В настоящее время для расчета нормативов потерь электроэнергии в распределительных сетях РЭС и ПЭС АО "Смоленскэнерго" применяются схемотехнические методы с использованием различного программного обеспечения. Но в условиях неполноты и малой достоверности исходной информации о режимных параметрах сети применение этих методов приводит к значительным погрешностям расчетов при достаточно больших трудозатратах персонала РЭС и ПЭС на их проведение. Для расчетов и регулирования тарифов на электроэнергию Федеральная Энергетическая комиссия (ФЭК) утвердила нормативы технологического расхода электроэнергии на ее передачу, т.е. нормативы потерь электроэнергии. Потери электроэнергии рекомендуется рассчитывать по укрупненным нормативам для электрических сетей энергосистем при использовании значений обобщенных параметров (суммарной длины линий электропередачи, суммарной мощности силовых трансформаторов) и отпуску электроэнергии в сеть [1]. Подобная оценка потерь электроэнергии, особенно для множества разветвленных сетей 0,38 - 6 - 10 кВ, позволяет с большой вероятностью выявить подразделения энергосистемы (РЭС и ПЭС) с повышенными потерями, скорректировать значения потерь, рассчитываемых схемотехническими методами, снизить трудозатраты на проведение расчетов потерь электроэнергии. Для расчета годовых нормативов потерь электроэнергии для сетей АО-энерго используются следующие выражения:
, (4.10)
, (4.11)
где ΔWпер - технологические переменные потери электроэнергии (норматив потерь) за год в распределительных сетях 0,38 - 6 - 10 кВ, кВт∙ч;
ΔWНН, ΔWСН - переменные потери в сетях низкого (НН) и среднего (СН) напряжения, кВт∙ч;
Δω0НН - удельные потери электроэнергии в сетях низкого напряжения, тыс. кВт∙ч/км;
Δω0СН - удельные потери электроэнергии в сетях среднего напряжения, % к отпуску электроэнергии;
WОТС - отпуск электроэнергии в сети среднего напряжения, кВт∙ч;
VСН - поправочный коэффициент, отн. ед.;
ΔWп - условно-постоянные потери электроэнергии, кВт∙ч;
ΔРп - удельные условно-постоянные потери мощности сети среднего напряжения, кВт/МВА;
SТΣ - суммарная номинальная мощность трансформаторов 6 - 10 кВ, МВА.
Для АО "Смоленскэнерго" ФЭК заданы следующие значения удельных нормативных показателей, входящих в (4.10) и (4.11):
; 
;
; 
.
Далее, в пятой главе, рассмотрим расчет нормативов потерь электроэнергии в распределительной сети 10 кВ.
Пример расчета потерь электроэнергии в распределительных сетях 10 кВ
Для примера расчета потерь электроэнергии в распределительной сети 10 кВ выберем реальную линию, отходящую от ПС "Капыревщина" (рис.5.1).
рис.5.1. Расчетная схема распределительной сети 10 кВ.
Исходные данные:
номинальное напряжение UН = 10 кВ;
коэффициент мощности tgφ = 0,62;
суммарная длина линии L = 12,980 км;
суммарная мощность трансформаторов SΣТ = 423 кВА;
число часов максимальной нагрузки Tmax = 5100 ч/год;
коэффициент формы графика нагрузки kф = 1,15.
Некоторые результаты расчета представлены в табл.5.1.
Таблица 3.1
| Результаты расчета программы РТП 3.1 | ||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||
| Напряжение в центре питания: | 10,000 кВ |
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||
| Ток головного участка: | 6,170 А |
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||
| Коэф. мощности головного участка: | 0,850 |
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||
| Параметры фидера | Р, кВт | Q, квар |
|
|
|
|
|
|
| |||||||
| Мощность головного участка | 90,837 | 56,296 |
|
|
|
|
|
|
| |||||||
| Суммарное потребление | 88,385 | 44,365 |
|
|
|
|
|
|
| |||||||
| Суммарные потери в линиях | 0,549 | 0, 203 |
|
|
|
|
|
|
| |||||||
| Суммарные потери в меди трансформаторов | 0,440 | 1,042 |
|
|
|
|
|
|
| |||||||
| Суммарные потери в стали трансформаторов | 1,464 | 10,690 |
|
|
|
|
|
|
| |||||||
| Суммарные потери в трансформаторах | 1,905 | 11,732 |
|
|
|
|
|
|
| |||||||
| Суммарные потери в фидере | 2,454 | 11,935 |
|
|
|
|
|
|
| |||||||
| Параметры схемы | всего | включено | на балансе |
|
|
|
|
|
| |||||||
| Число узлов: | 120 | 8 |
|
|
|
|
|
|
| |||||||
| Число трансформаторов: | 71 | 4 | 4 |
|
|
|
|
|
| |||||||
| Сумм, мощность трансформаторов, кВА | 15429,0 | 423,0 | 423,0 |
|
|
|
|
|
| |||||||
| Число линий: | 110 | 7 | 7 |
|
|
|
|
|
| |||||||
| Суммарная длина линий, км | 157,775 | 12,980 | 12,980 |
|
|
|
|
|
| |||||||
| Информация по узлам |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||
| Номер узла | Мощност | Uв, кВ | Uн, кВ | Рн, кВт | Qн, квар | Iн, A | Потери мощности | delta Uв, | Кз. тр., | |||||||
| кВА | Рн, кВт | Qн, квар | Рхх, кВт | Qхх, квар | Р, кВт | Q, квар | % | % | ||||||||
| ЦП: ФЦЭС |
| 10,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 0,000 |
| ||
| 114 |
| 9,98 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 0,231 |
| ||
| 115 |
| 9,95 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 0,467 |
| ||
| 117 |
| 9,95 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 0,543 |
| ||
| 119 | 100,0 | 9,94 | 0,39 | 20,895 | 10,488 | 1,371 | 0,111 | 0,254 | 0,356 | 2,568 | 0,467 | 2,821 | 1,528 | 23,38 | ||
| 120 | 160,0 | 9,94 | 0,39 | 33,432 | 16,781 | 2, 191 | 0,147 | 0,377 | 0,494 | 3,792 | 0,641 | 4,169 | 1,426 | 23,38 | ||
| 118 | 100,0 | 9,95 | 0,39 | 20,895 | 10,488 | 1,369 | 0,111 | 0,253 | 0,356 | 2,575 | 0,467 | 2,828 | 1,391 | 23,38 | ||
| 116 | 63,0 | 9,98 | 0,40 | 13,164 | 6,607 | 0,860 | 0,072 | 0,159 | 0,259 | 1,756 | 0,330 | 1,914 | 1,152 | 23,38 | ||
Таблица 3.2
| Информация по линиям |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
| Начало линии | Конец линии | Марка провода | Длина линии, км | Активное сопр., Ом | Реактивное сопр., Ом | Ток, А | Р, кВт | Q, квар | Потери мощности | Кз. линии,% | ||
| Р, кВт | Q, квар | |||||||||||
| ЦП: ФЦЭС | 114 | АС-25 | 1,780 | 2,093 | 0,732 | 6,170 | 90,837 | 56,296 | 0,239 | 0,084 | 4,35 | |
| 114 | 115 | АС-25 | 2,130 | 2,505 | 0,875 | 5,246 | 77,103 | 47,691 | 0, 207 | 0,072 | 3,69 | |
| 115 | 117 | А-35 | 1, 200 | 1,104 | 0,422 | 3,786 | 55,529 | 34,302 | 0,047 | 0,018 | 2,23 | |
| 117 | 119 | А-35 | 3,340 | 3,073 | 1,176 | 1,462 | 21,381 | 13,316 | 0,020 | 0,008 | 0,86 | |
| 117 | 120 | АС-50 | 3,000 | 1,809 | 1,176 | 2,324 | 34,101 | 20,967 | 0,029 | 0,019 | 1,11 | |
| 115 | 118 | А-35 | 0,940 | 0,865 | 0,331 | 1,460 | 21,367 | 13,317 | 0,006 | 0,002 | 0,86 | |
| 114 | 116 | АС-25 | 0,590 | 0,466 | 0,238 | 0,924 | 13,495 | 8,522 | 0,001 | 0,001 | 0,53 | |
Также программа РТП 3.1 производит расчет следующих показателей:
потери электроэнергии в линиях электропередач:
(или 18,2% от суммарных потерь электроэнергии);
потери электроэнергии в обмотках трансформаторов (условно-переменные потери):
(14,6%);
потери электроэнергии в стали трансформаторов (условно-постоянные): 
(67,2%);
суммарные потери электроэнергии:
(или 2,4% от общего отпуска электроэнергии).
Далее рассмотрим изменение потерь электроэнергии при изменении нагрузки на головном участке. Для этого:
зададимся kЗТП1 = 0,5 и рассчитаем потери электроэнергии:
потери в линиях:
, что составляет 39,2% от суммарных потерь и 1,1% от общего отпуска электроэнергии;
потери в обмотках трансформаторов:
, что составляет 31,4% от суммарных потерь и 0,9% от общего отпуска электроэнергии;
потери в стали трансформаторов:
, что составляет 29,4% от суммарных потерь и 0,8% от общего отпуска электроэнергии;
суммарные потери электроэнергии:
, что составляет 2,8% от общего отпуска электроэнергии.
Зададимся kЗТП2 = 0,8 и повторим расчет потерь электроэнергии аналогично п.1. Получим:
потери в линиях:
, что составляет 47,8% от суммарных потерь и 1,7% от общего отпуска электроэнергии;
потери в обмотках трансформаторов:
, что составляет 38,2% от суммарных потерь и 1,4% от общего отпуска электроэнергии;
потери в стали трансформаторов:
, что составляет 13,9% от суммарных потерь и 0,5% от общего отпуска электроэнергии;
суммарные потери:
, что составляет 3,6% от общего отпуска электроэнергии.
Рассчитаем нормативы потерь электроэнергии для данной распределительной сети по формулам (4.10) и (4.11):
норматив технологических переменных потерь:
,
норматив условно-постоянных потерь:
.
Анализ проведенных расчетов потерь электроэнергии и их нормативов позволяет сделать следующие основные выводы:
при увеличении kЗТП от 0,5 до 0,8 наблюдается увеличение абсолютного значения суммарных потерь электроэнергии, что соответствует увеличению мощности головного участка пропорционально kЗТП. Но, при этом, увеличение суммарных потерь относительно отпуска электроэнергии составляет:
для kЗТП1 = 0,5 - 2,8%, а
для kЗТП2 = 0,8 - 3,6%,
в том числе доля условно-переменных потерь в первом случае составляет 2%, а во втором - 3,1%, тогда как доля условно-постоянных потерь в первом случае - 0,8%, а во втором - 0,5%. Таким образом, мы наблюдаем увеличение условно-переменных потерь с ростом нагрузки на головном участке, в то время как условно-постоянные потери остаются неизменными и занимают меньший вес при повышении загрузки линии.
В итоге, относительное увеличение потерь электроэнергии составило всего 1,2% при значительном увеличении мощности головного участка. Этот факт свидетельствует о более рациональном использовании данной распределительной сети.
Расчет нормативов потерь электроэнергии показывает, что и для kЗТП1, и для kЗТП2 соблюдаются нормативы по потерям. Таким образом, наиболее эффективным является использование данной распределительной сети при kЗТП2 = 0,8. При этом оборудование будет использоваться более экономично.
Заключение
По итогам выполнения данной бакалаврской работы можно сделать следующие основные выводы:
электрическая энергия, передаваемая по электрическим сетям, для своего перемещения расходует часть самой себя. Часть выработанной электроэнергии расходуется в электрических сетях на создание электрических и магнитных полей и является необходимым технологическим расходом на ее передачу. Для выявления очагов максимальных потерь, а также проведения необходимых мероприятий по их снижению необходимо проанализировать структурные составляющие потерь электроэнергии. Наибольшее значение в настоящее время имеют технические потери, т.к именно они являются основой для расчета планируемых нормативов потерь электроэнергии.
В зависимости от полноты информации о нагрузках элементов сети для расчета потерь электроэнергии могут использоваться различные методы. Также применение того или иного метода связано с особенностью рассчитываемой сети. Таким образом, учитывая простоту схем линий сетей 0,38 - 6 - 10 кВ, большое количество таких линий и низкую достоверность информации о нагрузках трансформаторов, в этих сетях для расчета потерь используются методы, основанные на представлении линий в виде эквивалентных сопротивлений. Применение подобных методов целесообразно при определении суммарных потерь во всех линиях или в каждой, а также для определения очагов потерь.
Процесс расчета потерь электроэнергии является достаточно трудоемким. Для облегчения подобных расчетов существуют различные программы, которые имеют простой и удобный интерфейс и позволяют произвести необходимые расчеты гораздо быстрее.
Одной из наиболее удобных является программа расчета технических потерь РТП 3.1, которая благодаря своим возможностям существенно сокращает время на подготовку исходной информации, а следовательно и расчет производится с наименьшими затратами.
Для установления в рассматриваемом периоде времени приемлемого по экономическим критериям уровня потерь, а также для установления тарифов на электроэнергию, применяется нормирование потерь электроэнергии. Учитывая существенные различия в структуре сетей, в их протяженности норматив потерь для каждой энергоснабжающей организации представляет собой индивидуальное значение, определяемое на основе схем и режимов работы электрических сетей и особенностей учета поступления и отпуска электроэнергии.
Более того, потери электроэнергии рекомендовано рассчитывать по нормативам при использовании значений обобщенных параметров (суммарной длины линии электропередачи, суммарной мощности силовых трансформаторов) и отпуску электроэнергии в сеть. Подобная оценка потерь, особенно для множества разветвленных сетей 0,38 - 6 - 10 кВ, позволяет существенно снизить трудозатраты на проведение расчетов.
Пример расчета потерь электроэнергии в распределительной сети 10 кВ показал, что наиболее эффективным является использование сетей с достаточно высокой загрузкой (kЗТП=0,8). При этом наблюдается небольшое относительное увеличение условно-переменных потерь в доле отпуска электроэнергии, и снижение условно-постоянных потерь. Таким образом, суммарные потери увеличиваются незначительно, а оборудование используется более рационально.
Список литературы
1. Железко Ю.С. Расчет, анализ и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях. - М.: НУ ЭНАС, 2002. - 280с.
2. Железко Ю.С. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях: Руководство для практических расчетов. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 176с.
3. Будзко И.А., Левин М.С. Электроснабжение сельскохозяйственных предприятий и населенных пунктов. - М.: Агропромиздат, 1985. - 320с.
4. Воротницкий В.Э., Железко Ю.С., Казанцев В.Н. Потери электроэнергии в электрических сетях энергосистем. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 368с.
5. Воротницкий В.Э., Заслонов С.В., Калинкина М.А. Программа расчета технических потерь мощности и электроэнергии в распределительных сетях 6 - 10 кВ. - Электрические станции, 1999, №8, с.38-42.
6. Железко Ю.С. Принципы нормирования потерь электроэнергии в электрических сетях и программное обеспечение расчетов. - Электрические станции, 2001, №9, с.33-38.
7. Железко Ю.С. Оценка потерь электроэнергии, обусловленных инструментальными погрешностями измерения. - Электрические станции, 2001, №8, с. 19-24.
8. Галанов В.П., Галанов В.В. Влияние качества электроэнергии на уровень ее потерь в сетях. - Электрические станции, 2001, №5, с.54-63.
9. Воротницкий В.Э., Загорский Я.Т., Апряткин В.Н. Расчет, нормирование и снижение потерь электроэнергии в городских электрических сетях. - Электрические станции, 2000, №5, с.9-13.
10. Овчинников А. Потери электроэнергии в распределительных сетях 0,38 - 6 (10) кВ. - Новости ЭлектроТехники, 2003, №1, с.15-17.
Дата: 2019-07-30, просмотров: 181.
