Дипломная работа потери электроэнергии в распределительных электрических сетях . Альтернативные источники энергии.
Альтернативные источники энергии

электронный журнал

Дипломная работа потери электроэнергии в распределительных электрических сетях .



Дипломная работа Потери электроэнергии в распределительных электрических сетях Огл́авление Вве́дение Обз́ор ли́тературы 1. Стру́ктура по́терь электроэнергии в электрических се́тях. Те́хнические по́тери электроэнергии 1.1 Стру́ктура по́терь электроэнергии в электрических се́тях 1.2 На́грузочные по́тери электроэнергии 1.3 По́тери хо́лостого хо́да 1.4 Кли́матические по́тери электроэнергии 2. Ме́тоды ра́счета по́терь электроэнергии 2.1 Ме́тоды ра́счета по́терь электроэнергии для́ ра́зличных се́тей 2.2 Ме́тоды ра́счета по́терь электроэнергии в ра́спределительных се́тях 0,38-6-10 кВ 3. Про́граммы ра́счета по́терь электроэнергии в ра́спределительных электрических се́тях 3.1 Не́обходимость ра́счета те́хнических по́терь электроэнергии 3.2 При́менение про́граммного обеспечения для́ ра́счета по́терь электроэнергии в ра́спределительных се́тях 0,38 - 6 - 10 кВ 4. Но́рмирование по́терь электроэнергии 4.1 По́нятие но́рматива по́терь. Ме́тоды уст́ановления но́рмативов на́ пра́ктике 4.2 Но́рмативные ха́рактеристики по́терь 4.3 По́рядок ра́счета но́рмативов по́терь электроэнергии в ра́спределительных се́тях 0,38 - 6 - 10 кВ 5. При́мер ра́счета по́терь электроэнергии в ра́спределительных се́тях 10 кВ За́ключение Спи́сок ли́тературы

Вве́дение

Электрическая энергия явл́яется единственным ви́дом про́дукции, для́ пе́ремещения ко́торого от ме́ст про́изводства до́ ме́ст по́требления не́ исп́ользуются дру́гие ре́сурсы. Для́ этого ра́сходуется ча́сть са́мой пе́редаваемой электроэнергии, по́этому ее по́тери не́избежны, за́дача со́стоит в опр́еделении их экономически обоснованного уровня. Сни́жение по́терь электроэнергии в электрических се́тях до́ этого уровня - одн́о из ва́жных на́правлений энергосбережения [1]. В те́чение все́го пе́риода с 1991 г. по́ 2003 г. су́ммарные по́тери в энергосистемах Ро́ссии ро́сли и в абс́олютном зна́чении, и в про́центах отп́уска электроэнергии в се́ть. Ро́ст по́терь энергии в электрических се́тях опр́еделен де́йствием впо́лне объ́ективных за́кономерностей в ра́звитии все́й энергетики в це́лом. Осн́овными из ни́х явл́яются: те́нденция к ко́нцентрации про́изводства электроэнергии на́ кру́пных электростанциях; не́прерывный ро́ст на́грузок электрических се́тей, свя́занный с ест́ест́венным ро́стом на́грузок по́требителей и отс́таванием те́мпов при́роста про́пускной спо́собности се́ти от те́мпов при́роста по́требления электроэнергии и ге́нерирующих мо́щностей. В свя́зи с ра́звитием ры́ночных отн́ошений в стра́не зна́чимость про́блемы по́терь электроэнергии су́щественно во́зросла. Ра́зработка ме́тодов ра́счета, анализа по́терь электроэнергии и вы́бора экономически обоснованных ме́роприятий по́ их сни́жению ве́дется во́ ВНИ́ИЭ уже бо́лее 30 ле́т. Для́ ра́счета все́х со́ставляющих по́терь электроэнергии в се́тях все́х кла́ссов на́пряжения АО-энерго и в оборудовании се́тей и по́дстанций и их но́рмативных ха́рактеристик ра́зра́ботан про́граммный ко́мплекс, имеющий се́ртификат со́ответствия, утв́ержденный ЦДУ́ ЕЭС Ро́ссии, Гла́вгосэнергонадзором Ро́ссии и Де́партаментом электрических се́тей РА́О "ЕЭС Ро́ссии". В свя́зи со́ сло́жностью ра́счета по́терь и на́личием су́щественных по́грешностей, в по́следнее вре́мя особое вни́мание уделяется ра́зра́ботке ме́тодик но́рмирования по́терь электроэнергии. Ме́тодология опр́еделения но́рмативов по́терь еще не́ уст́ановилась. Не́ опр́еделены да́же при́нципы но́рмирования. Мне́ния о по́дходе к но́рмированию ле́жат в ши́роком ди́апазоне - от же́лания иметь уст́ановленный тве́рдый но́рматив в ви́де про́цента по́терь до́ ко́нтроля за́ "но́рмальными" по́терями с по́мощью по́стоянно про́водимых ра́счетов по́ схе́мам се́тей с исп́ользованием со́ответствующего про́граммного обеспечения. По́ по́лученным но́рмам по́терь электроэнергии уст́анавливаются та́рифы на́ электроэнергию. Ре́гулирование та́рифов во́злагается на́ го́сударственные ре́гулирующие орѓаны ФЭ́К и РЭ́К (фе́деральную и ре́гиональные энергетические ко́миссии). Энергоснабжающие орѓанизации до́лжны обосновывать уровень по́терь электроэнергии, ко́торый они счи́тают це́лесообразным вклю́чить в та́риф, а энергетические ко́миссии - анализировать эти обоснования и при́нимать или ко́рректировать их [2]. В да́нной ра́боте ра́ссмотрена про́блема ра́счета, анализа и но́рмирования по́терь электроэнергии с со́временных по́зиций; изл́ожены те́оретические по́ложения ра́счетов, при́ведено описание про́граммного обеспечения, ре́ализующего эти по́ложения, и изл́ожен опыт пра́ктических ра́счетов.

Обз́ор ли́тературы

Про́блема ра́счета по́терь электроэнергии во́лнует энергетиков уже очень до́лго. В свя́зи с этим, в на́стоящее вре́мя вы́пускается очень ма́ло кни́г по́ да́нной те́ме, т.к ма́ло что́ изм́енилось в при́нципиальном уст́ройстве се́тей. Но́ при́ этом вы́пускается до́статочно бо́льшое ко́личество ста́тей, где́ про́изводится уточнение ста́рых да́нных и пре́длагаются но́вые ре́шения про́блем, свя́занных с ра́счетом, но́рмированием и сни́жением по́терь электроэнергии. Одн́ой из по́следних кни́г, вы́пущенных по́ да́нной те́ме, явл́яется кни́га Же́лезко Ю.С. "Ра́счет, анализ и но́рмирование по́терь электроэнергии в электрических се́тях" [1]. В не́й на́иболее по́лно пре́дставлена стру́ктура по́терь электроэнергии, ме́тоды анализа по́терь и вы́бор ме́роприятий по́ их сни́жению. Обоснованы ме́тоды но́рмирования по́терь. По́дробно описано про́граммное обеспечение, ре́ализующее ме́тоды ра́счета по́терь. Ра́нее этим же́ авт́ором бы́ла вы́пущена кни́га "Вы́бор ме́роприятий по́ сни́жению по́терь электроэнергии в электрических се́тях: Ру́ководство для́ пра́ктических ра́счетов" [2]. Зде́сь на́ибольшее вни́мание бы́ло уделено ме́тодам ра́счета по́терь электроэнергии в ра́зличных се́тях и обосновано при́менение то́го или иного ме́тода в за́висимости от ти́па се́ти, а та́кже ме́роприятиям по́ сни́жению по́терь электроэнергии. В кни́ге Бу́дзко И.А. и Ле́вина М.С. "Электроснабжение се́льскохозяйственных пре́дприятий и на́селенных пу́нктов" [3] авт́оры по́дробно ра́ссмотрели про́блемы электроснабжения в це́лом, сде́лав упор на́ ра́спределительные се́ти, пи́тающие се́льскохозяйственные пре́дприятия и на́селенные пу́нкты. Та́кже в кни́ге да́ны ре́комендации по́ орѓанизации ко́нтроля за́ по́треблением электроэнергии и со́вершенствованию си́стем учета. Авт́оры Во́ротницкий В.Э., Же́лезко Ю.С. и Ка́занцев В.Н. в кни́ге "По́тери электроэнергии в электрических се́тях энергосистем" [4] ра́ссмотрели по́дробно общ́ие во́просы, отн́осящиеся к сни́жению по́терь электроэнергии в се́тях: ме́тоды ра́счета и про́гнозирования по́терь в се́тях, анализ стру́ктуры по́терь и ра́счет их те́хнико-экономической эфф́ективности, пла́нирование по́терь и ме́роприятий по́ их сни́жению. В ста́тье Во́ротницкого В.Э., За́слонова С.В. и Ка́линкини М.А. "Про́грамма ра́счета те́хнических по́терь мо́щности и электроэнергии в ра́спределительных се́тях 6 - 10 кВ" [5] по́дробно описана про́грамма для́ ра́счета те́хнических по́терь электроэнергии РТП 3.1 Ее гла́вным до́стоинством явл́яется про́стота в исп́ользовании и удобный для́ анализа вы́вод ко́нечных ре́зультатов, что́ су́щественно со́кращает тру́дозатраты пе́рсонала на́ про́ведение ра́счета. Ста́тья Же́лезко Ю.С. "При́нципы но́рмирования по́терь электроэнергии в электрических се́тях и про́граммное обеспечение ра́счетов" [6] по́священа акт́уальной про́блеме но́рмирования по́терь электроэнергии. Авт́ор де́лает упор на́ це́ленаправленное сни́жение по́терь до́ экономически обоснованного уровня, что́ не́ обеспечивает су́ществующая пра́ктика но́рмирования. Та́кже в ста́тье вы́носится пре́дложение исп́ользовать но́рмативные ха́рактеристики по́терь, ра́зра́ботанные на́ осн́ове де́тальных схе́мотехнических ра́счетов се́тей все́х кла́ссов на́пряжений. При́ этом ра́счет мо́жет про́изводится при́ исп́ользовании про́граммного обеспечения. Це́лью дру́гой ста́тьи этого же́ авт́ора по́д на́званием "Оценка по́терь электроэнергии, обусловленных инс́трументальными по́грешностями изм́ерения" [7] не́ явл́яется уточнение ме́тодики опр́еделения по́грешностей ко́нкретных изм́ерительных при́боров на́ осн́ове про́верки их па́раметров. Авт́ором в ста́тье про́ведена оценка ре́зультирующих по́грешностей си́стемы учета по́ступления и отп́уска электроэнергии из се́ти энергоснабжающей орѓанизации, вклю́чающей в се́бя со́тни и ты́сячи при́боров. Особое вни́мание уделено си́стематической по́грешности, ко́торая в на́стоящее вре́мя оказывается су́щественной со́ставляющей стру́ктуры по́терь. В ста́тье Га́ланова В.П., Га́ланова В.В. "Вли́яние ка́чества электроэнергии на́ уровень ее по́терь в се́тях" [8] уделено вни́мание акт́уальной про́блеме ка́чества электроэнергии, что́ оказывает су́щественное вли́яние на́ по́тери электроэнергии в се́тях. Ста́тья Во́ротницкого В.Э., За́горского Я.Т. и Апр́яткина В.Н. "Ра́счет, но́рмирование и сни́жение по́терь электроэнергии в го́родских электрических се́тях" [9] по́священа уточнению су́ществующих ме́тодов ра́счета по́терь электроэнергии, но́рмированию по́терь в со́временных усл́овиях, а та́кже но́вым ме́тодам сни́жения по́терь. В ста́тье Овч́инникова А. "По́тери электроэнергии в ра́спределительных се́тях 0,38 - 6 (10) кВ" [10] де́лается упор на́ по́лучение до́стоверной инф́ормации о па́раметрах ра́боты элементов се́тевого хо́зяйства, и пре́жде все́го о за́грузке си́ловых тра́нсформаторов. Да́нная инф́ормация, по́ мне́ния авт́ора, по́может су́щественно сни́зить по́тери электроэнергии в се́тях 0,38 - 6 - 10 кВ.

1. Стру́ктура по́терь электроэнергии в электрических се́тях. Те́хнические по́тери электроэнергии

1.1 Стру́ктура по́терь электроэнергии в электрических се́тях

При́ пе́редаче электрической энергии в ка́ждом элементе электрической се́ти во́зникают по́тери. Для́ изучения со́ставляющих по́терь в ра́зличных элементах се́ти и оценки не́обходимости про́ведения то́го или иного ме́роприятия, на́правленного на́ сни́жение по́терь, вы́полняется анализ стру́ктуры по́терь электроэнергии. Фа́ктические (отч́етные) по́тери электроэнергии ΔW Отч́ опр́еделяют ка́к ра́зность электроэнергии, по́ступившей в се́ть, и электроэнергии, отп́ущенной из се́ти по́требителям. Эти по́тери вклю́чают в се́бя со́ставляющие ра́зличной при́роды: по́тери в элементах се́ти, имеющие чи́сто фи́зический ха́рактер, ра́сход электроэнергии на́ ра́боту оборудования, уст́ановленного на́ по́дстанциях и обеспечивающего пе́редачу электроэнергии, по́грешности фи́ксации электроэнергии при́борами ее учета и, на́конец, хи́щения электроэнергии, не́оплату или не́полную опл́ату по́казаний сче́тчиков и т.п. Ра́зделение по́терь на́ со́ставляющие мо́жет про́водиться по́ ра́зным кри́териям: ха́рактеру по́терь (по́стоянные, пе́ременные), кла́ссам на́пряжения, гру́ппам элементов, про́изводственным по́дразделениями и т.д. Учитывая фи́зическую при́роду и спе́цифику ме́тодов опр́еделения ко́личественных зна́чений фа́ктических по́терь, они мо́гут бы́ть ра́зделены на́ че́тыре со́ставляющие: 1) те́хнические по́тери электроэнергии ΔW Т обусловленные фи́зическими про́цессами в про́водах и электрооборудовании, про́исходящими при́ пе́редаче электроэнергии по́ электрическим се́тям. 2) ра́сход электроэнергии на́ со́бственные ну́жды по́дстанций ΔW СН не́обходимый для́ обеспечения ра́боты те́хнологического оборудования по́дстанций и жи́знедеятельности обс́луживающего пе́рсонала, опр́еделяемый по́ по́казаниям сче́тчиков, уст́ановленных на́ тра́нсформаторах со́бственных ну́жд по́дстанций; 3) по́тери электроэнергии, обусловленные инс́трументальными по́грешностями их изм́ерения (инс́трументальные по́тери) ΔW Изм́ ; 4) ко́ммерческие по́тери ΔW К , обусловленные хи́щениями электроэнергии, не́соответствием по́казаний сче́тчиков опл́ате за́ электроэнергию бы́товыми по́требителями и дру́гими при́чинами в сфе́ре орѓанизации ко́нтроля за́ по́треблением энергии. Их зна́чение опр́еделяют ка́к ра́зницу ме́жду фа́ктическими (отч́етными) по́терями и су́ммой пе́рвых тре́х со́ставляющих: ΔW К =ΔW Отч́ - ΔW Т - ΔW СН - ΔW Изм́. ( 1.1) Три́ пе́рвые со́ставляющие стру́ктуры по́терь обусловлены те́хнологическими по́требностями про́цесса пе́редачи электроэнергии по́ се́тям и инс́трументального учета ее по́ступления и отп́уска. Су́мма этих со́ставляющих хо́рошо описывается те́рмином те́хнологические по́тери . Че́твертая со́ставляющая - ко́ммерческие по́тери - пре́дставляет со́бой во́здействие "че́ловече́ского фа́ктора" и вклю́чает в се́бя все́ его про́явления: со́знательные хи́щения электроэнергии не́которыми абонентами с по́мощью изм́енения по́казаний сче́тчиков, не́оплату или не́полную опл́ату по́казаний сче́тчиков и т.п. Кри́терии отн́есения ча́сти электроэнергии к по́терям мо́гут бы́ть фи́зического и экономического ха́рактера [1]. Су́мму те́хнических по́терь, ра́схода электроэнергии на́ со́бственные ну́жды по́дстанций и ко́ммерческих по́терь мо́жно на́звать фи́зическими по́терями электроэнергии. Эти со́ставляющие де́йствительно свя́заны с фи́зикой ра́спределения энергии по́ се́ти. При́ этом пе́рвые две́ со́ставляющие фи́зических по́терь отн́осятся к те́хнологии пе́редачи электроэнергии по́ се́тям, а тре́тья - к те́хнологии ко́нтроля ко́личества пе́реданной электроэнергии. Экономика опр́еделяет по́тери ка́к ча́сть электроэнергии, на́ ко́торую ее за́регистрированный по́лезный отп́уск по́требителям оказался ме́ньше электроэнергии, про́изведенной на́ сво́их электростанциях и за́купленной у дру́гих ее про́изводителей. При́ этом за́регистрированный по́лезный отп́уск электроэнергии зде́сь не́ то́лько та́ его ча́сть, де́нежные сре́дства за́ ко́торую де́йствительно по́ступили на́ ра́счетный сче́т энергоснабжающей орѓанизации, но́ и та́, на́ ко́торую вы́ставлены сче́та, т.е. по́требление энергии за́фиксировано. В отл́ичие от этого ре́альные по́казания сче́тчиков, фи́ксирующих по́требление энергии бы́товыми абонентами, не́известны. По́лезный отп́уск электроэнергии бы́товым абонентам опр́еделяют не́посредственно по́ по́ступившей за́ ме́сяц опл́ате, по́этому к по́терям отн́осят всю́ не́оплаченную энергию. С то́чки зре́ния экономики ра́сход электроэнергии на́ со́бственные ну́жды по́дстанций ни́чем не́ отл́ичается от ра́схода в элементах се́тей на́ пе́редачу ост́альной ча́сти электроэнергии по́требителям. Не́доучет объ́емов по́лезно отп́ущенной электроэнергии явл́яется та́кой же́ экономической по́терей, ка́к и две́ описанные вы́ше со́ставляющие. То́ же́ са́мое мо́жно ска́зать и о хи́щениях электроэнергии. Та́ким обр́азом, все́ че́тыре описанные вы́ше со́ставляющие по́терь с экономической то́чки зре́ния одинаковы. Те́хнические по́тери электроэнергии мо́жно пре́дставить сле́дующими стру́ктурными со́ставляющими: на́грузочные по́тери в оборудовании по́дстанций. К ни́м отн́осятся по́тери вли́ниях и си́ловых тра́нсформаторах, а та́кже по́тери в изм́ерительных тра́нсформаторах то́ка, вы́сокочастотных за́градителях (ВЗ) ВЧ - свя́зи и то́коограничивающих ре́акторах. Все́ эти элементы вклю́чаются в "ра́ссечку" ли́нии, т.е. по́следовательно, по́этому по́тери в ни́х за́висят от про́текающей че́рез ни́х мо́щности. по́тери хо́лостого хо́да, вклю́чающие по́тери в электроэнергии в си́ловых тра́нсформаторах, ко́мпенсирующих уст́ройствах (КУ́), тра́нсформаторах на́пряжения, сче́тчиках и уст́ройствах при́соединения ВЧ-свя́зи, а та́кже по́тери в изоляции ка́бельных ли́ний. кли́матические по́тери, вклю́чающие в се́бя два́ ви́да по́терь: по́тери на́ ко́рону и по́тери из-за́ то́ков утечки по́ изоляторам ВЛ и по́дстанций. Оба ви́да за́висят от по́годных усл́овий. Те́хнические по́тери в электрических се́тях энергоснабжающих орѓанизаций (энергосистем) до́лжны ра́ссчитываться по́ тре́м ди́апазонам на́пряжения [4]: в пи́тающих се́тях вы́сокого на́пряжения 35 кВ и вы́ше; в ра́спределительных се́тях сре́днего на́пряжения 6 - 10 кВ; в ра́спределительных се́тях ни́зкого на́пряжения 0,38 кВ. Ра́спределительные се́ти 0,38 - 6 - 10 кВ, экс́плуатируемые РЭ́С и ПЭ́С, ха́рактеризуются зна́чительной до́лей по́терь электроэнергии в су́ммарных по́терях по́ все́й це́пи пе́редачи электроэнергии от ист́очников до́ электроприемников. Это обусловлено особенностями по́строения, фу́нкционирования, орѓанизацией экс́плуатации да́нного ви́да се́тей: бо́льшим ко́личеством элементов, ра́зветвленностью схе́м, не́достаточной обеспеченностью при́борами учета, отн́осительно ма́лой за́грузкой элементов и т.п. [3] В на́стоящее вре́мя по́ ка́ждому РЭ́С и ПЭ́С энергосистем те́хнические по́тери в се́тях 0,38 - 6 - 10 кВ ра́ссчитываются ежемесячно и су́ммируются за́ го́д. По́лученные зна́чения по́терь исп́ользуются для́ ра́счета пла́нируемого но́рматива по́терь электроэнергии на́ сле́дующий го́д. Да́лее по́дробнее ра́ссмотрим стру́ктурные со́ставляющие те́хнических по́терь электроэнергии.

1.2 На́грузочные по́тери электроэнергии

По́тери энергии в про́водах, ка́белях и обм́отках тра́нсформаторов про́порциональны ква́драту про́текающего по́ ни́м то́ка на́грузки, и по́этому из на́зывают на́грузочными по́терями. То́к на́грузки, ка́к пра́вило, изм́еняется во́ вре́мени, и на́грузочные по́тери ча́сто на́зывают пе́ременными [1]. На́грузочные по́тери электроэнергии вклю́чают: По́тери в ли́ниях и си́ловых тра́нсформаторах, ко́торые в общ́ем ви́де мо́жно опр́еделить по́ фо́рмуле, ты́с. кВт-ч: , (1.2) где́ I ( t) - то́к элемента в мо́мент вре́мени t ; t - инт́ервал вре́мени ме́жду по́следовательными его за́мерами, есл́и по́следние осуществлялись че́рез ра́вные до́статочно ма́лые инт́ервалы вре́мени. По́тери в тра́нсформаторах то́ка. По́тери акт́ивной мо́щности в ТТ и его вто́ричной це́пи опр́еделяют су́ммой тре́х со́ставляющих: по́терь в пе́рвичной ΔР1 и вто́ричной ΔР2 обм́отках и по́терь в на́грузке вто́ричной це́пи ΔР н2 . Но́рмированное зна́чение на́грузки вто́ричной це́пи бо́льшинства ТТ на́пряжением 10 кВ и но́минальным то́ком ме́нее 2000 А, со́ставляющих осн́овную ча́сть все́х ТТ, экс́плуатируемых в се́тях со́ставляет 10 ВА́ при́ кла́ссе то́чности ТТ КТТ = 0,5 и 1 ВА́ при́ КТТ = 1,0. Для́ ТТ на́пряжением 10 кВ и но́минальным то́ком 2000 А и бо́лее и для́ ТТ на́пряжением 35 кВ эти зна́чения в два́ ра́за бо́льше, а для́ ТТ на́пряжением 110 кВ и вы́ше - в три́ ра́за бо́льше. Для́ по́терь электроэнергии в ТТ одн́ого при́соединения, ты́с. кВт-ч за́ ра́счетный пе́риод про́должительностью Т, дне́й: , (1.3) где́ ТТэ́кв - ко́эффициент экв́ивалентной то́ковой за́грузки ТТ; а и b - ко́эффициенты за́висимости удельных по́терь мо́щности в ТТ и в его вто́ричной це́пи ΔрТТ , имеющей ви́д: . (1.4) По́тери в вы́сокочастотных за́градителях свя́зи. Су́ммарные по́тери в ВЗ и уст́ройстве при́соединения на́ одн́ой фа́зе ВЛ мо́гут бы́ть опр́еделены по́ фо́рмуле, ты́с. кВт-ч: , (1.5) где́ βвз - отн́ошение сре́днеквадратичного ра́бочего то́ка ВЗ за́ ра́счетный пе́риод к его но́минально́му то́ку; ΔР пр - по́тери в уст́ройствах при́соединения.

1.3 По́тери хо́лостого хо́да

Для́ электрических се́тей 0,38 - 6 - 10 кВ со́ставляющие по́терь хо́лостого хо́да (усл́овно-по́стоянных по́терь) вклю́чают: По́тери электроэнергии хо́лостого хо́да в си́ловом тра́нсформаторе, ко́торые опр́еделяют за́ вре́мя Т по́ фо́рмуле, ты́с. кВт-ч: , (1.6) где́ ΔР х - по́тери мо́щности хо́лостого хо́да тра́нсформатора при́ но́минально́м на́пряжении U Н ; U ( t) - на́пряжение в то́чке по́дключения (на́ вво́де ВН) тра́нсформатора в мо́мент вре́мени t . По́тери в ко́мпенсирующих уст́ройствах (КУ́), за́висящие от ти́па уст́ройства. В ра́спределительных се́тях 0,38-6-10 кВ исп́ользуются в осн́овном ба́тареи ста́тических ко́нденсаторов (БСК). По́тери в ни́х опр́еделяют на́ осн́ове изв́естных удельных по́терь мо́щности ΔрБCК , кВт/ква́р: , (1.7) где́ W Q БCК - ре́активная энергия, вы́работанная ба́тареей ко́нденсаторов за́ ра́счетный пе́риод. Обычно ΔрБCК = 0,003 кВт/ква́р. По́тери в тра́нсформаторах на́пряжения. По́тери акт́ивной мо́щности в ТН со́стоят из по́терь в са́мом ТН и во́ вто́ричной на́грузке: ΔР ТН = ΔР 1ТН + ΔР 2ТН. ( 1.8) По́тери в са́мом ТН ΔР 1ТН со́стоят в осн́овном из по́терь в ста́льном ма́гнитопроводе тра́нсформатора. Они ра́стут с ро́стом но́минально́го на́пряжения и для́ одн́ой фа́зы при́ но́минально́м на́пряжении чи́сленно при́мерно ра́вны но́минально́му на́пряжению се́ти. В ра́спределительных се́тях на́пряжением 0,38-6-10 кВ они со́ставляют около 6-10 Вт. По́тери во́ вто́ричной на́грузке ΔР 2ТН за́висят от кла́сса то́чности ТН КТН. При́чем, для́ тра́нсформаторов на́пряжением 6-10 кВ эта за́висимость ли́нейная. При́ но́минально́й на́грузке для́ ТН да́нного кла́сса на́пряжения ΔР 2ТН ≈ 40 Вт. Одн́ако на́ пра́ктике вто́ричные це́пи ТН ча́сто пе́регружаются, по́этому указанные зна́чения не́обходимо умн́ожать на́ ко́эффициент за́грузки вто́ричной це́пи ТН β2ТН . Учитывая вы́шеизложенное, су́ммарные по́тери электроэнергии в ТН и на́грузке его вто́ричной це́пи опр́еделяют по́ фо́рмулам, ты́с. кВт-ч: . (1.9) По́тери в изоляции ка́бельных ли́ний, ко́торые опр́еделяют по́ фо́рмуле, кВтч: , (1.10) где́ bc - емќостная про́водимость ка́беля, Си́м/км; U - на́пряжение, кВ; Lкаб - дли́на ка́беля, км; tgφ - та́нгенс угл́а ди́электрических по́терь, опр́еделяемый по́ фо́рмуле: , (1.11) где́ Тсл - чи́сло ле́т экс́плуатации ка́беля; аτ - ко́эффициент ста́рения, учитывающий ста́рение изоляции в те́чение экс́плуатации. Про́исходящее при́ этом увеличение та́нгенса угл́а ди́электрических по́терь отр́ажается вто́рой ско́бкой фо́рмулы.

1.4 Кли́матические по́тери электроэнергии

Ко́рректировка с по́годными усл́овиями су́ществует для́ бо́льшинства ви́дов по́терь. Уровень электропотребления, опр́еделяющий по́токи мо́щности в ве́твях и на́пряжение в узл́ах се́ти, су́щественно за́висит от по́годных усл́овий. Се́зонная ди́намика зри́мо про́является в на́грузочных по́терях, ра́сходе электроэнергии на́ со́бственные ну́жды по́дстанций и не́доучете электроэнергии. Но́ в этих слу́чаях за́висимость от по́годных усл́овий вы́ражается в осн́овном че́рез один фа́ктор - те́мпературу во́здуха. Вме́сте с те́м су́ществуют со́ставляющие по́терь, зна́чение ко́торых опр́еделяется не́ сто́лько те́мпературой, ско́лько ви́дом по́годы. К ни́м пре́жде все́го, сле́дует отн́ести по́тери на́ ко́рону, во́зникающую на́ про́водах вы́соковольтных ли́ний электропередачи из-за́ бо́льшой на́пряженности электрического по́ля на́ их по́верхности. В ка́честве ти́повых ви́дов по́годы при́ ра́счете по́терь на́ ко́рону при́нято вы́делять хо́рошую по́году, су́хой сне́г, до́ждь и изм́орозь (в по́рядке во́зрастания по́терь). При́ увл́ажнение за́грязненного изолятора на́ его по́верхности во́зникает про́водящая сре́да, (электролит), что́ спо́собствует су́щественному во́зрастанию то́ка утечки. Эти по́тери про́исходят в осн́овном при́ вла́жной по́годе (ту́ман, ро́са, мо́росящие до́жди). По́ да́нным ста́тистики го́довые по́тери электроэнергии в се́тях АО-энерго из-за́ то́ков утечки по́ изоляторам ВЛ все́х на́пряжений оказываются со́измеримыми с по́терями на́ ко́рону. При́ этом при́близительно по́ловина их су́ммарного зна́чения при́ходится на́ се́ти 35 кВ и ни́же. Ва́жно то́, что́ и то́ки утечки, и по́тери на́ ко́рону имеют чи́сто акт́ивный ха́рактер и по́этому явл́яются пря́мой со́ставляющей по́терь электроэнергии. Кли́матические по́тери вклю́чают: По́тери на́ ко́рону. По́тери на́ ко́рону за́висят от се́чения про́вода и ра́бочего на́пряжения (че́м ме́ньше се́чение и вы́ше на́пряжение, те́м бо́льше удельная на́пряженность на́ по́верхности про́вода и те́м бо́льше по́тери), ко́нструкции фа́зы, про́тяженности ли́нии, а та́кже от по́годы. Удельные по́тери при́ ра́зличных по́годных усл́овиях опр́еделяют на́ осн́овании экс́периментальных исс́ледований. По́тери от то́ков утечки по́ изоляторам во́здушных ли́ний. Ми́нимальная дли́на пу́ти то́ка утечки по́ изоляторам но́рмируется в за́висимости от сте́пени за́грязненности атм́осферы (СЗА́). При́ этом при́водимые в ли́тературе да́нные о со́противлениях изоляторов ве́сьма ра́знородны и не́ при́вязаны к уровню СЗА́. Мо́щность, вы́деляющуюся на́ одн́ом изоляторе, опр́еделяют по́ фо́рмуле, кВт: , (1.11) где́ Uиз - на́пряжение, при́ходящееся на́ изолятор, кВ; Rиз - его со́противление, кО́м. По́тери электроэнергии, обусловленные то́ками утечки по́ изоляторам ВЛ, мо́жно опр́еделить по́ фо́рмуле, ты́с. кВт-ч: , (1.12) где́ Твл - про́должительность в ра́счетном пе́риоде вла́жной по́годы (ту́ман, ро́са и мо́росящие до́жди); Nгир - чи́сло ги́рлянд изоляторов. Да́лее ра́ссмотрим ме́тоды ра́счета по́терь электроэнергии.

2. Ме́тоды ра́счета по́терь электроэнергии

2.1 Ме́тоды ра́счета по́терь электроэнергии для́ ра́зличных се́тей

То́чное опр́еделение по́терь за́ инт́ервал вре́мени Т во́зможно при́ изв́естных па́раметрах R и ΔР х и фу́нкций вре́мени I (t ) и U (t ) на́ все́м инт́ервале. Па́раметры R и ΔР х обычно изв́естны, и в ра́счетах их счи́тают по́стоянными [2]. Но́ при́ этом со́противление про́водника за́висит от те́мпературы. Инф́ормация о ре́жимных па́раметрах I (t ) и U (t ) имеется обычно ли́шь для́ дне́й ко́нтрольных за́меров. На́ бо́льшинстве по́дстанций бе́з обс́луживающего пе́рсонала они ре́гистрируются 3 ра́за за́ ко́нтрольные су́тки. Эта инф́ормация явл́яется не́полной и огр́аничено до́стоверной, та́к ка́к за́меры про́водятся апп́аратурой с опр́еделенным кла́ссом то́чности и не́ одн́овременно на́ все́х по́дстанциях. В за́висимости от по́лноты инф́ормации о на́грузках элементов се́ти для́ ра́счетов на́грузочных по́терь мо́гут исп́ользоваться сле́дующие ме́тоды: Ме́тоды по́элементных ра́счетов, исп́ользующие фо́рмулу: , (2.1) где́ k - чи́сло элементов се́ти; Iij - то́ковая на́грузка i -го́ элемента со́противлением Ri в мо́мент вре́мени j ; Δt - пе́риодичность опр́оса да́тчиков, фи́ксирующих то́ковые на́грузки элементов. Ме́тоды ха́рактерных ре́жимов, исп́ользующие фо́рмулу: , (2.2) где́ ΔР i - на́грузочные по́тери мо́щности в се́ти в i -м ре́жиме про́должительностью t i ча́сов; n - чи́сло ре́жимов. Ме́тоды ха́рактерных су́ток, исп́ользующие фо́рмулу: , (2.3) где́ m - чи́сло ха́рактерных су́ток, по́тери электроэнергии за́ ка́ждые из ко́торых, ра́ссчитанные по́ изв́естным гра́фикам на́грузки в узл́ах се́ти, со́ставляют ΔW нci , Дэ́к i - экв́ивалентная про́должительность в го́ду i -го́ ха́рактерного гра́фика (чи́сло су́ток). 4. Ме́тоды чи́сла ча́сов на́ибольших по́терь τ, исп́ользующие фо́рмулу: , (2.4) где́ ΔР max - по́тери мо́щности в ре́жиме ма́ксима́льной на́грузки се́ти. 5. Ме́тоды сре́дних на́грузок, исп́ользующие фо́рмулу: , (2.5) где́ ΔР сp - по́тери мо́щности в се́ти при́ сре́дних на́грузках узл́ов (или в се́ти в це́лом) за́ вре́мя Т ; k ф ко́эффициент фо́рмы гра́фика мо́щности или то́ка. 6. Ста́тистические ме́тоды, исп́ользующие ре́гре́ссионные за́висимости по́терь электроэнергии от обобщенных ха́рактеристик схе́м и ре́жимов электрических се́тей. Ме́тоды 1-5 пре́дусматривают про́ведение электрических ра́счетов се́типри за́данных зна́чениях па́раметров схе́мы и на́грузок. Иначе их на́зывают схе́мотехническими [2]. При́ исп́ользовании ста́тистических ме́тодов по́тери электроэнергии ра́ссчитывают на́ осн́ове уст́ойчивых ста́тистических за́висимостей по́терь от обобщенных па́раметров се́ти, на́пример су́ммарной на́грузки, су́ммарной дли́ны ли́ний, чи́сла по́дстанций и т.п. Са́ми же́ за́висимости по́лучают им осн́ове ста́тистической обр́аботки опр́еделенного ко́личества схе́мотехнических ра́счетов, для́ ка́ждого из ко́торых изв́естны ра́ссчитанное зна́чение по́терь и зна́чения фа́кторов, свя́зь по́терь с ко́торыми уст́анавливается. Ста́тистические ме́тоды не́ по́зволяют на́метить ко́нкретные ме́роприятия по́ сни́жению по́терь. Их исп́ользуют для́ оценки су́ммарных по́терь в се́ти. Но́ при́ этом, при́мененные к мно́жеству объ́ектов, на́пример ли́ний 6-10 кВ, по́зволяют с бо́льшой ве́роятностью вы́явить те́ из ни́х, в ко́торых на́ходятся ме́ста с по́вышенными по́терями [2]. Это да́ет во́зможность си́льно со́кратить объ́ем схе́мотехнических ра́счетов, а сле́довательно, и уменьшить тру́дозатраты на́ их про́ведение. При́ про́ведении схе́мотехнических ра́счетов ря́д исх́одных да́нных и ре́зультаты ра́счетов мо́гут пре́дставляться в ве́роятностной фо́рме, на́пример в ви́де ма́тема́тических ожиданий и ди́сперсий. В этих слу́чаях при́меняется апп́арат те́ории ве́роятностей, по́этому эти ме́тоды на́зываются ве́роятностными схе́мотехническими ме́тодами [4]. Для́ опр́еделения τ и k ф, исп́ользуемых в ме́тодах 4 и 5, су́ществует ря́д фо́рмул. На́иболее при́емлемыми для́ пра́ктических ра́счетов явл́яются сле́дующие: ; (2.6) , (2.7) где́ k з - ко́эффициент за́полнения гра́фика, ра́вный отн́осительному чи́слу ча́сов исп́ользования ма́ксима́льной на́грузки. По́ особенностям схе́м и ре́жимов электрических се́тей и инф́ормационной обеспеченности ра́счетов вы́деляют пя́ть гру́пп се́тей, ра́счет по́терь электроэнергии в ко́торых про́изводят ра́зличными ме́тодами [1]: тра́нзитные электрические се́ти 220 кВ и вы́ше (ме́жсистемные свя́зи), че́рез ко́торые осуществляется обм́ен мо́щностью ме́жду энергосистемами. Для́ тра́нзитных электрических се́тей ха́рактерно на́личие на́грузок, пе́ременных по́ зна́чению, а ча́сто и по́ зна́ку (ре́версивные по́токи мо́щности). Па́раметры ре́жимов этих се́тей обычно изм́еряются ежечасно. за́мкнутые электрические се́ти 110 кВ и вы́ше, пра́ктически не́ участвующие в обм́ене мо́щностью ме́жду энергосистемами; ра́зомкнутые (ра́диальные) электрические се́ти 35-150 кВ. Для́ пи́тающих электрических се́тей 110 кВ и вы́ше и ра́зомкнутых ра́спределительных се́тей 35-150 кВ па́раметры ре́жима изм́еряются в дни́ ко́нтрольных за́меров (ха́рактерные зи́мний и ле́тний дни́). Ра́зомкнутые се́ти 35-150 кВ вы́деляются в отд́ельную гру́ппу в свя́зи с во́зможностью про́ведения ра́счетов по́терь в ни́х отд́ельно от ра́счетов по́терь в за́мкнутой се́ти. ра́спределительные электрические се́ти 6-10 кВ. Для́ ра́зомкнутых се́тей 6-10 кВ изв́естны на́грузки на́ го́ловном участке ка́ждой ли́нии (в ви́де электроэнергии или то́ка). ра́спределительные электрические се́ти 0,38 кВ. Для́ электрических се́тей 0,38 кВ имеются ли́шь да́нные эпизодических за́меров су́ммарной на́грузки в ви́де то́ков фа́з и по́терь на́пряжения в се́ти. В со́ответствии с изл́оженным для́ се́тей ра́зличного на́зна́чения ре́комендуются сле́дующие ме́тоды ра́счета [2]. Ме́тоды по́элементных ра́счетов ре́комендуются ка́к пре́дпочтительные для́ отд́ельных ли́ний и тра́нсформаторов, по́тери в ко́торых су́щественно за́висят от тра́нзитных пе́ретоков. Ме́тоды ха́рактерных ре́жимов ре́комендуются для́ ра́счета по́терь в си́стемообразующей и тра́нзитной се́ти при́ на́личии те́леинформации о на́грузках узл́ов, пе́риодически пе́редаваемой в ВЦ энергосистемы. Оба ме́тода - по́элементных ра́счетов и ха́рактерных ре́жимов - осн́ованы на́ оперативных ра́счетах по́терь мо́щности в се́ти или ее элементах. Ме́тоды ха́рактерных су́ток и чи́сла ча́сов на́ибольших по́терь мо́гут исп́ользоваться для́ ра́счета по́терь в за́мкнутых се́тях 35 кВ и вы́ше са́мобалансирующихся энергосистем и в ра́зомкнутых се́тях 6-150 кВ. Ме́тоды сре́дних на́грузок при́менимы при́ отн́осительно одн́ородн́ых гра́фиках на́грузки узл́ов. Они ре́комендуются ка́к пре́дпочтительные для́ ра́зомкнутых се́тей 6-150 кВ при́ на́личии да́нных об электроэнергии, про́пущенной за́ ра́ссматриваемый пе́риод по́ го́ловному участку се́ти. Отс́утствие да́нных о на́грузках узл́ов се́ти за́ставляет пре́дполагать их одн́ородн́ость. Ста́тистические ме́тоды ре́комендуются ка́к пре́дпочтительные для́ опр́еделения по́терь в се́тях 0,38 кВ. Все́ ме́тоды, при́менимые к ра́счетам по́терь в се́тях бо́лее вы́соких на́пряжений, при́ на́личии со́ответствующей инф́ормации мо́гут исп́ользоваться для́ ра́счета по́терь и в се́тях бо́лее ни́зких на́пряжений.

2.2 Ме́тоды ра́счета по́терь электроэнергии в ра́спределительных се́тях 0,38-6-10 кВ

Се́ти 0,38 - 6 - 10 кВ энергосистем ха́рактеризуются отн́осительной про́стотой схе́мы ка́ждой ли́нии, бо́льшим ко́личеством та́ких ли́ний и ни́зкой до́стоверностью инф́ормации о на́грузках тра́нсформаторов. Пе́речисленные фа́кторы де́лают не́целесообразным на́ да́нном этапе при́менение для́ ра́счетов по́терь электроэнергии в этих се́тях ме́тодов, аналогичных при́меняемым в се́тях бо́лее вы́соких на́пряжений и осн́ованных на́ на́личии инф́ормации о ка́ждом элементе се́ти. В свя́зи с этим по́лучили ра́спростра́нение ме́тоды, осн́ованные на́ пре́дставлении ли́ний 0,38-6-10 кВ в ви́де экв́ивалентных со́противлений [3]. На́грузочные по́тери электроэнергии в ли́нии опр́еделяют по́ одн́ой из дву́х фо́рмул в за́висимости от то́го, ка́ка́я инф́ормация о на́грузке го́ловного́ участка имеется - акт́ивная W Р и ре́активная w Q энергия, пе́реданная за́ вре́мя Т или ма́ксима́льная то́ковая на́грузка I max : , (2.8) Или , (2.9) где́ k фР и k фQ - ко́эффициенты фо́рмы гра́фиков акт́ивной и ре́активной мо́щности; U эк - экв́ивалентное на́пряжение се́ти, учитывающее изм́енение фа́ктического на́пряжения ка́к во́ вре́мени, та́к и вдо́ль ли́нии. Есл́и гра́фики Р и Q на́ го́ловном участке не́ ре́гистрируются, ко́эффициент фо́рмы гра́фика ре́комендуется опр́еделять по́ (2.7). Экв́ивалентное на́пряжение опр́еделяют по́ эмп́ирической фо́рмуле: , (2.10) где́ U 1 , U 2 на́пряжения в ЦП в ре́жимах на́ибольших и на́именьших на́грузок; k 1 = 0,9 для́ се́тей 0,38-6-10 кВ. В этом слу́чае фо́рмула (2.8) при́обретает ви́д: , (2.11) где́ k ф2 опр́еделяют по́ (2.7), исх́одя из да́нных о ко́эффициенте за́полнения гра́фика акт́ивной на́грузки. В свя́зи с не́совпадением вре́мени за́мера то́ковой на́грузки с не́известным вре́менем ее де́йствительного ма́ксимума́ фо́рмула (2.9) да́ет за́ниженные ре́зультаты. Уст́ранение си́стематической по́грешности до́стигается увеличением зна́чения, по́лучаемого по́ (2.9), в 1,37 ра́за. Ра́счетная фо́рмула при́обретает ви́д: . (2.12) Экв́ивалентное со́противление ли́ний 0,38-6-10 кВ при́ не́известных на́грузках элементов опр́еделяют исх́одя из до́пущения одинаковой отн́осительной за́грузки тра́нсформаторов. В этом слу́чае ра́счетная фо́рмула имеет ви́д: , (2.13) где́ S тi - су́ммарная но́минальная мо́щность ра́спределительных тра́нсформаторов (РТ), по́лучающих пи́тание по́ i -му́ участку ли́ний со́противлением R лi , п - чи́сло участков ли́ний; S тj - но́минальная мо́щность i -го́ PТ со́противлением R тj ; т - чи́сло РТ; S т. г - су́ммарная мо́щность РТ, при́соединенных к ра́ссматриваемой ли́нии. Ра́счет R эк по́ (2.13) пре́дполагает обр́аботку схе́мы ка́ждой ли́нии 0,38-6-10 кВ (ну́мерацию узл́ов, ко́дирование ма́рок про́водов и мо́щностей РТ и т.п.). Всле́дствие бо́льшого чи́сла ли́ний та́кой ра́счет R эк мо́жет бы́ть за́труднительным из-за́ бо́льших тру́дозатрат. В этом слу́чае исп́ользуют ре́гре́ссионные за́висимости, по́зволяющие опр́еделять R эк, исх́одя из обобщенных па́раметров ли́нии: су́ммарной дли́ны участков ли́нии, се́чения про́вода и дли́ны ма́гистрали, ра́зветвлений и т.п. Для́ пра́ктического исп́ользования на́иболее це́лесообразна за́висимость: , (2.14) где́ RГ - со́противление го́ловного́ участка ли́нии; l ма́ l мс - су́ммарные дли́ны участков ма́гистрали (бе́з го́ловного́ участка) с алюминиевыми и ста́льными про́водами со́ответственно; l оа l ос - то́ же́ участков ли́нии, отн́осящихся к отв́етвлениям от ма́гистрали; FM - се́чение про́вода ма́гистрали; а 1 - а 4 - та́бличные ко́эффициенты. В свя́зи с этим за́висимость (2.14) и по́следующее опр́еделение с ее по́мощью по́терь электроэнергии в ли́нии це́лесообразно исп́ользовать для́ ре́шения дву́х за́дач: опр́еделения су́ммарных по́терь в k ли́ниях ка́к су́ммы зна́чений, ра́ссчитанных по́ (2.11) или (2.12) для́ ка́ждой ли́нии (в этом слу́чае по́грешности уменьшаются при́близительно в √k ра́з); опр́еделения ли́ний с по́вышенными по́терями (очаги по́терь). К та́ким ли́ниям отн́осят ли́нии, для́ ко́торых ве́рхняя гра́ница инт́ервала не́определенности по́терь пре́вышает уст́ановленную но́рму (на́пример, 5%).

3. Про́граммы ра́счета по́терь электроэнергии в ра́спределительных электрических се́тях

3.1 Не́обходимость ра́счета те́хнических по́терь электроэнергии

В на́стоящее вре́мя во́ мно́гих энергосистемах Ро́ссии по́тери в се́тях ра́стут да́же при́ уменьшении энергопотребления. При́ этом увеличиваются и абс́олютные, и отн́осительные по́тери, ко́торые ко́е-где́ уже до́стигли 25-30%. Для́ то́го, что́бы опр́еделить, ка́ка́я до́ля этих по́терь при́ходится де́йствительно на́ фи́зически обусловленную те́хническую со́ставляющую, а ка́ка́я на́ ко́ммерческую, свя́занную с не́достоверностью учета, хи́щениями, не́достатками в си́стеме вы́ставления сче́тов и сбо́ра да́нных о по́лезном отп́уске, не́обходимо уметь счи́тать те́хнические по́тери [6]. На́грузочные по́тери акт́ивной мо́щности в элементе се́ти с со́противлением R при́ на́пряжении U опр́еделяют по́ фо́рмуле: , (3.1) где́ P и Q - акт́ивная и ре́активная мо́щности, пе́редаваемые по́ элементу. В бо́льшинстве слу́чаев зна́чения Р и Q на́ элементах се́ти изн́ачально не́известны. Ка́к пра́вило, изв́естны на́грузки в узл́ах се́ти (на́ по́дстанциях). Це́лью электрического ра́счета (ра́счета уст́ановившегося ре́жима - УР) в лю́бой се́ти явл́яется опр́еделение зна́чений Р и Q в ка́ждой ве́тви се́ти по́ да́нным их зна́чений в узл́ах [1]. По́сле этого опр́еделение су́ммарных по́терь мо́щности в се́ти пре́дставляет со́бой про́стую за́дачу су́ммирования зна́чений, опр́еделенных по́ фо́рмуле (3.1). Объ́ем и ха́рактер исх́одных да́нных о схе́мах и на́грузках су́щественно ра́зличаются для́ се́тей ра́зличных кла́ссов на́пряжения [4]. Для́ се́тей 35 кВ и Диплом на тему Потери электроэнергии в распределительных электрических сетях скачать бесплатно вы́ше обычно изв́естны зна́чения P иQ ву́злах на́грузки. В ре́зультате ра́счета УР вы́являются по́токи Р и Q в ка́ждом элементе. Для́ се́тей 6-10 кВ изв́естен, ка́к пра́вило, ли́шь отп́уск электроэнергии че́рез го́ловной участок фи́дера, т.е. фа́ктически су́ммарная на́грузка все́х ТП 6-10/0,38 кВ, вклю́чая по́тери в фи́дере. По́ отп́уску энергии мо́гут бы́ть опр́еделены сре́дние зна́чения Р иQ на́головномучастке фи́дера. Для́ ра́счета зна́чений Р и Q в ка́ждом элементе не́обходимо при́нять ка́кое-ли́бо до́пущение о ра́спределении су́ммарной на́грузки ме́жду ТП. Обычно при́нимают единственно во́зможное в этом слу́чае до́пущение о ра́спределении на́грузки про́порционально уст́ановленным мо́щностям ТП. За́тем с по́мощью итерационного ра́счета сни́зу вве́рх и све́рху вни́з ко́рректируют эти на́грузки та́к, что́бы до́биться ра́венства су́ммы узл́овых на́грузок и по́терь в се́ти за́данной на́грузке го́ловного́ участка. Та́ким обр́азом, исќусственно во́сстанавливаются отс́утствующие да́нные об узл́овых на́грузках, и за́дача сво́дится к пе́рвому слу́чаю. В описанных за́дачах схе́ма и па́раметры элементов се́ти пре́дположительно изв́естны. Отл́ичием ра́счетов явл́яется то́, что́ в пе́рвой за́даче узл́овые на́грузки счи́таются исх́одными, а су́ммарная на́грузка по́лучается в ре́зультате ра́счета, во́ вто́рой - изв́естна су́ммарная на́грузка, а узл́овые на́грузки по́лучают в ре́зультате ра́счета. При́ ра́счете по́терь в се́тях 0,38 кВ при́ изв́естных схе́мах этих се́тей те́оретически мо́жно исп́ользовать то́т же́ алѓоритм, что́ и для́ се́тей 6 - 10 кВ. Одн́ако бо́льшое ко́личество ли́ний 0,4 кВ, сло́жности вве́дения в про́граммы инф́ормации по́ по́опо́рным (по́столбовым) схе́мам, отс́утствие до́стоверных да́нных об узл́овых на́грузках (на́грузках зда́ний) де́лает та́кой ра́счет исќлючительно тру́дным, и, гла́вное, не́ясно, до́стигается ли́ при́ этом же́лаемое уточнение ре́зультатов. Вме́сте с те́м, ми́нимальный объ́ем да́нных об обобщенных па́раметрах этих се́тей (су́ммарная дли́на, ко́личество ли́ний и се́чения го́ловных участков) по́зволяет оценить по́тери в ни́х с не́ ме́ньшей то́чностью, че́м при́ скру́пулезном по́элементном ра́счете на́ осн́ове со́мнительных да́нных об узл́овых на́грузках.

3.2 При́менение про́граммного обеспечения для́ ра́счета по́терь электроэнергии в ра́спределительных се́тях 0,38 - 6 - 10 кВ

Одн́им из на́иболее тру́доемких явл́яется ра́счет по́терь электроэнергии в ра́спределительных се́тях 0,38 - 6 - 10 кВ, по́этому для́ упр́ощения про́ведения по́добных ра́счетов бы́ло ра́зра́ботано мно́жество про́грамм, осн́ованных на́ ра́зличных ме́тодах. В сво́ей ра́боте я ра́ссмотрю не́которые из ни́х. Для́ ра́счета все́х со́ставляющих де́тальной стру́ктуры те́хнологических по́терь мо́щности и электроэнергии в электрических се́тях, но́рмативно́го ра́схода электроэнергии на́ со́бственные ну́жды по́дстанций, фа́ктических и до́пустимых не́балансов электроэнергии на́ энергообъектах, а та́кже но́рмативных ха́рактеристик по́терь мо́щности и электроэнергии бы́л ра́зра́ботан ко́мплекс про́грамм РА́П - 95 [1], со́стоящий из се́ми про́грамм: РА́П - ОС, пре́дназначенной для́ ра́счета те́хнических по́терь в за́мкнутых се́тях 110 кВ и вы́ше; НП - 1, пре́дназначенной для́ ра́счета ко́эффициентов но́рмативных ха́рактеристик те́хнических по́терь в за́мкнутых се́тях 110 кВ и вы́ше на́ осн́ове ре́зультатов РА́П - ОС; РА́П - 110, пре́дназначенной для́ ра́счета те́хнических по́терь и их но́рмативных ха́рактеристик в ра́диальных се́тях 35 - 110 кВ; РА́П - 10, пре́дназначенной для́ ра́счета те́хнических по́терь и их но́рмативных ха́рактеристик в ра́спределительных се́тях 0,38-6-10 кВ; РО́СП, пре́дназначенной для́ ра́счета те́хнических по́терь в оборудовании се́тей и по́дстанций; РА́ПУ, пре́дназначенной для́ ра́счета по́терь, обусловленных по́грешностями при́боров учета электроэнергии, а та́кже фа́ктических и до́пустимых не́балансов электроэнергии на́ объ́ектах; СП, пре́дназначенной для́ ра́счета по́казателей отч́етных фо́рм на́ осн́ове да́нных об отп́уске электроэнергии в се́ти ра́зных на́пряжений и ре́зультатов ра́счета по́ про́граммам 1-6. Ост́ановимся по́дробнее на́ описании про́граммы РА́П - 10, ко́торая осуществляет сле́дующие ра́счеты: опр́еделяет стру́ктуру по́терь по́ на́пряжениям, гру́ппам элементов; ра́ссчитывает на́пряжения в узл́ах фи́дера, по́токи акт́ивной и ре́активной мо́щности в ве́твях с указанием их до́ли в су́ммарных по́терях мо́щности; вы́деляет фи́деры, явл́яющиеся очагами по́терь, и ра́ссчитывает кра́тности по́вышения но́рм на́грузочных по́терь и по́терь хо́лостого хо́да; ра́ссчитывает ко́эффициенты ха́рактеристик те́хнических по́терь по́ ЦП, РЭ́С и ПЭ́С. Про́грамма по́зволяет ра́ссчитывать по́тери электроэнергии в фи́дерах 6-10 кВ дву́мя ме́тодами: сре́дних на́грузок, ко́гда ко́эффициент фо́рмы гра́фика опр́еделяется на́ осн́ове за́данного ко́эффициента за́полнения гра́фика на́грузки го́ловного́ участка k з или при́нимается ра́вным изм́еренному по́ гра́фику на́грузки го́ловного́ участка. В этом слу́чае зна́чение k з до́лжно со́ответствовать ра́счетному пе́риоду (ме́сяцу или го́ду); ра́счетных су́ток (ти́повых гра́фиков), где́ за́данное зна́чение k ф2 до́лжно со́ответствовать гра́фику ра́бочих су́ток. Та́кже в про́грамме ре́ализованы два́ оценочных ме́тода ра́счета по́терь электроэнергии в се́тях 0,38 кВ: по́ су́ммарной дли́не и ко́личеству ли́ний с ра́зличными се́чениями го́ловных участков; по́ ма́ксима́льной по́тере на́пряжения в ли́нии или ее сре́днем зна́чении в гру́ппе ли́ний. В обоих ме́тодах за́дается энергия, отп́ущенная в ли́нию или гру́ппу ли́ний, се́чение го́ловного́ участка, а та́кже зна́чение ко́эффициента ра́зветвленности ли́нии, до́ля ра́спределенных на́грузок, ко́эффициент за́полнения гра́фика и ко́эффициент ре́активной мо́щности. Ра́счет по́терь мо́жет про́водиться на́ уровне ЦП, РЭ́С или ПЭ́С. На́ ка́ждом уровне вы́ходная пе́чать со́держит стру́ктуру по́терь во́ вхо́дящих в этот уровень со́ставляющих (на́ уровне ЦП - по́ фи́дерам, на́ уровне РЭ́С - по́ ЦП, на́ уровне ПЭ́С - по́ РЭ́С), а та́кже су́ммарные по́тери и их стру́ктуру. Для́ бо́лее ле́гкого, бы́строго и на́глядного фо́рмирования ра́счетной схе́мы, удобного ви́да пре́доставления ре́зультатов ра́счета и все́х не́обходимых да́нных для́ анализа этих ре́зультатов бы́ла ра́зра́ботана про́грамма "Ра́счет те́хнических по́терь (РТП)" 3.1 [5]. Огл́авление ба́зы да́нных по́ электрическим се́тям пре́дставлено та́ким обр́азом, что́бы по́льзователь все́гда бы́стро мо́г на́йти ну́жный фи́дер по́ при́надлежности к ра́йону электрических се́тей, но́минально́му на́пряжению, по́дстанции. Вво́д схе́мы в да́нной про́грамме су́щественно обл́егчается и усќоряется на́бором ре́дактируемых спра́вочников. При́ во́зникновении ка́ких-ли́бо во́просов во́ вре́мя ра́боты с про́граммой все́гда мо́жно обр́атиться за́ по́мощью к спра́вке или к инс́трукции по́льзователя. Инт́ерфейс про́граммы удобен и про́ст, что́ по́зволяет со́кратить за́траты тру́да на́ по́дготовку и ра́счет электрической се́ти. На́ ри́с.1 пре́дставлена ра́счетная схе́ма, вво́д ко́торой осуществляется на́ осн́ове но́рмально́й оперативной схе́мы фи́дера. Элементами фи́дера явл́яются узл́ы и ли́нии. Пе́рвый узел фи́дера - это все́гда це́нтр пи́тания, отп́айка - то́чка со́единения дву́х или бо́лее ли́ний, тра́нсформаторная по́дстанция - узел с ТП, а та́кже пе́реходные тра́нсформаторы 6/10 кВ (бло́к - тра́нсформаторы). Ли́нии бы́вают дву́х ти́пов: про́вода - во́здушная или ка́бельная ли́ния с дли́ной и ма́ркой про́вода и со́единительные ли́нии - фи́ктивная ли́ния с ну́левой дли́ной и бе́з ма́рки про́вода. Изображение фи́дера мо́жно увеличивать или уменьшать с по́мощью фу́нкции изм́енения ма́сштаба, а та́кже пе́редвигать по́ экр́ану по́лосами про́крутки или мы́шкой. Па́раметры ра́счетной схе́мы или сво́йства лю́бого ее элемента до́ступны для́ про́смотра в лю́бом ре́жиме. По́сле ра́счета фи́дера до́полнительно к исх́одной инф́ормации об элементе в окн́о с его ха́рактеристиками до́бавляются ре́зультаты ра́счета. ри́с.1. Ра́счетная схе́ма се́ти. Ра́счет уст́ановившегося ре́жима вклю́чает в се́бя опр́еделение то́ков и по́токов мо́щностей по́ ве́твям, уровней на́пряжения в узл́ах, на́грузочных по́терь мо́щности и электроэнергии в ли́ниях и тра́нсформаторах, а та́кже по́терь хо́лостого хо́да по́ спра́вочным да́нным, ко́эффициентов за́грузки ли́ний и тра́нсформаторов. Исх́одными да́нными для́ ра́счета явл́яются изм́еренные то́к на́ го́ловном участке фи́дера и на́пряжение на́ ши́нах 0,38 - 6 - 10 кВ в ре́жимные дни́, а та́кже на́грузка на́ все́х или ча́сти тра́нсформаторных по́дстанций [6]. Кро́ме указанных исх́одных да́нных для́ ра́счета пре́дусмотрен ре́жим за́дания электроэнергии на́ го́ловном участке. Во́зможна фи́ксация да́ты ра́счета. Одн́овременно с ра́счетом по́терь мо́щности ве́дется ра́счет по́терь электроэнергии. Ре́зультаты ра́счета по́ ка́ждому фи́деру со́храняются в фа́йле, в ко́тором они су́ммируются по́ це́нтрам пи́тания, ра́йонам электрических се́тей и все́м электрическим се́тям в це́лом, что́ по́зволяет про́водить по́дробный анализ ре́зультатов. Де́тальные ре́зультаты ра́счета со́стоят из дву́х та́блиц с по́дробной инф́ормацией о па́раметрах ре́жима и ре́зультатах ра́счета по́ ве́твям и узл́ам фи́дера. По́дробные ре́зультаты ра́счета, мо́жно со́хранять в те́кстовом фо́рмате или фо́рмате Excel. Это по́зволяет исп́ользовать ши́рокие во́зможности этого Windows - при́ложения при́составлении отч́ета или анализе ре́зультатов. В про́грамме пре́дусмотрен ги́бкий ре́жим ре́дактирования, ко́торый по́зволяет вво́дить лю́бые не́обходимые изм́енения исх́одных да́нных, схе́м электрических се́тей: до́бавить или отр́едактировать фи́дер, на́звание электрических се́тей, ра́йонов, це́нтров пи́тания, отр́едактировать спра́вочники. При́ ре́дактировании фи́дера мо́жно изм́енить ра́сположение и сво́йства лю́бого элемента на́ экр́ане, вста́вить ли́нию, за́менить элемент, удалить ли́нию, тра́нсформатор, узел и др. Про́грамма РТП 3.1 по́зволяет ра́ботать с не́сколькими ба́зами да́нных, для́ этого не́обходимо то́лько указать к ни́м пу́ть. Она вы́полняет ра́зличные про́верки исх́одных да́нных и ре́зультатов ра́счета (за́мкнутость се́ти, ко́эффициенты за́грузки тра́нсформаторов, то́к го́ловного́ участка до́лжен бы́ть бо́льше су́ммарного то́ка хо́лостого хо́да уст́ановленных тра́нсформаторов и др.) В ре́зультате ко́ммутационных пе́реключений в ре́монтных и по́слеаварийных ре́жимах и со́ответствующего изм́енения ко́нфигурации схе́мы электрической се́ти мо́гут во́зникнуть не́допустимые пе́регрузки ли́ний и тра́нсформаторов, уровни на́пряжения в узл́ах, за́вышенные по́тери мо́щности и электроэнергии в се́ти. Для́ этого в про́грамме пре́дусмотрена оценка ре́жимных по́следствий оперативных пе́реключений в се́ти, а та́кже про́верка до́пустимости ре́жимов по́ по́тере на́пряжения, по́терям мо́щности, то́ку на́грузки, то́кам за́щиты. Для́ оценки та́ких ре́жимов в про́грамме пре́дусмотрена во́зможность пе́реключении отд́ельных участков ра́спределительных ли́ний с одн́ого це́нтра пи́тания на́ дру́гой, есл́и имеются ре́зервные пе́ремычки. Для́ ре́ализации во́зможности ко́ммутационных пе́реключений ме́жду фи́дерами ра́зличных ЦП не́обходимо уст́ановить свя́зи ме́жду ни́ми. Все́ пе́речисленные во́зможности су́щественно со́кращают вре́мя на́ по́дготовку исх́одной инф́ормации. В ча́стности, с по́мощью про́граммы за́ один ра́бочий де́нь один оператор мо́жет вве́сти инф́ормацию для́ ра́счета те́хнических по́терь по́ 30 ра́спределительным ли́ниям 6 - 10 кВ сре́дней сло́жности. Про́грамма РТП 3.1 явл́яется одн́им из мо́дулей мно́гоуровневой инт́егрированной си́стемы ра́счета и анализа по́терь электроэнергии в электрических се́тях АО - энерго, в ко́торой ре́зультаты ра́счета по́ да́нному ПЭ́С су́ммируются с ре́зультатами ра́счета по́ дру́гим ПЭ́С и по́ энергосистеме в це́лом [6]. Бо́лее по́дробно ра́ссмотрим ра́счет по́терь электроэнергии про́граммой РТП 3.1 в пя́той гла́ве.

4. Но́рмирование по́терь электроэнергии

Пре́жде че́м да́вать по́нятие но́рматива по́терь электроэнергии, сле́дует уточнить са́м те́рмин "но́рматив", да́ваемый энц́иклопедическими сло́варями. По́д но́рмативами по́нимаются ра́счетные ве́личины за́трат ма́териальных ре́сурсов, при́меняемые в пла́нировании и упр́авлении хо́зяйственной де́ятельностью пре́дприятий. Но́рмативы до́лжны бы́ть на́учно обоснованными, про́грессивными и ди́намичными, т.е. си́стематически пе́ресматриваться по́ ме́ре орѓанизационно-те́хнических сдви́гов в про́изводстве. Хо́тя изл́оженное при́ведено в сло́варях для́ ма́териальных ре́сурсов в ши́роком пла́не, оно це́ликом отр́ажает тре́бования, пре́дъявляемые к но́рмированию по́терь электроэнергии.

4.1 По́нятие но́рматива по́терь. Ме́тоды уст́ановления но́рмативов на́ пра́ктике

Но́рмирование - это про́цедура уст́ановления для́ ра́ссматриваемого пе́риода вре́мени при́емлемого (но́рмально́го) по́ экономическим кри́териям уровня по́терь (но́рматива по́терь), зна́чение ко́торого опр́еделяют на́ осн́ове ра́счетов по́терь, анализируя во́зможности сни́жения в пла́нируемом пе́риоде ка́ждой со́ставляющей их фа́ктической стру́ктуры [1]. По́д но́рмативом отч́етных по́терь не́обходимо по́нимать су́мму но́рмативов че́тырех со́ставляющих стру́ктуры по́терь, ка́ждая из ко́торых имеет са́мостоятельную при́роду и, ка́к сле́дствие, тре́бует инд́ивидуального по́дхода к опр́еделению ее при́емлемого (но́рмально́го) уровня на́ ра́ссматриваемый пе́риод. Но́рматив ка́ждой со́ставляющей до́лжен опр́еделяться на́ осн́ове ра́счета ее фа́ктического уровня и анализа во́зможностей ре́ализации вы́явленных ре́зервов ее сни́жения. Есл́и вы́честь из се́годняшних фа́ктических по́терь все́ имеющиеся ре́зервы их сни́жения в по́лном объ́еме, ре́зультат мо́жно на́звать опт́имальными по́терями при́ су́ществующих на́грузках се́ти и су́ществующих це́нах на́ оборудование. Уровень опт́имальных по́терь ме́няется из го́да в го́д, та́к ка́к ме́няются на́грузки се́ти и це́ны на́ оборудование. Есл́и же́ но́рматив по́терь опр́еделен по́ пе́рспе́ктивным на́грузкам се́ти (на́ ра́счетный го́д) с учетом эфф́екта от ре́ализации все́х экономически обоснованных ме́роприятий, его мо́жно на́звать пе́рспе́ктивным но́рмативом . В свя́зи с по́степенным уточнением да́нных пе́рспе́ктивный но́рматив та́кже не́обходимо пе́риодически уточнять. Очевидно, что́ для́ вне́дрения все́х экономически обоснованных ме́роприятий тре́буется опр́еделенный сро́к. По́этому при́ опр́еделении но́рматива по́терь на́ пре́дстоящий го́д сле́дует учитывать эфф́ект ли́шь от те́х ме́роприятий, ко́торые ре́ально мо́гут бы́ть про́ведены за́ этот пе́риод. Та́кой но́рматив на́зывают те́кущим но́рмативом. Но́рматив по́терь опр́еделяют при́ ко́нкретных зна́чениях на́грузок се́ти. Пе́ред пла́нируемым пе́риодом эти на́грузки опр́еделяют из про́гнозных ра́счетов. По́этому для́ ра́ссматриваемого го́да мо́жно вы́делить два́ зна́чения та́кого но́рматива: про́гнозируемое опр́еделенное по́ про́гнозируемым на́грузкам); фа́ктическое (опр́еделенное в ко́нце пе́риода по́ со́стоявшимся на́грузкам). Что́ ка́сается но́рматива по́терь, вклю́чаемых в та́риф, то́ зде́сь все́гда исп́ользуется его про́гнозируемое зна́чение. Фа́ктическое же́ зна́чение но́рматива це́лесообразно исп́ользовать при́ ра́ссмотрении во́просов пре́мирования пе́рсонала. При́ су́щественном изм́енении схе́м и ре́жимов ра́боты се́тей в отч́етном пе́риоде по́тери мо́гут ка́к су́щественно сни́зиться (в че́м не́т ни́какой за́слуги пе́рсонала), та́к и увеличиться. Отќаз от ко́рректировки но́рматива не́справедлив в обоих слу́чаях. Для́ уст́ановления но́рмативов на́ пра́ктике исп́ользуются три́ ме́тода [2]: аналитико-ра́счетный, опытно-про́изводственный и отч́етно-ста́тистический. Аналитико-ра́счетный ме́тод на́иболее про́грессивен и на́учно обоснован. Он ба́зируется на́ со́четании стро́гих те́хнико-экономических ра́счетов с анализом про́изводственных усл́овий и ре́зервов экономии ма́териальных за́трат. Опытно-про́изводственный ме́тод при́меняется, ко́гда про́ведение стро́гих те́хнико-экономических ра́счетов по́ ка́ким-ли́бо при́чинам не́возможно (отс́утствие или сло́жность ме́тодик та́ких ра́счетов, тру́дности по́лучения объ́ективных исх́одных да́нных и т.п.). Но́рмативы по́лучают на́ осн́ове исп́ытаний. Отч́етно-ста́тистический ме́тод на́именее обоснован. Но́рмы на́ очередной пла́новый пе́риод уст́анавливают по́ отч́етно-ста́тистическим да́нным о ра́сходе ма́териалов за́ ист́екший пе́риод. Но́рмирование ра́схода электроэнергии на́ со́бственные ну́жды по́дстанций осуществляется с це́лью его ко́нтроля и пла́нирования, а та́кже вы́явления ме́ст не́рационального ра́схода. Но́рмы ра́схода вы́ражены в ты́сячах ки́ловатт-ча́сов в го́д на́ единицу оборудования или на́ одн́у по́дстанцию. Чи́сленные зна́чения но́рм за́висят от кли́матических усл́овий. В си́лу су́щественных ра́зличий в стру́ктуре се́тей и в их про́тяженности но́рматив по́терь для́ ка́ждой энергоснабжающей орѓанизации пре́дставляет со́бой инд́ивидуальное зна́чение, опр́еделяемое на́ осн́ове схе́м и ре́жимов ра́боты электрических се́тей и особенностей учета по́ступления и отп́уска электроэнергии. В свя́зи с те́м, что́ та́рифы уст́анавливают ди́фференцированно для́ тре́х ка́тегорий по́требителей, по́лучающих энергию от се́тей на́пряжением 110 кВ и вы́ше, 35-6 кВ и 0,38 кВ, общ́ий но́рматив по́терь до́лжен бы́ть ра́зделен на́ три́ со́ставляющие. Это де́ление до́лжно про́изводиться с учетом сте́пени исп́ользования ка́ждой ка́тегорией по́требителей се́тей ра́зличных кла́ссов на́пряжения [3]. Вре́менно до́пустимые ко́ммерческие по́тери, вклю́чаемые в та́риф, ра́спределяют ра́вномерно ме́жду все́ми ка́тегориями по́требителей, та́к ка́к ко́ммерческие по́тери, пре́дставляющие со́бой в зна́чительной сте́пени хи́щения энергии, не́ мо́гут ра́ссматриваться ка́к про́блема, опл́ата ко́торой до́лжна во́злагаться то́лько на́ по́требителей, пи́тающихся от се́тей 0,38 кВ. Из че́тырех со́ставляющих по́терь на́иболее сло́жной для́ пре́дставления в фо́рме, ясн́ой для́ со́трудников ко́нтролирующих орѓанов, явл́яются те́хнические по́тери (особенно их на́грузочна́я со́ставляющая), та́к ка́к они пре́дставляют со́бой су́мму по́терь в со́тнях и ты́сячах элементов, для́ ра́счета ко́торых не́обходимо вла́деть электротехническими зна́ниями. Вы́ходом из по́ложения явл́яется исп́ользование но́рмативных ха́рактеристик те́хнических по́терь, пре́дставляющих со́бой за́висимости по́терь от фа́кторов, отр́ажаемых в официальной отч́етности [4].

4.2 Но́рмативные ха́рактеристики по́терь

Ха́рактеристика по́терь электроэнергии - за́висимость по́терь электроэнергии от фа́кторов, отр́ажаемых в официальной отч́етности. Но́рмативная ха́рактеристика по́терь электроэнергии - за́висимость при́емлемого уровня по́терь электроэнергии (учитывающего эфф́ект от МСП, про́ведение ко́торых со́гласо́вано с орѓанизацией, утв́ерждающей но́рматив по́терь) от фа́кторов, отр́ажаемых в официальной отч́етности. Па́раметры но́рмативно́й ха́рактеристики до́статочно ста́бильны и по́этому, одн́ажды ра́ссчитанные, со́гласо́ванные и утв́ержденные, они мо́гут исп́ользоваться в те́чение дли́тельного пе́риода - до́ те́х по́р, по́ка не́ про́изойдет су́щественных изм́енений схе́м се́тей. При́ ны́нешнем, ве́сьма ни́зком уровне се́тевого стро́ительства но́рмативные ха́рактеристики, ра́ссчитанные для́ су́ществующих схе́м се́тей, мо́гут исп́ользоваться в те́чение 5-7 ле́т. При́ этом по́грешность отр́ажения ими по́терь не́ пре́вышает 6-8%. В слу́чае же́ вво́да в ра́боту или вы́вода из ра́боты в этот пе́риод су́щественных элементов электрических се́тей та́кие ха́рактеристики да́ют на́дежные ба́зовые зна́чения по́терь, отн́осительно ко́торых мо́жет оцениваться вли́яние про́веденных изм́енений схе́мы на́ по́тери. Для́ ра́диальной се́ти на́грузочные по́тери электроэнергии вы́ражаются фо́рмулой: , (4.1) где́ W - отп́уск электроэнергии в се́ть за́ пе́риод Т ; tg φ - ко́эффициент ре́активной мо́щности; Rэкв - экв́ивалентное со́противление се́ти; U - сре́днее ра́бочее на́пряжение. В си́лу то́го, что́ экв́ивалентное со́противление се́ти, на́пряжение, а та́кже ко́эффициенты ре́активной мо́щности и фо́рмы гра́фика изм́еняются в сра́внительно узќих пре́делах, они мо́гут бы́ть "со́браны" в один ко́эффициент А ,ра́счет ко́торого для́ ко́нкретной се́ти не́обходимо вы́полнить один ра́з: . (4.2) B этом слу́чае (4.1) пре́вращается в ха́рактеристику на́грузочных по́терь электроэнергии: . (4.3) При́ на́личии ха́рактеристики (4.3) на́грузочные по́тери для́ лю́бого пе́риода Т опр́еделяют на́ осн́ове единственного исх́одного зна́чения - отп́уска электроэнергии в се́ть. Ха́рактеристика по́терь хо́лостого хо́да имеет ви́д: . (4.4) Зна́чение ко́эффициента С опр́еделяют на́ осн́ове по́терь электроэнергии хо́лостого хо́да, ра́ссчитанных с учетом фа́ктических на́пряжений на́ оборудовании - W х по́ фо́рмуле (4.4) или на́ осн́ове по́терь мо́щности хо́лостого хо́да ΔР х . Ко́эффициенты А и С ха́рактеристики су́ммарных по́терь в п ра́диальных ли́ниях 35, 6-10 или 0,38 кВ опр́еделяют по́ фо́рмулам: ; (4.5) , (4.6) где́ А i и С i - зна́чения ко́эффициентов для́ вхо́дящих в се́ть ли́ний; Wi - отп́уск электроэнергии в i -ю ли́нию; WΣ - то́ же́, во́ все́ ли́нии в це́лом. Отн́осительный не́доучет электроэнергии ΔW за́висит от объ́емов отп́ускаемой энергии - че́м ни́же объ́ем, те́м ни́же то́ковая за́грузка ТТ и те́м бо́льше отр́ицательная по́грешность. Опр́еделение сре́дних зна́чений не́доучета про́водят за́ ка́ждый ме́сяц го́да и в но́рмативно́й ха́рактеристике ме́сячных по́терь они отр́ажаются инд́ивидуальным сла́гаемым для́ ка́ждого ме́сяца, а в ха́рактеристике го́довых по́терь - су́ммарным зна́чением. Та́ким же́ обр́азом отр́ажаются в но́рмативно́й ха́рактеристике кли́матические по́тери , а та́кже ра́сход электроэнергии на́ со́бственные ну́жды по́дстанций Wnc , имеющий ре́зкую за́висимость от ме́сяца го́да. Но́рмативная ха́рактеристика по́терь в ра́диальной се́ти имеет ви́д: , (4.7) где́ ΔW м - су́мма описанных вы́ше че́тырех со́ставляющих: ΔW м = ΔW у + ΔW ко́р +ΔW из + ΔW ПС. ( 4.8) Но́рмативная ха́рактеристика по́терь электроэнергии в се́тях объ́екта, на́ ба́лансе ко́торого на́ходятся ра́спределительные се́ти на́пряжением 6-10 и 0,38 кВ, имеет ви́д, млн. кВт-ч: , (4.9) где́ W6-10 - отп́уск электроэнергии в се́ти 6-10 кВ, млн. кВт-ч, за́ вы́четом отп́уска по́требителям не́посредственно с ши́н 6-10 кВ по́дстанций 35-220/6-10 кВ и электростанций; W0,38 - то́ же́, в се́ти 0,38 кВ; А6-10 и А0,38 - ко́эффициенты ха́рактеристики. Ве́личина ΔW м для́ этих пре́дприятий вклю́чает в се́бя, ка́к пра́вило, ли́шь пе́рвое и че́твертое сла́гаемые фо́рмулы (4.8). При́ отс́утствии учета электроэнергии на́ сто́роне 0,38 кВ ра́спределительных тра́нсформаторов 6-10/0,38 кВ зна́чение W0,38 опр́еделяют, вы́читая из зна́чения W6-10 отп́уск электроэнергии по́требителям не́посредственно из се́ти 6-10 кВ и по́тери в не́й, опр́еделяемые по́ фо́рмуле (4.8) с исќлюченным вто́рым сла́гаемым.

4.3 По́рядок ра́счета но́рмативов по́терь электроэнергии в ра́спределительных се́тях 0,38 - 6 - 10 кВ

В на́стоящее вре́мя для́ ра́счета но́рмативов по́терь электроэнергии в ра́спределительных се́тях РЭ́С и ПЭ́С АО "Смо́ленскэнерго" при́меняются схе́мотехнические ме́тоды с исп́ользованием ра́зличного про́граммного обеспечения. Но́ в усл́овиях не́полноты и ма́лой до́стоверности исх́одной инф́ормации о ре́жимных па́раметрах се́ти при́менение этих ме́тодов при́водит к зна́чительным по́грешностям ра́счетов при́ до́статочно бо́льших тру́дозатратах пе́рсонала РЭ́С и ПЭ́С на́ их про́ведение. Для́ ра́счетов и ре́гулирования та́рифов на́ электроэнергию Фе́деральная Энергетическая ко́миссия (ФЭ́К) утв́ердила но́рмативы те́хнологического ра́схода электроэнергии на́ ее пе́редачу, т.е. но́рмативы по́терь электроэнергии. По́тери электроэнергии ре́комендуется ра́ссчитывать по́ укр́упненным но́рмативам для́ электрических се́тей энергосистем при́ исп́ользовании зна́чений обобщенных па́раметров (су́ммарной дли́ны ли́ний электропередачи, су́ммарной мо́щности си́ловых тра́нсформаторов) и отп́уску электроэнергии в се́ть [1]. По́добная оценка по́терь электроэнергии, особенно для́ мно́жества ра́зветвленных се́тей 0,38 - 6 - 10 кВ, по́зволяет с бо́льшой ве́роятностью вы́явить по́дразделения энергосистемы (РЭ́С и ПЭ́С) с по́вышенными по́терями, ско́рректировать зна́чения по́терь, ра́ссчитываемых схе́мотехническими ме́тодами, сни́зить тру́дозатраты на́ про́ведение ра́счетов по́терь электроэнергии. Для́ ра́счета го́довых но́рмативов по́терь электроэнергии для́ се́тей АО-энерго исп́ользуются сле́дующие вы́ражения: , (4.10) , (4.11) где́ ΔW пе́р - те́хнологические пе́ременные по́тери электроэнергии (но́рматив по́терь) за́ го́д в ра́спределительных се́тях 0,38 - 6 - 10 кВ, кВт∙ч; ΔW НН , ΔW СН - пе́ременные по́тери в се́тях ни́зкого (НН) и сре́днего (СН) на́пряжения, кВт∙ч; Δω0НН - удельные по́тери электроэнергии в се́тях ни́зкого на́пряжения, ты́с. кВт∙ч/км; Δω0СН - удельные по́тери электроэнергии в се́тях сре́днего на́пряжения, % к отп́уску электроэнергии; W ОТС́ - отп́уск электроэнергии в се́ти сре́днего на́пряжения, кВт∙ч; V СН - по́правочный ко́эффициент, отн́. ед.; ΔWп - усл́овно-по́стоянные по́тери электроэнергии, кВт∙ч; ΔР п - удельные усл́овно-по́стоянные по́тери мо́щности се́ти сре́днего на́пряжения, кВт/МВА́; S ТΣ - су́ммарная но́минальная мо́щность тра́нсформаторов 6 - 10 кВ, МВА́. Для́ АО "Смо́ленскэнерго" ФЭ́К за́даны сле́дующие зна́чения удельных но́рмативных по́казателей, вхо́дящих в (4.10) и (4.11): ; ; ; . Да́лее, в пя́той гла́ве, ра́ссмотрим ра́счет но́рмативов по́терь электроэнергии в ра́спределительной се́ти 10 кВ.

5. При́мер ра́счета по́терь электроэнергии в ра́спределительных се́тях 10 кВ

Для́ при́мера ра́счета по́терь электроэнергии в ра́спределительной се́ти 10 кВ вы́берем ре́альную ли́нию, отх́одящую от ПС "Ка́пыревщина" (ри́с.5.1). ри́с.5.1. Ра́счетная схе́ма ра́спределительной се́ти 10 кВ. Исх́одные да́нные: но́минально́е на́пряжение U Н 10 кВ; ко́эффициент мо́щности tgφ = 0,62; су́ммарная дли́на ли́нии L = 12,980 км; су́ммарная мо́щность тра́нсформаторов S ΣТ = 423 кВА́; чи́сло ча́сов ма́ксима́льной на́грузки T max = 5100 ч/го́д; ко́эффициент фо́рмы гра́фика на́грузки k ф = 1,15.
Не́которые ре́зультаты ра́счета пре́дставлены в та́бл.5.1. Та́блица 3.1 Ре́зультаты ра́счета про́граммы РТП 3.1 На́пряжение в це́нтре пи́тания: 10,000 кВ То́к го́ловного́ участка: 6,170 А Ко́эф. мо́щности го́ловного́ участка: 0,850 Па́раметры фи́дера Р, кВт Q, ква́р Мо́щность го́ловного́ участка 90,837 56,296 Су́ммарное по́требление 88,385 44,365 Су́ммарные по́тери в ли́ниях 0,549 0, 203 Су́ммарные по́тери в ме́ди тра́нсформаторов 0,440 1,042 Су́ммарные по́тери в ста́ли тра́нсформаторов 1,464 10,690 Су́ммарные по́тери в тра́нсформаторах 1,905 11,732 Су́ммарные по́тери в фи́дере 2,454 11,935 Па́раметры схе́мы все́го вклю́чено на́ ба́лансе Чи́сло узл́ов: 120 8 Чи́сло тра́нсформаторов: 71 4 4 Су́мм, мо́щность тра́нсформаторов, кВА́ 15429,0 423,0 423,0 Чи́сло ли́ний: 110 7 7 Су́ммарная дли́на ли́ний, км 157,775 12,980 12,980 Инф́ормация по́ узл́ам Но́мер узл́а Мо́щност Uв, кВ Uн, кВ Рн, кВт Qн, ква́р Iн, A По́тери мо́щности delta Uв, Кз. тр., кВА́ Рн, кВт Qн, ква́р Рхх, кВт Qхх, ква́р Р, кВт Q, ква́р % % ЦП: ФЦЭ́С 10,00 0,000 114 9,98 0,231 115 9,95 0,467 117 9,95 0,543 119 100,0 9,94 0,39 20,895 10,488 1,371 0,111 0,254 0,356 2,568 0,467 2,821 1,528 23,38 120 160,0 9,94 0,39 33,432 16,781 2, 191 0,147 0,377 0,494 3,792 0,641 4,169 1,426 23,38 118 100,0 9,95 0,39 20,895 10,488 1,369 0,111 0,253 0,356 2,575 0,467 2,828 1,391 23,38 116 63,0 9,98 0,40 13,164 6,607 0,860 0,072 0,159 0,259 1,756 0,330 1,914 1,152 23,38 Та́блица 3.2 Инф́ормация по́ ли́ниям На́чало ли́нии Ко́нец ли́нии Ма́рка про́вода Дли́на ли́нии, км Акт́ивное со́пр., Ом Ре́активное со́пр., Ом То́к, А Р, кВт Q, ква́р По́тери мо́щности Кз. ли́нии,% Р, кВт Q, ква́р ЦП: ФЦЭ́С 114 АС-25 1,780 2,093 0,732 6,170 90,837 56,296 0,239 0,084 4,35 114 115 АС-25 2,130 2,505 0,875 5,246 77,103 47,691 0, 207 0,072 3,69 115 117 А-35 1, 200 1,104 0,422 3,786 55,529 34,302 0,047 0,018 2,23 117 119 А-35 3,340 3,073 1,176 1,462 21,381 13,316 0,020 0,008 0,86 117 120 АС-50 3,000 1,809 1,176 2,324 34,101 20,967 0,029 0,019 1,11 115 118 А-35 0,940 0,865 0,331 1,460 21,367 13,317 0,006 0,002 0,86 114 116 АС-25 0,590 0,466 0,238 0,924 13,495 8,522 0,001 0,001 0,53
Та́кже про́грамма РТП 3.1 про́изводит ра́счет сле́дующих по́казателей: по́тери электроэнергии в ли́ниях электропередач: (или 18,2% от су́ммарных по́терь электроэнергии); по́тери электроэнергии в обм́отках тра́нсформаторов (усл́овно-пе́ременные по́тери): (14,6%); по́тери электроэнергии в ста́ли тра́нсформаторов (усл́овно-по́стоянные): (67,2%); су́ммарные по́тери электроэнергии: (или 2,4% от общ́его отп́уска электроэнергии). Да́лее ра́ссмотрим изм́енение по́терь электроэнергии при́ изм́енении на́грузки на́ го́ловном участке. Для́ этого: за́дадимся k ЗТП1 = 0,5 и ра́ссчитаем по́тери электроэнергии: по́тери в ли́ниях: , что́ со́ставляет 39,2% от су́ммарных по́терь и 1,1% от общ́его отп́уска электроэнергии; по́тери в обм́отках тра́нсформаторов: , что́ со́ставляет 31,4% от су́ммарных по́терь и 0,9% от общ́его отп́уска электроэнергии; по́тери в ста́ли тра́нсформаторов: , что́ со́ставляет 29,4% от су́ммарных по́терь и 0,8% от общ́его отп́уска электроэнергии; су́ммарные по́тери электроэнергии: , что́ со́ставляет 2,8% от общ́его отп́уска электроэнергии. За́дадимся k ЗТП2 = 0,8 и по́вторим ра́счет по́терь электроэнергии аналогично п.1. По́лучим: по́тери в ли́ниях: , что́ со́ставляет 47,8% от су́ммарных по́терь и 1,7% от общ́его отп́уска электроэнергии; по́тери в обм́отках тра́нсформаторов: , что́ со́ставляет 38,2% от су́ммарных по́терь и 1,4% от общ́его отп́уска электроэнергии; по́тери в ста́ли тра́нсформаторов: , что́ со́ставляет 13,9% от су́ммарных по́терь и 0,5% от общ́его отп́уска электроэнергии; су́ммарные по́тери: , что́ со́ставляет 3,6% от общ́его отп́уска электроэнергии. Ра́ссчитаем но́рмативы по́терь электроэнергии для́ да́нной ра́спределительной се́ти по́ фо́рмулам (4.10) и (4.11): но́рматив те́хнологических пе́ременных по́терь: , но́рматив усл́овно-по́стоянных по́терь: . Анализ про́веденных ра́счетов по́терь электроэнергии и их но́рмативов по́зволяет сде́лать сле́дующие осн́овные вы́воды: при́ увеличении kЗТП от 0,5 до́ 0,8 на́блюдается увеличение абс́олютного зна́чения су́ммарных по́терь электроэнергии, что́ со́ответствует увеличению мо́щности го́ловного́ участка про́порционально kЗТП. Но́, при́ этом, увеличение су́ммарных по́терь отн́осительно отп́уска электроэнергии со́ставляет: для́ kЗТП1 = 0,5 - 2,8%, а для́ kЗТП2 = 0,8 - 3,6%, в то́м чи́сле до́ля усл́овно-пе́ременных по́терь в пе́рвом слу́чае со́ставляет 2%, а во́ вто́ром - 3,1%, то́гда ка́к до́ля усл́овно-по́стоянных по́терь в пе́рвом слу́чае - 0,8%, а во́ вто́ром - 0,5%. Та́ким обр́азом, мы́ на́блюдаем увеличение усл́овно-пе́ременных по́терь с ро́стом на́грузки на́ го́ловном участке, в то́ вре́мя ка́к усл́овно-по́стоянные по́тери ост́аются не́изменными и за́нимают ме́ньший ве́с при́ по́вышении за́грузки ли́нии. В итоге, отн́осительное увеличение по́терь электроэнергии со́ставило все́го 1,2% при́ зна́чительном увеличении мо́щности го́ловного́ участка. Этот фа́кт сви́детельствует о бо́лее ра́циональном исп́ользовании да́нной ра́спределительной се́ти. Ра́счет но́рмативов по́терь электроэнергии по́казывает, что́ и для́ kЗТП1 , и для́ kЗТП2 со́блюдаются но́рмативы по́ по́терям. Та́ким обр́азом, на́иболее эфф́ективным явл́яется исп́ользование да́нной ра́спределительной се́ти при́ kЗТП2 = 0,8. При́ этом оборудование бу́дет исп́ользоваться бо́лее экономично.

За́ключение

По́ итогам вы́полнения да́нной ба́калаврской ра́боты мо́жно сде́лать сле́дующие осн́овные вы́воды: электрическая энергия, пе́редаваемая по́ электрическим се́тям, для́ сво́его пе́ремещения ра́сходует ча́сть са́мой се́бя. Ча́сть вы́работанной электроэнергии ра́сходуется в электрических се́тях на́ со́здание электрических и ма́гнитных по́лей и явл́яется не́обходимым те́хнологическим ра́сходом на́ ее пе́редачу. Для́ вы́явления очагов ма́ксима́льных по́терь, а та́кже про́ведения не́обходимых ме́роприятий по́ их сни́жению не́обходимо про́анализировать стру́ктурные со́ставляющие по́терь электроэнергии. На́ибольшее зна́чение в на́стоящее вре́мя имеют те́хнические по́тери, т.к именно они явл́яются осн́овой для́ ра́счета пла́нируемых но́рмативов по́терь электроэнергии. В за́висимости от по́лноты инф́ормации о на́грузках элементов се́ти для́ ра́счета по́терь электроэнергии мо́гут исп́ользоваться ра́зличные ме́тоды. Та́кже при́менение то́го или иного ме́тода свя́зано с особенностью ра́ссчитываемой се́ти. Та́ким обр́азом, учитывая про́стоту схе́м ли́ний се́тей 0,38 - 6 - 10 кВ, бо́льшое ко́личество та́ких ли́ний и ни́зкую до́стоверность инф́ормации о на́грузках тра́нсформаторов, в этих се́тях для́ ра́счета по́терь исп́ользуются ме́тоды, осн́ованные на́ пре́дставлении ли́ний в ви́де экв́ивалентных со́противлений. При́менение по́добных ме́тодов це́лесообразно при́ опр́еделении су́ммарных по́терь во́ все́х ли́ниях или в ка́ждой, а та́кже для́ опр́еделения очагов по́терь. Про́цесс ра́счета по́терь электроэнергии явл́яется до́статочно тру́доемким. Для́ обл́егчения по́добных ра́счетов су́ществуют ра́зличные про́граммы, ко́торые имеют про́стой и удобный инт́ерфейс и по́зволяют про́извести не́обходимые ра́счеты го́раздо бы́стрее. Одн́ой из на́иболее удобных явл́яется про́грамма ра́счета те́хнических по́терь РТП 3.1, ко́торая бла́годаря сво́им во́зможностям су́щественно со́кращает вре́мя на́ по́дготовку исх́одной инф́ормации, а сле́довательно и ра́счет про́изводится с на́именьшими за́тратами. Для́ уст́ановления в ра́ссматриваемом пе́риоде вре́мени при́емлемого по́ экономическим кри́териям уровня по́терь, а та́кже для́ уст́ановления та́рифов на́ электроэнергию, при́меняется но́рмирование по́терь электроэнергии. Учитывая су́щественные ра́зличия в стру́ктуре се́тей, в их про́тяженности но́рматив по́терь для́ ка́ждой энергоснабжающей орѓанизации пре́дставляет со́бой инд́ивидуальное зна́чение, опр́еделяемое на́ осн́ове схе́м и ре́жимов ра́боты электрических се́тей и особенностей учета по́ступления и отп́уска электроэнергии. Бо́лее то́го, по́тери электроэнергии ре́комендовано ра́ссчитывать по́ но́рмативам при́ исп́ользовании зна́чений обобщенных па́раметров (су́ммарной дли́ны ли́нии электропередачи, су́ммарной мо́щности си́ловых тра́нсформаторов) и отп́уску электроэнергии в се́ть. По́добная оценка по́терь, особенно для́ мно́жества ра́зветвленных се́тей 0,38 - 6 - 10 кВ, по́зволяет су́щественно сни́зить тру́дозатраты на́ про́ведение ра́счетов. При́мер ра́счета по́терь электроэнергии в ра́спределительной се́ти 10 кВ по́казал, что́ на́иболее эфф́ективным явл́яется исп́ользование се́тей с до́статочно вы́сокой за́грузкой (kЗТП =0,8). При́ этом на́блюдается не́большое отн́осительное увеличение усл́овно-пе́ременных по́терь в до́ле отп́уска электроэнергии, и сни́жение усл́овно-по́стоянных по́терь. Та́ким обр́азом, су́ммарные по́тери увеличиваются не́значительно, а оборудование исп́ользуется бо́лее ра́ционально.

Спи́сок ли́тературы

1. Же́лезко Ю.С. Ра́счет, анализ и но́рмирование по́терь электроэнергии в электрических се́тях. - М.: НУ́ ЭНАС, 2002. - 280с. 2. Же́лезко Ю.С. Вы́бор ме́роприятий по́ сни́жению по́терь электроэнергии в электрических се́тях: Ру́ководство для́ пра́ктических ра́счетов. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 176с. 3. Бу́дзко И.А., Ле́вин М.С. Электроснабжение се́льскохозяйственных пре́дприятий и на́селенных пу́нктов. - М.: Агр́опромиздат, 1985. - 320с. 4. Во́ротницкий В.Э., Же́лезко Ю.С., Ка́занцев В.Н. По́тери электроэнергии в электрических се́тях энергосистем. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 368с. 5. Во́ротницкий В.Э., За́слонов С.В., Ка́линкина М.А. Про́грамма ра́счета те́хнических по́терь мо́щности и электроэнергии в ра́спределительных се́тях 6 - 10 кВ. - Электрические ста́нции, 1999, №8, с.38-42. 6. Же́лезко Ю.С. При́нципы но́рмирования по́терь электроэнергии в электрических се́тях и про́граммное обеспечение ра́счетов. - Электрические ста́нции, 2001, №9, с.33-38. 7. Же́лезко Ю.С. Оценка по́терь электроэнергии, обусловленных инс́трументальными по́грешностями изм́ерения. - Электрические ста́нции, 2001, №8, с. 19-24. 8. Га́ланов В.П., Га́ланов В.В. Вли́яние ка́чества электроэнергии на́ уровень ее по́терь в се́тях. - Электрические ста́нции, 2001, №5, с.54-63. 9. Во́ротницкий В.Э., За́горский Я.Т., Апр́яткин В.Н. Ра́счет, но́рмирование и сни́жение по́терь электроэнергии в го́родских электрических се́тях. - Электрические ста́нции, 2000, №5, с.9-13. 10. Овч́инников А. По́тери электроэнергии в ра́спределительных се́тях 0,38 - 6 (10) кВ. - Но́вости ЭлектроТехники, 2003, №1, с.15-17. Дипломная работа Потери электроэнергии в распределительных электрических сетях

Статьи

  • Диплом на тему Потери электроэнергии в распределительных электрических сетях скачать бесплатно
  • Структура потерь электроэнергии. Дипломная работа Потери электроэнергии в распределительных электрических сетях
  • Дипломная работа Потери электроэнергии в распределительных электрических сетях
  • Потери электроэнергии в распределительных электрических сетях. Электроэнергетика дипломная работа
  • Дипломная работа Потери электроэнергии в распределительных электрических сетях. Потери электроэнергии причины и методы борьбы
  • Потери электроэнергии в распределительных электрических сетях . дипломная работа
  • Потери электроэнергии в электрических сетях. Дипломная работа Потери электроэнергии в распределительных электрических сетях
  • Потери электроэнергии. Дипломная работа Потери электроэнергии в распределительных электрических сетях
  • Потери электроэнергии в электрических сетях виды причины расчет
  • Дипломная работа Потери электроэнергии в распределительных электрических сетях. Потеря электроэнергии в электрических сетях