Методы расчета потерь электроэнергии для различных сетей

Нагрузочные потери электроэнергии за период Т часов (Д дней) могут быть рассчитаны одним из пяти методов в зависимости от объема имеющейся информации о схемах и нагрузках сетей (методы расположены в порядке снижения точности расчета):

– оперативных расчетов;

– расчетных суток;

– средних нагрузок;

– числа часов наибольших потерь мощности;

– оценки потерь по обобщенной информации о схемах и нагрузках сети.

Потери мощности в сети при использовании для расчета потерь электроэнергии методов 1– 4 рассчитывают на основе заданной схемы сети и нагрузок ее элементов, определенных с помощью измерений или с помощью расчета нагрузок элементов электрической сети в соответствии с законами электротехники.

Потери электроэнергии по методам 2–5 должны рассчитываться за каждый месяц расчетного периода с учетом схемы сети, соответствующей данному месяцу. Допускается рассчитывать потери за расчетные интервалы, включающие в себя несколько месяцев, схемы сетей в которых могут рассматриваться как неизменные. Потери электроэнергии за расчетный период определяют как сумму потерь, рассчитанных для входящих в расчетный период месяцев (расчетных интервалов).

Метод оперативных расчетовсостоит в расчете потерь электроэнергии по формуле:

, (2.1)

где n – число элементов сети; Dt_ij – интервал времени, в течение которого токовую нагрузку I_iji -го элемента сети с сопротивлением R_i принимают неизменной; m – число интервалов времени.

Токовые нагрузки элементов сети определяют на основе данных диспетчерских ведомостей, оперативных измерительных комплексов (ОИК) и автоматизированных систем учета и контроля электроэнергии (АСКУЭ).

Метод расчетных суток состоит в расчете потерь электроэнергии по формуле:

, (2.2)

где ΔW_сут – потери электроэнергии за сутки расчетного месяца со среднесуточным отпуском электроэнергии в сеть W_ср.сут и конфигурацией графиков нагрузки в узлах, соответствующей контрольным замерам; k_л – коэффициент, учитывающий влияние потерь в арматуре воздушных линий и принимаемый равным 1,02 для линий напряжением 110 кВ и выше и равным 1,0 для линий более низких напряжений; k_ф.м² – коэффициент формы графика суточных отпусков электроэнергии в сеть (график с числом значений, равным числу дней в месяце контрольных замеров); Д_эквj – эквивалентное число дней в j- м расчетном интервале, определяемое по формуле:

(2.3)

где W_{м i} – отпуск электроэнергии в сеть в i -м месяце с числом дней Д_мi; W_м.р – то же, в расчетном месяце; N_j – число месяцев в j -м расчетном интервале.

При расчете потерь электроэнергии за месяц Д_эквj = Д_мi.

Потери электроэнергии за расчетные сутки ΔW_сут определяют как сумму потерь мощности, рассчитанных для каждого часового интервала расчетных суток.

Потери электроэнергии в расчетном периоде определяют как сумму потерь во всех расчетных интервалах года. Допускается определять годовые потери электроэнергии на основе расчета ΔW_сут для зимнего дня контрольных замеров, принимая в формуле (2.3) N_j = 12.

Коэффициент k²_ф.м определяют по формуле:

(2.4)

где W_i – отпуск электроэнергии в сеть за i -й день месяца; Д_м – число дней в месяце.

При отсутствии данных об отпуске электроэнергии в сеть за каждые сутки месяца коэффициент k²_ф.м определяют по формуле:

(2.5)

где Д _ри Д_н.р –число рабочих и нерабочих дней в месяце (Д_м= Д_р+ Д _н.р); k_w – отношение значений энергии, потребляемой в средний нерабочий и средний рабочий дни k_w= W_н.р / W_р.

Метод средних нагрузок состоит в расчете потерь электроэнергии по формуле:

, (2.6)

где ΔP_ср – потери мощности в сети при средних за расчетный интервал нагрузках узлов; k²_ф – коэффициент формы графика суммарной нагрузки сети за расчетный интервал; k_k – коэффициент, учитывающий различие конфигураций графиков активной и реактивной нагрузки различных ветвей сети; Т_j – продолжительность j -го расчетного интервала, ч.

Коэффициент формы графика суммарной нагрузки сети за расчетный интервал определяют по формуле:

, (2.7)

где P_i – значение нагрузки на i -й ступени графика продолжительностью ∆t_i, час; m – число ступеней графика на расчетном интервале; P_ср – средняя нагрузка сети за расчетный интервал.

Коэффициент k_k в формуле (2.6) принимают равным 0,99. Для сетей 6–20 кВ и радиальных линий 35 кВ вместо значений P_i и P _ср в формуле (2.7) могут использоваться значения тока головного участка I_i и I _ср. В этом случае коэффициент k_k принимают равным 1,02.

Допускается определять коэффициент формы графика за расчетный интервал по формуле:

, (2.8)

где k²_ф.с – коэффициент формы суточного графика дня контрольных замеров, рассчитанный по формуле (2.7); k²_ф.N – коэффициент формы графика месячных отпусков электроэнергии в сеть (график с числом значений, равным числу месяцев в расчетном интервале), рассчитываемый по формуле:

(2.9)

где W_{м i} – отпуск электроэнергии в сеть за i -й месяц расчетного интервала; W_ср.мес – среднемесячный отпуск электроэнергии в сеть за месяцы расчетного интервала.

При расчете потерь за месяц k²_ф.N = 1.

При отсутствии графика нагрузки значение k_ф² определяют по формуле:

. (2.10)

Коэффициент заполнения графика суммарной нагрузки сети k_з определяют по формуле:

, (2.11)

где W_о – отпуск электроэнергии в сеть за время Т; Т_max – число часов использования наибольшей нагрузки сети.

Среднюю нагрузку i -го в узла определяют по формуле:

, (2.12)

где W_i – энергия, потребленная (генерированная) в i -м узле за время Т.

Метод числа часов наибольших потерь мощности состоит в расчете потерь электроэнергии по формуле:

, (2.13)

где ΔP_max – потери мощности в режиме наибольшей нагрузки сети; τ_о – относительное число часов наибольших потерь мощности, определенное по графику суммарной нагрузки сети за расчетный интервал.

Относительное число часов наибольших потерь мощности определяют по формуле:

, (2.14)

где P_max – наибольшее значение из m значений P_i в расчетном интервале.

Коэффициент k_k в формуле (2.13) принимают равным 1,03. Для сетей 6–20 кВ и радиальных линий 35 кВ вместо значений P_i и P _max в формуле (2.14) могут использоваться значения тока головного участка I_i и I_max. В этом случае коэффициент k_k принимают равным 1,0.

Допускается определять относительное число часов наибольших потерь мощности за расчетный интервал по формуле:

, (2.15)

где τ_с – относительное число часов наибольших потерь мощности, рассчитанное по формуле (2.14) для суточного графика дня контрольных замеров.

Значения τ _м и τ _N рассчитывают по формулам:

; (2.16)

(2.17)

где W_м.р – отпуск электроэнергии в сеть в расчетном месяце.

При расчете потерь за месяц τ _N = 1.

При отсутствии графика нагрузки значение τ_о определяют по формуле:

(2.18)

Метод оценки потерь по обобщенной информации о схемах и нагрузках сетисостоит в расчете потерьэлектроэнергии на основе зависимостей потерь от суммарной длины и количества линий, суммарной мощности и количества оборудования, полученных на основе технических параметров линий и оборудования или статистических данных.

Потери электроэнергии должны рассчитываться для характерных рабочих и ремонтных схем. В расчетную схему должны быть включены все элементы сети, потери в которых зависят от ее режима (линии, трансформаторы, высокочастотные заградители ВЧ-связи, токоограничивающие реакторы и т.п.).

Расчетные значения активных сопротивлений проводов воздушных линий (ВЛ) R _попределяют с учетом температуры провода t _п, ⁰ С, зависящей от средней за расчетный период температуры окружающего воздуха t_в и плотности тока в проводе j, А/мм²:

(2.19)

где R₂₀ – стандартное справочное сопротивление провода сечением F, мм²,при t _п = 20⁰ С.

Примечание. При отсутствии данных о средней плотности тока за расчетный период в каждом элементе электрической сети принимают расчетное значение j = 0,5 А/мм².

Потери электроэнергии в соединительных проводах и сборных шинах распределительных устройств подстанций (СППС) определяют по формуле:

Δ W_пс =2,3 F∙j²L∙τ₀ ∙ Д, (2.20)

где F – среднее сечение проводов (шин); L – суммарная протяженность проводов (шин) на подстанции; j – плотность тока.

При отсутствии данных о параметрах, используемых в формуле (2.20), расчетные потери в СППС принимают в соответствии с табл. П.1 приложения 1 и относят их к условно-постоянным потерям.

Потери электроэнергии в измерительных трансформаторах тока (ТТ) определяют по формуле:

Δ W_ТТ = Δ P_{ТТ ном}Tβ²_ТТсрk_ф², (2.21)

где Δ P_{ТТ ном} – потери в ТТ при номинальной нагрузке; β_ТТср – среднее значение коэффициента токовой загрузки ТТ за расчетный период.

При отсутствии данных о параметрах, используемых в формуле (2.21), расчетные потери в ТТ принимают в соответствии с табл. П.3 приложения 1 и относят их к условно-постоянным потерям.