Определение потерь энергии

Потери электрической энергии являются одним из основных технико-экономических показателей работы предприятий электросетей и энергосистемы.

Суммарные (отчетные) абсолютные потери электроэнергии (кВт•ч) определяются, как разность между электроэнергией, отпущенной в сеть, транзитной энергией (отданной из сети) и электроэнергией, отпущенной потребителям в месте ее продажи, включая производственные нужды энергосистемы.

Суммарные относительные потери электроэнергии отношение абсолютных потерь к величине отпущенной в сеть электроэнергии.

Суммарные потери включают в себя техническую и коммерческую составляющую.

Техническая составляющая потерь — электроэнергия, физически расходуемая в элементах сети при ее транспорте, — характеризуют техническое состояние сетей, схемы и режимы их работы и определяется расчетным путем.

В сети 0,4 кВ технические потери электроэнергии вычисляются в соответствии с методикой, при отсутствии достоверных данных принимаются равными 8% от отпуска энергии в сеть этого напряжения.

Отпуск в сеть 0,4 кВ равен отпуску в сеть 6−10 кВ за вычетом полезного отпуска в сети 6−10 кВ и технических потерь в сети 6−10 кВ.

Коммерческая составляющая потерь обусловлена:

• 1. Недостатками систем учета электроэнергии:
  • — неисправностью и погрешностями измерительных комплексов (трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, счетчики электроэнергии, датчики импульсов, сумматоры и их линии связи);
  • — не одновременностью снятия показаний приборов учета;
  • — договорным сдвигом за оплату потребленной электроэнергии;
  • — определением количества электроэнергии, потребленной бытовыми потребителями, по величине её оплаты.
• 2. Хищениями электроэнергии.

Коммерческая составляющая потерь определяются как разность между фактическими отчетными потерями и техническими.

Потери энергии определяются как на стадии проектирования электрических сетей, так и при их эксплуатации. Существуют различные методы расчёта нагрузочных потерь. Наиболее распространённым является метод максимальных потерь, согласно которому потери энергии определяются по максимальной нагрузке и числу часов использования максимума нагрузок.

Наибольший ток, протекающий по линии в течение года, определяется по наибольшей мощности из дневного или вечернего максимума нагрузки:

А;

Потери мощности в трёхфазной линии определяются по формуле:

кВт;

Где:

Rл — активное сопротивление участка линии, по которому протекает ток Imax. R=r0•l, Ом.

Потери энергии в трёхфазной линии определяются по формуле:

Wт=Рmax•, кВт•ч.

Где:

- время максимальных потерь, то есть время в течении которого электроустановка, работая с максимальной нагрузкой, имеет такие же потери, как и при работе по действительному графику нагрузок.

Значение времени потерь можно определить для сельских сетей из уравнения:

=0.69•Тм-584.

Где:

Тм — число часов использования максимума нагрузки. Тм =3900 ч.

= 0.69•3900-584=2107 ч.

Потери энергии в трансформаторе определяются по формуле:

Wт=8760+Pxx+Pкз•(Smax/Sн)2•, кВт•ч.

Где:

Pxx и Pкз — потери холостого хода и короткого замыкания трансформатора по каталогу.

Для упрощения вычислений потерь энергии в сетях 0.38 кВ в формулу потерь энергии подставим его составляющие в развёрнутом виде:

Wл=Рmax•= 3•I2max•(r0•l)• кВт•ч.

Расчёт ведём на примере линии 2 ТП № 1:

Время максимальных потерь = 2107 часов. Удельное электрическое сопротивление постоянному току 0,253 Ом/км.

участок 1−3: кВт•ч;

участок 2-3: кВт•ч;

участок 3-4: кВт•ч;

участок 4-5: кВт•ч;

участок 5-ТП: кВт•ч;

Аналогично рассчитываются потери энергии в остальных линиях. Результаты расчёта приведены в таблице (8;10).

Определим потери энергии в трансформаторе мощностью 400 кВА:

кВт•ч;

Где:

Sном — номинальная мощность трансформатора. Раннее принят трансформатор Sном=400 кВ•А.

Smax — максимальная мощность передаваемая через трансформатор в течении года, Smax= 312,14 кВА.

Pxx =0,95 кВт., Pкз= 5,5 кВт Тогда потери энергии в трансформаторе составят:

Wт=8760•0,95+5,5•(312,14/400)2•2107=15 378,9 кВт Общие потери на трансформаторе КТП № 1 составят:

Wоб = Wт + Wс1 + Wс2 кВт•ч.

Wоб = 15 378,9+9655,63+16 440,97 = 32 132,02 кВт•ч.

Общие потери энергии за год составят:

Wгод = Тм•Рmax, кВт•ч.

Где: Рmax — максимальная активная мощность на шинах.

Тогда потери энергии за год составят:

Wгод = Тм•Рmax= 3900 • 218,5 = 852 150 кВт•ч.

Допустимые потери энергии определяются по формуле:

W% = (Wоб / Wгод)•100%.

W% = (32 132,02/852 150)•100%= 3,77%.

Полученное отклонение допустимых потерь не превышает допустимого значения. Аналогично рассчитываются потери энергии для остальных КТП. Результаты расчёта приведены в таблице (5).

Таблица 6 - Потери энергии в кВт•ч.

Таблица 7 — Расчёт линий КТП № 1.

Таблица 8 — Выбор проводов и расчет потерь напряжения линий КТП № 1.

1 линия вечерняя нагрузка.
№. уч-ка.	I, А.	R, Ом.	X, Ом.	U, В.	ДU, В.	УДU, В.	ДU. %.	ДWл,. кВт*ч.	УДWл,. кВт*ч.	Sтр,. кВА.
1−2.	101,41.	0,32.	0,082.		2,06.	17,79.	4,68.	832,06.	9655,63.	312,14.
2−3.	30,42.	СИП 1 4*95.		0,39.	46,80.
3−4.	136,09.		4,16.	2247,76.
4−6.	139,74.		4,27.	2369,97.
5−6.	143,39.		7,30.	4159,04.

Таблица 9 — Расчёт линий КТП № 2.

1 линия.
№Уч-ка.	Рв, кВт.	Qв, кВар	Cos?	L, м.	S, кВА.
1−2.	3,50.	1,49.	0,92.		3,80.
2−3.	5,11.	2,18.	0,92.