Методика расчёта объёма потреблённой электроэнергии по показаниям приборов учёта и составление балансов электрической энергии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГАОУ ВПО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Кафедра «Автоматизированные электрические системы и сети»

Контрольная работа

Методика расчёта объёма потреблённой электроэнергии по показаниям приборов учёта и составление балансов электрической энергии

по дисциплине

Екатеринбург 2012

Задание

1. В соответствии с вариантом изобразить схему сети, обозначить оборудование;

2. Составить схему замещения электрической сети, рассчитать её параметры;

3. На основе расчёта установившегося режима, по методу средних нагрузок рассчитать технические потери в элементах сети, представить их структуру;

4. Принимая работу измерительных ТТ и ТН в классе точности, рассчитать классы точности всех ИКЭЭ;

5. На основе показаний счётчиков электроэнергии рассчитать показатели развёрнутого баланса ЭЭ;

6. Рассчитать фактический и допустимый небалансы:

· по линиям — трансформаторам (1−3, 2−4);

· по секциям шин (3−5, 7, 9 и 4−6, 8, 10);

· по всей электрической сети (1, 2 — 5, 7, 9, 6, 8, 10)

7. На основе сравнения фактических и допустимых небалансов сделать выводы о достоверности учёта установленных ИКЭЭ.

Рисунок 1 — Исследуемая электрическая сеть При расчётах считать, что секционный выключатель СВ на стороне 110 кВ подстанции включен, на стороне 10 кВ — выключен. Расчётное время считать равным одному часу, т. е. 1 тыс. кВт· ч = 1 МВт. Напряжение питающих узлов 1 и 2 принять равным 114 кВ. Узлы установки ИКЭЭ обозначены на рисунке номерами.

Измерительные комплексы электроэнергии

Состав оборудования:

электрическая энергия нагрузка сеть ВЛ-110 кВ-1: АС-240/32, l=32 км;

ВЛ-110 кВ-2: АС-150/24, l=31 км;

Т1 — ТДН-16 000/110;

Т2 — ТДН-10 000/110;

cosф=0,9.

Схема замещения и параметры электрической сети

ЛЭП№ 1 АС-240/32

L=32 км, r=0,12 Ом/км, x=0,405 Ом/км, b=2,81 мкСм/км, n=1, U=110 кВ

g_min=0,001 мкСм/км, g_max=0,077 мкСм/км

g=(g_min+ g_max)/2=(0,001+0,077)/2=0,039 мкСм/км

P₀=g*110²=0,039*110²=0,4719 кВт/км

R₁=r*L/n=0,12*32/1=3,84 Ом

X₁=x*L/n=0,405*32/1=12,96 Ом

G₁=g*L*n=0,039*32*1=1,248 мкСм

B₁=b*L*n=2,81*32*1=89,92 мкСм

ЛЭП№ 2 АС-150/24

L=31 км, r=0,198 Ом/км, x=0,420 Ом/км, b=2,7 мкСм/км, n=1, U=110 кВ

g_min=0,001 мкСм/км, g_max=0,077 мкСм/км

g=(g_min+ g_max)/2=(0,001+0,077)/2=0,039 мкСм/км

P₀=g*110²=0,039*110²=0,4719 кВт/км

R₂=r*L/n=0,198*31/1=6,138 Ом

X₂=x*L/n=0,420*31/1=13,02 Ом

G₂=g*L*n=0,039*31*1=1,209 мкСм

B₂=b*L*n=2,7*31*1=83,7 мкСм

Т1 ТРДН-16 000/110

S₁=16 МВА, U_т1=110 кВ

R_T1=4,38 Ом, X_T1=86,7 Ом, G_T1=1,437 мкСм, B_T1=8,469 мкСм

P1_xx= G_T1* U_т1²=1,437 *110²=17,387 кВт

Т2 ТДН-10 000/110

S₂=10 МВА, U_т2=110 кВ

R_T2=7,95 Ом, X_T2=139 Ом, G_T2=1.059 мкСм, B_T2=5,293 мкСм

P2_xx= G_T1* U_т2²=1.059 *110²=12,813 кВт Рисунок 2 — Схема замещения электрической сети.

Технические потери электроэнергии и их структура

1. Расчет потерь холостого хода в трансформаторах:

кВтч

2. Расчет потерь на корону в ЛЭП:

кВтч

3. Расчет постоянных потерь электроэнергии, обусловленных потерями на перемагничивание сердечников силовых трансформаторов и потерями на корону в линиях электропередачи:

кВтч

4. Нагрузочные активные потери энергии:

P_вл1=12,548 МВтч; Q_вл1= P_вл1*tgф=12,548 *0.48=6,023 МВАр;

P_вл2=7,958 МВтч; Q_вл2= P_вл2*tgф=7,958 *0.48=3,819 МВАр;

P_1Т=11,548 МВтч; Q_1Т= P_1Т*tgф=11,548 *0.48=5,543 МВАр;

P_2Т=8,028 МВтч; Q_2Т= P_2Т*tgф=8,028 *0.48=3,853 МВАр;

кВтч

кВтч

кВтч

кВтч

кВтч

5. Технические потери ЭЭ:

кВтч

Таблица 2 — Технические потери в элементах сети

Расчет класса точности всех ИКЭЭ

Расчет показателей развёрнутого баланса ЭЭ

1. Поступление ЭЭ в сеть:

кВтч

2. Отпуск электроэнергии из сети:

кВтч

3. Сальдо электроэнергии по сети:

кВтч

4. Полезный отпуск электроэнергии:

кВтч

5. Отчетные потери электроэнергии:

кВтч

6. Технические потери электроэнергии:

кВтч

7. Коммерческие потери электроэнергии:

кВтч

Расчёт фактического и допустимого небалансов

1. По линиям — трансформаторам

а) Расчет допустимого небаланса

Wh1+Wh2=12 548+7958=20 506 МВтч

Wh3+Wh4=11 548+8028=19 576 МВтч Допустимый небаланс в кВтч:

W_НБдоп=(Wh1+ Wh2)*НБ_доп=20 506*(±0,934)=± 191,526кВтч б) Расчет фактического небаланса

|НБ_факт|> НБ_доп

Данное обстоятельство говорит, что учёт электроэнергии не является достоверным.

2. По секциям шин (3, 5, 7, 9)

а) Расчет допустимого небаланса

Wh5 + Wh7 + Wh9=4587+2498+4587=11 672 МВтч Допустимый небаланс в кВтч:

W_НБдоп=(Wh3)*НБ_доп=11 548*(±0,1 397)=±161,325 кВтч б) Расчет фактического небаланса

|НБ_факт|< НБ_доп

Данное обстоятельство говорит об удовлетворительной работе системы учёта электроэнергии.

3. По секциям шин (4, 6, 8, 10)

а) Расчет допустимого небаланса

Wh6+Wh8+ Wh10=2869+2600+2458=7927 МВтч Допустимый небаланс в кВтч:

W_НБдоп=(W4)*НБ_доп=8028*(±0,1 608)=±129,09 кВтч б) Расчет фактического небаланса

|НБ_факт|< НБ_доп

Данное обстоятельство говорит об удовлетворительной работе системы учёта электроэнергии.

4. По всей электрической сети (1 — 10)

а) Расчет допустимого небаланса

Wh1+Wh2=12 548+7958=20 506 МВтч

Whо=Wh5+Wh6+Wh7+Wh8+Wh9+Wh10=4587+2869+2498+2600+4587+2458=19 599 МВтч Допустимый небаланс в кВтч:

W_НБдоп=(Wh1+ Wh2)*НБ_доп=20 506*(±0.1 134)=±232,538 кВтч б) Расчет фактического небаланса

|НБ_факт|> НБ_доп

Данное обстоятельство говорит, что учёт электроэнергии не является достоверным.

Нормативные потери электроэнергии

кВтч

кВтч

?Wнорм > ?Wотч

Таблица 3 — Отчётный развёрнутый баланс электроэнергии объекта

Рисунок 3 — Схема с результатами расчетов Таблица 4 — Фактические и допустимые небалансы по энергосистеме

Выводы

1. Критерии достоверности учета ЭЭ:

а)? 907 > 513,292 — Критерий не соблюдается б)? 626,246 > 232,538 — Критерий не соблюдается в)? 626,246 > 280,754 — Критерий не соблюдается Учет электроэнергии не является достоверным.

2. При выполнении задания были рассчитаны фактический и допустимый небалансы во всех узлах данной сети. Это позволило определить узел, в котором фактический небаланс превышал допустимый.

3. Учитывая тот факт, что фактический небаланс является положительной величиной, можно утверждать, что один или несколько счетчиков работают неправильно и/или имеются потери, связанные с без учетным потреблением электроэнергии. Поскольку учет ЭЭ на секциях шин 1 и 2 является достоверным, то необходимо проверить работу счетчиков, учитывающих поступление электрической энергии в сеть (1 и 2).