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 D t _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)² R =(P _i/ U _номcos)² R, (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).

Контрольные вопросы к разделу 8

1. Поясните термины “постоянные потери” и ”переменные потери” электроэнергии.

2. Назовите составляющие постоянных потерь.

3. Что такое число часов использования наибольшей нагрузки?

4. Что такое число часов наибольших потерь мощности?

5. Как рассчитываются переменные потери энергии при проектировании

электрических сетей?