Экономия электроэнергии в кабельных сетях низкого напряжения Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621.232

В.Ю.Карницкий, канд. техн. наук, доц., (4872) 35-54-50, eists@rambler.ru (Россия. Тула, ТулГУ),

ЭКОНОМИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В КАБЕЛЬНЫХ СЕТЯХ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В статье проведен анализ потерь активной мощности и рассмотрены мероприятия позволяющие экономить электроэнергию в кабельных линиях. Ключевые слова: электроснабжение, электропередача.

В результате проведения анализа потерь активной мощности выясняется, что большая часть потерь приходится на распределительные сети 0,22—10 кВ по сравнению с потерями в сети 35—110 кВ, несмотря на то что в эти сети вкладывается значительно больше цветного металла, чем в сети 35—110 кВ. Результаты анализа приводятся в таблице 1.

После рассмотрения таблицы 1 можно сделать вывод, что наиболее действенными мероприятиями по снижению потерь мощности и электроэнергии являются те, которые снижают эти потери в сетях 0,22—10 кВ.

Таблица 1. Потери активной мощности и расход цветного металла в сетях разных напряжений

Напряжение сетей, кВ Потери активной мощности, % потребляемой Расход цветного металла, %

110 25 14

35 10 6

0,22-10 65 80

Всего 100 100

Как известно, потери активной мощности АРл в кабельных линиях равны:

АР = 31^ , (1)

л л л 5 V У

где 1л - ток в линии; Rл - сопротивление одной фазы линии. Ток в линии и ее сопротивление можно выразить

1я , Рл ;

=

рК

S

л

где Рл — мощность нагрузки, кВт; ^^ — номинальное напряжение сети, кВ; cos ф — коэффициент мощности; р — удельное сопротивление материала жилы кабеля, Ом*м/мм (для алюминиевых проводов р1 = 0,0260,029; для медных р 2 = 0,0175-0,018; для стальных р3 = 0,01-0,14); Lл — длина линии, км; sn — сечение линии, мм2.

На основании (1) и (2) можно записать:

АР = , ПР/-P2 2 . (3)

Из (3) следует, что экономить электроэнергию в кабельных линиях можно за счет [3]:

- сокращения длины линий, например, от цехового трансформатора до приемника электроэнергии;

-увеличения сечений линий до экономически целесообразных значений, определяемых технико-экономическими расчетами;

- повышения cos ф электроустановок;

- увеличения напряжения сети.

Сокращение длины кабельных линий осуществляется за счет:

- рационального распределения приемников электроэнергии между подстанциями с учетом технологических особенностей производства;

- более глубокого подвода ВН к цехам, где устанавливают понижающие подстанции;

- рационального выбора мест размещения подстанций.

Особенно резко уменьшаются потери активной мощности и энергии при увеличении напряжения, так как эти потери обратно пропорциональны квадрату напряжения (3).

Так, если к цехам подвести напряжение 6(10) кВ вместо 0,38 кВ, то потери снизятся в:

АР6 62

АР ш 0,38 _ 0,382

APW _ 102

АР ^ 0,38 _ 0,382

= 250раз; - = 700раз.

(4)

n

Ниже рассмотрены методы расчета ожидаемой экономии энергии. В соответствии с [2] потери активной мощности в линиях и сетях определяются их технологическими параметрами и током нагрузки, кВт,

АР = 1,1пр12-^10

Л ' Г л ^ '

где 1,1 — коэффициент, учитывающий сопротивление переходных контактов, скрутку жил и способ прокладки линий; п — число фаз линий; 1л — длина линий, м ; — сечение провода, мм2; р — удельное сопротивление материала провода при 20°С; 1л — среднее значение тока нагрузки, А.

Экономия электроэнергии в сети при переводе ее на более высокое напряжение, кВтч,

АЭ = 0,003р1с гр

V

I

2Л

(6)

2 У

где 1с — длина участка сети, на котором производится повышение номинального напряжения, м; 1, и 12 - средние значения токов в каждом проводе сети соответственно при НН и ВН, А; s] и s2 — сечения проводов сети при НН и ВН, мм (при проведении мероприятий без замены проводов s] = s2); ^ — расчетный период времени, ч.

При проведении реконструкции сетей (замене сечения проводов, их материала, сокращении длины без изменения напряжения) экономия электроэнергии, кВт-ч, составит:

АЭ = 0,0031

V 81

(7)

32 У

г

р

где I - среднеквадратичное значение тока нагрузки одной фазы, А; 11, р1, б1 и 12, р2, s2 — длина, м, удельное сопротивление материала, Ом*мм2/м, сечение, мм2, данного участка сети до и после реконструкции соответственно.

Литература

1. Киреева Э.А., Юнес Т,. Айюби М. Автоматизация и экономия электроэнергии в системах промышленного электроснабжения: Справочные материалы и примеры расчетов. - М.: Энергоатомиздат, 1998. - 320 с.: ил.

2. Копылов Ю.В. Чуланов Б.А. Экономия электроэнергии в промышленности. - М.: Энергоатомиздат, 1982.

3. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий. -М.: Энергоатомиздат, 1995.