Основные мероприятия по снижению потерь в электрических сетях

Основные мероприятия по снижению потерь в электрических сетях

Потери мощности в сетях определяют с целью их снижения. Процесс снижения потерь — это оптимизация режима электрической сети. Их оптимизируют при эксплуатации и при проектировании сети. В условиях эксплуатации мероприятия по снижению потерь называются организационными (они не связаны с дополнительными капитальными вложениями), а при проектировании — в основном технические мероприятия, которые требуют дополнительных капитальных вложений.

Организационные мероприятия по снижению потерь в электрических сетях

1. Налаживание учета выработки и потребления электроэнергии.

где: Wh — счетчик .

Таким образом, необходимо организовать учет потока энергии и его контроль.

2. Повышение уровня рабочего напряжения.

Дело в том, что сети имеют запас изоляции:

c ети до 220 кВ — на 15%,

c ети 330 кВ — на 10%,

c ети 500 кВ и выше — 5%.

Особенно это важно в сетях 0,4; 10; 35; 110; 220кВ, так как эти сети очень разветвленные.

Таким образом требуется правильное регулирование напряжение в сетях для учета потерь энергии. Надо стремиться поддержать максимально возможное при увеличении напряжения на 1% в сетях до 110 кВ потери мощности и на 2%. В сетях 220 кВ всегда надо поддерживать максимально возможное напряжение. В сетях 330 кВ и выше надо регулировать напряжение с учетом потерь на корону.

Δ P = Δ P к + Δ P н

3. Оптимизация режимов трансформаторов на подстанциях. Обычно на подстанции 2 и более трансформатора.

Это мероприятие сводится к получению мощности при которой предпочтительно отключить один трансформатор . Благодаря этому экономят на потерях холостого хода, но немного увеличивают нагрузочные потери. Так как передающая мощность меньше номинальной, то увеличение потерь незначительно.

4. Разработка обоснованных норм потребления на выработку единицы продукции.

5. Быстрый и надежный ремонт сети.

6. Определение оптимальных мест размыкания электрической сети,

Электрические сети 6 — 10 кВ (городские) и сети 35 — 110 кВ часто выполняются замкнутыми, но работают в нормально разомкнутом режиме. Они на своих участках имеют разное сечение проводов и являются неоднородными.

В замкнутой неоднородной сети протекают уравнительные мощности и естественное потокораспределение отклоняется от экономического, соответствующего минимуму потерь. В этих условиях, по критерию минимума потерь, часто отыскивают места размыкания сети.

Технические мероприятия по снижению потерь по снижению потерь в электрических сетях

1. Компенсация реактивной мощности для снижения потерь энергии. При этом улучшается режим напряжений.

2. Повышение номинального напряжения за счет глубоких вводов.

Δ P = (S 2 /U 2 ) х R

3. Настройка сети.

4. Замена проводов на головных участках сети. По мере повышения нагрузок на головных участках сети протекают токи, превышающие экономические токи для данных сечений.

5. Замена недогруженных трансформаторов.

6. Установка вольтдобавочных трансформаторов в замкнутых контурах электрической сети.

7. Замена трансформаторов без РПН на трансформаторы с РПН.

Источник:
http://electricalschool.info/sety/1527-osnovnye-meroprijatija-po-snizheniju.html

Что называется падением напряжения на участке цепи

Работа электроприборов невозможна без определенных параметров сети. Они состоят из многих факторов. Один из них – сопротивление проводников электрическому току. Учитывая сечение при выборе проводов или кабелей, необходимо брать в расчет и падение напряжения.

Основные понятия

Падение напряжения – это величина, отраженная в изменении потенциала в разных частях проводника. Протекающий от источника по направлению к нагрузке ток меняет свои параметры в силу сопротивления проводов, но его направление остается неизменным. Измерить напряжение можно с помощью вольтметра:

  • двумя приборами в начале и конце линии;
  • поочередное измерение в нескольких местах;
  • вольтметром, подключенным параллельно кабелю.

Простейшая цепь – источник питания, проводник, нагрузка. Примером может быть лампа накаливания, включенная в розетку 220 В. Если замерить прибором напряжение на лампе, оно будет немного ниже. Падение возникло на сопротивлении лампы.

Напряжение или падение напряжения на участке цепи можно вычислять, применяя закон Ома, по формуле U = IR, где:

  • U – электрическое напряжение (вольт);
  • I – сила тока в проводнике (ампер);
  • R – сопротивление цепи или ее элементов (ом).

Зная две любые величины, можно вычислить третью. При этом нужно учитывать род тока – переменный или постоянный. Если в цепи несколько параллельно подключенных сопротивлений, расчет несколько усложняется.

Результат понижения напряжения

Распространено явление, когда входное напряжение определяется ниже установленной нормы. Проседание по длине кабеля возникает по причине прохождения высокого тока, который вызывает увеличение сопротивления. Также потери возрастают на линиях большой протяженности, что характерно для сельской местности.

Согласно нормативам, потери от трансформатора до самого удаленного участка должны составлять не более 9%. Результат отклонения параметров от нормы может быть следующим:

  • сбой работы энергозависимых установок и оборудования, осветительных приборов;
  • выход электроприборов из строя при низких показателях напряжения на входе;
  • снижение вращающего момента при пуске электродвигателя или компрессорной установки;
  • пусковой ток приводит к перегреву и отключению двигателя;
  • неравномерная токовая нагрузка в начале линии и на удаленном конце;
  • осветительные приборы работают вполнакала;
  • потери электроэнергии, недоиспользование мощности тока.

В рабочем режиме потери напряжения в кабеле могут быть до 5%. Это значение допустимо для сетей энергетической отрасли, так как токи большой мощности доставляются на дальние расстояния. К таким линиям предъявляются повышенные требования. Поэтому при потерях в быту следует уделить внимание вторичным сетям распределения энергии.

Причины падения напряжения

Прежде всего нужно разобраться: это вина поставщика электроэнергии или потребителя. Проблемы с сетью возникают по таким причинам:

  • износ линий электропередач;
  • недостаточная мощность трансформаторов;
  • дисбаланс мощности или перекос фаз.

Эти проблемы связаны с поставщиком, самостоятельно их решить невозможно. Чтобы понять, правильно или нет работают высоковольтные линии, придется вызывать представителей энергосбыта. Они сделают замеры и составят заключение.

Удостовериться, что вина падения не связана с поставщиком, можно самостоятельно. Прежде всего, стоит выяснить у соседей, есть ли у них подобные проблемы. Для измерения напряжения в быту подойдет мультиметр. Его стоимость до 1000 рублей. Если прибор на входе в квартиру показывает нормальное напряжение, причину нужно искать в домашней сети.

Падать напряжение может из-за большой протяженности проводки. Когда длина сети превышает 100 метров, а сечение проводников 16 мм, колебания станут регулярными. Чтобы исправить ситуацию, придется менять проводку.

Слабые контакты – это дополнительное сопротивление току. К приборам он доходит в недостаточном количестве. К тому же неисправные контакты могут вызвать замыкание и привести к пожару. Чтобы нормализовать показатели, нужно заменить аварийный участок цепи и подгоревшие контакты.

Виновником может быть неправильное соединение проводов, идущих от ЛЭП к дому. Иногда вопреки требованиям безопасности соединяют медные провода с алюминиевыми или медные проводники соединены вместо клемм скруткой. Клеммы и зажимы изготовлены из некачественных материалов, либо срок их годности вышел.

Возможно, неисправность заключается в самом вводном аппарате. В этом случае его следует заменить.

Как рассчитать потери

При расчете электрической линии отклонения напряжений не должны превышать регламентированных норм. Допустимые колебания для бытовых однофазных сетей – 209–231В, для трехфазной сети напряжение может варьироваться от 361 до 399 В.

Колебания силы тока и потребляемой мощности приводит к изменению напряжения в токопроводящих жилах возле потребителя. Поэтому при составлении схемы электропроводки необходимо учитывать допустимые потери.

В однофазной сети идет два провода, поэтому падение напряжения можно найти по следующей формуле: U=I*R, в свою очередь, R=(r*2i)/S.

  • где r – удельное сопротивление, которое равно сопротивлению провода, сечением 1 мм2 и длиной 1м;
  • i – обозначается как длина проводника;
  • S – сечение кабеля.

В трехфазной сети мощности на фазных проводах компенсируют друг друга, а длина нулевого проводника не учитывается, так как по нему не идет ток. Если нагрузка по фазам неравномерная, расчет выполняют как для однофазной сети. Для линий большой протяженности дополнительно учитывают емкостное и индуктивное сопротивление.

Расчет падения можно выполнять с помощью онлайн-калькулятора, также существуют специальные таблицы. В них показаны допустимые токовые нагрузки для кабелей разных типов. При расчетах сечения кабеля должны учитываться следующие данные:

  • материал изготовления проводников;
  • скрытая или открытая прокладка линии;
  • токовая нагрузка;
  • условия окружающей среды.

При протекании тока по кабелю, проводу или шине, происходит их нагревание. Этот процесс изменяет физические свойства проводников. Происходит оплавление изоляции, перегрев контактов, перегорание провода. От правильного подбора кабеля зависит надежность и бесперебойная работа электросети.

Как уменьшить падение напряжения и снизить потери в кабеле

Можно снизить количество потерь, уменьшив сопротивление на всем участке электросети. Экономию дает способ повторного заземления нуля на каждой опоре линии электропередач.

Читайте также  Для чего нужен песок в огороде?

Стоимость электроснабжения линией большой протяженности, выбранной по допустимому падению напряжения, больше выбора, выполненного по нагреву кабеля. Все же есть возможность снизить эти расходы.

  • Усилить начальный потенциал питающего кабеля, подключив его к отдельному трансформатору.
  • Добиться постоянных величин напряжения в сети можно с помощью установки стабилизатора возле нагрузки.
  • Подключение потребителей с низкими нагрузками 12–36 В выполняют через трансформатор или блок питания.
  • Снизить расходы увеличением сечения питающего кабеля. Но этот метод потребует больших финансовых вложений.
  • При разработке линий энергоснабжения следует выбирать максимально короткий путь, так как прямая линия всегда короче ломаной.
  • При снижении температуры сопротивление металлов уменьшается. Вентилируемые кабельные лотки и другие конструкции снижают потери в линии.
  • Уменьшение нагрузки возможно, если есть много источников питания и потребителей.

Экономию дает должное содержание и профилактика электросетей – проверка плотности и прочности контактов, использование надежных клеммников.

Подходить к вопросу сохранения энергии нужно с полной ответственностью. Проблема потери напряжения может вывести из строя дорогостоящие приборы, инструменты. Не стоит пренебрегать мерами безопасности, они будут нивелировать скачки напряжения и защищать бытовую технику и оборудование на предприятии.

Источник:
http://strojdvor.ru/elektrosnabzhenie/chto-nazyvaetsya-padeniem-napryazheniya-na-uchastke-cepi/

Снижение потерь напряжения

Потери напряжения Δ U на участке электрической сети определяются так:

(13.7)

где Р — активная мощность, кВт; Q — РП, квар; R и Х соответственно активное и реактивное сопротивления ЛЭП, Ом; — номинальное напряжение сети, В.

Активные и реактивные сопротивления практически постоянны, а активная и реактивная мощности переменные, причем характер этих изменений может быть различным:

— При медленном изменении нагрузки в соответствии с ее графика — отклонения напряжения ;

— При резко переменном характере нагрузки — колебания напряжения ;

— При несимметричной распределении нагрузки по фазам электрической сети — несимметрия напряжение трехфазной системе ;

— При нелинейной нагрузке — несинусоидальность формы кривой напряжения (Ланцов, 2014).

Снижение потерь напряжения достигается:

1) выбором сечения проводников ЛЭП по допустимой потерей напряжения;

2) применением продольной емкостной компенсации реактивного сопротивления ЛИНИИ ( X ). Однако это приводит к повышению токов короткого замыкания при X → 0. Благодаря последовательному включению конденсаторов К (продольная емкостная компенсация) потери напряжения в линии определяются по формуле

(13.8)

где — часть индуктивного сопротивления, компенсируется конденсаторами, Ом; — часть напряжения, соответствует активной мощности, В; — снижение потерь напряжения за счет компенсации реактивной мощности, В.

Таким образом, последовательно включены конденсаторы компенсируют часть индуктивного сопротивления линии, тем самым уменьшается в линии и создается определенная дополнительное напряжение в сети, зависит от нагрузки.

Последовательное включение конденсаторов целесообразно лишь при значительной РП нагрузки при коэффициенте РП . Если этот коэффициент близок к нулю, потери напряжения в линии определяются в основном активным сопротивлением и активной мощностью. В этих случаях компенсация индуктивного сопротивления нецелесообразна.

Последовательное включение конденсаторов достаточно эффективно при резких колебаниях нагрузки, поскольку регулирующий эффект конденсаторов (величина дополнительного напряжения) пропорционален току нагрузки и автоматически меняется практически безынерционной. Поэтому последовательное включение конденсаторов необходимо применять в воздушных линиях напряжением 35 кВ и ниже, питающих резко переменную нагрузку с относительно низким коэффициентом мощности. их используют также в промышленных сетях с резко переменными нагрузками (Конюхова, 2002);

3) компенсацией РП ( Q ) для снижения ее передачи электросетями с помощью КУ и синхронных электродвигателей, работающих в режиме перевозбуждения. Регулировочный эффект компенсирующих устройств можно определить по формуле

(13.9)

где — мощность компенсирующей установки.

Помимо снижения потерь напряжения, это является одним из эффективных мер энергосбережения, снижает общие потери электроэнергии в сетях;

4) регулированием напряжения U в центре питания ( ):

(13.10)

которое осуществляется с помощью трансформаторов, оснащенных устройством автоматического регулирования коэффициента трансформации в зависимости от величины нагрузки;

5) напряжение может регулироваться на промежуточных трансформаторных подстанциях ( ):

(13.11)

с помощью трансформаторов, оснащенных устройством переключения отпаек на обмотках с различными коэффициентами трансформации (переключение без возбуждения, то есть с отключением от сети).

Первый (/?) И второй (А) способы избираются при проектировании сети и не могут в дальнейшем изменяться. Третий ( ) и пятый ( ) методы эффективны

для регулирования при сезонной смене нагрузки сети, но управлять режимами работы компенсирующего оборудования потребителей необходимо централизованно, в зависимости от режима работы всей сети. Четвертый способ — регулирование напряжения в центре питания ( ) — позволяет энергоснабжающей организации регулировать напряжение в соответствии с графиком нагрузки сети (Ланцов, 2014).

Источник:
http://studbooks.net/73812/ekonomika/snizhenie_poter_napryazheniya

Какими способами добиваются снижения потери напряжения

Проводится анализ существующих схем в части построения городских электрических сетей. Рассчитываются потери электроэнергии в элементах сети, в линиях электропередачи, в трансформаторах. Определяется баланс активной и реактивной мощностей в узлах распределения потоков. Дается оценка эффективности работы сети по потерям электроэнергии, ее качеству у потребителя, загрузке сети реактивной мощностью и ее дефициту, надежности электроснабжения.

  • Перевод электрической сети (участков сети) на более высокий класс напряжения

При выполнении электрических расчетов с учетом роста нагрузок необходимо рассматривать возможность перевода участков сети на более высокий класс напряжения. Особенно это касается зон комплексной массовой застройки. Перевод сети на более высокий класс напряжения должен рассматриваться одновременно с режимами работы нейтрали

  • Компенсация реактивной мощности

При разработке схем развития сетей на стадии определения баланса активной и реактивной мощностей в узлах распределения потоков на расчетный период определяется дефицит реактивной мощности. На основании расчетных данных в схеме решаются вопросы необходимого количества устройств компенсации реактивной мощности, а также места их размещения. Приоритетным является размещение компенсирующих устройств непосредственно у потребителя, так как это коренным образом влияет на потери электроэнергии в сети и на ее качество у потребителя. Батарея статистических конденсаторов в данном варианте установки является одновременно и элементом регулирования напряжения.

  • Регулирование напряжения в линиях электропередачи

Регулирование напряжения на центрах питания должно осуществляется по принципу встречного регулирования. На протяженных фидерах – в целях снижения потерь электроэнергии и обеспечения надлежащего уровня напряжения, в качестве регуляторов напряжения необходимо устанавливать конденсаторные батареи с автоматическим регулированием или вольтодобавочные трансформаторы, также с автоматическим регулированием напряжения.

  • Применение современного электротехнического оборудования, отвечающего требованиям энергосбережения

Необходимо заменять силовые трансформаторы и трансформаторы собственных нужд в случае, если они обладают большими потерями электроэнергии на перемагничивание сердечников, на трансформаторы с меньшими потерями, а также токоограничивающие реакторы на современные с большими индуктивными сопротивлением к токам К3 и меньшими потерями в нормальном режиме.

Применение трансформаторов с сердечниками из аморфной стали, также позволит снизить потери.

Применение измерительных трансформаторов тока и напряжения с высоким классом точности и замена индукционных счетчиков на электронные позволит получать более объективную информацию о потерях в электрических распределительных сетях, снижая тем самым величину коммерческих потерь электроэнергии.

Применение для электрообогрева зданий и сооружений подстанций, распределительных пунктов трансформаторных подстанций и т.д. нагревательных элементов с аккумуляторами тепла, позволяющих использовать электроэнергию на обогрев в ночной не пиковый период графика нагрузок позволит частично сократить потребление на собственные нужды на электросетевых объектах.

Применение для освещения зданий и территорий люминесцентных светильников с максимальным использованием так называемого режима «дежурного света».

  • Внедрение автоматизации и дистанционного управления электрическими распределительными сетями напряжением 6-20 кВ

Обеспечивает своевременное выявление неблагоприятных режимов работы сети и оперативное устранение этих режимов в неблагоприятных ситуациях графиков нагрузок, позволяет избегать аварийных ситуаций массового отключения потребителей. Коммутационные аппараты выключатели, выключатели нагрузки должны применяться на базе вакуумных выключателей с программируемым микропроцессорным управлением, обеспечивающим функции АПВ, АВР, фиксацию изменения потоков мощности.

Снижение – потеря – напряжение

Снижение потери напряжения в подовом устройстве ванны зависит от его конструкции, качества подовой массы, качества монтажа и обжига подовых устройств, сечения катодных стержней, хорошего обслуживания подины ванны, предупреждение образования осадков и чрезмерных настылей. Осадки и настыли приводят к увеличению потери напряжения в подине и несколько увеличивают температуру электролита. [1]

Какими способами добиваются снижения потери напряжения . [2]

БК у неоднородных потребителей, расположенных вблизи ЦП; в) снижение потери напряжения в сетях 380 В неоднородных потребителей, близко расположенных к ЦП, ниже допустимой величины с помощью усиления сети либо установки в ней последовательного регулировочного трансформатора. [4]

Для подсчета экономии электроэнергии по всему электролизеру ( ванне) нельзя механически суммировать снижение потери напряжения на греющих и негреющих – участках ванны. Может оказаться, что при снижении потери напряжения на греющих участках потребуется для восстановления теплового равновесия увеличить величину тока, при которой новая плотность тока не будет экономически выгодной. [6]

В отличие от продольной компенсации, при которой надбавка напряжения, создаваемая последовательными конденсаторами, прямо пропорциональна току нагрузки линии, повышение напряжения в сети, создаваемое поперечной компенсацией, не зависну от тока нагрузки и определяется параметрами сети и величиной емкостного тока, так как снижение потери напряжения в сети пропорционально / кхс. [7]

Читайте также  Принцип работы электродвигателей

В отличие от продольной компенсации, при которой надбавка напряжения, создаваемая последовательными конденсаторами, прямо пропорциональна току нагрузки линии, повышение напряжения в сети, создаваемое поперечной компенсацией, не зависит от тока нагрузки и определяется параметрами сети и величиной емкостного тока, так как снижение потери напряжения в сети пропорционально IRxL. [8]

В отличие от продольной компенсации, при которой надбавка напряжения, создаваемая последовательными конденсаторами, прямо пропорциональна току нагрузки линии, повышение напряжения в сети, создаваемое поперечной компенсацией, не зависит от тока нагрузки и определяется параметрами сети и величиной емкостного тока, так как снижение потери напряжения в сети пропорционально / K i – Поэтому при постоянных значениях мощности БК. [9]

Включение батарей статических конденсаторов последовательно в рассечку линии дает возможность снизить реактивное сопротивление цепи, а следовательно, и потери напряжения. Благодаря снижению потери напряжения уменьшаются отклонения напряжения на приемном конце линии при изменениях нагрузки. Поэтому УПК применяют обычно не только для повышения уровня напряжения в конце нагруженной линии, но и для безынерционной стабилизации напряжения при наличии резкопеременных нагрузок. [10]

Для подсчета экономии электроэнергии по всему электролизеру ( ванне) нельзя механически суммировать снижение потери напряжения на греющих и негреющих – участках ванны. Может оказаться, что при снижении потери напряжения на греющих участках потребуется для восстановления теплового равновесия увеличить величину тока, при которой новая плотность тока не будет экономически выгодной. [12]

При больших длинах троллейных линий и пиковых токах для снижения потери напряжения применяют секционированные линии, или подпитки. Подпитку можно выполнить двумя способами: 1) кабелем или проводом в трубках в виде шлейфов и 2) алюминиевой лентой, прокладываемой параллельно троллеям непосредственно по держателям. При первом способе шаг подпитки равен расстоянию между точками присоединения подпитки к троллеям. Такая подпитка называется безындукционной. [13]

При больших длинах троллейных линий и пиковых токах для снижения потери напряжения применяют секционированные линии, или подпитки. Подпитку можно выполнить кабелем или проводом в трубках в виде шлейфов или алюминиевой лентой, прокладываемой параллельно троллеям непосредственно по держателям. При первом способе шаг подпитки равен расстоянию между точками присоединения подпитки к троллеям. Такая подпитка называется безындукционной. [14]

При некоторых условиях регулирования напряжения ЦП начальная удаленность интервалов действия первых добавок может получиться весьма малой или даже отрицательной. Использование таких добавок нерационально, так как приводит к неоправданному снижению располагаемой потери напряжения . [15]

Потери напряжения Δ U на участке электрической сети определяются так:

(13.7)

где Р – активная мощность, кВт; Q – РП, квар; R и Х соответственно активное и реактивное сопротивления ЛЭП, Ом; – номинальное напряжение сети, В.

Активные и реактивные сопротивления практически постоянны, а активная и реактивная мощности переменные, причем характер этих изменений может быть различным:

– При медленном изменении нагрузки в соответствии с ее графика – отклонения напряжения ;

– При резко переменном характере нагрузки – колебания напряжения ;

– При несимметричной распределении нагрузки по фазам электрической сети – несимметрия напряжение трехфазной системе ;

– При нелинейной нагрузке – несинусоидальность формы кривой напряжения (Ланцов, 2014).

Снижение потерь напряжения достигается:

1) выбором сечения проводников ЛЭП по допустимой потерей напряжения;

2) применением продольной емкостной компенсации реактивного сопротивления ЛИНИИ ( X ). Однако это приводит к повышению токов короткого замыкания при X → 0. Благодаря последовательному включению конденсаторов К (продольная емкостная компенсация) потери напряжения в линии определяются по формуле

(13.8)

где – часть индуктивного сопротивления, компенсируется конденсаторами, Ом; – часть напряжения, соответствует активной мощности, В; – снижение потерь напряжения за счет компенсации реактивной мощности, В.

Таким образом, последовательно включены конденсаторы компенсируют часть индуктивного сопротивления линии, тем самым уменьшается в линии и создается определенная дополнительное напряжение в сети, зависит от нагрузки.

Последовательное включение конденсаторов целесообразно лишь при значительной РП нагрузки при коэффициенте РП . Если этот коэффициент близок к нулю, потери напряжения в линии определяются в основном активным сопротивлением и активной мощностью. В этих случаях компенсация индуктивного сопротивления нецелесообразна.

Последовательное включение конденсаторов достаточно эффективно при резких колебаниях нагрузки, поскольку регулирующий эффект конденсаторов (величина дополнительного напряжения) пропорционален току нагрузки и автоматически меняется практически безынерционной. Поэтому последовательное включение конденсаторов необходимо применять в воздушных линиях напряжением 35 кВ и ниже, питающих резко переменную нагрузку с относительно низким коэффициентом мощности. их используют также в промышленных сетях с резко переменными нагрузками (Конюхова, 2002);

3) компенсацией РП ( Q ) для снижения ее передачи электросетями с помощью КУ и синхронных электродвигателей, работающих в режиме перевозбуждения. Регулировочный эффект компенсирующих устройств можно определить по формуле

(13.9)

где – мощность компенсирующей установки.

Помимо снижения потерь напряжения, это является одним из эффективных мер энергосбережения, снижает общие потери электроэнергии в сетях;

4) регулированием напряжения U в центре питания ( ):

(13.10)

которое осуществляется с помощью трансформаторов, оснащенных устройством автоматического регулирования коэффициента трансформации в зависимости от величины нагрузки;

5) напряжение может регулироваться на промежуточных трансформаторных подстанциях ( ):

(13.11)

с помощью трансформаторов, оснащенных устройством переключения отпаек на обмотках с различными коэффициентами трансформации (переключение без возбуждения, то есть с отключением от сети).

Первый (/?) И второй (А) способы избираются при проектировании сети и не могут в дальнейшем изменяться. Третий ( ) и пятый ( ) методы эффективны

для регулирования при сезонной смене нагрузки сети, но управлять режимами работы компенсирующего оборудования потребителей необходимо централизованно, в зависимости от режима работы всей сети. Четвертый способ – регулирование напряжения в центре питания ( ) – позволяет энергоснабжающей организации регулировать напряжение в соответствии с графиком нагрузки сети (Ланцов, 2014).

Источник:
http://topsamoe.ru/kakimi-sposobami-dobivajutsja-snizhenija-poteri/

Снижение потерь электроэнергии и потерь напряжения в сельских распределительных сетях при дифференцированном учете

Переход к дифференцированному учету электроэнергии (ДУЭ) — это технико-экономическая проблема, решение которой отвечает интересам и поставщиков, и потребителей электроэнергии. Для объектов агропромышленного комплекса (АПК), оснащенных электротепловыми установками, электронасосными агрегатами, электрооборудованием для сушки сена и др., экономические предпосылки внедрения ДУЭ очевидны /1/. Особое значение дифференцированный учет приобретает в связи с принятием Правительством РФ постановления об отмене льготных тарифов /2/. С их отменой появляются дополнительные стимулы к переходу потребителей АПК на ДУЭ, дающему возможность компенсировать в определенной степени негативные последствия лишения сельскохозяйственных потребителей льготных условий оплаты электроэнергии.

Адаптация потребителей к ДУЭ неизбежно приведет к уплотнению графиков электрических нагрузок, что будет сопровождаться повышением эффективности функционирования сельских электрических сетей системы централизованного электроснабжения. В настоящей статье показана попытка количественной оценки эффективности внедрения ДУЭ на примере одной сельской линии напряжением 10 кВ. При этом для упрощения принималась двухтарифная (день, ночь) оплата электроэнергии.

Допустим, что в некотором исходном году нагрузка ВЛ достигла проектного уровня, после которого осуществляется перевод ее потребителей на ДУЭ, вызывающий уплотнение графика нагрузок. Для дальнейшего рассмотрения использована следующая модель:

где
Wt, W — электропотребление в текущем t и исходном t годах;
q — коэффициент роста ежегодного электропотребления;
q x =qp; q y =qT — коэффициенты роста соответственно максимума нагрузок P и годового числа часов его использования T.

Рассмотрено 3 варианта режимов электроснабжения, значения показателей которых определены по выражению (1) и сведены в табл. 1. Для всех вариантов принят один и тот же коэффициент роста электропотребления, равный q=1,06. При этом должно соблюдаться условие x+y=1 независимо от степени уплотнения графика или, иначе говоря, от степени использования потребителями возможностей ДУЭ.

Вариант А включен в табл. 1 в качестве контрольного для сравнения. Он отражает динамику показателей работы сетей 10 кВ в 80-х годах, т. е. без влияния ДУЭ. Согласно /3/ в то время ежегодный прирост нагрузок достигал 5%, прирост продолжительности использования максимума нагрузок — 1%. Варианты В и С как бы моделируют среднее и наиболее полное использование потребителями возможностей ДУЭ.

Анализ работы ВЛ проведен в динамике за период 10 лет, в течение которого кратность электропотребления по отношению к исходному уровню во всех трех вариантах при q=1,06 достигает 1,8. Исходя из этих данных и с учетом табл. 1 рассчитаны показатели, представленные в табл. 2.

Примем, что в исходном (нулевом) году длительность использования максимума нагрузки ВЛ равна 3 000 часам. Число часов потерь определялось в соответствии с зависимостью [1]

Читайте также  Масло для бензогенератора 4-х тактного - какое заливать

Потери мощности, электроэнергии и напряжения в табл. 2 вычислены по известным формулам.

В табл. 2 включен показатель m, равный отношению потерь напряжения в минимуме и максимуме нагрузок. Для его расчета использована формула

Выражение (3) представляет собой отрезок прямой, соединяющей две точки, которые достоверно удалось зафиксировать. Первая из них с m=0,25 относится к моделируемой ВЛ, когда в ней в исходном году T=3 000 ч (T*=0,342).

Вторая точка характеризует абсолютно полный график нагрузок, для которого m=T*=1. Расчетные значения m по вариантам А, B и С в табл. 2 равны соответственно 3 208, 4 030 и 4 950 ч, по которым и определены согласно (3) значения m в той же таблице.

Для удобства сопоставления вариантов в табл. 2 абсолютные значения большинства показателей варианта А приняты за 1, в связи с чем аналогичные показатели по двум другим вариантам представлены в долях от нее.

Из данных табл. 2 следует, что по сравнению с вариантом А при умеренном и наиболее полном использовании потребителями возможностей ДУЭ следует ожидать снижения годовых потерь электроэнергии в сетях 10 кВ соответственно на 0,7 и 1,35%. Если учесть, что на территории России функционирует свыше 1 млн. км линий 6-10 кВ, то при всеобщем переводе потребителей на ДУЭ снижение потерь электроэнергии в этих линиях в абсолютном выражении может достигнуть внушительных размеров. Следует подчеркнуть, что снижение потерь электроэнергии при переходе на ДУЭ будет происходить в сетях на всех 4-х ступенях трансформации напряжения в системе централизованного электроснабжения (распределительные сети 0,38 и 10 кВ, питающие линии 35-110 кВ и ЛЭП более высокого напряжения).

Для оценки динамики изменения во времени качества напряжения у потребителей в сетях 0,38 кВ, присоединенных к ТП моделируемой ВЛ 10 кВ, проведены также ее расчеты при кратностях роста электропотребления, равных 1,2; 1,4 и 1,6. При этом принято, что в центре питания ВЛ 10 кВ осуществляется встречное регулирование напряжения в пределах от +5% в максимуме до +1% в минимуме нагрузок. Принято также, что загрузка трансформаторов ТП в исходном году близка к их номинальной мощности. Значения потерь напряжения в проводах ВЛ 10 и 0,38 кВ и в обмотках трансформаторов ТП в максимуме и минимуме нагрузок были определены аналогично соответствующим данным в табл. 2, но с учетом той или иной кратности роста электропотребления.

При замене перегруженных трансформаторов ТП учитывалось уменьшение потерь напряжения в связи с увеличением номинальной мощности заменяющего трансформатора. Замена трансформаторов ТП производилась при достижении нагрузки, в 1,3 раза превышающей их номинальную мощность.

Расчеты отклонений напряжения у потребителей в сетях 0,38 кВ проводились по известной схеме /4/. При выходе расчетных отклонений напряжения за пределы, нормируемые действующим стандартом /5/, принималось решение о проведении реконструкции моделируемой ВЛ 10 кВ.

Получены следующие результаты. Замена трансформаторов должна быть проведена по вариантам: А — через 5 лет, В — через 9 лет, С — через 30 лет. Реконструкция моделируемой ВЛ 10 кВ с целью обеспечения нормируемого качества напряжения у потребителей должна быть проведена по вариантам: А&nbsp- через 7 лет, В&nbsp- через 13 лет, а в варианте С необходимость в реконструкции может вообще не возникнуть до окончания нормативного срока службы ВЛ 10 кВ.

Таким образом, чем потребители полнее используют возможности ДУЭ, тем реже заменяются перегруженные трансформаторы ТП и еще реже возникает необходимость в реконструкции сетей 10 кВ. При решении технико-экономических задач, связанных с внедрением ДУЭ, может появиться необходимость оперативной оценки эффективности уменьшения потерь электроэнергии в сетях, если определено отношение между годовыми максимальными мощностями до и после перехода к дифференцированному учету. Для иллюстрации воспользуемся рассмотренной выше сетью.

Примем, что годовой максимум нагрузки на рассмотренном участке при переходе к ДУЭ изменяется в k раз (0 2 )/(0,75T1-690). В этих выражениях t — время максимальных потерь, Т1 — число часов использования максимума в свободном режиме, D W1 и D W2 — потери электроэнергии в свободном и адаптированном режимах.

Графики, построенные по полученным формулам для значений T1, равных 2 000, 3 000, 4 000 и 5 000 часов, приведены на рис. 1. Вид кривых не меняется и при использовании других выражений t =f(T) /6, 7/. Необходимо отметить, что учет потерь энергии в трансформаторах, особенно, потерь холостого хода, повлияет на количественные показатели общих потерь в сети, хотя и не изменит тенденцию к их уменьшению при переходе к ДУЭ. После предварительной оценки нетрудно в дальнейшем уточнить потери с включением в расчеты показателей режима холостого хода.

Зависимость отношения потерь энергии при адаптированном (DW2) и свободном (DW1) режимах от отношения (k) мощностей Р2 и P1 и годовой продолжительности использования максимальной нагрузки свободного режима (Т) при T1 =2 000 ч, Т2=3 000 ч, Т3=4 000 ч, Т4=5 000 ч

Источник:
http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=150

Негативные явления в электросети — их влияние на нагрузку и способы борьбы

В данной статье будут рассмотрены общие принципы функционирования электросети, негативные процессы, происходящие на линиях электроснабжения и различные методы защиты оконечного оборудования.

Единая энергосистема

Почти все электростанции России объединены в единую федеральную энергосистему, которая является источником электрической энергии для большинства потребителей. Важнейшим и обязательным компонентом любой электростанции является трехфазный турбогенератор переменного тока. Три силовые обмотки генератора индуцируют линейное напряжение. Обмотки симметрично расположены по окружности генератора. Ротор генератора вращается со скоростью 3000 оборотов в минуту, а линейные напряжения сдвинуты относительно друг друга по фазе. Фазовый сдвиг постоянен и равен 120 градусам. Частота переменного тока на выходе генератора зависит скорости вращения ротора, и в номинале составляет 50 Гц.

Напряжение между линейными проводами трехфазной системы переменного тока называется линейным. Напряжение между нейтралью и любым из линейных проводов называется фазным. Оно в корень из трех раз меньше линейного. Именно такое напряжение (фазное 220 В) подается в жилой сектор. Линейное напряжение 380 В используется для питания мощного промышленного оборудования. Генератор выдает напряжение в несколько десятков киловольт. Для передачи электроэнергии, с целью уменьшения потерь, напряжение повышают на трансформаторных подстанциях и подают в Линии Электропередачи (далее ЛЭП). Напряжение в ЛЭП составляет от 35 кВ для линий малой протяженности, до 1200 кВ на линиях протяженностью свыше 1000 км. Напряжение повышают с целью уменьшения потерь, которые напрямую зависят от силы тока. С другой стороны, напряжение ограничивается возможностью изоляции воздуха для ЛЭП и диэлектрика кабеля для кабельных линий. Достигнув крупного потребителя (завод, населенный пункт) электроэнергия опять попадает на трансформаторную подстанцию, где трансформируется в 6–10 кВ, которые уже пригодны для передачи по подземным кабелям. У каждого многоквартирного жилого дома, или административного здания стоит трансформаторная подстанция, которая выдает на выходе предназначенные для потребителя 380 В линейного напряжения и, соответственно, 220 В фазного. В подстанцию типично заводят два или три высоковольтных кабеля, что позволяет оперативно восстановить электроснабжение, в случае повреждений на высоковольтном участке трассы. В зависимости от вида подстанции, это может происходить автоматически, полуавтоматически — по команде диспетчера с центрального пульта, и вручную — приезжает аварийка и электрик переключает рубильник. Подстанция также может выполнять функцию регулятора напряжения, переключая обмотки трансформатора, в зависимости от нагрузки. В России на подстанциях применяют схему с заземленной нейтралью, то есть нейтральный (часто называемый нулевым) провод заземлен. По зданию разводка кабеля происходит пофазно, как с целью распараллеливания нагрузки, так и с целью удешевления оборудования (счетчиков, автоматов защиты). Подстанция в сельской местности и для небольших домов представляет собой обычно трансформаторную будку или просто трансформатор внешнего исполнения. Именно поэтому, на исправление аварии в таком месте отводятся сутки. Автоматической регулировки напряжения такие подстанции не имеют, и выдают номинал обычно в часы минимальных нагрузок, в остальное время занижая напряжение.

Нормы качества для электросетей

Документом, устанавливающим нормы качества электроэнергии в России, является ГОСТ 13109-97 принятый 1 Января 1999г. В частности, в нем установлены следующие «нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения«.

Источник:
http://www.ixbt.com/power/ups/electric_power.shtml