Потери мощности и электроэнергии в электрических сетях

Урок №8

Тема: «Потери мощности и электроэнергии в электрических сетях».

1. Потери мощности и электроэнергии в линиях и трансформаторах.

При передаче электроэнергии от источников питания к потребителям в электрической сети возникают потери мощности и электроэнергии. Для линий электропередачи эти потери объясняются тем, что проводники линий нагреваются и отдают тепло в окружающую среду. Потери же в трансформаторах состоят из двух частей:

1. электрические потери, связанные с нагревом обмоток трансформатора;

2. магнитные потери, связанные с нагревом сердечника трансформатора.

Потери активной и реактивной мощности в линии определяются по формулам:

Р_М, Q_М – максимальные значения активной и реактивной мощности, передаваемые по линии;

R_Л, X_Л – активное и реактивное сопротивление линии.

Площадь годового графика нагрузки равна годовому расходу электроэнергии W_ГОД. Энергия в течение года расходуется при изменяющемся значении мощности. Если бы мощность всегда имела максимальное значение Р_М, то количество энергии W_ГОД расходовалось бы за время Т_мах меньшее года. Это время называется временем использования максимума нагрузок:

Потери активной и реактивной электроэнергии в линии определяются по формулам:

_МАХ – время максимальных потерь.

Время максимальных потерь – это время, в течение которого электрическая сеть, работая с максимальной нагрузкой, имеет потери электроэнергии, равные действительным годовым потерям. Величина _МАХ зависит от Т_мах и соs и определяется по графику, приведенному в учебнике (рис. 2.24 стр. 93 /1/).

Для трансформаторов используют следующие формулы:

где Р_ХХ – потери холостого хода трансформатора, кВт;

Р_КЗ – потери короткого замыкания трансформатора, кВт;

 - коэффициент загрузки трансформатора;

u_К – напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

i_Х – ток холостого хода трансформатора, %;

S_НОМ – номинальная мощность трансформатора, кВА;

Т_ВК – время включения трансформатора в году, ч.

1. Мероприятия по снижению потерь электроэнергии.

Значительную величину составляют потери электроэнергии в трансформаторах. Они могут быть снижены за счет правильного выбора числа и мощности трансформаторов, а также исключения работы трансформатора с малой загрузкой. Последнее обеспечивается отключением трансформатора в периоды минимальных нагрузок, Во время такого отключения питание ЭП обеспечивает второй трансформатор этой подстанции, а при его отсутствии – трансформатор ближайшей соседней подстанции с помощью специальной кабельной перемычки.

Если питание потребителей производится по двум или нескольким линиям, то их следует включать параллельно для уменьшения потерь электроэнергии.

Применение более высокого напряжения приводит к значительному снижению потерь электроэнергии, однако, это приводит и к увеличению капитальных вложений. Поэтому вопрос о применении того или иного напряжения решается на основании технико-экономического расчета.

Следует стремиться к получению равномерного графика нагрузки, благодаря чему повышается использование оборудования и снижаются потери электроэнергии.

Для снижения потерь электроэнергии в осветительных сетях следует: использовать естественное освещение и поддерживать чистоту световых проемов, регулярно чистить светильники и правильно размещать их, своевременно включать и отключать освещение.