Методы определения потерь электроэнергии в электрических сетях, страница 2

Данная зависимость не учитывает изменение коэффициента мощности нагрузки, что было уточнено А.А.Глазуновым при построении кривых, представленных на рис.5.6. При этом предполагается, что  нагрузки остается неизменным в течение года.

          Зависимость времени максимальных потерь от параметров, характеризующих конфигурацию годового графика передаваемой активной мощности  и , устанавливает следующая формула

                            .                       (5.38)

          Фактически по методу времени максимальных потерь можно рассчитать потери электроэнергии только за годовой период времени. Он используется при проектировании электрических сетей, а также в процессе эксплуатации при отсутствии точных графиков нагрузки и более предпочтителен в радиальных сетях.

          Метод раздельного времени максимальных потерь. Для его обоснования перепишем формулу (5.35) в виде:

          При различных по форме графиках активной и реактивной нагрузки (изменении  во времени) вводится раздельное время максимальных потерь по активной и реактивной мощности:

          Недостатком этого подхода является необходимость знания графиков реактивной  нагрузки. Анализ большого числа таких графиков позволил получить эмпирические зависимости  и от времени использования наибольшей активной мощности [45]:

где .

          Для коммунально-бытовой и сельскохозяйственной нагрузки коэффициент в=0,75.

          Рассмотрим применение описанных методов для расчета потерь электроэнергии в различных элементах сети – линии электропередачи, трансформаторах, компенсирующих устройствах.

          Потери электроэнергии в активном сопротивлении  воздушной или кабельной линии можно рассчитать любым методом, рассмотренным в данном параграфе, в зависимости от имеющейся исходной информации. Годовые потери электроэнергии на корону в воздушных линиях обычно оценивают по среднегодовым потерям мощности

                                               .                                          (5.39)

          Общие годовые потери электроэнергии, например, с использованием метода времени максимальных потерь составят

                                         .                                   (5.40)

          Как отмечалось, в кабельных линиях высокого напряжения следует учитывать потери активной мощности в изоляции . Вызванные ими годовые потери электроэнергии равны

                                                                    .                                                               (5.41)

          В трансформаторах потери электроэнергии состоят из потерь в обмотках и стали магнитопровода (потери холостого хода).

          Потери в обмотках можно найти одним из методов, приведенном в данном параграфе.

          Потери активной мощности холостого хода, которые для конкретного трансформатора зависят только от уровня напряжения, можно считать постоянными и обусловленные ими годовые потери электроэнергии определяют по формуле

                                                                                               (5.42)

          Общие годовые потери электроэнергии в двухобмоточном трансформаторе на основании метода времени максимальных потерь можно записать

                        .        (5.43)

          Для трансформатора с расщепленной обмоткой при раздельной работе обмоток низшего напряжения (см. рис.5.2) общие годовые потери электроэнергии составят

                                ,                  (5.44)

где индексами 1 и 2 обозначены величины, относящиеся соответственно к ветвям схемы замещения с сопротивлениями  и .

          В трехобмоточных трансформаторах и автотрансформаторах в общем случае по каждой обмотке передается разная мощность. При этом в понижающем режиме, когда мощность от обмотки высшего напряжения передается в обмотки среднего и низшего напряжений (см. рис.5.3), время максимальных потерь  обмотки высшего напряжения можно найти на основании формулы (5.37) по времени использования наибольшей нагрузки этой обмотки , которое рассчитывается по выражению

                                          ,                                    (5.45)

где индексами 2 и 3 обозначены величины, относящиеся соответственно к обмоткам среднего и низшего напряжения.

          С учетом изложенного общие годовые потери электроэнергии в трехобмоточном трансформаторе или автотрансформаторе равны         . (5.46)

          Потери активной мощности в батареях конденсаторов  зависят от их включенной мощности  и определяются формулой (5.22). В общем случае потери электроэнергии в них можно оценить по выражению

                                                 ,                                           (5.47)

где - время работы батареи конденсаторов за расчетный период (год).

          Аналогично находят потери электроэнергии в шунтирующих реакторах

                                                   ,                                               (5.48)

где  - потери активной мощности в реакторе;  - время работы реактора в течение года.

          В синхронных компенсаторах потери активной мощности определяются формулой (5.23), где одна часть потерь не зависит от рабочей мощности компенсатора, а другая часть зависит от нее. В связи с этим потери электроэнергии в них

 ,                                     (5.49)

где  - время работы синхронного компенсатора;

 - время максимальных потерь синхронного компенсатора;

 - коэффициент загрузки синхронного компенсатора в максимальном режиме.

          Метод эквивалентного сопротивления. Рассмотренные ранее методы определения потерь электроэнергии мало пригодны для разветвленных распределительных сетей 6-20 кВ (рис.5.7, а). Это объясняется тем, что при поэлементном расчете потерь для каждого участка сети необходимо иметь режимную информацию, которую в реальных условиях проектирования и эксплуатации сети получить невозможно. Она обычно известна лишь на головных участках линий и на трансформаторах, питающих сеть.

          В соответствии с методом эквивалентного сопротивления [44] реальная сеть заменяется некоторой эквивалентной сетью (рис.5.7, б) с таким сопротивлением , в котором выделяются те же потери мощности и энергии, что и в реальной сети.

          Для такой сети потери мощности находятся по току головного участка

,

а потери энергии – по методу времени максимальных потерь

.

          В общем случае эквивалентное сопротивление зависит от количества n и длин l участков линий, количества m и мощности  распределительных трансформаторов :

          Вероятностно-статистический метод. Он также используется для расчета потерь  электроэнергии в разветвленных распределительных сетях 6-20 кВ. Согласно этому методу предварительно на основании вычислительных экспериментов для большого количества различных сетей устанавливается связь между потерями электроэнергии с одной стороны и параметрами сети с другой стороны:

где W – отпуск электроэнергии в сеть;

        l – длина сети;

        n – количество участков линий;

         - суммарная мощность распределительных трансформаторов;

              - коэффициенты.

          Зная приведенные коэффициенты для любой сети с соответствующими параметрами, нетрудно найти годовые потери электроэнергии.