Термины и определения.
Фактический небаланс эл.энергии на объекте (ФНЭ) - разность эл.энергии, поступившей на объект и и суммы трех составляющих:
- эл.энергия, отпущенная с объекта,
- расход на собственные нужды (СН) и
- технические потери.
"Объектом" может быть подстанция, РЭС, АО-энерго и т.п.
Нормативный небаланс эл.энергии на объекте (ННЭ) - диапазон возможной разности эл.энергии, определяемый нормативной инструментальной погрешностью системы учета, погрешностью метода расчета технических потерь, допустимого для данного объекта и допустимым уровнем коммерческих потерь.
Анализ потерь эл.энергии - оценка приемлемости уровня потерь с экономической точки зрения, выявление причин превышения нормативных небалансов на объекте в целом и его частях, выявление территориальных зон, групп элементов и отдельных элементов с повышенными потерями (очагов потерь), определение влияния режимов передачи эл.энергии на составляющие отчетных потерь.
Задача.
При работе электроприемника в течение времени Т с загрузкой I1 потери электроэнергии в питающей ЛЭП составили ΔW1, а при работе в течение времени Т/2 с загрузкой I2 = 2· I1 потери составили ΔW2. Найти отношения: W2 / W1 и ΔW2 / ΔW1.
Рассмотрим далее электропередачу, питающую потребитель с известным ступенчатым суточным графиком нагрузки (рис. 3.2).
Рис. 3.2. Параметры суточного графика нагрузки.
Установленная мощность Ру =∑ Pн, где Pн – номинальная (установленная) мощность электроприемника (ЭП). Для ЭП повторно-кратковременного режима: Рн100 = Рн √ПВ, где ПВ – продолжительность включения, о.е.
Рср – средняя мощность. Для ступечатого графика Рср = ∑(P i ti) / ∑ti
Рск - средне-квадратичная мощность Р²ск =∑(P²i ti)/ ∑ti
Рм - максимальная мощность (мощность 30-ти минутного максимума). Если количество ЭП в группе n ≤ 3, то Рм = Ру. Если n > 3, то Рм рассчитывается методом эффективного числа ЭП (Рм = Км · Рср) или упрощенно методом коэффициента спроса (Рм = ∑ Кс · Рн).
Для ровного графика нагрузки:
Потребляемая мощность неизменна - SР = Sм = Scр.
Расчетный ток Iр = Sp /√3 Uном,
Потери мощности:
Δ P= 3 Iр2 * R = (Sp2 / Uн2 ) * R, где R – активное сопротивление электропередачи.
Потери электроэнергии: ΔW = ΔP * T = T * R* Sp2 / Uн2, где Т – время работы.
Для неравномерного график нагрузки.
Коэффициент максимума Км = Рм / Рср,
коэффициент заполнения Кз = 1 / Км = Рср / Рм,
коэффициент формы графика Кф = Рск / Рср.
Потери мощности на “i” ступени графика: ΔPi = (Si2 / U2) * R;
При передаче Sp возникают расчётные потери мощности: ΔРр = (Sp2 / U2) * R;
Отношение: ΔPi / ΔPp = Si2 / Sp2 = Pi2 / Pp2 (при условии постоянства угла φ).
Потери мощности на “i” ступени: ΔPi = ΔPp * Pi2 / Pp2.
Потери энергии за сутки: ΔW = ∑ ΔPi ti = ∑ ΔPp * (Pi2 / Pp2) * ti.
Постоянные величины вынесем за знак суммы: ΔW = ti * (ΔPp / Pp2 ) * Σ Pi2.
Если ti = 1час, то
-
общая формула расчёта потерь энергии при неравномерном графике нагрузки.
Примечание 1.
Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторе удобно определить исходя из номинальных потерь короткого замыкания ΔРк, которые приводятся в паспорте (справочнике): ΔР = ΔРк * β2, где β = S / Sн – коэффициент загрузки трансформатора.
Примечание 2.
При малом сечении проводников (R >> X) относительная потеря напряжения определяется активным сопротивлением: ΔU* = P · R / U2.
Относительная потеря активной мощности: ΔР* = ΔР / P = S2 · R / (P · U2) или, подставляя S = P / Cos φ: ΔР* = P2 · R / (P · (U · Cos φ)2).
Отношение ΔU* к ΔР*:
Или:
Методы расчёта нагрузочных потерь электроэнергии:
- Метод средней мощности - за расчетную принимается средняя мощность.
- Метод максимальной мощности - за расчетную принимается максимальная мощность.
Для действующих электроустановок более удобен метод средней мощности, при проектировании - метод максимальной мощности.