Sissejuhatus

Kirjanduse ülevaade

1.2 Koormusvõimsuse kaod

1.3 Kaod tühikäigul

1.4 Kliimaga seotud elektrikaod

2. Elektrikadude arvutamise meetodid

2.1 Erinevate võrkude elektrikadude arvutamise meetodid

2.2 Elektrikadude arvutamise meetodid 0,38-6-10 kV jaotusvõrkudes

3. Programmid elektrikadude arvutamiseks elektrijaotusvõrkudes

3.1 Elektrienergia tehniliste kadude arvutamise vajadus

3.2 Tarkvara rakendamine elektrikadude arvutamiseks jaotusvõrkudes 0,38 - 6 - 10 kV

4. Elektrikadude normeerimine

4.1 Kahjustandardi mõiste. Meetodid standardite kehtestamiseks praktikas

4.2 Kadude standardnäitajad

4.3 Elektrikadude normide arvutamise kord jaotusvõrkudes 0,38 - 6 - 10 kV

5. Näide elektrikadude arvutamisest 10 kV jaotusvõrkudes

Järeldus

Viited

Sissejuhatus

Elektrienergia on ainus tooteliik, mis ei kasuta tootmiskohast tarbimiskohta viimiseks muid ressursse. Selleks kulub osa ülekantavast elektrist, mistõttu on selle kaod vältimatud ülesandeks määrata nende majanduslikult põhjendatud tase. Elektrikadude vähendamine elektrivõrkudes selle tasemeni on üks olulised valdkonnad energia säästmine.

Kogu perioodi jooksul 1991–2003 kasvasid kogukaod Venemaa energiasüsteemides absoluutväärtus, ja protsendina võrku tarnitud elektrienergiast.

Energiakadude kasvu elektrivõrkudes määrab täiesti objektiivsete seaduste toimimine kogu energiatööstuse kui terviku arengus. Peamised neist on: tendents keskenduda elektritootmisele suured elektrijaamad; pidev kasv elektrivõrkude koormused, mis on seotud tarbimiskoormuse loomuliku kasvuga ning võrgu võimsuse kasvutempo mahajäämusega elektritarbimise ja tootmisvõimsuse kasvutempost.

Seoses turusuhete arenguga riigis on oluliselt suurenenud elektrikadude probleemi tähtsus. Elektrikadude arvutamise, analüüsimise ja nende vähendamiseks majanduslikult otstarbekate meetmete valiku meetodite väljatöötamist on VNIIE-s tegeldud juba üle 30 aasta. Elektrikadude kõigi komponentide arvutamiseks JSC-Energo kõigi pingeklasside võrkudes ning võrkude ja alajaamade seadmetes ja nende regulatiivsetes omadustes on välja töötatud tarkvarapakett, millel on vastavussertifikaat, mille on heaks kiitnud AS-i Kesk dispetšerbüroo. Venemaa UES, Venemaa Glavgosenergonadzor ja Venemaa RAO UES elektrivõrkude osakond.

Kahjude arvutamise keerukuse ja oluliste vigade olemasolu tõttu viimasel ajal Erilist tähelepanu pööratakse elektrikadude normaliseerimise meetodite väljatöötamisele.

Kahjunormide määramise metoodikat ei ole veel välja töötatud. Isegi normeerimise põhimõtteid pole määratletud. Arvamused standardimise lähenemisviisi kohta on laias valikus - alates soovist omada kindlat standardit kadude protsendina kuni "tavaliste" kadude kontrollimiseni kuni võrgudiagrammide pidevalt läbiviidavate arvutusteni sobiva tarkvara abil.

Elektritariifid määratakse saadud energiakao määrade alusel. Tariifi reguleerimine on usaldatud riiklikele reguleerivatele asutustele FEC ja REC (föderaalsed ja piirkondlikud energiakomisjonid). Energiavarustusorganisatsioonid peavad põhjendama elektrikadude taset, mida nad peavad sobivaks tariifi lisada, ning energiakomisjonid peavad neid põhjendusi analüüsima ja aktsepteerima või korrigeerima.

Käesolevas artiklis vaadeldakse elektrikadude arvutamise, analüüsimise ja normeerimise probleemi kaasaegsest vaatenurgast; välja seadnud teoreetilised põhimõtted arvutused, on antud neid sätteid rakendava tarkvara kirjeldus ning praktiliste arvutuste kogemus.

Kirjanduse ülevaade

Elektrikadude arvutamise probleem on energeetikainsenere murelikuks teinud juba väga pikka aega. Sellega seoses avaldatakse praegu väga vähe selleteemalisi raamatuid, kuna võrkude põhikujunduses on vähe muutunud. Kuid samal ajal toodetakse piisavalt suur hulk artiklid, kus täpsustatakse vanu andmeid ja pakutakse välja uusi lahendusi elektrikadude arvutamise, reguleerimise ja vähendamisega seotud probleemidele.

Üks neist viimased raamatud sel teemal on avaldatud Zhelezko Yu.S. "Elektrivõrkude elektrikadude arvutamine, analüüs ja reguleerimine". See tutvustab kõige põhjalikumalt elektrikadude struktuuri, kadude analüüsimise meetodeid ja nende vähendamise meetmete valikut. Kadude normaliseerimise meetodid on põhjendatud. Üksikasjalikult kirjeldatud tarkvara, mis rakendab kahjude arvutamise meetodeid.

Varem on sama autor välja andnud raamatu "Elektrivõrkude elektrikadude vähendamise meetmete valik: praktiliste arvutuste juhend". Siin suurimat tähelepanu pööras tähelepanu elektrikadude arvutamise meetoditele erinevates võrkudes ning põhjendas ühe või teise meetodi kasutamist olenevalt võrgu tüübist, samuti meetmeid elektrikadude vähendamiseks.

Raamatus Budzko I.A. ja Levin M.S. "Põllumajandusettevõtete ja asustatud piirkondade elektrivarustus," uurisid autorid üksikasjalikult elektrivarustuse probleeme üldiselt, keskendudes jaotusvõrkudele, mis varustavad põllumajandusettevõtteid ja asulad. Samuti annab raamat soovitusi elektritarbimise kontrolli korraldamiseks ja arvestussüsteemide täiustamiseks.

Autorid Vorotnitski V.E., Zhelezko Yu.S. ja Kazantsev V.N. raamatus "Elektrikaod elektrisüsteemide elektrivõrkudes" käsitleti üksikasjalikult üldised küsimused elektrikadude vähendamisega seotud võrkudes: võrkude kadude arvutamise ja prognoosimise meetodid, kadude struktuuri analüüs ja nende tehnilise ja majandusliku efektiivsuse arvutamine, kadude planeerimine ja meetmed nende vähendamiseks.

Vorotnitski V.E. artiklis Zaslonov S.V. ja Kalinkini M.A. "Programm võimsuse ja elektri tehniliste kadude arvutamiseks jaotusvõrkudes 6 - 10 kV" kirjeldab üksikasjalikult elektrienergia tehniliste kadude arvutamise programmi RTP 3.1 Selle peamiseks eeliseks on kasutusmugavus ja lihtsalt analüüsitav lõpptulemuste väljund. mis vähendab oluliselt personali tööjõukulusid arvutuse jaoks.

Artikkel Zhelezko Yu.S. Pühendatud on "Elektrikadude normaliseerimise põhimõtted elektrivõrkudes ja arvutustarkvaras". praegune probleem elektrikadude normeerimine. Autor keskendub sihipärasele kadude vähendamisele majanduslikult otstarbeka tasemeni, mida senine normeerimispraktika ei taga. Artiklis tehakse ka ettepanek kasutada kõigi pingeklasside võrkude üksikasjalike vooluahelate arvutuste põhjal välja töötatud standardseid kadude karakteristikuid. Sel juhul saab arvutuse teha tarkvara abil.

Sama autori teise artikli pealkirjaga “Instrumendimõõtmisvigadest tingitud elektrikadude hindamine” eesmärk ei ole selgitada konkreetsete mõõtevahendite vigade määramise metoodikat nende parameetrite kontrollimise põhjal. Artikli autor hindas sellest tulenevaid vigu energiavarustusorganisatsiooni võrgust elektrienergia vastuvõtmise ja tarnimise arvestussüsteemis, mis hõlmab sadu ja tuhandeid seadmeid. Erilist tähelepanu antud süstemaatiline viga, mis praegu osutub kahjustruktuuri oluliseks komponendiks.

Artiklis Galanov V.P., Galanov V.V. “Toitekvaliteedi mõju võrkude võimsuskadude tasemele” pöörab tähelepanu praegusele voolukvaliteedi probleemile, millel on oluline mõju võrkude võimsuskadudele.

Artikkel Vorotnitsky V.E., Zagorsky Ya.T. ja Apryatkina V.N. Selgitamisele on pühendatud "Linna elektrivõrkude elektrikadude arvutamine, reguleerimine ja vähendamine". olemasolevaid meetodeid elektrikadude arvutamine, kadude normaliseerimine sisse kaasaegsed tingimused, samuti uusi meetodeid kadude vähendamiseks.

Ovtšinnikov A. artiklis “Elektrikaod jaotusvõrkudes 0,38–6 (10) kV” on rõhk usaldusväärse teabe hankimisel võrguelementide tööparameetrite ja eelkõige jõutrafode koormuse kohta. See teave, aitab autori sõnul oluliselt vähendada elektrikadusid 0,38 - 6 - 10 kV võrkudes.

1. Elektrikadude struktuur elektrivõrkudes. Elektri tehnilised kaod

1.1 Elektrikadude struktuur elektrivõrkudes

Ülekandmisel elektrienergia Kaod esinevad igas elektrivõrgu elemendis. Uurida kadude komponente aastal erinevaid elemente võrku ja hinnates konkreetse kadude vähendamisele suunatud meetme vajadust, tehakse elektrikadude struktuuri analüüs.

Tegelikud (teatatud) elektrikaod Δ W Otch on defineeritud kui erinevus võrku tarnitud elektrienergia ja võrgust tarbijatele tarnitud elektrienergia vahel. Need kaod sisaldavad komponente erineva iseloomuga: kaod võrguelementides, mis on oma olemuselt puhtfüüsilised, elektritarbimine alajaamadesse paigaldatud seadmete tööks ja elektri edastamise tagamiseks, vead elektrienergia arvestusel mõõteseadmetega ja lõpuks elektri vargus, tasumata jätmine või mittetäielik tasumine arvestite näitudest jne.

Joone pikkus (m) / kaabli materjal:		Vask Alumiinium
Kaabli ristlõige (mm?):	0,5 mm? 0,75 mm? 1,0 mm? 1,5 mm? 2,5 mm? 4,0 mm? 6,0 mm? 10,0 mm? 16,0 mm? 25,0 mm? 35,0 mm? 50,0 mm? 70,0 mm? 95,0 mm? 120 mm?
Koormusvõimsus (W) või vool (A):
Võrgupinge (V):		Võimsus	1 faas
Võimsustegur (cos?):		Praegune	3 faasi
Kaabli temperatuur (°C):

Madala vooluga elektrivõrkude ja süsteemide projekteerimisel on sageli vaja kaablite ja juhtmete pingekadude arvutusi. Need arvutused on vajalikud kõige optimaalsema kaabli valimiseks. Kui valite vale juhi, läheb toitesüsteem väga kiiresti üles või ei käivitu üldse. Et vältida võimalikud vead, on soovitatav kasutada võrgus olevat pingekadude kalkulaatorit. Kalkulaatori abil saadud andmed tagavad liinide ja võrkude stabiilse ja ohutu töö.

Energiakao põhjused elektriülekande ajal

Ülemäärase hajutamise tagajärjel tekivad märkimisväärsed kaod. Liigne kuumus võib põhjustada kaabli väga kuumaks muutumist, eriti kui rasked koormused ja elektrikadude valed arvutused. Liigne kuumus kahjustab isolatsiooni, tekitades tõeline oht inimeste tervist ja elu.

Elektrikaod tekivad sageli liiga suure pikkuse tõttu kaabelliinid, suure koormusvõimsusega. Pikaajalisel kasutamisel suurenevad elektrikulud oluliselt. Valed arvutused võivad põhjustada seadmete talitlushäireid, näiteks turvahäireid. Pingekadu kaablis muutub oluliseks, kui seadme toiteallikaks on madalpinge alalis- või vahelduvvool, mille nimiväärtus on 12–48 V.

Kuidas arvutada pingekadu

Vältida võimalikud probleemid pingekao kalkulaator, mis töötab võrgurežiim. Lähteandmete tabel sisaldab andmeid kaabli pikkuse, ristlõike ja materjali kohta, millest see on valmistatud. Arvutuste tegemiseks on vaja teavet koormuse võimsuse, pinge ja voolu kohta. Lisaks võetakse arvesse kaabli võimsustegurit ja temperatuuriomadusi. Pärast nupu vajutamist kuvatakse andmed energiakadude kohta protsentides, juhi takistuse, reaktiivvõimsuse ja koormuse poolt kogetud pinge näitajad.

Põhiline arvutusvalem on järgmine: ΔU=IхRL, milles ΔU tähendab pingekadu arveldusliinil, I on tarbitud vool, mille määravad eelkõige tarbija parameetrid. RL peegeldab kaabli takistust sõltuvalt selle pikkusest ja ristlõike pindalast. Mängib just viimane tähtsus otsustavat rolli kui juhtmetes ja kaablites on toide.

Võimalused kahjude vähendamiseks

Peamine viis kaabli kadude vähendamiseks on selle ristlõikepinna suurendamine. Lisaks saate vähendada juhi pikkust ja vähendada koormust. Kaht viimast meetodit ei saa aga tehnilistel põhjustel alati kasutada. Seetõttu on paljudel juhtudel ainus võimalus kaabli takistust vähendada ristlõike suurendamise teel.

Suure ristlõike oluliseks puuduseks peetakse materjalikulude märgatavat kasvu. Erinevus muutub märgatavaks, kui kaablisüsteemid ulatuvad pikkadele vahemaadele. Seetõttu peate projekteerimisetapis viivitamatult valima vajaliku ristlõikega kaabli, mille jaoks peate kalkulaatori abil arvutama võimsuskadu. See programm on suur väärtus elektripaigaldustööde projektide koostamisel, kuna käsitsi arvutamine võtab palju aega ja sisse Interneti-kalkulaator Arvutamine võtab sõna otseses mõttes paar sekundit.

ELEKTRIKAADUSTE ARVUTAMISE MEETODID

Elektrijaamade bussidest tarbijatele elektrienergia edastamisel kulub osa elektrist juhtmete soojendamisele, tekitades elektromagnetvälju ja muid sellega seotud mõjusid. vahelduvvool. Enamik neist kuludest, mida me edaspidi nimetame energiakadudeks, on tingitud juhtmete kuumutamisest.

Mõistet "energiakadu" tuleks mõista kui elektrienergia tehnoloogilist tarbimist selle edastamiseks. Just sel põhjusel kasutatakse energiasüsteemide aruandedokumentides mõiste "elektrikaod" asemel mõiste " tehnoloogiline energiatarbimine elektrivõrkude kaudu edastamisel”.

Pideva koormusega ja aktiivvõimsuskadudega liinil ΔР, elektrikaod aja t jooksul on

Kui koormus muutub aastaringselt, siis saab elektrikadusid arvutada mitmeti.

Enamik täpne meetod elektrikadude arvutamine ΔW– see on nende määramine harukoormuse graafiku järgi ja võimsuskadude arvutamine toimub graafiku iga etapi kohta. Seda meetodit nimetatakse graafiliseks integratsioonimeetodiks. Iga tunni kohta arvutamisel saadakse elektrikadude tunniarvestus.

On igapäevased ja aastased koormusgraafikud. Joonisel fig. 7.3 näitab aktiiv- ja reaktiivkoormuste suvist ja talvist päevaplaani.

Riis. 7.3. Koormusgraafikud: a – talvine igapäevane; b – suvine päev;

c – kestuse järgi

Aastagraafik on koostatud kevad-suve ja sügis-talvise perioodi iseloomulike päevakavade alusel. See on näide tellitud graafikust, st. selline, milles kõik koormuse väärtused on paigutatud kahanevas järjekorras (joonis 7.3). Selle tulemusena saadakse aastane koormusgraafik, mis näitab töö kestust antud koormusel. Sellepärast seda graafikut nimetataksegi ajakava kestuse järgi.

Aastapõhiselt laadimisgraafik on võimalik määrata elektrikaod aastas. Selleks määrake iga režiimi võimsus- ja elektrikaod.

Pärast iga režiimi võimsuskadude arvutamist saadakse aasta elektrikaod kokku, kõik kaod summeeritakse erinevaid režiime

, (7.7)

Kus ΔР i- voolukadu sisse lülitatud i-koormusgraafiku etapp;

Δt i- kestus i-koormusgraafiku etapp.

Toitekao suurus leitakse seose abil

Kus S i– täisvõimsus sisse mina- koormusgraafiku etapp;

U i – lineaarpinge juures mina- oh laadimisgraafiku etapp.

Toite- ja elektrikadu trafos aja jooksul Δt i:

;

,

Kus ΔР k Ja ΔР x– kaod vastavalt trafo vases ja terases;

S 2 i– koormus trafo sekundaarküljel kl i-graafiku etapp;

S nim– trafo nimivõimsus.

K paralleelselt töötava identse trafoga

. (7.9)

Elektrikaod aastas

. (7.10)

Sõltuvalt koormusdiagrammi ühtluse astmest võib paralleelselt ühendatud trafode arv k varieeruda.

Väärikust meetod kahjude määramiseks koormusdiagrammi abil on suure täpsusega. Selle meetodi puuduseks on teabe puudumine kõigi võrguharude laadimisgraafikute kohta. Lisaks põhjustab arvutustäpsuse soov koormuskõvera sammude arvu suurenemist ja see omakorda toob kaasa arvutuse keerukuse suurenemise.

Üks kõige enam lihtsad meetodid kadude määramine on elektrikadude arvutamine suurimate kaotuste ajaks. Kõigist režiimidest valitakse režiim, milles võimsuskadu on suurim. Selle režiimi arvutamisel saadakse võimsuskaod selles ΔР nb. Energiakaod aastas leitakse, korrutades need võimsuskadud suurimate kadude ajaga τ :

Suurimate kadude aeg on aeg, mille jooksul suurima koormusega töötades oleksid elektrikaod samad, mis tegeliku koormusgraafiku järgi töötades:

Kus N– laadimisastmete arv.

Võimalik on luua seos elektrikadude ja tarbijale laekunud elektri vahel.

Tarbija saadav energia aastas võrdub

Kus Rnb– maksimaalne koormuse poolt tarbitav võimsus;

T nb- see on aeg tundides, mille jooksul kõige suurema koormusega töötades saaks tarbija sama palju elektrit kui reaalse graafiku järgi töötades.

Riis. 7.4. Definitsioon ΔW koormusgraafiku järgi ja τ :

a – liini ekvivalentskeem; b, d – kolme- ja mitmeastmelised koormusgraafikud; c, d – kolmeastmeline ja mitmeastmeline graafika S 2

Joonisel fig. 7.4 on selge, et väärtused τ Ja T nb V üldine juhtum ei sobi kokku. Näiteks T nb tähistab ristküliku abstsissit, mille pindala on võrdne joonisel fig. 7.4,b või mitmeastmeline graafik joonisel fig. 7,4, g.

Koostame graafiku S 2 = f(t)(Joon. 7.4, c). Oletame, et võimsuskadu i Graafiku th etapp on ligikaudselt määratud nimipingega, st. (7.8) asemel kasutame järgmine väljend

Arvestades seda r l / = konst, Tuleb märkida, et võimsuskadu aja jooksul Δt i teatud skaalal on võrdsed.

Elektrikaod aastas on teatud skaalal võrdsed joonisel fig. 6.4, c ja d.

Suurimate kadude aeg τ on ristküliku abstsiss, mille pindala võrdub kolmeastmelise graafiku pindalaga joonisel fig. 7.4,c või mitmeastmeline graafik joonisel fig. 7,4, d. Sarnaselt (7.13) saame

.

Maksimaalne laadimisaeg alates (7.13)

.

Elektrikaod trafodes arvutatakse valemi abil

, (7.14)

Kus

T = 8760 h- tundide arv aastas.

Väljendit saab kasutada ainult siis, kui konstantne arv paralleeltööks ühendatud trafod, s.o. K = konst.

Alates energiatarbimisest Р ~ I×cosφ ja võimsuskadusid ΔР ~ I 2, siis ilmneb lahknevus tippkoormuse aegade vahel T nb ja suurimate kadude aeg τ (joonis 7.4). Neid on empiirilised valemid, ühendades τ ja T nb. Mitmete iseloomulike koormuste jaoks on võimalik arvutamise teel konstrueerida sõltuvusi τ = f (T nb, cosφ), näidatud joonisel fig. 7.5.

Riis. 7.5. Sõltuvused τ alates T nb Ja cosφ

Kadude arvutamise kord τ meetodil, s.o. vastavalt suurimate kahjude ajale:

1) leida aastagraafiku abil suurima koormuse aeg;

2) graafilistest sõltuvustest τ = f (T nb, cosφ) teatmekirjanduses antud, leida suurimate kadude aeg;

3) määrata kaod kõige raskema koormuse režiimis ΔР nb;

4) suhte järgi ΔW = ΔР nb × τ leida energiakadusid aastas.

Suurimate kadude aja arvutamise meetod oli enne arvutite laialdast kasutuselevõttu üks levinumaid. Meetod põhineb eeldustel, et maksimaalsed energiakaod võrguelemendis vastavad süsteemi maksimaalsele koormusele ning aktiiv- ja reaktiivvõimsuste graafikud on sarnased, s.t. cosφ = konst. Kasutamisel empiirilised sõltuvusedτ alates T nb Ja cosφ koormuskõverate konfiguratsiooni võetakse arvesse ainult osaliselt. Tehtud eeldused toovad selle meetodi puhul kaasa suuri vigu. Lisaks on τ-meetodil võimatu arvutada kadusid muudetava takistusega terastraatidega liinidel.

Kahjuarvutuste täpsuse edasine parandamine viis meetodi väljatöötamiseni τ P Ja τ Q . Selle meetodiga suurusjärgus ΔР nb võimsuskaod aktiiv- ja reaktiivvõimsuse voolust läbi võrgu eraldatakse.

Arvutatud suhtel on vorm

ΔW = ΔP P × τ P + ΔP Q × τ Q,

Kus ΔР р, ΔР Q– võrgu kaudu voolava aktiiv- ja reaktiivvõimsuse võimsuskadude komponendid.