МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
15. Подготовка исходных данных для расчета потерь электроэнергии
15.1. Для выполнения расчетов потерь электрической энергии используется утвержденная принципиальная электрическая схема сети напряжением до 0,4 кВ в нормальном режиме ее работы с указанием на ней всех центров питания (ЦП), распределительных пунктов (РП), типов реакторов, марок, сечений и длин всех кабельных (КЛ) и воздушных (ВЛ) линий, номера сетевых и абонентских трансформаторных подстанций (ТП). На ТП должны быть указаны номера ячеек, данные силовых трансформаторов, коммутирующих аппаратов. На ЦП и РП указываются номера секций и ячеек, наименование питающих и распределительных линий, отходящих от данных секций. Кроме того, на схеме сети должны быть проставлены токоразделы, соответствующие нормальному режиму работы электросети.

15.2. При расчетах потерь электрической энергии используются фактические данные, полученные из автоматизированной системы контроля и учета, а при ее отсутствии - результаты контрольных замеров за расчетный период.

17. Определение потерь электроэнергии в силовых трансформаторах

напряжением 10(6)/0,4 кВ
17.1. Исходными данными для расчета потерь электрической энергии в силовых трансформаторах являются:

тип трансформаторов, мощность;

номинальный ток, потери холостого хода и короткого замыкания (по паспортным данным);

сведения об отключении трансформаторов в течение расчетного периода;

средний максимальный рабочий ток трансформатора, взятый из суточных графиков нагрузки в период контрольных замеров:

, А; (10)

количество активной энергии, поступившей в силовые трансформаторы, W_тр, количество активной энергии, поступившей в абонентские трансформаторы W_тр.а (кВтч) за расчетный период.

17.2. Годовые потери электроэнергии в силовом трансформаторе определяются:

W_тр.i = P_x.x.it + P_к.з.i, кВтч, (11)

где t - число часов работы трансформатора за расчетный период;

 - время максимальных потерь (условное время, в течение которого потери в активном сопротивлении элемента сети при постоянной максимальной нагрузке были бы равны потерям энергии в том же элементе за расчетный период времени при действительном графике нагрузки), ч;

P_x.x.i, P_к.з.i - потери мощности холостого хода и короткого замыкания, кВт;

К_з - коэффициент загрузки трансформатора в период годового максимума, определяемый как

, (12)

где I_нi - номинальный ток i-го трансформатора, А;

I_{ср.макс} - средний максимальный ток по суточным графикам в период контрольных замеров.

17.3. Приближенно величину  определяют по следующей формуле:

, ч, (13)

где Т - число часов использования максимальной нагрузки, ч.

17.4. Число часов использования максимальной нагрузки Т определяется по формуле:

, ч, (14)

где U_тр.н. - номинальное линейное напряжение трансформатора на низкой стороне.

На основании расчетных величин Т и  можно построить график зависимости  = f(T) приложение 2 [7].

17.5. Годовые потери электроэнергии во всех трансформаторах определяются: п

,кВтч, (15)

где n - число трансформаторов в электрической сети.

17.6. Относительная величина потерь электроэнергии в силовых трансформаторах:

, (16)

где W_тр - количество электроэнергии поступившей в силовые трансформаторы, кВтч:

W_тр = W_п – W_с – W_тр.a, кВтч. (17)

18. Определение величины потерь электрической энергии в сети напряжением 0,4 кВ
18.1. Исходными данными для определения потерь электроэнергии в целом по сети 0,4 кВ или по какому-либо району указанной сети являются:

количество электроэнергии W_н.н (кВтч), поступившей в сеть напряжением 0,4 кВ за расчетный период;

фазные напряжения на всех трех фазах отходящей линии U_1а, U_1б, U_1в и токи I_a, I_б, I_в , измеренные на шинах ТП;

фазные напряжения U_2а, U_2б, U_2в измеренные в конце линии.

Измерения выполняются в дни контрольных замеров в расчетный период.

18.2. Потери электроэнергии в линиях 0,4 кВ рассчитываются по формулам:

для кабельной линии
W_i = 1,35K_д.пiI_срiU_ср.i10^-3, кВтч; (18)
для воздушной линии
W_i = 1,31K_д.пiI_срiU_ср.i10^-3, кВтч, (19)
где U_ср.i - среднее падение напряжения в конце распределительной линии, В;

I_срi - средний ток линии 0,4 кВ в ее начале на ТП в момент замера U_ср.i.

18.3. Относительные потери электроэнергии в кабельной сети с коммунально-бытовой нагрузкой определяются:

W% = 0,78К_д.п.ср(U_ср.%) /Т, (20)
где К_д.п.ср - коэффициент дополнительных потерь, возникших из-за неравномерной загрузки фаз;

U_ср – средние относительные потери напряжения для сети низкого напряжения, %.

18.4. Определение относительных потерь напряжения (в %) для сети напряжением 0,4 кВ производится по измерениям фазных напряжений в начале и в конце линии и подсчитывается как среднее фазное значение напряжения в начале и в конце линии в дни контрольных замеров:
, В; (21)
среднее значение потери напряжения в линиях:
U = U_ср.н – U_ср.к, В; (22)
средний процент потерь напряжения для одной ТП:
; (23)
средний процент потерь напряжения для всех ТП, на которых проводились замеры:

, (24)
где n- число ТП, на которых были выполнены контрольные замеры.

Средний процент потерь мощности в сети 0,4 кВ:

P_ср% = U_ср%К_м/н, (25)
где К_м/н - коэффициент, определяющий отношение потери мощности к потери напряжения (для приближенных вычислений принимать К_м/н = 0,75 [4].

18.5. Число часов максимальных потерь  рекомендуется определять по формуле 13 или из графика  = f(T) (приложение 2).

18.6. Средний коэффициент дополнительных потерь для сети напряжением до 0,4 кВ равен:

, (26)
где n - число распределительных линий, включенных в расчет;

К_д.пi - коэффициент дополнительных потерь при неравномерной нагрузке фаз распределительной линии определяют:
, (27)
где R_о, R_ф- соответственно активные сопротивления нулевого и фазного проводов, Ом;

К_нi – коэффициент неравномерности нагрузки фаз распределительной линии, который равен:
, (28)
где I_ai, I_вi, I_сi - соответственно значения токов (А) фаз А, В, С головного участка распределительной линии 0,4 кВ;

I_срi - среднее значение токов (А) фаз А, В, С.

Коэффициенты и К_д.п можно определить по приложениям 3 и 4.

Для двухпроводной линии К_д.п = 1, для трехпроводной линии К_д.п = .

18.8. Относительная величина потерь электроэнергии в сети с воздушными линиями и коммунально-бытовой нагрузкой определяется:

W% = 0,76К_{д.п ср}(U_ср%)/Т. (29)
18.9. Относительная величина потерь электроэнергии в линии с одной нагрузкой равна:
W% = (U_ср%)/T. (30)
18.10. Потери электроэнергии в сети напряжением 0,4 кВ будут равны:
, кВтч. (31)

4. 
   МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ГОРОДСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ
   

19. Основным условием работы электрической сети с минимальными потерями является ее рациональное построение. Особое внимание должно быть уделено правильному определению точек деления в замкнутых сетях, экономичному распределению активных и реактивных мощностей, внедрению замкнутых и полузамкнутых схем сети 0,4 кВ.

Потери энергии в рационально построенных и нормально эксплуатируемых сетях не должны превышать обоснованного технологического расхода энергии при ее передаче и распределении. Мероприятия по снижению потерь энергии должны проводится в сетях, где есть те или иные отклонения от рационального построения и оптимального режима эксплуатации.

Применение современных математических методов расчета позволяет минимизировать технологические расходы электроэнергии и довести их до технически обоснованных величин.

20. Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях может быть достигнуто как в результате проведения мероприятий по общей оптимизации сети, когда снижение потерь энергии является одной из составляющих частей комплексного плана, так и в результате проведения мероприятий, направленных только на снижение потерь.

По этому признаку все мероприятия по снижению потерь (МПС) могут быть условно разделены на три группы:

- организационные, к которым относятся МПС по совершенствованию эксплуатационного обслуживания электрических сетей и оптимизации их схем и режимов (малозатратные и беззатратные МПС);

- технические, к которым относятся мероприятия по реконструкции, модернизации и строительству сетей (МПС, требующие капитальных затрат);

- мероприятия по совершенствованию учета электроэнергии, которые могут быть как беззатратные, так и требующих дополнительных затрат (при организации новых точек учета).

21. К организационным мероприятиям могут относиться:

- уменьшение времени нахождения линии в отключенном положении при выполнении технического обслуживания и ремонта оборудования и линий;

- снижение несимметрии (неравномерности) загрузки фаз;

- рациональная загрузка силовых трансформаторов.

22. К приоритетным техническим мероприятиям в распределительных сетях до 0,4 кВ относятся:

- сокращение радиуса действия и строительство ВЛ 0,4 кВ в трехфазном исполнении по всей длине;

- применение столбовых трансформаторов (10 (6)/0,4 кВ) малой мощности для сокращения протяженности сетей напряжением 0,4 кВ;

- перевод сетей низкого напряжения с 220 В на 380 В;

- применение самонесущих изолированных и защищенных проводов для ВЛ напряжением 0,4 кВ;

- использование максимально допустимого сечения проводов в электрических сетях напряжением 0,4 кВ с целью адаптации их пропускной способности к росту нагрузок в течение всего срока службы:

- усиление элементов действующей сети путем прокладки новых линий или замене проводов и кабелей на большие сечения;

- проведение работы по компенсации реактивных нагрузок;

- поддержание значений показателей качества электроэнергии в соответствии с требованием ГОСТ 13109-97;

- внедрение устройств автоматического регулирования напряжения под нагрузкой, вольт добавочных трансформаторов, средств встроенного регулирования напряжения;

- внедрение нового экономического электрооборудования, в частности, трансформаторов с уменьшенными активными и реактивными потерями холостого хода, установка конденсаторных батарей встроенных в КТП и ЗТП;

- комплексная автоматизация и телемеханизация электрических сетей, применение коммутационных аппаратов нового поколения;

- применение средств дистанционного определения мест повреждения в электрических сетях для сокращения времени поиска и ликвидации аварий.

23. В состав мероприятий по совершенствованию учета следует предусматривать:

- применение приборов учета (электросчетчики, измерительные трансформаторы) более высокого класса точности измерения;

- осуществление мер по предупреждению несанкционированного доступа к клеммам средств измерений;

- внедрение автоматизированных систем учета, сбора и передачи информации;

- проведение организационных и технических мероприятий по предупреждению выявления и устранению безучетного потребления электрической энергии.

24. Характерной особенностью режима работы электрических сетей 0,4 кВ является неравномерность загрузки фаз.

Величина потерь мощности при неравномерной нагрузке фаз Р_н может быть выражена как
Р_н = К_д.пР_с,
где Р_с - потери мощности при симметричной нагрузке фаз, кВт;

К_д.п - коэффициент дополнительных потерь при неравномерной нагрузке.

Выравнивание нагрузок производится переключением нагрузки с более загруженной фазы на менее загруженные после проведения замеров нагрузок по фазам линии и анализа результатов.

Отрицательное влияние несимметрии, которое нельзя устранить выравниванием нагрузок по фазам, можно уменьшить:

заменой силовых трансформаторов со схемой соединения обмоток "звезда/звезда" на трансформаторы со схемой "звезда/зигзаг" или "треугольник/звезда", которые менее чувствительны к несимметрии нагрузок;

увеличением сечения нулевого провода в линии 0,4 кВ до сечения фазного провода.

В приложении 5 приводится пример расчета эффективности мероприятий выравнивания нагрузки фаз в сети 0,4 кВ.

25. Важным мероприятием по сокращению технологического расхода электроэнергии является увеличение эффективности использования трансформаторов за счет сезонного отключения одного из двух трансформаторов двухтрансформаторной подстанции. При этом отключается трансформатор, работающий с наименьшей нагрузкой, и его нагрузка переводится на другой трансформатор. Пример расчета эффективности данного мероприятия приводится в приложении 6.

26. Сокращение потерь электроэнергии достигается заменой трансформаторов при устойчивом недоиспользовании их мощности. При коэффициенте загрузки трансформатора 10(6)/0,4 кВ меньше 0,5, имеет место существенное относительное увеличение потерь электроэнергии за счет потерь холостого хода.

Снижение потерь электроэнергии в результате замены трансформаторов определяется по формуле:
W_тр = (Р_х.х.1 - Р_х.х.2)Т + (), кВтч, (32)
где Р_х.х.1, Р_х.х.2- потери мощности холостого хода трансформаторов, кВт;

Р_кз.1, Р_кз.2 - потери мощности короткого замыкания трансформаторов, кВт;

Т - время использования максимальной нагрузки;

 - время максимальных потерь.

В приложении 7 приведен пример расчета эффективности замены малозагруженных трансформаторов трансформаторами меньшей мощности.

Приложение 1

(справочное)

Извлечение из типовой инструкции по учету электроэнергии при ее производстве, передаче и распределении РД 34.09.101-94
Номенклатура элементов расхода электроэнергии напряжением до 0,4 кВ на собственные нужды подстанции (из приложения 3 к типовой инструкции)
Номенклатура включает расход электроэнергии на следующие цели:
- обогрев, освещение, вентиляция помещений (ЗРУ; проходная);

- зарядно-подзарядные устройства аккумуляторных батарей;

- освещение территории;

- питание оперативных цепей и цепей управления (на подстанциях с переменным оперативным током);

- обогрев ячеек КРУН (с аппаратурой релейной защиты, автоматики телемеханики, счетчиками, приводами масляных выключателей);

- небольшие по объему ремонтные работы, выполняемые в процессе эксплуатации;

- дренажные насосы, мелкие станки, приспособления.
Номенклатура элементов расхода электроэнергии напряжением до 0,4 кВ на хозяйственные нужды электрических сетей

(из приложения 4 к типовой инструкции)
В номенклатуру входит расход электроэнергии на следующие объекты и виды работ:

- ремонтные, механические и столярные мастерские;

- масляное хозяйство;

- автохозяйство (база механизации);

- учебные полигоны;

- склады оборудования и материалов;

- административные здания предприятий электрических сетей, помещения различного назначения (учебные кабинеты, библиотека, медпункт, бытовые помещения, специализированные лаборатории, убежища);

- монтажные наладочные работы, капитальный, средний и аварийно-восстановительный ремонты зданий и оборудования, выполняемые персоналом электросетей; те же работы, выполняемые подрядными организациями, если по условиям договора с подрядчиком сетевое предприятие принимает на себя необходимый при выполнении этих работ расход электроэнергии.

Приложение 2
Зависимость  = f(T)


Приложение 3
Коэффициент неравномерности нагрузки фаз в сетях 0,4 кВ

К2	К1
	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3	0,2	0,1	0
0	1,5	1,504	1,52	1,547	1,594	1,667	1,776	1,935	2,167	2,504	3,0
0,1	1,37	1,365	1,37	1,389	1,422	1,476	1,56	1,684	1,684	2,125
0,2	1,25	1,258	1,26	1,271	1,296	1,339	1,406	1,507	1,658
0,3	1,16	1,168	1,177	1,185	1,205	1,241	1,298	1,383
0,4	1,12	1,117	1,116	1,122	1,14	1,172	1,222
0,5	1,08	1,078	1,072	1,078	1,095	1,125
0,6	1,05	1,042	1,042	1,049	1,066
0,7	1,024	1,021	1,022	1,031
0,8	1,01	1,008	1,012
0,9	1,002	1,002
1,0	1,0

Коэффициенты

,

где I_а -ток наиболее загруженной фазы, I_с - ток наименее загруженной фазы (K₁ > K₂).

<предыдущая страница | следующая страница>