Расчет потерь электроэнергии в электрических сетях

Величина постоянных потерь электроэнергии в элементах электрической сети составляет

W"=(Р_к+Р_у+Р_хх)Т_вкл =Р"Т_вкл, (8.1)

где Т_вкл – время включения или время работы элементов электрической сети в течение года. Для воздушных и кабельных линий и трансформаторов при выполнении проектных расчетов принимается Т_вкл = 8760 ч.

Суммарная величина потерь электроэнергии в сети составляет

W=W'+W". (8.2)

Рассмотрим способы определения переменных потерь в электрической сети. Пусть для элемента электрической сети, например воздушной линии, имеющей активное сопротивление R, известен годовой график нагрузки. Этот график представляется в виде ступенчатого графика по продолжительности Dt_i каждой нагрузки Р_i. (рис. 8.1,а).

Энергия, передаваемая в течение года через рассматриваемый элемент сети, выразится как

W= . (8.3)

Эта энергия представляет собой площадь фигуры, ограниченной графиком нагрузки.

На этом же графике построим прямоугольник с высотой, равной наибольшей нагрузке Р_max, и площадью, равной площади действительного графика нагрузки. Основанием этого прямоугольника будет время Т_max. Это время называется продолжительностью использования наибольшей нагрузки. За это время при работе элемента сети с наибольшей нагрузкой через него будет передана та же электроэнергия, что и при работе по действительному годовому графику нагрузки. Средние значения Т_max для различных отраслей промышленности приводятся в [5].

Потери мощности в рассматриваемом элементе сети для каждого i-го интервала времени составят

Р_i=(S_i/U_ном)²R=(P_i/U_номcos)²R, (8.4)

где cos – коэффициент мощности нагрузки.

На рис. 8.1,б приведен ступенчатый график потерь мощности, построенный по выражению (8.4). Площадь этого графика равна годовым переменным потерям электроэнергии в рассматриваемом элементе сети

а) б)

Рис. 8.1. Графики нагрузки по продолжительности для определения времени

Т_max (а) и времени _max (б)

W'= . (8.5)

По аналогии с рис. 8.1,а построим прямоугольник с высотой, равной наибольшим потерям Р_max, и площадью, равной площади действительного графика потерь электроэнергии. Основанием этого прямоугольника будет время _max. Это время называется временем наибольших потерь мощности. За это время при работе элемента сети с наибольшей нагрузкой потери электроэнергии в нем будут такими же, что и при работе по действительному годовому графику нагрузки.

Связь между Т_max и _max приближенно устанавливается эмпирической зависимостью

_max=(0,124+Т_max10^-4)²8760. (8.6)

При перспективном проектировании электрических сетей график нагрузки потребителей, как правило, не известен. С определенной степенью достоверности известна лишь наибольшая расчетная нагрузки Р_max.

Для характерных потребителей в справочной литературе [5] приводятся значения Т_max. В этом случае переменные годовые потери электроэнергии в элементе электрической сети определяются по выражению

W'=P_maxmax, (8.7)

где _max рассчитывается по выражению (8.6).

Дисциплина «Электропитающие системы и электрические сети» является специальной дисциплиной широкого электроэнергетического профиля, поскольку охватывает очень большой спектр вопросов, касающихся систем электроэнергетики различных иерархических уровней. При изучении дисциплины не следует забывать, что в учебном пособии приводятся лишь базовые сведения об источниках питания электроэнергией объектов, электрических сетях, их проектировании и эксплуатации.

Автор пособия надеется, что пытливый студент не ограничится рамками учебного пособия, а для более глубокого изучения материала дисциплины обратится к методической и справочно-информационной литературе, указанной в библиографическом списке.

При выполнении курсового, и особенно дипломного проекта, необходимо постоянно обращаться к «Правилам устройства электроустановок» (настольной книге каждого электроэнергетика), а также к «Правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей», ГОСТам и другой нормативной литературе. Не следует забывать о таком средстве массовой информации, как Интернет, где можно найти разнообразную информацию о современном, перспективном и высоконадежном электротехническом оборудовании, его технических и стоимостных показателях.

Современный инженер должен постоянно повышать свою квалификацию как в выбранной сфере деятельности, так и в области пользования персональным компьютером. Все расчеты, касающиеся проектирования объектов электроэнергетики и режимов работы электроэнергетических систем, в настоящее время немыслимы без привлечения компьютера. Следует помнить, что оптимальное решение какого-либо вопроса находится всегда сравнением большого количества возможных вариантов.

Специалист должен хорошо представлять современное состояние электроэнергетики страны. В настоящее время идет реформирование электроэнергетики и специалист должен хорошо понимать этот процесс и непосредственно участвовать в нем. Только в этом случае специалисту удастся вписаться в современные рыночные отношения в электроэнергетике, быть активным деятелем, а не пассивным созерцателем.