Определение потерь мощности и энергии

Все элементы системы электроснабжения обладают активными сопротивлениями, поэтому при передаче по ним электроэнергии в них выделяются потери энергии, которые в совокупности могут составлять значительную величину. Прямой расчет потерь очень трудоемок, поскольку ток в каждом элементе в течение суток непрерывно изменяется. Поэтому разработаны методы, позволяющие при помощи специальных искусственно вводимых величин определять потери, ориентируясь только на максимальные значения токов или мощностей. Для определения одной из этих величин - времени использования наибольшей нагрузки () служат суточные графики или строится годовой график по продолжительности (задача 8.2). Время наибольших потерь () определяется по суточным графикам нагрузки или, приближенно, по (задача 8.3). Перед решением задач этого раздела рекомендуется изучить [1,с.496...512].

 

ЗАДАЧА 8.1. Чтобы обеспечить потребность промышленного предприятия в комплектующих, один из его цехов должен каждые сутки расходовать на производственные цели . Коэффициент мощности электроприёмников этого цеха составляет 0,6. На цеховой подстанции имеется конденсаторная батарея, повышающая коэффициент мощности цеха до 0,95. Питание цеха производится на напряжении 380 В по кабельной линии с сопротивлением .

Рассчитать суточные потери электроэнергии в питающей линии в следующих случаях:

а) цех работает в три смены (24 часа в сутки);

б) цех работает в одну смену (8 часов в сутки);

в) цех работает в три смены, конденсаторная батарея отключена.

РЕШЕНИЕ. Определяем активную и полную мощности цеха при его работе в три смены:

Находим потери мощности в линии и потери энергии за сутки:

Повторяем расчёт для случая его работы в одну смену:

Ещё раз повторяем расчёт для случая, когда конденсаторная батарея отключена:

 

ЗАДАЧА 8.2. На рисунке представлены суточный летний и суточный зимний графики нагрузок промышленного предприятия. В течение года предприятие работает 190 дней по зимнему графику и 175 дней по летнему. Построить годовой график по продолжительности и определить время использования наибольшей нагрузки .

РЕШЕНИЕ. Построение годового графика по продолжительности начинаем с определения координат его составляющих. Первая, наибольшая по величине ордината соответствует наибольшей активной мощности ( на суточном зимнем графике). Первая абсцисса годового графика ,соответствующая продолжительности потребления мощности в течение года, определяется путём умножения суточной продолжительности потребления этой мощности на число зимних дней в году:

Вторая ордината соответствует второй по величине мощности в суточных графиках. В данном случае и эта мощность потребляется в течение 4 часов в сутки зимой () и ещё 4 часов в сутки летом (). Вторая абсцисса годового графика получается путём прибавления к времени потребления в течение всего года мощности , то есть:

Третья ордината годового графика соответствует мощности 7МВт на зимнем графике, причём эта мощность потребляется 1 час за зимние сутки. На летнем графике такой мощности нет, поэтому:

Дальнейший расчёт производится аналогично и сведён в таблицу.

Ордината Р, Мвт	8,5	7,5	7,0	6,0	5,0	4,0	3,5	3,0	2,5	2,0
Сколько часов используется	в зимние сутки				-
в летние сутки	-		-			-
в течение года
Абсцисса t,ч

По полученным данным строим годовой график по продолжительности

Находим время использования наибольшей нагрузки.

Для определения времени использования наибольшей нагрузки подсчитываем энергию, потреблённую предприятием за год:

ЗАДАЧА 8.3. Предприятие, графики нагрузки которого рассмотрены в задаче 8.2, получает электроэнергию по двухцепной ВЛ-35кВ. Сопротивления схемы замещения линии . Рассчитать годовые потери электроэнергии в линии по суточным графикам и найти время наибольших потерь . Затем определить время наибольших потерь по (по приближенной формуле) и по нему определить приближённое значение годовых потерь электроэнергии. Сравнить результат с точным значением. Напряжение в конце линии во всех режимах считать неизменным и равным номинальному.

РЕШЕНИЕ. Определяем потери мощности и энергии в линии для каждого интервала суточного графика, в течение которого потребляемые активная и реактивная мощности остаются неизменными. Так, в интервале от нуля до пяти часов зимнего суточного графика потребляемая мощность составляет . Находим потери мощности в линии, соответствующие этому интервалу времени и соответствующие годовые потери энергии:

Для остальных интервалов расчёт производится аналогично. Его результаты представлены в таблицах, отдельно для зимы и для лета.

 

Зима

	2,0	3,5	8,5	7,0	4,0	3,0	5,0	7,5	5,0	2,5
	1,0	1,5	5,5	3,5	2,0	1,5	3,5	4,0	3,5	1,0

 

Лето

	2,0	3,0	7,5	6,0	3,0	2,5	3,5	5,0	3,0	2,0
	1,0	1,5	4,0	2,5	2,0	1,5	2,0	2,5	1,5	1,0

 

Определяем потери энергии за год и время наибольших потерь:

Определяем приближённо и по нему :

При этом погрешность приближённого определения потерь энергии за год составляет:

 

ЗАДАЧА 8.4. На понизительной подстанции 110/6 кВ установлены 2 трансформатора ТМН-6300/110. Нагрузка подстанции в режиме наибольших нагрузок составляет , а в режиме наименьших нагрузок - . Определить потери активной мощности в трансформаторах подстанции в этих режимах в двух случаях: а) работают оба трансформатора; б) один из трансформаторов отключён. Определить мощность, при снижении нагрузки ниже которой отключение одного из трансформаторов становится выгодным.

РЕШЕНИЕ. Необходимые каталожные данные трансформаторов находим в [1,табл.П.7]:

Находим полную мощность нагрузки в обоих режимах:

Определяем потери мощности в этих режимах в случае, когда работают оба трансформатора:

Повторяем расчёт для случая, когда один из трансформаторов отключён:

Как следует из полученных результатов, в режиме наименьших нагрузок отключение одного из трансформаторов уменьшает потери мощности на подстанции более чем на 5 кВт.

Находим мощность, ниже которой отключение одного из трансформаторов становится выгодным:

 

ЗАДАЧА 8.5. По одноцепной ВЛ-110 кВ длиной 45 км строящейся в европейской части России, предполагается в часы наибольшей нагрузки передавать мощность при Рассчитать потери энергии в линии за год, если её сечение будет выбрано по экономической плотности тока. Найти, во сколько раз увеличатся эти потери, если сечение выбрать по току, допустимому по нагреву. Напряжение считать равным номинальному, зарядной мощностью линии пренебречь.

РЕШЕНИЕ. Экономическая плотность тока для заданных условий в соответствии с [2,табл.6.6] . Находим ток в линии и соответствующее ему экономическое сечение:

Ближайшее стандартное сечение .

Для этого сечения определяем активное сопротивление линии:

здесь - погонное значение сопротивления линии, определяемое по [1,табл.П.1] для провода АС-240/32.

Время наибольших потерь находим по приближённой формуле:

Определяем потери активной мощности и потери активной энергии за год.

Теперь выбираем сечение по допустимому току. В соответствии с [1,табл.П.9] при нагрузке это сечение с допустимым током . Погонное активное сопротивление линии с таким проводом по [1,табл.П.1] равно .

Определяем активное сопротивление линии и находим потери активной мощности и потери энергии за год для этого сечения:

Итак, при выборе сечения провода по допустимому по нагреву току потери энергии возрастут в раза.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Введение…………………………………………………………….………
1. Определение параметров элементов электрической сети…….………
2. Расчет режимов линий электропередачи………………………………
3. Расчет режимов электрических сетей……………………….…….…...
4. Выбор сечений проводов и кабелей по условиям экономической целесообразности……………………………………..
5. Выбор и проверка сечений проводов и кабелей по допустимой потере напряжения……………………………………
6. Выбор и проверка сечений проводов и кабелей по условиям нагрева…………………………………………………….
7. Регулирование напряжения……………………………………………..
8. Определение потерь мощности и энергии …………………………….
9. Литература……………………………………………………………….

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Идельчик В.И. Электрические системы и сети. М.:Энергоатомиз- дат, 1989, 592 с.

2. Пособие к курсовому и дипломному проектированию /Под редакци- ей Блок В.М., М,:Высшая школа, 1990, 382 с.

3. Боровиков В.А., Косарев В.К., Ходот Г.А. Электрические сети энергетических систем. Л.:Энергия, 1977, 390 с.

4. Неклепаев В.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. М.: Энергоатомиздат, 1989, 605 с.

5. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Электрооборудование и автоматизация /Под общей редакцией Фе- дорова А.А. и Сербиновского Г.В. М.:Энергоатомиздат, 1981, 624 с.

6. Михалков А.В. Электрические сети в примерах и задачах. М.: Энергия, 1967, 160 с.

7. Глазунов А.А. и др. Задачник по сетям электрических систем /Под редакцией Глазунова А.А.,М-Л.: Госэнергоиздат, 1953, 160 с.

 

Учебное издание

 

ХУСАИНОВ Игорь Миргазианович

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Учебное пособие

 

Редактор Р.А. Козина

Корректор Л.Н. Солдаткина

Лицензия ЛР ¹ 020271 от 15.11.96

 

Подписано в печать 02.02.98	Формат 60х84 1/16
	Бум. тип	Усл. - печ.л.	Уч. - изд.л.

Тираж 100 экз. Заказ С

Саратовский государственный технический университет

410054 г. Саратов, ул. Политехническая, 77

Копипринтер СГТУ, 410054 г. Саратов, ул. Политехническая, 77

 

⇐ Предыдущая123456

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: