Определение потерь энергии в электрических сетях

Потери электрической энергии за год в трехфазной линии с нагрузкой в конце определяются по одной из формул

Вт×ч, (12)

где r – сопротивление фазного провода, Ом; I – ток в проводе, А; I_max = максимальный ток, А; I_ср.кв – среднеквадратичный ток, А; t – период времени, за который определяются потери, ч; τ – время потерь, ч.

Время потерь τ находят по графику электрической нагрузки или по уравнению

(13)

или по формулам:

τ = (0,124 + Т/1000)² ∙ 8760; (14)

τ = 0,69Т – 584.

Среднеквадратичный ток находится по уравнению

(15)

Время использования максимальной нагрузки

(16)

или берется из приложения 17.

Потери энергии в трансформаторах:

кВт×ч,(17)

где Р_кз – потери короткого замыкания, кВт; Р_хх – потери холостого хода, кВт; S_max, S_ном – максимальная нагрузка и номинальная мощность трансформатора, кВ∙А; n – число работающих на подстанции трансформаторов.

Задача 2.3

Определить годовые потери электрической энергии в трехфазной воздушной линии 10 кВ, выполненной проводом АС70, длина линии 12 км, нагрузка изменяется по заданному графику (рис. 2.1). Определить также для этого графика число часов использования максимальной нагрузки Т, время потерь τ и среднеквадратичный ток I_ср.кв.

I, А

40 0 2000 4000 6000 8760 t, ч

Рис. 2.1. Годовой график электрической нагрузки

Сопротивление линии

r_л = r_oℓ = 0,42 ∙ 12 = 5,04 Ом (r_о = 0,42, см. приложение 10.3).

Потери электрической энергии определены по формуле (12).

В соответствии с графиком электрических нагрузок (рис. 2.1):

ΔW = 3 ∙ 5,04 (90² ∙ 2000 + 80² ∙ 2000 + 60² ∙ 2000 + 40² ∙ 2760) ∙ 10^–3 =
= 15,12 (162 ∙ 10⁵ + 128 ∙ 10⁵ + 72 ∙ 10⁵ + 44,16 ∙ 10⁵) ∙ 10^–3 =
= 614050 кВт∙ч = 614 МВт∙ч.

Число часов использования максимальной нагрузки определяется по формуле (16):

ч.

Время потерь рассчитано по уравнению (13)

ч.

Среднеквадратичный ток определен по формуле (15):

А.

Потери электрической энергии находят через

среднеквадратичный ток:

МВт×ч.

время потерь:

МВт×ч.

Задача 2.4

Определить потери активной энергии за год в трехфазной воздушной линии напряжением 10 кВ, длиной 15 км, выполненной проводами АС70, если за год через линию передано 3600 мВт∙ч и максимальная замеренная нагрузка составляет 52 А. Коэффициент мощности нагрузки 0,9. Потери энергии выразить в процентах по отношению к энергии, переданной за год.

Потери определяем по формуле (12):

кВт×ч.

Сопротивление линии находим по выражению

r_л = r_ol = 0,42 ∙ 15 = 6,3 Ом (r_о = 0,42, см. приложение 10.3).

Максимальная мощность

(17)

Число часов использования максимальной мощности

ч. (18)

Время потерь находят по формуле

τ = 0,69Т – 584 = 0,69 ∙ 4444 – 584 = 2483 ч.

Потери электроэнергии за год

кВт×ч,

или в процентах:

Задача 2.5

Определить годовые потери электрической энергии, МВт∙ч и %, в трансформаторе ТМН мощностью 2500 кВ∙А с высшим напряжением 35 кВ, если максимальная нагрузка составляет 3000 кВ∙А при cosj = 0,9 и Т = 5000 ч.

Номинальные потери в меди и стали трансформатора (из приложения 18) Р_м = 25,5 кВт; Р_ст = 5,1 кВт.

Время потерь находим по формуле (14): τ = 3650 ч.

Годовые потери энергии рассчитываются по формуле (17):

= 1 23516 + 44676 = 168192 кВт∙ч = 168,22 МВт∙ч.

Всего за год передано активной энергии:

МВт×ч.

Потери энергии за год