Потери мощности и эл. энергии в эл. сетях, пути их снижения

Лекция 21

Нефть, газ, а следовательно и эл. энергия дорожают, поэтому вопросы снижения потерь при выработке, передаче и распределении эл. энергии становятся все актуальней. Рассмотрим эти вопросы подробней.

Потери активной мощности в линиях и трансформаторах отражают нагрев проводников при прохождении по ним эл. тока, что обуславливает установку дополнительной мощности на эл. станциях. Потери реактивной мощности имеют другую природу. Они отражают наличие магнитных полей и непосредственно вызывают дополнительные потери напряжения, а это, в свою очередь, ведет к увеличению тока нагрузки, а следовательно к увеличению потерь активной мощности.

Потери активной мощности в трехфазной системе, как известно, определяются формулой:

.

Причем, на мы влиять не можем, а на - можем путем применения компенсирующих устройств. Если линия состоит из нескольких участков, то:

.

А потери реактивной:

.

Баланс полных мощностей запишется:

.

Полные потери в линии будут равны:

.

Рассмотрим потери в трансформаторах по аналогии с ЛЭП. Можно записать:

,

а можно и так:

.

используя 4 основных параметра трансформаторов, которые приводятся в справочниках, можно определить и :

,

,

где - коэффициент загрузки трансформатора.

напрямую связан с током Х.Х. трансформатора:

,

тогда

.

Во втором слагаемом:

, а

и

.

Для 3-ехобмоточных трансформаторов выражения для потерь мощности в них же будут такими:

;

.

Теперь перейдем к определению потерь эл. энергии. В самом общем виде расход эл. энергии за год:

,

а потери:

,

где - ток нагрузки, который не остается постоянным.

Если построить график нагрузки по продолжительности (рис. 1), то выражение для можно записать в следующем виде:

.

Рис. 1.

Однако на практике этой формулой не пользуются. вводят понятие – число часов использования максимума нагрузки :

.

На графике - это одна сторона прямоугольника ОАВС, представляющего его площадь. Значения для различных отраслей промышленности приводятся в справочниках.

На практике для подсчета чаще других используется метод максимальной нагрузки:

,

где и - соответственно время максимальных потерь активной и реактивной мощностей.

Полагая, что они мало отличаются друг от друга, т.е. , получаем простую формулу:

.

Для определения найдена эмпирическая формула:

.

Иногда используется метод средней нагрузки:

или

.

На практике для подсчета потерь эл. энергии в трансформаторах используется формула:

,

а для подсчета потерь в линиях:

.

Из приведенных формул вытекают следующие принципиальные пути сокращения потерь:

­ повышение напряжения в эл. сетях;

­ сечения проводов должны соответствовать экономически обоснованному уровню;

­ всюду, где это возможно, необходимо использовать параллельную работу ЛЭП и трансформаторов;

­ не допускать работу трансформаторов в режиме холостого хода, стремиться поддерживать их загрузку оптимальной, в пределах 0,65 – 0, 75 от номинальной;

­ ограничивать перетоки реактивной мощности в сетях путем установки компенсирующих устройств.

Литература:

1. Караев Р.И. и др. Эл. сети и системы. Желдориздат, 1987 г.

Дата добавления: 2014-01-07