Потери мощности и электроэнергии в элементах сети
План.
20. Потери мощности в элементах сети.
21. Расчет потерь мощности в линиях электропередач.
22. Расчет потерь мощности в ЛЭП с равномерно распределенной нагрузкой.
23. Расчет потерь мощности в трансформаторах.
24. Приведенные и расчетные нагрузки потребителей.
25. Расчет потерь электроэнергии.
26. Мероприятия по снижению потерь мощности.
Потери мощности в элементах сети
Для количественной характеристики работы элементов электрической сети рассматриваются ее рабочие режимы. Рабочий режим – это установившееся элек-трическое состояние, которое характеризуется значениями токов, напряжений, ак-тивной, реактивной и полной мощностей.
Основной целью расчета режимов является определение этих параметров, как для проверки допустимости режимов, так и для обеспечения экономичности работы элементов сетей.
Определение значений токов в элементах сети и напряжений в ее узлах начи-нается с построения картины распределения полной мощности по элементу, т.е. с определения мощностей в начале и конце каждого элемента. Такую картину называют потокораспределением.
Рассчитывая мощности в начале и в конце элемента электрической сети, учи-тывают потери мощности в сопротивлениях элемента и влияние его проводимо-стей.
Расчет потерь мощности в линиях электропередач
Потери активной мощности на участке ЛЭП (см. рис. 7.1) обусловлены акти-вным сопротивлением проводов и кабелей, а также несовершенством их изоля-ции. Мощность, теряемая в активных сопротивлениях трехфазной ЛЭП и расхо-дуемая на ее нагрев, определяется по формуле:
| ИП | I | DP =3I | R | = 3 ×[(I cosj) | + (I cosj) | ] × R = | ||||||||||||||||||||||
| R + jX | = 3 × (Iа2 | + Iр2)× R =3×[( | P | )2 + ( | Q | )2 | ] × R = | |||||||||||||||||||||
| I, cos φ | ||||||||||||||||||||||||||||
| 3U | ||||||||||||||||||||||||||||
| 3U | ||||||||||||||||||||||||||||
| Рисунок 7.1 – К расчету потерь | ||||||||||||||||||||||||||||
| = 3 × ( | P | + | Q | ) × R = | P + Q | R = | S | R , | ||||||||||||||||||||
| мощности в ЛЕП | 3U 2 | 3U 2 | 3U 2 | 3U 2 | ||||||||||||||||||||||||
где I , Iа , Iр -полный, активный и реактивный токи в ЛЭП;
P, Q, S –активная,реактивная и полная мощности в начале или конце ЛЭП; U –линейное напряжение в начале или конце ЛЭП;
R –активное сопротивление одной фазы ЛЭП.
Потери активной мощности в проводимостях ЛЭП обусловлены несовершен-ством изоляции. В воздушных ЛЭП – появлением короны и, в очень незначитель-ной степени, утечкой тока по изоляторам. В кабельных ЛЭП – появлением тока проводимости а его абсорбции. Рассчитываются потери по формуле:
DP =U 2× G ,
где U – линейное напряжение в начале или конце ЛЭП; G –активная проводимость ЛЭП.
При проектировании воздушных ЛЭП потери мощности на корону стремятся свести к нулю, выбирая такой диаметр провода, когда возможность возникнове-ния короны практически отсутствует.
Потери реактивной мощности на участке ЛЭП обусловлены индуктивными сопротивлениями проводов и кабелей. Реактивная мощность, теряемая в трехфаз-ной ЛЭП, рассчитывается аналогично мощности, теряемой в активных сопротив-лениях:
| DQ =3I 2 X = | P2+ Q2 | X = | S 2 | X . | ||
| U 2 | U 2 | |||||
Генерируемая емкостной проводимостью зарядная мощность ЛЭП рассчиты-вается по формуле:
DQс=U 2× B ,
где U – линейное напряжение в начале или конце ЛЭП; B –реактивная проводимость ЛЭП.
Зарядная мощность уменьшает реактивную нагрузку сети и тем самым сни-жает потери мощности в ней.