Потери мощности в сетях

Дополнительно по теме

Потери мощности и электроэнергии в электрических сетях

Потери активной мощности на участке электрической сети, выполненной проводами одинакового сечения, определяются по формуле

Потери реактивной мощности на участке электрической сети при одинаковом индуктивном сопротивлении линии определяются из формулы

где Na- сумма произведений квадратов активных нагрузок на длины участков сети с этими нагрузками;

Nr - сумма произведений квадратов реактивных нагрузок на длины участков сети с этими нагрузками;

N -сумма произведений квадратов полных нагрузок на длины участков сети с этими нагрузками;

г и х - активное и индуктивное сопротивления линии, ом/км;

- коэффициент, зависящий от системы тока и принятых единиц измерения.

Значения входящих в формулы (9-1) и (9-2) величин Na, Nr и N, коэффициента и единиц измерения их приведены в табл. 9-1.

Таблица 9-1 Значения и единицы измерения величин, входящих в формулы (9-1) и (9-2)

Система тока

Сумма произведений квадратов нагрузок на длины участков линии

Единица измерения

Трехфазный переменный

Однофазный переменный

Постоянный

Потери мощности в трансформаторе определяются по формулам:

потери активной мощности

потери реактивной мощности

где - потери холостого хода трансформатора (потери в стали), квт;

- потери к. з. трансформатора (потери в обмотках) при номинальной нагрузке, квт;

- ток холостого хода трансформатора, %;

- падение напряжения в реактивном сопротивлении трансформатора, %;

- номинальная мощность трансформатора, ква;

- коэффициент загрузки трансформатора;

где S - фактическая нагрузка трансформатора, ква.

Формула (9-4) для определения потерь реактивной мощности в трансформаторе может быть представлена в виде:

где - потери реактивной мощности в трансформаторе при холостом ходе (потери на намагничивание), квар:

- потери реактивной мощности рассеяния в трансформаторе при номинальной нагрузке, квар:

Падение напряжения в реактивном сопротивлении трансформатора определяется по формуле

где Uк - напряжение к. з. трансформатора, %;

Ur - падение напряжения в активном сопротивлении трансформатора, определяемое из выражения

Для трансформаторов мощностью более 10 Мва можно принять

Некоторые значения величин для понижающих трансформаторов приведены в табл. 9-2. В табл. 9-2 уровень Б потерь активной мощности холостого хода относится к трансформаторам, в которых использована электротехническая сталь толщиной 0,35 мм марки Э 330 А по ГОСТ 802-58 с жаростойким покрытием и отжигом пластин. В табл. 9-2 даны значения активных и реактивных сопротивлений трансформаторов, приведенные по отношению к номинальному напряжению обмотки ВН.

Таблица 9-2 Технические данные трехфазных двухобмоточных силовых масляных трансформаторов общего назначения (ГОСТ 12022-66)

Номинальная мощность, ква

Верхний предел номиналього напряжения обмотки, кв

Схема и группа соединений обмоток

Потери активной мощности, квт

Напряжение к.з., %

Ток холостого хода

Сопротивления обмоток трансформатора, ом

Потери реактивной мощности, квар

холостого хода

к.з.

уровень А

уровень Б

активное

реактивное

холостого хода

к.з.

У/Ун-0

У/Zн-11

0,105

0,125

0,6

0,69

4,5

4,7

3,2

96,0

110

152

0,80

0,95

У/Ун-0

У/Zн-11

0,15

0,18

0,88

1,0

4,5

4,7

3,0

55,0

62,5

98,1

99,5

1,20

1,57

1,59

У/Ун-о

У/Zн-11

У/Ун-0

У/Zн-11

0,22

0,245

0,265

0,29

1,28

1,47

1,28

1,47

4,5

4,7

5,0

5,3

2,8

32,3

37,0

129

148

63,7

64,8

290

302

1,76

2,53

2,57

2,88

3,00

100

У/Ун-0

У/Zн-11

У/Ун-0

У/Zн-11

0,31

0,39

0,365

0,465

1,97

2,27

1,97

2,27

4,5

4,7

6,5

6,8

2,6

19,7

22,7

241

278

40,5

41,2

759

785

2,60

4,05

4,12

6,19

6,41

160

У/Ун-0

У/Д-11

У/Zн-11

У/Ун-0

У/Д-11

У/Zн-11

0,46

0,56

0,54

0,66

2,65

3,1

2,65

3,1

4,5

4,7

6,5

6,8

2,4

10,4

12,1

127

148

26,2

26,8

481

499

3,84

6,69

6,85

10,1

10,4

250

У/Ун-0

У/Д-11

У/Zн-11

У/Ун-0

У/Д-11

У/Zн-11

0,66

0,82

0,78

0,96

3,7

4,2

3,7

4,2

4,5

4,7

6,5

6,8

2,3

5,92

6,72

72,5

82,3

17,0

17,6

310

322

7,25

5,75

10,6

11,0

15,8

16,5

400

У/Ун-0

Ун/Д-11

Д/Ун-11

У/Ун-0

У/Д-11

0,62

0,92

1,15

1,08

1,35

5,5

5,9

5,5

4,5

6,5

2,1

3,44

3,69

42,1

10,7

10,6

195

8,40

17,1

17,0

25,4

630

У/Ун-0

Ун/Д-11

Д/Ун-11

У/Ун-0

У/Д-11

1,42

1,7

1,68

2,0

7,6

8,5

7,6

5,5

6,5

2,0

1,91

2,14

23,5

8,52

8,46

124

12,6

33,8

33,6

40,2

Для других номинальных напряжений обмоток сопротивления пересчитываются по формулам:

где Uн - номинальное напряжение обмотки, указанное в табл. 9-2, кв;

- номинальное напряжение обмотки, по отношению к которому пересчитываются сопротивления, кв;

R и X - соответственно активное и реактивное сопротивления трансформатора, определяемые по табл. 9-2, ом.

Потери электроэнергии в сети определяются по формуле

где - наибольшие потери мощности в сети, кет;

- число часов максимальных потерь, определенное в зависимости от годового графика нагрузки.

Потери электроэнергии в трансформаторе определяются по формуле

где tт - число часов работы трансформатора.

Число часов максимальных потерь, если известен годовой график нагрузки, может быть определено по формуле

где - сумма произведений квадратов полных нагрузок на годовую продолжительность каждой из них, вычисленная для всего годового графика нагрузок рассматриваемого элемента сети;

Sб - наибольшая полная нагрузка элемента сети. Для типичного графика, имеющего сниженные нагрузки ночью и утренний и вечерний максимумы, число часов максимальных потерь согласно в зависимости от числа часов использования максимума может определяться по табл. 9-7.

Таблица 9-7 Число часов максимальных потерь

Число часов использования максимуиа

Число часов максимальных потерь

Число часов использования максимуиа

Число часов максимальных потерь

3 000

1 300

5 500

3 650

3 500

1 650

6 000

4 300

4 000

2 000

6 500

5 000

4 500

2 500

7 000

5 700

5 000

3 000

7 500

6 450

Пример 9-1.

Определить годовые потери электроэнергии в трансформаторе типа ТМ мощностью 6,3 Мва с напряжением высшей стороны 10 кв, если трансформатор включен постоянно и годовой график его нагрузки представлен на рис. 9-1.

Решение.

Годовые потери электроэнергии в трансформаторе определяем по (9-10).

По справочным данным находим потери активной мощности в трансформаторе при холостом ходе для уровня Б: DРс=9 квт

и нагрузочные потери (потери к. з.) при номинальной нагрузке трансформатора: DРк.з=46,5 квт

По условию примера годовое число часов работы трансформатора tт = 8 760.

Коэффициент загрузки трансформатора при наибольшей нагрузке составляет:

Число часов максимальных потерь определяем из графика на рис. 9-1, подставив в (9-11) значения нагрузок трансформатора в мегавольт-амперах и соответствующие им продолжительности работы в тысячах часов:

Подставив числовые значения в (9-10), определим годовые потери энергии в трансформаторе:

Рис. 9-1. Годовой график нагрузки

Пример 9-2.

На рис. 9-2 представлена схема линии 6 кв с указанием длин участков линии (км) и расчетных (наибольших) нагрузок (Мва). Магистраль АБ выполнена кабелем с алюминиевыми жилами сечением 3X70 мм.кв, а ответвления БВ и БГ - воздушной линией с алюминиевыми проводами сечением 35 мм.кв.

Определить годовые потери электроэнергии в сопротивлениях проводов и кабелей линии, если годовая продолжительность использования максимума нагрузок составляет 3000 ч и график нагрузок является типичным (имеются утренний и вечерний максимумы и снижение нагрузки в ночное время).

Решение.

Наибольшие потери мощности в сопротивлениях проводов и кабелей линии находим по (9-1), в которой значение коэффициента определяется из табл. 9-1:

Удельные сопротивления участков линии находим по табл. 5-1: для алюминиевого кабеля сечением 70 мм.кв - 0,46 ом/км; для алюминиевого провода сечением 35 мм.кв - 0,92 ом/км.

Определяем значение величины N для магистрали АБ:

для ответвлений БВ и БГ

Из (9-1) находим наибольшие потери мощности в сети:

По табл. 9-7 в зависимости от продолжительности использования максимума Т=3000 ч находим значение числа часов максимальных потерь t=1300. Величину потерь электроэнергии определяем по (9-9):

Рис. 9-2. Схема линии

Дополнительно по теме

Выбор максимальной токовой защиты линий

Выбор сечений по допустимой потере напряжения

Выбор проводников по устойчивости к току к.з.

Проверка условий срабатывания защитного аппарата

Выбор проводов по экономической плотности тока

Потери мощности в сетях

Регулирование напряжения в сетях

Внутренние перенапряжения сетей