Расчет потерь электроэнергии в сетях

ВВЕДЕНИЕ

Электрическая энергия, можно сказать, является единственным видом продукции, для перемещения которого от мест производства до мест потребления не используются другие ресурсы. Для этого расходуется часть самой передаваемой электроэнергии, поэтому потери электроэнергии неизбежны, основная задача состоит в определении экономически обоснованного уровня этих вынужденных потерь. Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях до минимального уровня - одно из особо важных направлений энергосбережения.
Первоначальное условие расчетаэлектрических сетей является определение экономичности.Для выбора лучшего решения производят технико-экономические расчеты ряда возможных способов подключения мощности в сети, сопоставляя их между собой потехническим и экономическим показателям.
Необходимые технические показатели:
а) с т е п е и ь а в т о м а т и з а ц и и;
б) н а д е ж н о с т ьр а б о т ы с е т и (по схеме соединений
и резервированию питания потребителей, по частоте повреждаемости оборудования и несущих конструкций);
в) д о л г о в е ч н о с т ь с о о р у ж е н и я (например, конструктивные решения, закладываемые в отдельные-элементы схемы,
деревянные или железобетонные опоры линий, способы прокладки
кабелей и т. п.);
г) у д о б с т в о э к с п л у а т а ц и и (обеспеченность ремонтными базами, подъездными дорогами, связью);
д ) в о з м о ж н о с т ь и н д у с т р и а л и з а ц и истроительных и монтажных работ.
Известно, что экономичность сооружения характеризуется начальнымизатратами (капитальными вложениями) на сооружение и эксплуатационными расходами, слагающимися из стоимости потерь электроэнергии, затрат на ремонты, амортизацию и обслуживание. Существенным из показателей является себестоимость передачи
электроэнергии.
При строительстве и вводе в эксплуатацию электрических сетей первоначальные(капитальные) затраты в основном зависят от сечения проводов, выбранных для того или иного участка линии, и стоимости строительнойчасти, а эксплуатационные расходы в значительной мере определяются потерями электрической энергии при передаче ее по сети.
Таким образом, стоимость переданной электрической энергии будет тем меньше, чем меньше вышесказанные потери.
Необходимо при выборе сечения проводов и кабелей добиваться
максимального снижения потерь электроэнергии и в то же время
соблюдать экономию в расходовании цветного металла и затратах
на сооружение электрической сети.
В курсовой работе, выводы которой распространяются как на местные, так и районные сети, рассматриваются перечисленные вопросы,
от решения которых зависит правильный выбор всех затрат и потери мощности и энергии в линиях, включая расчет и определение потерь мощности и электроэнергии, себестоимости передачи, надежности электроснабжения и определения экономического сечения токоведущих проводов.
Проектирование систем электроснабжения на местности является сложной и ответственной задачей. Принятие проектных решений влияет на объем и трудоемкость монтажных работ, удобность и безопасность эксплуатации электротехнических установок.
Правильный выбор схемных решений электроснабжения в значительной степени зависит от принятых систем напряжений на рассматриваемом объекте. Используемый класс напряжения в значительной степени может предопределить капиталовложения в проектируемый объект и величину потерь мощности и электроэнергии в процессе эксплуатации. Окончательное решение по выбору напряжения сети должно приниматься на основании технико-экономического сравнения различных всевозможных вариантов и способов представленных проектов.
Главными требованиями к проектам систем электроснабжения являются надежность электроснабжения потребителей и их экономичность. Надежность электроснабжения обеспечивается выбором наиболее совершенных электрических аппаратов, силовых трансформаторов, кабельно-проводниковой продукции, соответствием электрических нагрузок в нормальных и аварийных режимах номинальным нагрузкам этих элементов, а также использованием структурного резервирования и секционированием электрической сети.
Строительство электрических сетей, повышающих и понижающих подстанций в системе электроснабжения, связано с большими материальными затратами. Поэтому при проектировании должен проводиться детальный анализ экономичности проектных решений и режимов работы всех элементов систем электроснабжения.
В электроэнергетике России имеет место ряд негативных тенденций:
– резко сократился научно-технический потенциал отрасли;
– происходит массовое старение основного электросетевого оборудования;
– отсутствуют средства для реконструкции сети;
– выросли технические и коммерческие потери мощности и электрической энергии;
– практически отсутствует резервирование потребителей І и ІІ категории по надежности объектов сельскохозяйственного назначения;
– серьёзно отстаёт сфера разработок, освоения и внедрения новых технологий производства, транспорта и распределения электроэнергии;
– неэффективно действуют механизмы совместной работы собственников электроэнергетических объектов;
– нерационально организованы рынки электроэнергии.
Поэтому необходимо произвести реконструкцию распределительных сетей, замену старого оборудования на более новое, которое отвечает как современным техническим требованиям качества и надежности, так и экономическим критериям.
Системы электроснабжения потребителей имеют характерные особенности, обусловленные разбросом сравнительно маломощных потребителей электроэнергии на значительной территории.
В отличие от городского, электроснабжение сельскохозяйственных потребителей осуществляется по воздушным линиям 6 –10 кВ, которые менее надежны, а требования к повышению надежности в последнее время возросли, т.к. увеличение продуктивности труда возможно только на базе электрифицированного производства.
Сеть 10 кВ, как правило, состоит из линий древовидной структурой с сечениями проводов, ступенчато уменьшающимися от головных участков к концу линии. Почти все линии в сельской местности имеют воздушное исполнение, строятся, в основном, на железобетонных опорах. В качестве проводов используют голые неизолированные стальалюминиевые и алюминиевые провода со штыревой изоляцией.
Разброс по местности потребителей на значительной территории России вызывает относительно большие потери электрической энергии в сетях, потерю напряжения, которая вызывает сверхдопустимые отклонения напряжения на вводах потребителей электрической энергии, несимметрию нагрузок трехфазных сетей.
В течение всего периода с 2003 г. по 2013 г. суммарные потери в энергосистемах России росли и в абсолютном значении, и в процентах отпуска электроэнергии в сеть.
Рост потерь энергии в электрических сетях определен действием вполне объективных закономерностей в развитии всей энергетики в целом. Основными из них являются: тенденция к концентрации производства электроэнергии на крупных электростанциях; непрерывный рост нагрузок электрических сетей, связанный с естественным ростом нагрузок потребителей и отставанием темпов прироста пропускной способности сети от темпов прироста потребления электроэнергии и генерирующих мощностей.
В связи с развитием рыночных отношений в стране значимость проблемы потерь электроэнергии существенно возросла. Разработка методов расчета, анализа потерь электроэнергии и выбора экономически обоснованных мероприятий по их снижению ведется во ВНИИЭ уже более 30 лет. Для расчета всех составляющих потерь электроэнергии в сетях всех классов напряжения АО-энерго и в оборудовании сетей и подстанций и их нормативных характеристик разработан программный комплекс, имеющий сертификат соответствия, утвержденный ЦДУ ЕЭС России, Главгосэнергонадзором России и Департаментом электрических сетей РАО "ЕЭС России".
В связи со сложностью расчета потерь и наличием существенных погрешностей, в последнее время особое внимание уделяется разработке методик нормирования потерь электроэнергии.
По полученным нормам потерь электроэнергии устанавливаются тарифы на электроэнергию. Регулирование тарифов возлагается на государственные регулирующие органы ФЭК и РЭК (федеральную и региональные энергетические комиссии). Организации по энергоснабжению должны обосновывать уровень потерь электроэнергии, который они считают целесообразным включить в тариф, а энергетические комиссии - анализировать эти обоснования и принимать или корректировать их.
В курсовой работе рассмотрена проблема расчета, анализа и нормирования потерь электроэнергии с современных позиций; изложены теоретические положения расчетов, приведены описание расчетов на конкретном примере энергетических потерь в сети, показаны теоретические положения, и изложен опыт практических расчетов.
Применение повышенного напряжения в электрических сетях, например 10 кВ (вместо 6 кВ), 380 В и 657 В, а также глубокого ввода напряжением 35 кВ и выше значительно снижает потери мощности и электроэнергии. Также этому способствует повышение коэффициента мощности. Умение правильно рассчитать потери во всех звеньях системы электроснабжения, выявить определяющие их составляющие и установить основные направления по снижению потерь и экономии электроэнергии являются основными условиями правильного проектирования и эксплуатации электрической сети.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1. Обзор литературы 9
2. Потери мощности и энергии в линиях 12
3. Реактивная составляющая энергии 22
4. Баланс и принципы компенсации реактивной мощности 29
5. Влияние преобразовательных установок на сети 36
5.1. СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ В РОССИИ. 37
6. Расчет потерь в электрической сети 40
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 72

-

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Источники на русском языке

1. Железко Ю.С. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях: Руководство для практических расчетов. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 176с.
2. Будзко И.А., Левин М.С. Электроснабжение сельскохозяйственных предприятий и населенных пунктов. - М.: Агропромиздат, 1985. - 320с.
3. Воротницкий В.Э., Железко Ю.С., Казанцев В.Н. Потери электроэнергии в электрических сетях энергосистем. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 368с.
4. Воротницкий В.Э., Заслонов С.В., Калинкина М.А. Программа расчета технических потерь мощности и электроэнергии в распределительных сетях 6 - 10 кВ. - Электрические станции, 1999, №8, с.38-42.
5. Железко Ю.С. Принципы нормирования потерь электроэнергии в электрических сетях и программное обеспечение расчетов. - Электрические станции, 2001, №9, с.33-38.
6. Железко Ю.С. Оценка потерь электроэнергии, обусловленных инструментальными погрешностями измерения. - Электрические станции, 2001, №8, с. 19-24.
7. Галанов В.П., Галанов В.В. Влияние качества электроэнергии на уровень ее потерь в сетях. - Электрические станции, 2001, №5, с.54-63.
8. Воротницкий В.Э., Загорский Я.Т., Апряткин В.Н. Расчет, нормирование и снижение потерь электроэнергии в городских электрических сетях. - Электрические станции, 2000, №5, с.9-13.
9. Овчинников А. Потери электроэнергии в распределительных сетях 0,38 - 6 (10) кВ. - Новости ЭлектроТехники, 2003, №1, с.15-17.
10. И.А. Будзко, Н.М. Зуль "Электроснабжение сельского хозяйства" М.:Агропромиздат, 1990г.

Электронные ресурсы

Отчет сформирован автоматически на сайте www.online-electric.ru