных сетях коэффициент k_НМ зависит от конфигурации схемы и количества нагрузок линии, несимметрии токов по фазам и потерь мощности в нулевом проводе, площади сечения фазных и нулевых проводов. Специальные исследования показали [31], что для оценочных расчетов потерь энергии можно принимать k_НМ = 0,8 при неравномерности нагрузки фаз до 10% и k_НМ = 0,6 — при неравномерности нагрузки более 10 %.

Распространяя потери энергии, полученные по формуле (9.58) для репрезен­тативной выборки линий, на всю сеть района, абсолютную величину потерь нахо­дят по формуле

(9.59)

где W_c — электроэнергия, отпускаемая в сеть района до 1000 В за расчетный период.

Для обобщенной оценки потерь электроэнергии в сетях до 1000 В может быть, так же как и для распределительных сетей 6 — 10 кВ, использован вероятностно-статистический метод. Так, в [64] приводится следующая зависимость для оценки потерь:

(9.60)

где ℓ — протяженность сети, км; n — количество линий, шт; a, b — коэффициен­ты регрессии; W_c — отпуск энергии потребителям, кВт*ч.

9.10. ПОТЕРИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВАХ

Потери электроэнергии в батареях конденсаторов, подключаемых парал­лельно нагрузке, определяют по одной из формул [63]:

(9.61)

где Δр_БК — удельные потери, кВт/квар, для конденсаторов до 1000 В принимают­ся равными 0,004 и для конденсаторов выше 1000 В — 0,002; Q_6k — номинальная мощность батареи; Т_Э — эквивалентное число часов работы батареи на полную мощность; W_Q — выработка «реактивной энергии» батареей за расчетный период.

Потери электроэнергии в синхронном компенсаторе состоят из доли, не за­висящей от его нагрузки, и доли, характеризующей нагрузочный режим его рабо­ты. Приближенно потери электроэнергии можно определять по формуле

(9.62)

где k_УД — удельное потребление активной мощности в процентах выдаваемой (по­требляемой) реактивной, принимается k_УД = 1,4%; W_Q — выработка (потребление) «реактивной энергии».

Значение потерь электроэнергии в неуправляемых шунтирующих реакторах

или (9.63)

где ΔР_{Х ШР} — значение потерь мощности холостого хода по паспортным данным; Т _ШР — число часов работы шунтирующего реактора за расчетный период; k_ШР — удельные потери мощности, кВт/квар; Q_ШР — мощность реактора.

Вопросы для самопроверки

1. Как определить коэффициент полезного действия электрической сети?

2. С чем связаны коммерческие потери электроэнергии?

3. Какие потери электроэнергии относятся к техническим?

4. Какие факторы выступают в качестве конкурирующих при выборе путей рационального построения электрической сети?

5. В чем заключается структурный анализ потерь электроэнергии?

6. Как определяются потери электроэнергии холостого хода в трансформа­торах?

7. Какие составляющие входят в потери электроэнергии холостого хода в

воздушных и кабельных линиях?

8. От чего и как зависят потери электроэнергии в линиях электропередачи на корону?

9. Какие параметры влияют на потери электроэнергии в сопротивлениях

линии?

10. От чего зависит активное сопротивление провода линии, находящейся под нагрузкой?

11. В чем сущность метода характерных суточных режимов? Какие сутки принимают в качестве характерных?

12. Как определяются нагрузочные потери электроэнергии по методу сред­них нагрузок?

13. Какими способами можно определить средние нагрузки сети?

14. Что учитывает коэффициент формы графика нагрузки?

15. Что понимается под среднеквадратичным током и среднеквадратичной мощностью?

16. Какие имеются связи между среднеквадратичным током и параметрами графиков нагрузки?

17. Как определяются потери электроэнергии по методу среднеквадратич­ных параметров?

18. В чем сущность метода времени наибольших потерь?

19. Что понимается под временем наибольших потерь? От чего оно зависит?

20. Как определяются потери электроэнергии по методу времени наиболь­ших потерь?

21. Чем отличается метод раздельного времени наибольших потерь от мето­да наибольших потерь?

22. В каких случаях целесообразно применять метод раздельного времени наибольших потерь вместо метода наибольших потерь?

23. Что понимается под временем наибольших потерь от передачи активной (реактивной) мощности?

24. Как определяются потери электроэнергии по методу раздельного време­ни наибольших потерь?

25. В чем сущность метода эквивалентного сопротивления?

26. Для каких сетей применяется метод эквивалентного сопротивления?

27. Как определяются потери электроэнергии методом эквивалентного со­противления?

28. Как определяются эквивалентные сопротивления линий и трансформаторов?

29. В чем сущность вероятностно-статистического метода?

30. Какие параметры входят в регрессионные зависимости для определения потерь электроэнергии?

31 В чем сущность метода определения потерь электроэнергии в сетях до ЮООВ основанного на связи между потерями напряжения и потерями мощности?

32 Как определяются потери электроэнергии в электрических сетях до 1000В?

33. Как определяются потери электроэнергии в батареях конденсаторов, синхронных компенсаторах и шунтирующих реакторах?

34. Будут ли иметь место потери активной мощности и энергии в линии при передаче по ней только реактивной мощности? Почему?

35. Будут ли в линии электропередачи потери активной мощности и энер­гии, если она включена с одной стороны и разомкнута с другой? Почему?

36 Каким может быть годовое наибольшее значение времени использова­ния наибольшей нагрузки и наибольшее значение времени наибольших потерь?