Потери мощности и энергии в элементах системы электроснабжения

Работа таких элементов системы электроснабжения, как линии электропередачи, силовые трансформаторы, токоограничивающие реакторы, сопровождается потерями мощности и энергии.

В зависимости от исходных данных их можно определить для линий электропередач:

- по среднеквадратичному току ,

- по максимальному току ,.

Среднеквадратичный ток оценивается выражением

 

, (6.1)

 

Среднее значение тока при известном расходе активной электро­энергии за время Тd

(6.2)

 

где – время действительной работы линии;

– расход активной энергии за время ,

– средневзвешекное значение коэффициента активной мощ­ности.

Коэффициент формы графика 1,05…1,1 для электроприемни- ков продолжительного режима работы при п > 2 и электроприемников повторно-кратковременного режима работы при п > 20. Для электро- приемников повторно-кратковременного режима работы при п < 20

(6.3)

где ПВ – продолжительность включения электроприемников;

- эффективное число электрояркемникс в.

Потери активной мощности и энергии в линии:

 

(6.4)

 

(6.5)

Потери реактивной мощности и энергии:

 

(6.6)

(6.7)

 

При известном расходе активной энергии за определенное время (сутки, год), а также известной величине максимальной активной нагрузки Р_м можно найти время Т_м в течение которою линия, рабо­тая с неизменной максимальной нагрузкой, передает эту энергию потребителю:

(6.8)

По известным значениям и определяется максимальный ток за рассматриваемый период времени:

. (6.9)

 

 

Потери активной и реактивной мощности в линиях:

(6.10)

. (6.11)

Для определения потерь энергии в этом случае учитывается вре­мя максимальных потерь . Его значение находится по графикам зависимости При отсутствии графиков для определення можно воспользоваться приближенным выражением:

(6.12)

Потери активной и реактивной мощности в линиях:

(6.13)

(6.14)

В трансформаторах потери мощности и энергии определяются по их каталожным данным, если известна фактическая нагрузка S.
Суммарные активные и реактивные потери мощности:

(6.15)

. (6.16)

 

 

Потери энергии:

; (6.17)

(6.18)

где – время включения трансформатора.

В токоограничивающих реакторах потери активной и реактивной мощности:

(6.19)

(6.20)

где и – потери активной и реактивной мощности в одной фазной обмотке реактора при номинальном токе ;
I – фактическая токовая нагрузка фазной обмотки.

Потери активной и реактивной энергии в трехфазном реакторе:

(6.21)

(6.22)

Пример. Определить потери активной энергии в кабельной ли­ИИ длиной 3,5 км. Выполненной кабелем ААШвУ-10(3x120), пи­тающей цех предприятия с трехсменным режимом работы. Годовой расход электроэнергии по цеху составляет 11000 10³ кВт при максимальной токовой нагрузке = 200 А и

Решение. По справочным материалам определяется Ом/км для кабеля с алюминиевыми жилами.

Определяется активное сопротивление линии

Определяется максимальная нагрузка линии

Число часов использования максимальной нагрузки

Используем (6.12) определяем время максимальных потерь

Определяем потери активной энергии в линии за год

.

 

Задачи

6.1. Цеховая ТП с трансформаторами 2x1600 кВА подключена двумя радиальными линиями (l= 0,8 км), выполненными кабелем ААБ-10(3x70). Годовой расход электроэнергии электроприемниками цеха кВт ч при . Время действитель­ной работы линии ч. Определить потери активной и реак­тивной мощности и энергии в линиях.

6.2. Определить, годовые потери активной и реактивной электро­энергии в трансформаторе с коэффициентами загрузки k₃ = 0,85. Число часов использования максимальной нагрузки Т_м = 3500 ч,

6.3. Двухсекционный РП питается радиальными линиями, l = 1,5 км, выполненными кабелем ААШвУ-10(3х185). Годовой рас­ход электроэнергии присоединенных потребителей 40000 10³ кВт при . Время действительной работы линий Т_д = 7500 ч. Определить потери активной и реактивной мощности в линиях.

6.4. Определить годовые потери активной энергии в трехфазном реакторе РБА-10-630-0.56У3, максимальная токовая нагрузка кото­рого , потери в фазной обмотке при номинальном токе .