Расчет потерь энергии в электрических сетях

 

     Цель занятия. Приобретение навыков по расчету потерь энергии в электрических сетях и трансформаторах.

 

Расчетные формулы

Потери энергии за год в трехфазной линии с нагрузкой на конце

 

                                                                

 

где r - сопротивление фазного провода, Ом;

I - ток, протекающий в проводе, А;

I - максимальный ток, А;

  t - период времени, за который определяются потери, ч;

I  - среднеквадратичных ток, А;  - время потерь, ч.

Время потерь находят из графика нагрузки графическим путем или по формуле

                                                                                                                           

 

Если график нагрузки неизвестен, то время потерь можно определить в зависимости от времени использования максимальной нагрузки T  и cos  по заранее построенным кривым или аналитически по формуле

 

                                                                                                

 

Для сельских сетей при числе часов использования максимальной нагрузки в пределах от 1800 до 3500 можно воспользоваться формулой

 

                                                    

 

Среднеквадратичный ток определяется значениями  и

 

                                                                                                      

 

Время использования максимальной нагрузки

 

Потери энергии в трансформаторах

 

                                           

 

где - номинальные потери в меди трансформатора (потери к. з.);

- максимальная мощность нагрузки трансформатора;

- номинальная мощность трансформатора;

  n - число трансформаторов, работающих параллельно;

- номинальные потери в сталитрансформатора (потери х. х.).

Пример. Определить годовые потери энергии в трехфазной воздушной линии 10 кВ с проводами А70 длиной 12 км, если нагрузка с cos =0,9 изменяется по заданному графику (рисунок 2.1). Определить для этого графика число часов использования максимальной нагрузки Т, время потерь  и среднеквадратичный ток .

 

Рисунок 2.1 График изменения нагрузки

Решение:

1) Сопротивление линии

 Ом (  Ом/км из приложения 1 /1/).

 

 

2) Потери энергии в соответствии с  графиком  изменения нагрузки

 

=572000 кВт∙ч=572 МВт·ч.

 

3) Число часов использования максимальной нагрузки

 

 ч.

4) Время потерь

 ч.

 

5) Среднеквадратичный ток

 А.

6)  Годовые потери энергии

кВт∙ч = 572 МВт∙ч.

2. 2 Задачи для самостоятельного решения

 

1) Определить потери активной энергии за год в трехфазной воздушной линии напряжением 10 кВ длиной 30 км, выполненной проводами АС35, если за год через линию передано 4000 МВт∙ч и максимальная замеренная нагрузка составляет 33 А. Коэффициент мощности нагрузки 0,8. Потери энергии выразить в процентах по отношению к энергии, переданной за год.

2) Определить годовые потери энергии в трансформаторе  типа ТДН мощностью 6,3 МВ∙А с высшим напряжением 35 кВ, если максимальная нагрузка составляет 5,5 МВ∙А при cos  и Т= 4500 ч.

Вопросы для самоконтроля знаний

       

2.3.1 Какую размерность имеют потери электроэнергии?

2.3.2 Как определяют потери энергии в трехфазных линиях?

2.3.3 Как определяют потери энергии в трансформаторах?

2.3.4 Что понимается под временем использования максимальной нагрузки и как оно определяется?

2.3.5 Как определяется время потерь для сельских сетей?

2.3.6 Для чего необходим график нагрузки?

2.3.7 Что характеризуют номинальные потери в меди трансформатора?

2.3.8 Что характеризуют номинальные потери в стали трансформатора?

2.3.9 Как влияет марка провода, из которого выполнена воздушная линия?

2.3.10 Какой зависимостью связан среднеквадратичный ток с номинальным током?