Потери электроэнергии в электрических сетях: виды, причины, расчет

В таких сетях нет оборудования, в котором имели бы место потери холостого хода. Расчет нагрузочных потерь по известной схеме сети в силу указанных ранее особенностей их схем и нагрузок проводят для каждой фазы. На рис. 2.

1 приведена в однолинейном исполнении схема участка сети ВЛ 0,4 кВ, питающегося от одного из ТП 10/0,4 кВ небольшого города. Одного взгляда на этот рисунок достаточно, чтобы понять, насколько трудоемкой является работа по внесению в компьютер данных о схемах всех таких линий, находящихся на балансе сетевой организации.

Поэтому оценку потерь в линиях 0,4 кВ при большом их числе обычно проводят на основе упрощенных методов.

Одной из проблем расчета потерь в линиях 0,4 кВ, независимо от применяемого метода расчета, является отсутствие данных об энергии, отпущенной в каждую линию. При установке счетчиков на головных участках линий 0,4 кВ не только существенно увеличивается точность расчета технических потерь, но и решается задача выявления очагов коммерческих потерь.

Рассмотрим методы возможного определения этих данных на основе известного отпуска энергии в фидер 6–20 кВ.

Из заданного отпуска энергии в фидер 6–20 кВ необходимо вычесть рассчитанные потери в фидере; энергию, отпускаемую в ТП, находящиеся на балансе потребителя (линии 0,4 кВ, питающиеся от данного ТП, также находятся на балансе потребителя); энергию, проходящую по фидеру 6–20 кВ транзитом. Остальная энергия уходит на шины 0,4 кВ ТП, принадлежащих энергоснабжающей организации.

Распределение суммарного отпуска по линиям 0,4 кВ производится на основе следующего алгоритма. В группе линий 0,4 кВ, питающихся от конкретного фидера 6–20 кВ, могут быть линии, на которых установлены счетчики (есть данные об энергии, отпущенной в линию), и линии, для которых таких данных нет.

Из суммарного отпуска энергии во все линии 0,4 кВ данного фидера необходимо вычесть энергию линий, на которых она задана, а остаток распределить по линиям с неизвестными значениями

Потери электроэнергии в электрических сетях: виды, причины, расчет

Рис. 2.1. Схема участка сети ВЛ 0,4 кВ 58

энергии пропорционально сечениям их головных участков (другое условие придумать трудно).

Ниже изложены методы расчета потерь как основе полных схем линий 0,4 кВ, так и оценочные методы.

Расчет потерь на основе полных схем линий

Основной информацией о нагрузке линии является энергия, отпускаемая в линию с шин 0,4 кВ ТП 6–20/0,4 кВ. Как и в сетях 6–20 кВ, энергия, потребляемая в некоторых узлах сети 0,4 кВ, может быть известна.

Это относится к относительно крупным (для этих сетей) потребителям – коммунально-бытовым и производственным предприятиям (водокачки, бойлерные, магазины, дома культуры, мастерские по ремонту сельскохозяйственной техники и т. п.).

Аналогичная информация по бытовым абонентам может быть получена практически только по данным об оплате электроэнергии.

Оплата часто осуществляется с опозданием или, наоборот, впрок; она, как правило, не вполне соответствует фактическому потреблению энергии в расчетном периоде. Поэтому необходимо использовать какие-то допущения о распределении по узлам (и фазам) суммарной энергии (разности между отпуском электроэнергии в данную линию и суммой энергии, заданной в узлах с известным потреблением).

Нагрузки в каждом узле задают в виде трех значений (фазы А, В и С), поэтому число задаваемых нагрузок будет в три раза больше числа узлов схемы.

Нагрузки узлов с известным потреблением указывают в виде значений энергии по каждой фазе – для трехфазных нагрузок в каждой фазе указывают 1/3 потребления.

Для узлов с неизвестным потреблением указывают коэффициенты, пропорционально которым программа будет распределять остаток энергии.

В сетях 6–10 кВ энергия головного участка распределяется пропорционально мощностям ТП; здесь же нет параметра, хоть как-то характеризующего нагрузку каждой фазы каждого узла, поэтому задавать коэффициенты пропорциональности приходится экспертным путем.

Для селитебной территории можно для каждой фазы в узле указывать, например, число присоединенных к ней квартир. Можно взять нагрузку какой-либо фазы какого-либо узла за единицу, а остальные указывать по отношению к ней.

Можно распределить по 3 ∙ n точкам 100 единиц, понимая под ними процентное распределение нагрузок.

Коэффициенты во всех точках должны иметь одинаковый масштаб. Они определяют пропорциональность распределения энергии, поэтому, если их изменить в одинаковое число раз, это не повлияет на результаты расчета.

Если, например, для конкретного узла задано А = 30; В = 12; С = 0, это означает, что однофазные нагрузки 59 присоединены к фазам А и В (потребители на двухфазном ответвлении), причем энергия, потребляемая от фазы А в 2,5 раза больше, чем от фазы В.

  • Все заданные «весовые» коэффициенты суммируются программой. Например, при трех узлах с заданными коэффициентами (заданы в виде процентного распределения нагрузок):
  • 1-й узел: А=30; В=12; С=0;
  • 2-й узел: А=20; В=0, С=15;
  • 3-й узел: А=7; В=6, С=10

программа определит сумму всех коэффициентов 30 + 12 + 20 + 15 + + 7 + 6 + 10 = 100, затем определит «цену» в кВт⋅ч одной единицы, разделив распределяемую энергию на 100, и рассчитает все нагрузки в кВт⋅ч, умножив «цену» на коэффициент. Такое распределение нагрузок используется программой РАП-10-ст. Далее расчет проводится методом средних нагрузок.

Расчет потерь электроэнергии на основе измеренных максимальных потерь напряжения в линии

Так как формулы для расчета потерь мощности и потерь напряжения в линии содержат одни и те же параметры, то потери мощности и потери напряжения могут быть выражены друг через друга (см. прил. 3). Расчетная формула для относительных потерь электроэнергии имеет вид:

Потери электроэнергии в электрических сетях: виды, причины, расчет

  1. При наличии ЭП, потребляющих электроэнергию непосредственно с шин 0,4 кВ ТП или на незначительном расстоянии от него («беспотерьное» потребление), рассчитанное значение ∆W% применяется к электроэнергии, уменьшенной на величину такого потребления.
  2. При расчете потерь в линии с одинаковыми проводами на всех участках коэффициент kэ/н определяют по формуле (прил. 3)
  3. Потери электроэнергии в электрических сетях: виды, причины, расчет

Для воздушных линий x0 ≈ 0,4 Ом/км, а r0 ≈ 28,5/Fг , где Fг – сечение провода головного участка. При этом ξ ≈ F / 71.

Учитывая снижение сечения проводов по мере удаления от ТП (особенно на ответвлении, в удаленной точке которого и проводят измерения напряжения), эквивалентное значение ξ снижается.

Для практических расчетов примем ξ = Fг /100. При этом формула для коэффициента kэ/н будет иметь вид:

Потери электроэнергии в электрических сетях: виды, причины, расчет

Коэффициент kнн в формуле (2.50) определяют по формуле (П3.18, см. прил. 3). Она довольно сложна для практического применения, так как исходит из необходимости замера токов во всех фазах.

Если же характеризовать отличие токов в фазах относительным значением неодинаковости нагрузок фаз δIф = (Iмакс – Iмин) / Iср и принять в качестве характерного значения δIф = 0,5 (что соответствует относительным токам в трех фазах 1,25; 1,0 и 0,75), то коэффициент kнн при одинаковом сечении нулевого и фазного проводов составит 1,13, а при сечении нулевого проводов в два раза меньшем фазного – 1,21. Для линий с различным распределением нагрузок по длине линии целесообразно применять более простую формулу (П3.19).

Недостатком метода расчета потерь мощности по измеренным потерям напряжения в линии является то, что он не учитывает потери энергии в ответвлениях.

Потери напряжения до удаленной точки сети не изменяются от того, потребляется ли энергия непосредственно от какого-либо узла магистрали или проходит дальше еще и по ответвлению.

Проблемой же практического использования этого метода является необходимость осуществления замеров потерь напряжения в линиях в режиме максимальной нагрузки. Такие замеры не только связаны с большими трудозатратами, но и имеют низкую достоверность.

Это обусловлено необходимостью определения времени замеров, соответствующего максимуму нагрузки, и низкой точностью определения потерь напряжения как разности двух близких значений напряжения: каждое из них измерено прибором, конкретная погрешность которого в пределах диапазона, соответствующего классу точности, неизвестна. Другой проблемой является практическая невозможность проверки достоверности этих измерений на стадии экспертизы расчета. Поэтому данный метод можно считать скорее теоретическим, чем практическим, тем более для определения потерь во всех линиях 0,4 кВ, находящихся на балансе сетевой организации.

Расчет потерь на основе обобщенных данных о схемах линий

К обобщенным данным относятся: количество линий 0,4 кВ, сечение проводов их головных участков и суммарные длины магистрали, однофазных, двухфазных и трехфазных ответвлений.

Очевидно, что значение потерь зависит не только от суммарной длины участков линий, но и от особенностей их схем и распределения нагрузок по длине линий.

Потери в линии, представляющей собой вытянутую магистраль, существенно отличаются от потерь в линии с такой же суммарной длиной участков, но со схемой, похожей на разветвленное дерево.

Потери в линии с нагрузкой, сосредоточенной в ее конце, существенно отличаются от потерь в линии с нагрузками, распределенными по ее длине, и тем более с большой нагрузкой, сосредоточенной в ее начале.

Потери электроэнергии в линии 0,4 кВ определяют по формуле (прил. 3)

Потери электроэнергии в электрических сетях: виды, причины, расчет

Из формулы (2.53) видно, что расчетное значение потерь существенно зависит от величины dн. Например, при dн = 0,2 значение потерь снижается до (1–0,2)2 = 0,64 от его значения при dн = 0. На рис. 2.1 к беспотерьным потребителям относятся бойлерная и клуб, получающие питание непосредственно с шин 0,4 кВ ТП.

Если не указать их долю в виде dн, то расчет по формуле (2.53) соответствует ситуации равномерного распределения потребляемой ими энергии по всем остальным точкам сети, что при dн = 0,2 приводит к завышению расчетного значения потерь в 1/0,64 = 1,56 раза.

Читайте также:  Правда ли, что нагрузка автоматов, соединенных гребенкой, бегает по всей гребенке?

В линиях с большой долей потребления энергии вблизи шин 0,4 кВ ТП это увеличение будет еще более существенным. Например, при dн = 0,7 потери окажутся завышенными в 1/0,09 = 11,1 раза и вместо реальных 5 % расчет приведет к 55,5 %.

Такой результат вызывает у расчетчика представление об ошибочности метода, хотя причина заключается в ошибочности заданных исходных данных.

Под сечением провода магистрали в формуле (2.53) понимается основное сечение проводов на ее участках. Если, например, с шин трансформатора осуществлен кабельный вывод сечением 120 мм2 и длиной 20 м, а затем идет магистраль длиной 200 м, выполненная проводом сечением 35 мм2 , то следует использовать значение Fм = 35 мм2 .

  • При отсутствии данных о коэффициенте заполнения графика и (или) коэффициенте реактивной мощности принимают характерные для бытовых потребителей значения kз = 0,3; tgj = 0,6.
  • Эквивалентную длину линии определяют по формуле
  • Потери электроэнергии в электрических сетях: виды, причины, расчет
  • Под магистралью понимается наибольшее расстояние от шин 0,4 кВ ТП 6–20/0,4 кВ до наиболее удаленного потребителя, присоединенного к трехфазной линии.

При наличии стальных или медных проводов в магистрали или ответвлениях в формулу (2.54) подставляют длины линий, определяемые по формуле

Потери электроэнергии в электрических сетях: виды, причины, расчет

Коэффициент k0,4 при расчете потерь электроэнергии в одной линии определяют по формуле

Потери электроэнергии в электрических сетях: виды, причины, расчет

Распределенными нагрузками можно считать потребление энергии бытовыми абонентами (населением). Его можно определить на основе отчетности о полезном отпуске электроэнергии. Долю энергии, потребляемой распределенными нагрузками, определяют по формуле

Потери электроэнергии в электрических сетях: виды, причины, расчет

Долю энергии, потребляемой непосредственно с шин 0,4 кВ ТП или на незначительном расстоянии от него dн, можно принять равной доле энергии, потребляемой коммунальными, торговыми 63 и культурно-просветительными предприятиями (в сельской местности ТП обычно проектировались рядом с такими потребителями).

В качестве расчетного сечения магистрали для совокупности линий принимают средневзвешенное сечение, определяемое с учетом распределения общего объема энергии по линиям с различными сечениями проводов головных участков. Более правильно определять потери для групп линий с одинаковыми сечениями проводов магистрали.

Следует иметь в виду, что формула (2.

53) выведена для усредненной модели линии, поэтому определенные по ней расчетные потери в конкретной линии могут отличаться (иногда существенно) от их значения, определенного при представлении линии полной схемой.

Областью использования этой формулы является расчет суммарных потерь в большом числе линий. При таком расчете разнонаправленные погрешности определения потерь в отдельных линиях в значительной степени компенсируются в суммарной величине.

П р и м е р. Рассчитать потери электроэнергии за апрель месяц (Д = 30) в ВЛ 0,4 кВ длиной 1 км, выполненной проводом А-95 (r0 = = 0,30 Ом, x0 = 0,4 Ом) с сосредоточенной в ее конце нагрузкой.

За месяц в линию отпущено 10 тыс. кВт⋅ч. Остальные параметры, используемые в расчете, имеют следующие значения: tgj = 0,5; kз = 0,3; kнн = 1,05.

Так как данная ВЛ является линией с сосредоточенной нагрузкой, то dр = 0.

Р е ш е н и е. Максимальные значения активной и реактивной нагрузок составляют:

Потери электроэнергии в электрических сетях: виды, причины, расчет

Расчетные потери электроэнергии и потери напряжения в максимум нагрузки, определенные по параметрам линии (эталон для сравнения методов), составляют:

Расчет по формуле (2.53) – по обобщенным параметрам линии – приводит к следующему результату:

Расчет по потерям напряжения в линии выполняем в следующей последовательности. В соответствии с формулой (2.51) при ξ = 0,4 / 0,3 = 1,33:

  1. Если с помощью замера напряжений в начале и конце линии получены потери напряжения, точно соответствующие действительным 14,47 % (что маловероятно), то потери энергии по формуле (2.50) составят:

Полученные результаты показывают, что для такой простой линии результаты расчетов по оценочным выражениям совпадают с результатом точного расчета. Погрешности оценки потерь электроэнергии в реальных сетях более сложных конфигураций будут определяться погрешностями допущений, принятых при выводе формул, и погрешностями измерения потерь напряжения.

Источник: https://pue8.ru/uchet-elektroenergii/2-1-11-raschet-poter-elektroenergii-v-setyax-0-4-kv.html

Потери электроэнергии и способы борьбы с ними

Шойимова С. П. Потери электроэнергии и способы борьбы с ними // Молодой ученый. — 2015. — №23. — С. 278-280. — URL https://moluch.ru/archive/103/23801/ (дата обращения: 29.11.2019).



В статье представлены основные проблемы электроэнергетики, такие как потери электрической энергии. Проведён анализ источников потерь в электрических сетях.

Ключевые слова: электроэнергия, электрическая сеть, источники энергии, нагрузки сети, мощность энергии.

Электрическая энергия является единственным видом продукции, для перемещения которого от мест производства до мест потребления не используются другие ресурсы. Для этого расходуется часть самой передаваемой электроэнергии, поэтому ее потери неизбежны, задача состоит в определении их экономически обоснованного уровня.

Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях до этого уровня одно из важных направлений энергосбережения [1]. Рост потерь энергии в электрических сетях определен действием вполне объективных закономерностей в развитии всей энергетики в целом.

Основными из них являются: тенденция к концентрации производства электроэнергии на крупных электростанциях; непрерывный рост нагрузок электрических сетей, связанный с естественным ростом нагрузок потребителей и отставанием темпов прироста пропускной способности сети от темпов прироста потребления электроэнергии и генерирующих мощностей.

Потери электроэнергии в электрических сетях являются экономическим показателем состояния сетей. По мнению международных экспертов, в области энергетики относительные потери электроэнергии при ее передаче в электрических сетях не должны превышать 4 %. Потери электроэнергии на уровне 10 % можно считать максимально допустимыми [2].

На основании уровня потерь электроэнергии можно сделать выводы о необходимости и объеме внедрения энергосберегающих мероприятий.

Фактические потери определяют как разность электроэнергии, поступившей в сеть отпущенной из сети потребителям, их можно разделить на три составляющие: 1) технические потери электроэнергии, обусловленные физическими процессами в проводах и электрооборудовании, происходящими при передаче электроэнергии по электрическим сетям, включают в себя расход электроэнергии на собственные нужды подстанций; 2) потери электроэнергии, обусловленные погрешностью системы учета, как правило, представляют недоучет электроэнергии, обусловленный техническими характеристиками и режимами работы приборов учета электроэнергии на объекте; 3) коммерческие потери, обусловленные несанкционированным отбором мощности электроэнергии, несоответствием оплаты за электроэнергию бытовыми потребителями показаниям счетчиков и другими причинами в сфере организации контроля за потреблением энергии. Коммерческие потери не имеют самостоятельного математического описания и, как следствие, не могут быть рассчитаны автономно. Их значение определяют как разницу между фактическими потерями и суммой первых двух составляющих, представляющих собой технологические потери. Потери электроэнергии в сетях определяются тремя основными факторами [1]: 1. За счёт погрешности измерений фактически отпущенной в сеть энергии и полезно отпущенной электроэнергии для потребителей. 2. За счёт занижения полезного отпуска в результате технических потерь. 3. За счёт неучтённых подключений потребителей (в частности, хищений электроэнергии). Высокие потери электроэнергии в сетях, как правило, говорят либо о каких-либо накапливающихся проблемах сетей электропередачи, либо о неэффективной работе оборудования. По сути, любые потери электроэнергии в сетях, выходящие за рамки некой минимальной планки — это сигнал для специалиста, означающий, что требуется реконструировать или же технически переоснащать имеющийся комплекс. Если уровень потерь электроэнергии слишком высок, это говорит об очевидных проблемах, связанных со следующими вопросами: 1. Медленное развитие электросети; 2. Устаревшее техническое оборудование; 3. Несовершенство методов управления сетью; 4. Несовершенство методов учета электроэнергии; 5. Неэффективность процесса сбора платы за поставляемую электроэнергию. Разумеется, в идеальном состоянии потери электроэнергии в сетях должны полностью отсутствовать, однако всегда существуют невосполнимые технические потери (из-за физических процессов передачи электроэнергии, её трансформации и распределения), определяемые расчётом с некоторой погрешностью [2]. В случае, если погрешность высока, как правило, такая сеть малоэффективна, так как вызывает высокие коммерческие потери.

Способы борьбы с потерями: Первый способ основан на снижении сопротивления нулевого провода. Как известно ток течет по двум проводам: нулевому и фазному. Если увеличение сечения фазного провода достаточно затратное (стоимость меди или алюминия плюс работы по демонтажу и монтажу), то сопротивление нулевого провода можно уменьшить достаточно просто и очень дешево.

Этот способ использовался с момента прокладки первых линий электропередач, но в настоящее время часто не используется. Заключается он в повторном заземлении нулевого провода на каждом столбе электролинии или (и) на каждой нагрузке. В этом случае параллельно сопротивлению нулевого провода подключается сопротивление земли между нулем трансформатора подстанции и нулем потребителя.

Второй простейший способ тоже основан на снижении сопротивления. Только в этом случае необходимо проверять оба провода ноль и фазу. В процессе эксплуатации воздушных линий из-за обрыва проводов образуется места локального повышения сопротивления — скрутки, сростки и т. д. В процессе работы в этих местах происходит локальный разогрев и дальнейшая деградация провода, грозящая разрывом.

Такие места видны ночью из-за искрения и свечения. Необходимо периодически визуально проверять электролинию и заменять особо плохие ее отрезки или линию целиком. Для ремонта лучше всего применить самонесущие алюминиевые изолированные кабели СИП. Они называются самонесущими, т. к. не требуют стального троса для подвески и не рвутся под тяжестью снега и льда.

Такие кабели долговечны, есть специальные аксессуары для легкого и удобного крепления их к столбам и зданиям. Третьим способом является замена отслужившей воздушной линии на новую. 4. Способ основан на применении специальных стабилизаторов напряжения на входе в дом или другой объект. Такие стабилизаторы бывают как однофазного, так и трехфазного типа.

Они увеличивают cos φ и обеспечивают стабилизацию напряжения на выходе в пределах ±5 %, при изменении напряжения на входе ±30 %. Их мощностной ряд может быть от сотен Вт до сотен кВт [1]. 5. Способ компенсации потерь электроэнергии. Это способ использования устройств компенсации реактивной мощности.

Если нагрузка индуктивная, например, различные электромоторы, то это конденсаторы, если емкостная, то это специальные индуктивности Самым эффективным решением является вынос электросчетчика из здания и установка его на опоре линии электропередачи в специальном герметичном боксе. В этом же боксе устанавливаются вводный автомат с пожарным УЗО и разрядники защиты от перенапряжений.

Этот способ снижения потерь за счет использования трехфазного подключения. При таком подключении снижаются токи по каждой фазе, а, следовательно, потери в линии и можно равномерно распределить нагрузку.

Читайте также:  Стабилизатор напряжения для телевизора жк и led

Литература:

  1.                Артемьев А. В., Савченко О. В. Расчет, анализ и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях: Руководство для практических расчетов. — М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. — С. 280.: ил.
  2.                Железко Ю. С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов. — М.: ЭНАС, 2009. — С. 456.

Основные термины (генерируются автоматически): сеть, потеря электроэнергии, нулевой провод, потеря, снижение сопротивления, электрическая энергия.

электрических сетях приводит к снижению качества и потерям электрической энергии

Неравномерная нагрузка фаз увеличивает потери электроэнергии в фазах, так как. (2).

тока по нулевому проводу, возникновения сопротивления нулевой последовательности…

Фактическими или отчетными потерями электроэнергии принято называть разность между поступлением (поставкой) электрической энергии в электрическую сеть и отпуском электрической энергии из сети.

Данилов Д. И., Шевченко Д. Ю., Аубакиров Р. Д., Жиленко Д. М. Окупаемость мероприятий направленных на уменьшение потерь электрической энергии и повышения пропускной способности сети с применением проводов повышенной пропускной способности и устройств…

В данной статье рассмотрены мероприятия по снижению потерь электроэнергии и проблемы сбережения электроэнергии на основе анализа режимов электрических сетях и режим работы электроустановок.

Для снижения потерь энергии, которые можно предотвратить, коммунальные предприятия всегда требуют от своих потребителей

Методы измерения наведенного напряжения в сетях 0,38/10 кВ МУП «Рязанские городские распределительные электрические сети».

В третьем и четвертом столбце указываются удельное активное и реактивное сопротивление проводов данной линии.

Потери мощности в электрической сети. Удельный вес высших гармоник в суммарных потерях.

Ключевые слова: качество электрической энергии, коэффициент несимметрии напряжения, несимметрия, потери электроэнергии, симметрирующее устройство, электрическая сеть низкого напряжения.

На сегодняшний день в электроснабжении существует проблема борьбы с электрическими потерями.

Такие технологии направлены на снижение показателей потребления и электроэнергии за счет повышения эффективности работы электрооборудования.

в) снижение установленной мощности электростанций, обусловленное уменьшением потерь активной мощности.

Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества электроэнергии в электрических сетях. Киев: Наукова думка, 1985. 268 с.

Источник: https://moluch.ru/archive/103/23801/

Как рассчитать потери электроэнергии

Как рассчитать потери электроэнергии

О потерях энергии в процессе ее передачи собственники электрифицированных объектов стали задумываться сравнительно недавно. В то же время это достаточно важный параметр, который обязательно следует учитывать владельцам частных домов, сельскохозяйственных и других предприятий.

На вопрос, как рассчитать потери электроэнергии, есть один простой ответ – обратиться к специалистам. Проведение подобных расчетов считается достаточно трудоемкой и сложной задачей, для выполнения которой требуются профессионалы, знакомые с необходимыми формулами и умеющие такими формулами пользоваться.

Условия расчета потери электроэнергии

Проще всего проводить расчеты потерь в электрической сети, где используется только один тип провода с одним сечением, к примеру, если на объекте применяется только алюминиевые кабели с сечением в 35 мм. На практике системы с одним типом кабеля практически не встречаются, обычно для электроснабжения зданий и сооружений используются различные провода. В этом случае для получения точных результатов, следует отдельно проводить расчеты для отдельных участков и линий электрической системы с различными кабелями.

Потери в электрической сети на трансформаторе и до него обычно не учитываются, так как индивидуальные приборы учета потребляемой энергии устанавливаются в цепь уже после такого оборудования.

Тем не менее если вам требуется высчитать потери на силовом трансформаторе все-таки необходимо, сделать это достаточно просто.

Расчет потерь электроэнергии в трансформаторе осуществляется на основе технической документации такого устройства, где будут указаны все необходимые вам параметры.

  • Следует помнить, что любые расчеты проводятся для определения величины максимальных потерь в ходе передачи электричества.
  • При проведении вычислений стоит учитывать, что мощность сети электроснабжения склада, производственного предприятия или другого объекта достаточна для обеспечения всех подключенных к ней потребителей, то есть, система сможет работать без перенапряжения даже в моменты максимальной нагрузки на каждом подключенном объекте.
  • Пример проекта электроснабжения дома
  1. Величину выделенной электрической мощности можно узнать из договора с эксплуатирующей организацией на предоставление таких услуг.

Сумма потерь всегда зависит от потребляемой мощности сети. Чем больше напряжения потребляется объектами, тем больше будут потери.

В качестве примера можно рассматривать небольшое садоводческое объединение, в состав которого входит 60 объектов недвижимости, подключенных через алюминиевый кабель к центральной линии электропередач. Общая протяженность линии – 2 км.

Как рассчитывают потери электроэнергии по длине линии

  • На основе описанных выше параметров, можно воспользоваться формулой для вычисления потерь электроэнергии по время ее передачи.
  • В данной формуле:
  • ΔW – общее количество потерь электрической энергии при передаче,
  • W – объем электрической энергии, потраченной на обеспечение работы линии в течение определенного промежутка времени,
  • КL – коэффициент, предназначенный для учета распределительной нагрузки на линию потребления, в рассматриваемом примере вся сеть разбита на три отдельных линии, к каждой из которых подключено по 20 объектов потребления,
  • Кф – коэффициент из графика нагрузки на линию,
  • L – длина сети электроснабжения,
  • tgφ – реактивная мощность сети,
  • F – диаметр сечения провода на участке сети,
  • Д – отрезок времени, в течение которого осуществляется потребление энергии и, как следствие, потери,
  • Кф² — коэффициент заполнения графика.
  • Кф² можно рассчитать по простой формуле:

Кз в данной формуле – это коэффициент заполнения графика потребления. Если отсутствуют точные данные по такому графику, за коэффициент принимают величину 0,3. В этом случае по формуле высчитывается Кф², которое будет равняться 1,78.

Рассчитывать потери следует отдельно для каждой линии фидера, которых всего в сети установлено 3 штуки на 2 километра протяженности сети. В такой ситуации нагрузка на сеть будет равномерно распределена на три линии.

Если за основу расчетов принять годовую мощность сети в 63 тысячи кВт, тогда для каждой отдельной линии на один фидер будет приходиться электроэнергии на 21 тысячу кВт. Для формулы лучше применять величину в Вт, а не в кВт, то есть, 21*106 Вт/ч.

Когда все необходимые параметры для расчета установлены, их следует подставить в основную формулу, которая в нашем случае будет иметь следующий вид:

Проводим расчеты и получаем величину потерь электроэнергии для одной из трех линий, равную 573,67 кВт/ч. Общие потери в год будут в три раза больше, то есть — 1721 кВт/ч. Именно так должен проводиться расчет потерь электроэнергии на разных объектах.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для рассчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

Источник: https://energy-systems.ru/main-articles/proektirovanie-elektriki/2030-kak-rasschitat-poteri-elektroenergii

Потери электроэнергии

  • Фактические (отчетные) потери электроэнергии — разность между электроэнергией, поступившей в сеть, и электроэнергией, отпущенной потребителям, определяемая по данным системы учета поступления и полезного отпуска электроэнергии.
  • Технические потери электроэнергии — потери электроэнергии, обусловленные физическими процессами в проводах и электрооборудовании, происходящими при передаче электроэнергии по электрическим сетям.
  • Расход электроэнергии на СН подстанций — расход электроэнергии, необходимый для обеспечения работы технологического оборудования подстанций и жизнедеятельности обслуживающего персонала, определяемый по показаниям счетчиков, установленных на трансформаторах СН подстанций.
  • Система учета электроэнергии на объекте — совокупность измерительных комплексов, обеспечивающих измерение поступления отпуска электроэнергии на объекте и включающих в себя измерительные ТТ, ТН, электросчетчики, автоматизированные системы учета, соединительные провода и кабели.
  • Потери электроэнергии, обусловленные погрешностями приборов ее учета — недоучет электроэнергии, обусловленный техническими характеристиками и режимами работы приборов учета электроэнергии на объекте (отрицательная систематическая составляющая погрешности системы учета).
  • Технологические потери — сумма технических потерь, расхода электроэнергии на СН подстанций и потерь, обусловленных погрешностями системы учета электроэнергии.
  • Коммерческие потери — потери, обусловленные хищениями электроэнергии, несоответствием показаний счетчиков оплате электроэнергии и другими причинами в сфере организации контроля потребления энергии.
  • Укрупненная структура фактических потерь электроэнергии — представление фактических потерь в виде четырех составляющих: технических потерь, расхода электроэнергии на СН подстанций, потерь, обусловленных погрешностями системы учета электроэнергии на объекте, и коммерческих потерь.

Территориально-схемная структура фактических потерь электроэнергии — представление укрупненных составляющих отдельно по различным объектам сети (районам, питающим центрам, фидерам и т. п.).

Групповая структура технических потерь электроэнергии — представление технических потерь в виде составляющих, объединенных общим признаком: одинаковым номинальным напряжением, типом оборудования, характером изменения во времени (переменные, условно-постоянные), обусловленности (нагрузочные, холостого хода, зависящие от климатических условий), административным делением и т. п.

  1. Поэлементная структура технических потерь электроэнергии — представление технических потерь в виде составляющих, относящихся к каждому элементу электрической сети.
  2. Допустимая фактическая погрешность системы учета электроэнергии — диапазон возможных значений погрешности системы учета электроэнергии, соответствующий фактическим характеристикам и режимам работы измерительных устройств, входящих в систему учета.
  3. Нормативная погрешность системы учета электроэнергии — диапазон возможных значений погрешности системы учета электроэнергии, соответствующий нормативным (установленным ПУЭ и другими документами) характеристикам и режимам работы измерительных устройств, входящих в систему учета.

Фактический небаланс электроэнергии на объекте (ФНЭ) — разность между электроэнергией, поступившей на объект, и суммой трех составляющих: электроэнергии, отпущенной с объекта, расхода электроэнергии на СН подстанций и технических потерь в оборудовании объекта.
Примечание. Под объектом понимается любой комплекс электротехнических устройств, поступление электроэнергии на который и отпуск электроэнергии с которого фиксируются с помощью приборов учета (подстанция, сетевая организация и т. п.).

  • Технически допустимый небаланс электроэнергии (ТДН) — диапазон возможной разности между электроэнергией, поступившей на объект, и суммой указанных выше трех составляющих, определяемый допустимой погрешностью установленной на объекте системы учета электроэнергии.
  • Нормативный допустимый небаланс электроэнергии (НДН) — диапазон возможной разности между электроэнергией, поступившей на объект, и суммой указанных выше трех составляющих, определяемый нормативной погрешностью системы учета электроэнергии, соответствующей фактическим потокам электроэнергии через точки учета, и допустимым уровнем коммерческих потерь.
  • Анализ потерь электроэнергии — оценка приемлемости уровня потерь с экономической точки зрения, выявление причин превышения допустимых небалансов электроэнергии на объекте в целом и его частях, выявление территориальных зон, групп элементов и отдельных элементов с повышенными потерями (очагов потерь), определение количественного влияния на отчетные потери и их структурные составляющие параметров, характеризующих режимы передачи электроэнергии.
  • Мероприятие по снижению потерь электроэнергии (МСП) — мероприятие, проведение которого экономически оправдано за счет получаемого снижения потерь электроэнергии (в обосновании МСП приведены требуемые затраты, получаемая экономия электроэнергии, срок окупаемости затрат или другие показатели экономической эффективности).
Читайте также:  Автотрансформатор: устройство, принцип действия, схема, типы

Мероприятие с сопутствующим снижением потерь электроэнергии — мероприятие, проводимое для улучшения других показателей работы объекта (например, надежности) и приводящее к одновременному снижению потерь электроэнергии, затраты на которое не окупаются только за счет снижения потерь. Некоторые мероприятия могут приводить к сопутствующему увеличению потерь.

  1. Резервы снижения потерь электроэнергии — снижение потерь, которое может быть получено при внедрении экономически обоснованных МСП.
  2. Нормирование потерь электроэнергии — установление приемлемого (нормального) по техническим и экономическим критериям уровня потерь электроэнергии (норматива потерь), включаемого в тарифы на электроэнергию.
  3. Нормативная характеристика технологических потерь электроэнергии (НХТП) — зависимость нормального уровня потерь электроэнергии от объемов ее поступления в сеть и отпуска из сети по точкам учета, отражаемым в балансе электроэнергии.

Источник: Ю. С. Железко. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии.

Помощь студентам

Источник: http://electrichelp.ru/poteri-elektroenergii/

Потери электроэнергии в электросетях

Потери
электроэнергии в электрических сетях
являются экономическим показателем
состояния сетей. По мнению международных
экспертов в области энергетики
относительные потери электроэнергии
при ее передаче в электрических сетях
не должны превышать 4%. Потери электроэнергии
на уровне 10 % можно считать максимально
допустимыми.

  • На
    основании уровня потерь электроэнергии
    можно сделать выводы о необходимости
    и объеме внедрения энергосберегающих
    мероприятий.
  • Фактические
    потери определяют как разность
    электроэнергии, поступившей в сеть и
    отпущенной из сети потребителям. Их
    можно разделить на три составляющие:

  • технические потери электроэнергии,
    обусловленные физическими процессами
    в проводах и электрооборудовании,
    происходящими при передаче электроэнергии
    по электрическим сетям, включают в себя
    расход электроэнергии на собственные
    нужды подстанций;

  • потери электроэнергии, обусловленные
    погрешностью системы учета, как правило,
    представляют недоучет электроэнергии,
    обусловленный техническими характеристиками
    и режимами работы приборов учета
    электроэнергии на объекте;


коммерческие потери, обусловленные
несанкционированным отбором мощности
электроэнергии, несоответствием оплаты
за электроэнергию бытовыми потребителями
показаниям счетчиков и другими причинами
в сфере организации контроля за
потреблением энергии.

Коммерческие
потери не имеют самостоятельного
математического описания и, как следствие,
не могут быть рассчитаны автономно.

Их
значение определяют как разницу между
фактическими  потерями и суммой
первых двух составляющих, представляющих
собой технологические
потери
.

Фактические
потери электроэнергии должны стремиться
к технологическим.

Мероприятия,
направленные на снижение потерь
электроэнергии в сетях делятся на три
основных типа: организационные,
технические и мероприятия по
совершенствованию систем расчетного
и технического учета электроэнергии
и показаны на рисунке 1.

Основной
эффект в снижении технических потерь
электроэнергии может быть получен за
счет технического перевооружения,
реконструкции, повышения пропускной
способности и надежности работы
электрических сетей, сбалансированности
их режимов, т.е. за счет внедрения
капиталоемких мероприятий.

  1. Основными
    из этих мероприятий, помимо включенных
    выше, для системообразующих электрических
    сетей 110 кВ и выше являются:

  2. налаживание серийного производства и
    широкое внедрение регулируемых
    компенсирующих устройств (управляемых
    шунтируемых реакторов, статических
    компенсаторов реактивной мощности) для
    оптимизации потоков реактивной мощности
    и снижения недопустимых или опасных
    уровней напряжения в узлах сетей;

  3. строительство новых линий электропередачи
    и повышение пропускной способности
    существующих линий для выдачи активной
    мощности от «запертых» электростанций
    для ликвидации дефицитных узлов и
    завышенных транзитных перетоков;


развитие нетрадиционной и возобновляемой
энергетики (малых ГЭС, ветроэлектростанций,
приливных, геотермальных ГЭС и т.п.) для
выдачи малых мощностей в удаленные
дефицитные узлы электрических сетей.

Мероприятия по снижению потерь электроэнергии (ЭЭ) в электрических сетях (ЭС)
ТехническиеТехнические ОрганизационныеОрганизационные Мероприятия по совершенствованию систем расчетного и технического учета электроэнергии
Оптимизация загрузки ЭС за счет строительства линий и ПС Замена перегруженного и недогруженного оборудования ЭС Ввод в работу энергосберегающего оборудования ЭС Оптимизация схем и режимов ЭС Сокращение продолжительности ремонтов оборудования ЭС Ввод в работу неиспользуемых средств АРН, выравнивание несимметричных нагрузок фаз и т.п. Проведение рейдов по выявлению неучтенной ЭЭ Совершенствование системы сбора показаний счетчиков Обеспечение нормативных условий работы приборов учета Замена, модернизация, установка недостающих приборов учета

Рисунок
1 – Типовой перечень мероприятий по
снижению потерь электроэнергии в
электрических сетях

Очевидно,
на ближайшую и удаленную перспективу
останутся актуальными оптимизация
режимов электрических сетей по активной
и реактивной мощности, регулирование
напряжения в сетях, оптимизация загрузки
трансформаторов, выполнение работ под
напряжением и т.п.

  • К
    приоритетным мероприятиям по снижению
    технических потерь электроэнергии в
    распределительных электрических сетях
    0,4-35 кВ относятся:

  • использование 10 кВ в качестве основного
    напряжения распределительной сети;

  • увеличение доли сетей напряжением 35
    кВ;

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

  • применение самонесущих изолированных
    и защищенных проводов для ВЛ напряжением
    0,4-10 кВ;

  • использование максимального допустимого
    сечения провода в электрических сетях
    0,4-10 кВ с целью адаптации их пропускной
    способности к росту нагрузок в течение
    всего срока службы;

  • разработка и внедрение нового более
    экономичного электрооборудования, в
    частности, распределительных
    трансформаторов с уменьшенными активными
    и реактивными потерями холостого хода,
    встроенных в КТП и ЗТП конденсаторных
    батарей;

  • применение столбовых трансформаторов
    малой мощности 6-10/0,4 кВ для сокращения
    протяженности сетей 0,4 кВ и потерь
    электроэнергии в них;

  • более широкое использование устройств
    автоматического регулирования напряжения
    под нагрузкой, вольтодобавочных
    трансформаторов, средств местного
    регулирования напряжения для повышения
    качества электроэнергии и снижения ее
    потерь;

  • комплексная автоматизация и телемеханизация
    электрических сетей, применение
    коммутационных аппаратов нового
    поколения, средств дистанционного
    определения мест повреждения в
    электрических сетях для сокращения
    длительности неоптимальных ремонтных
    и послеаварийных режимов, поиска и
    ликвидации аварий;

  • повышение достоверности измерений в
    электрических сетях на основе использования
    новых информационных технологий,
    автоматизации обработки телеметрической
    информации.

Необходимо
сформулировать новые подходы к выбору
мероприятий по снижению технических
потерь и оценке их сравнительной
эффективности в условиях акционирования
энергетики, когда решения по вложению
средств принимаются уже не с целью
достижения максимума «народнохозяйственного
эффекта», а получения максимума прибыли
данного АО, достижения запланированных
уровней рентабельности производства,
распределения электроэнергии и т.п.

В
условиях общего спада нагрузки и
отсутствия средств на развитие,
реконструкцию и техперевооружение
электрических сетей становится все
более очевидным, что каждый вложенный
рубль в совершенствование системы учета
сегодня окупается значительно быстрее,
чем затраты на повышение пропускной
способности сетей и даже на компенсацию
реактивной мощности. Совершенствование
учета электроэнергии в современных
условиях позволяет получить прямой и
достаточно быстрый эффект. В частности,
по оценкам специалистов, только замена
старых, преимущественно «малоамперных»
однофазных счетчиков класса 2,5 на новые
класса 2,0 повышает собираемость средств
за переданную потребителям электроэнергии
на 10-20%.

  1. Основным
    и наиболее перспективным решением
    проблемы снижения коммерческих потерь
    электроэнергии является разработка,
    создание и широкое применение
    автоматизированных систем контроля и
    учета электроэнергии (далее АСКУЭ), в
    том числе для бытовых потребителей,
    тесная интеграция этих систем с
    программным и техническим обеспечением
    автоматизированных систем диспетчерского
    управления (далее АСДУ), обеспечение
    АСКУЭ и АСДУ надежными каналами связи
    и передачи информации, метрологическая
    аттестация АСКУЭ.
  2. Однако
    эффективное внедрение АСКУЭ – задача
    долговременная и дорогостоящая, решение
    которой возможно лишь путем поэтапного
    развития системы учета, ее модернизации,
    метрологического обеспечения измерений
    электроэнергии, совершенствования
    нормативной базы.
  3. Очень
    важное значение на стадии внедрения
    мероприятий по снижению потерь
    электроэнергии в сетях имеет так
    называемый «человеческий фактор», под
    которым понимается:

  4. обучение и повышение квалификации
    персонала;

  5. осознание персоналом важности для
    предприятия в целом и для его работников
    лично эффективного решения поставленной
    задачи;

  6. мотивация персонала, моральное и
    материальное стимулирование;

  7. связь с общественностью, широкое
    оповещение о целях и задачах снижения
    потерь, ожидаемых и полученных результатах.
  8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  9. Как
    показывает отечественный и зарубежный
    опыт, кризисные явления в стране в целом
    и в энергетике в частности отрицательным
    образом влияют на такой важный показатель
    энергетической эффективности передачи
    и распределения электроэнергии, как ее
    потери в электрических сетях.

Сверхнормативные
потери электроэнергии в электрических
сетях – это прямые финансовые убытки
электросетевых компаний.

Экономию от
снижения потерь можно было бы направить
на техническое переоснащение сетей;
увеличение зарплаты персонала;
совершенствование организации передачи
и распределения электроэнергии; повышение
надежности и качества электроснабжения
потребителей; уменьшение тарифов на
электроэнергию.

Снижение
потерь электроэнергии в электрических
сетях – сложная комплексная проблема,
требующая значительных капитальных
вложений, необходимых для оптимизации
развития электрических сетей,
совершенствования системы учета
электроэнергии, внедрения новых
информационных технологий в энергосбытовой
деятельности и управления режимами
сетей, обучения персонала и его оснащения
средствами поверки средств измерений
электроэнергии и т. п.

Источник: https://studfile.net/preview/6231128/page:2/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector