Introduksjon

Litteraturgjennomgang

1.2 Lasteffekttap

1.3 Tomgangstap

1.4 Klimarelaterte elektrisitetstap

2. Metoder for beregning av elektrisitetstap

2.1 Metoder for beregning av elektrisitetstap for ulike nett

2.2 Metoder for beregning av elektrisitetstap i 0,38-6-10 kV distribusjonsnett

3. Programmer for beregning av elektrisitetstap i elektriske distribusjonsnett

3.1 Behovet for å beregne tekniske tap av elektrisitet

3.2 Anvendelse av programvare for beregning av elektrisitetstap i distribusjonsnett 0,38 - 6 - 10 kV

4. Rasjonering av elektrisitetstap

4.1 Konsept for tapsstandard. Metoder for å sette standarder i praksis

4.2 Standardkarakteristikker for tap

4.3 Prosedyre for beregning av standarder for elektrisitetstap i distribusjonsnett 0,38 - 6 - 10 kV

5. Eksempel på beregning av elektrisitetstap i 10 kV distribusjonsnett

Konklusjon

Referanser

Introduksjon

Elektrisk energi er den eneste typen produkt som ikke bruker andre ressurser for å flytte den fra produksjonssteder til forbrukssteder. For dette forbrukes en del av den overførte elektrisiteten, så tapet er uunngåelig å bestemme deres økonomisk berettigede nivå. Å redusere elektrisitetstap i elektriske nett til dette nivået er en av viktige områder energisparing.

Gjennom hele perioden fra 1991 til 2003 vokste de totale tapene i russiske energisystemer i absolutt verdi, og i prosent av elektrisitet levert til nettet.

Veksten av energitap i elektriske nettverk bestemmes av handlingen av helt objektive lover i utviklingen av hele energiindustrien som helhet. De viktigste er: Tendensen til å konsentrere strømproduksjonen om store kraftverk; kontinuerlig vekst belastninger av elektriske nettverk, assosiert med den naturlige veksten av forbrukerlaster og etterslepet i veksthastigheten for nettkapasitet fra veksthastigheten for elektrisitetsforbruk og produksjonskapasitet.

I forbindelse med utviklingen av markedsrelasjoner i landet har betydningen av problemet med elektrisitetstap økt betydelig. Utviklingen av metoder for å beregne, analysere elektrisitetstap og velge økonomisk gjennomførbare tiltak for å redusere dem har vært utført ved VNIIE i mer enn 30 år. For å beregne alle komponenter av elektrisitetstap i nettverk av alle spenningsklasser til JSC-Energo og i utstyret til nettverk og understasjoner og deres regulatoriske egenskaper, er det utviklet en programvarepakke som har et samsvarssertifikat godkjent av det sentrale forsendelseskontoret til UES of Russia, Glavgosenergonadzor of Russia og Department of Electric Networks of RAO UES of Russia.

På grunn av kompleksiteten i å beregne tap og tilstedeværelsen av betydelige feil, i det siste Spesiell oppmerksomhet rettes mot utvikling av metoder for normalisering av elektrisitetstap.

Metodikken for å fastsette tapsstandarder er ennå ikke etablert. Selv rasjoneringsprinsippene er ikke definert. Meningene om tilnærmingen til standardisering ligger i et bredt spekter - fra ønsket om å ha en etablert fast standard i form av en prosentandel av tap til kontroll av "normale" tap gjennom stadig utførte beregninger på nettverksdiagrammer ved hjelp av passende programvare.

Strømtariffer fastsettes basert på oppnådde energitapsrater. Tariffregulering er overlatt til de statlige reguleringsorganene FEC og REC (føderale og regionale energikommisjoner). Energiforsyningsorganisasjoner må begrunne nivået på elektrisitetstap som de anser hensiktsmessig å inkludere i tariffen, og energikommisjoner må analysere disse begrunnelsene og akseptere eller justere dem.

Denne artikkelen undersøker problemet med å beregne, analysere og rasjonere elektrisitetstap fra et moderne perspektiv; sette ut teoretiske prinsipper beregninger, gis en beskrivelse av programvaren som implementerer disse bestemmelsene, og erfaringen med praktiske beregninger er skissert.

Litteraturgjennomgang

Problemet med å beregne strømtap har bekymret kraftingeniører i svært lang tid. I denne forbindelse er det for tiden utgitt svært få bøker om dette emnet, siden lite har endret seg i den grunnleggende utformingen av nettverk. Men samtidig produseres det nok stort antall artikler hvor gamle data avklares og nye løsninger på problemer knyttet til beregning, regulering og reduksjon av elektrisitetstap foreslås.

En av siste bøker utgitt om dette emnet er boken av Zhelezko Yu.S. "Beregning, analyse og regulering av elektrisitetstap i elektriske nett". Den presenterer mest fullstendig strukturen til elektrisitetstap, metoder for å analysere tap og valg av tiltak for å redusere dem. Metoder for å normalisere tap er begrunnet. Beskrevet i detalj programvare, som implementerer metoder for beregning av tap.

Tidligere har samme forfatter gitt ut boken «Utvalg av tiltak for å redusere elektrisitetstap i elektriske nett: En veiledning for praktiske beregninger». Her størst oppmerksomhet viet oppmerksomhet på metoder for beregning av elektrisitetstap i ulike nett og begrunnet bruk av en eller annen metode avhengig av netttype, samt tiltak for å redusere elektrisitetstap.

I boken Budzko I.A. og Levin M.S. "Strømforsyning til landbruksbedrifter og befolkede områder," undersøkte forfatterne i detalj problemene med strømforsyning generelt, med fokus på distribusjonsnettverk som forsyner landbruksbedrifter og bosetninger. Boken gir også anbefalinger for organisering av kontroll over strømforbruket og forbedring av regnskapssystemer.

Forfattere Vorotnitsky V.E., Zhelezko Yu.S. og Kazantsev V.N. i boken "Elektrisitetstap i elektriske nettverk av kraftsystemer" ble vurdert i detalj generelle spørsmål relatert til å redusere elektrisitetstap i nett: metoder for å beregne og forutse tap i nett, analyse av strukturen til tap og beregning av deres tekniske og økonomiske effektivitet, planlegging av tap og tiltak for å redusere dem.

I artikkelen av Vorotnitsky V.E., Zaslonov S.V. og Kalinkini M.A. "Program for beregning av tekniske tap av kraft og elektrisitet i distribusjonsnettverk 6 - 10 kV" beskriver i detalj programmet for beregning av tekniske tap av elektrisitet RTP 3.1 Dens største fordel er brukervennlighet og lett å analysere utgang av de endelige resultatene, som reduserer personalkostnadene betydelig for beregningen.

Artikkel av Zhelezko Yu.S. "Prinsipp for normalisering av elektrisitetstap i elektriske nettverk og beregningsprogramvare" er dedikert til nåværende problem rasjonering av elektrisitetstap. Forfatteren fokuserer på målrettet reduksjon av tap til et økonomisk gjennomførbart nivå, noe som ikke er sikret av eksisterende rasjoneringspraksis. Artikkelen gir også et forslag om å bruke standard tapskarakteristikk utviklet på grunnlag av detaljerte kretsberegninger av nettverk av alle spenningsklasser. I dette tilfellet kan beregningen gjøres ved hjelp av programvare.

Hensikten med en annen artikkel av samme forfatter med tittelen "Estimering av elektrisitetstap forårsaket av instrumentelle målefeil" er ikke å avklare metodikken for å bestemme feilene til spesifikke måleinstrumenter basert på å sjekke parameterne deres. Forfatteren av artikkelen vurderte de resulterende feilene i systemet for regnskap for mottak og levering av elektrisitet fra nettverket til en energiforsyningsorganisasjon, som inkluderer hundrevis og tusenvis av enheter. Spesiell oppmerksomhet gitt systematisk feil, som for tiden viser seg å være en vesentlig del av tapsstrukturen.

I artikkelen til Galanov V.P., Galanov V.V. "Påvirkningen av kraftkvalitet på nivået av strømtap i nettverk" tar hensyn til det nåværende problemet med strømkvalitet, som har en betydelig innvirkning på strømtap i nettverk.

Artikkel av Vorotnitsky V.E., Zagorsky Ya.T. og Apryatkina V.N. "Beregning, regulering og reduksjon av elektrisitetstap i urbane elektriske nettverk" er viet til å avklare eksisterende metoder beregning av elektrisitetstap, normalisering av tap i moderne forhold, samt nye metoder for å redusere tap.

I artikkelen av Ovchinnikov A. "Elektrisitetstap i distribusjonsnettverk 0,38 - 6 (10) kV," er det lagt vekt på å skaffe pålitelig informasjon om driftsparametrene til nettverkselementer, og fremfor alt om belastningen av krafttransformatorer. Denne informasjonen, ifølge forfatteren, vil bidra til å redusere elektrisitetstap i nettverk på 0,38 - 6 - 10 kV betydelig.

1. Struktur av elektrisitetstap i elektriske nett. Tekniske tap av elektrisitet

1.1 Struktur av elektrisitetstap i elektriske nett

Ved overføring elektrisk energi Tap oppstår i hvert element i det elektriske nettverket. Å studere komponentene i tap i ulike elementer nettverk og vurdere behovet for et bestemt tiltak rettet mot å redusere tap, gjennomføres en analyse av strukturen til elektrisitetstap.

Faktiske (rapporterte) elektrisitetstap Δ W Otch er definert som forskjellen mellom elektrisiteten som leveres til nettet og elektrisiteten som leveres fra nettet til forbrukerne. Disse tapene inkluderer komponenter av ulik karakter: tap i nettelementer av rent fysisk natur, elektrisitetsforbruk for drift av utstyr installert på nettstasjoner og sikring av overføring av elektrisitet, feil ved registrering av elektrisitet ved hjelp av måleapparater og til slutt, tyveri av elektrisitet, manglende eller ufullstendig betaling av måleravlesninger osv.

Linjelengde (m) / Kabelmateriale:		Kobber aluminium
Kabeltverrsnitt (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?
Lasteeffekt (W) eller strøm (A):
Nettspenning (V):		Makt	1 fase
Effektfaktor (cos?):		Nåværende	3 fase
Kabeltemperatur (°C):

Ved prosjektering av elektriske nettverk og systemer med lav strøm kreves ofte beregninger av spenningstap i kabler og ledninger. Disse beregningene er nødvendige for å velge den mest optimale kabelen. Hvis du velger feil leder, vil strømforsyningssystemet veldig raskt svikte eller ikke starte i det hele tatt. Å unngå mulige feil, anbefales det å bruke en online spenningstapskalkulator. Dataene innhentet ved hjelp av kalkulatoren vil sikre stabil og sikker drift av linjer og nettverk.

Årsaker til energitap under elektrisitetsoverføring

Betydelige tap oppstår som følge av for stor spredning. Overflødig varme kan føre til at kabelen blir veldig varm, spesielt når tunge belastninger og feilberegninger av strømtap. Overdreven varme forårsaker skade på isolasjonen, og skaper reell trussel menneskers helse og liv.

Strømtap oppstår ofte på grunn av for stor lengde kabellinjer, ved høy belastningseffekt. Ved langvarig bruk øker strømkostnadene betydelig. Feilberegninger kan forårsake funksjonsfeil på utstyret, for eksempel trygghetsalarmer. Spenningstap i kabelen blir viktig når utstyrets strømforsyning er lavspent DC eller AC, vurdert fra 12 til 48V.

Hvordan beregne spenningstap

Unngå mulige problemer en spenningstapskalkulator som fungerer i online-modus. Kildedatatabellen inneholder data om kabelens lengde, tverrsnitt og materialet den er laget av. For beregninger vil det kreves informasjon om lasteffekt, spenning og strøm. I tillegg er kabelens effektfaktor og temperaturkarakteristikk tatt i betraktning. Etter å ha trykket på knappen, vises data om energitap i prosent, indikatorer på ledermotstand, reaktiv effekt og spenning som belastningen opplever.

Den grunnleggende beregningsformelen er følgende: ΔU=IхRL, der ΔU betyr spenningstapet på oppgjørslinjen, I er den forbrukte strømmen, bestemt primært av forbrukerparametrene. RL reflekterer motstanden til kabelen, avhengig av lengden og tverrsnittsarealet. Det er sistnevnte betydning som spiller avgjørende rolle når det er strømtap i ledninger og kabler.

Muligheter for å redusere tap

Den viktigste måten å redusere tap i en kabel på er å øke tverrsnittsarealet. I tillegg kan du redusere lengden på lederen og redusere belastningen. De to siste metodene kan imidlertid ikke alltid brukes på grunn av tekniske årsaker. Derfor, i mange tilfeller, er det eneste alternativet å redusere kabelmotstanden ved å øke tverrsnittet.

En betydelig ulempe med et stort tverrsnitt anses å være en merkbar økning i materialkostnadene. Forskjellen blir merkbar når kabelsystemer strekker seg over lange avstander. Derfor, på designstadiet, må du umiddelbart velge en kabel med nødvendig tverrsnitt, som du må beregne strømtapet for ved hjelp av en kalkulator. Dette programmet har stor verdi ved utarbeidelse av prosjekter for elektrisk installasjonsarbeid, siden manuelle beregninger tar mye tid, og inn online kalkulator Beregningen tar bokstavelig talt noen få sekunder.

METODER FOR BEREGNING AV ELEKTRISK ENERGITAP

Ved overføring av elektrisitet fra busser i kraftverk til forbrukere, brukes deler av elektrisiteten på varmeledere, skaper elektromagnetiske felt og andre effekter forbundet med dette. vekselstrøm. De fleste av disse kostnadene, som vi videre vil kalle energitap, skyldes oppvarming av ledere.

Begrepet "energitap" skal forstås som det teknologiske forbruket av elektrisitet for overføringen. Det er av denne grunn at i stedet for begrepet "elektrisitetstap" i rapporteringsdokumentene for energisystemer, begrepet " teknologisk energiforbruk ved overføring via elektriske nettverk”.

I en linje som opererer med konstant belastning og har aktive effekttap ΔР, elektrisitetstap i løpet av tiden t vil være

Hvis belastningen endres gjennom året, kan elektrisitetstap beregnes på ulike måter.

De fleste eksakt metode beregning av elektrisitetstap ΔW– dette er deres bestemmelse i henhold til grenlastgrafen, og beregningen av effekttap utføres for hvert trinn i grafen. Denne metoden kalles den grafiske integrasjonsmetoden. Ved utregning for hver time får man en timeberegning av strømtap.

Det er daglige og årlige lasteplaner. I fig. 7.3 viser sommer- og vinterdagsplanene for aktive og reaktive belastninger.

Ris. 7.3. Lasteplaner: a – vinter daglig; b – sommer daglig;

c – etter varighet

Årsplanen er bygget på grunnlag av karakteristiske dagsskjemaer for vår-sommer- og høst-vinterperiodene. Dette er et eksempel på en bestilt timeplan, dvs. en der alle lastverdier er ordnet i synkende rekkefølge (fig. 7.3). Som et resultat oppnås en årlig lastgraf, som viser driftsvarigheten ved en gitt last. Det er derfor denne grafen kalles tidsplan etter varighet.

På årsbasis lasteplan det er mulig å fastslå elektrisitetstap per år. For å gjøre dette må du bestemme strøm- og strømtapene for hver modus.

Etter å ha beregnet effekttap i hver modus, oppnås det totale elektrisitetstapet for året, alle tap summeres opp ulike moduser

, (7.7)

Hvor ΔР i– strømtap på jeg-th stadium av lasteplanen;

Δt i– varighet jeg-ste trinn i lasteplanen.

Mengden effekttapet finner du av relasjonen

Hvor S i– full kraft på jeg- trinn i lasteplanen;

U i – lineær spenning ved jeg- oh stadiet av lasteplanen.

Tap av kraft og elektrisitet i en transformator over tid Δt jeg:

;

,

Hvor ΔР k Og ΔР x– tap i henholdsvis kobber og stål på transformatoren;

S 2 i– last på sekundærsiden av transformatoren kl jeg-th stadium av timeplanen;

S nom– merkeeffekt for transformatoren.

Med k parallelldrift identiske transformatorer

. (7.9)

Elektrisitetstap per år

. (7.10)

Avhengig av graden av ensartethet i lastdiagrammet, kan antall parallellkoblede transformatorer k variere.

Verdighet metode for å bestemme tap ved hjelp av et lastdiagram er høy presisjon. Ulempen med denne metoden er mangelen på informasjon om lasteplaner for alle grener av nettverket. I tillegg forårsaker ønsket om beregningsnøyaktighet en økning i antall trinn i lastkurven, og dette fører igjen til en økning i kompleksiteten til beregningen.

En av de mest enkle metoder fastsettelse av tap er beregning av elektrisitetstap på tidspunktet for de største tapene. Av alle modusene velges modusen der strømtapet er størst. Ved å beregne denne modusen oppnås effekttapene i den ΔР nb. Energitapene per år finner man ved å multiplisere disse effekttapene med tidspunktet for de største tapene τ :

Tiden for største tap er tiden når man arbeider med den høyeste lasten, vil elektrisitetstapene være de samme som når man arbeider i henhold til den faktiske lastplanen:

Hvor N– antall belastningstrinn.

Det er mulig å etablere en sammenheng mellom elektrisitetstap og strømmen som forbrukeren mottar.

Energien som mottas av forbrukeren per år er lik

Hvor Rnb– maksimal effekt forbrukt av lasten;

T nb- dette er tiden i timer når forbrukeren, når han arbeider med høyest belastning, vil motta samme mengde strøm som når han jobber i henhold til den virkelige tidsplanen.

Ris. 7.4. Definisjon ΔW i henhold til lasteplanen og τ :

a – linjeekvivalent krets; b, d - tre-trinns og flertrinns belastningsgrafer; c, d – tre-trinns og flertrinns grafikk S 2

Fra grafene vist i fig. 7.4 er det klart at verdiene τ Og T nb V generell sak stemmer ikke overens. For eksempel T nb representerer abscissen til et rektangel, hvis areal er lik arealet til tre-trinns grafen i fig. 7.4,b eller flertrinns graf i fig. 7,4, g.

La oss bygge en graf S 2 = f(t)(Fig. 7.4, c). La oss anta at krafttapet jeg Det th trinnet i grafen bestemmes omtrentlig av merkespenningen, dvs. i stedet for (7.8) vil vi bruke neste uttrykk

Med tanke på det r l / = const, Det skal bemerkes at strømtap under Δt i på en viss skala er like.

Elektrisitetstap per år på en viss skala er lik arealene til figurene i fig. 6.4, c og d.

Tidspunktet for de største tapene τ er abscissen til et rektangel, hvis areal er lik arealet til tre-trinns grafen i fig. 7.4,c eller flertrinns graf i fig. 7,4, d. I likhet med (7.13) får vi

.

Maksimal lastetid fra (7.13)

.

Elektrisitetstap i transformatorer beregnes ved hjelp av formelen

, (7.14)

Hvor

T = 8760 timer– antall timer i året.

Uttrykket kan bare brukes når konstant antall transformatorer koblet for parallelldrift, dvs. K = konst.

Siden strømforbruk Р ~ I×cosφ, og strømtap ΔР ~ I 2, da blir avviket mellom topplasttidene åpenbart T nb og tidspunkt for største tap τ (fig. 7.4). Det finnes empiriske formler, kobler τ og T nb. For en rekke karakteristiske laster er det mulig å konstruere avhengigheter ved beregning τ = f (T nb, cosφ), vist i fig. 7.5.

Ris. 7.5. Avhengigheter τ fra T nb Og cosφ

Fremgangsmåten for å beregne tap ved bruk av τ-metoden, dvs. i henhold til tidspunktet for de største tapene, følgende:

1) finne tidspunktet for største belastning ved å bruke den årlige tidsplanen;

2) fra grafiske avhengigheter τ = f (T nb, cosφ) gitt i referanselitteraturen, finn tidspunktet for de største tapene;

3) bestemme tap i den tyngste belastningsmodusen ΔР nb;

4) etter forhold ΔW = ΔР nb × τ finne energitap per år.

Metoden for å beregne tidspunktet for de største tapene var en av de vanligste før den utbredte introduksjonen av datamaskiner. Metoden er basert på forutsetningene om at de maksimale energitapene i et nettverkselement tilsvarer den maksimale belastningen til systemet og grafene for aktiv og reaktiv effekt er like, dvs. cosφ = konst. Ved bruk empiriske avhengigheterτ fra T nb Og cosφ konfigurasjonen av lastkurver er bare delvis tatt i betraktning. Forutsetningene som er gjort fører til store feil i denne metoden. I tillegg, ved å bruke τ-metoden er det umulig å beregne tap i linjer med ståltråder hvis motstand er variabel.

Ytterligere forbedring av nøyaktigheten av tapsberegninger førte til utvikling av en metode τ P Og τ Q . Med denne metoden, i størrelsesorden ΔР nb effekttap fra flyten av aktiv og reaktiv kraft gjennom nettverket skilles.

Det beregnede forholdet har formen

ΔW = ΔP P × τ P + ΔP Q × τ Q,

Hvor ΔР р, ΔР Q– komponenter av effekttap fra flyten av aktiv og reaktiv kraft gjennom nettverket.