CC BY
63
П.В. Беляев, P.V. Belyaev, e-mail:polly110@ya.ru *А.А. Кашевкин, А.А. Kashevkin
**Р.Р. Габдулхаков, R.R. Gabdulkhakov, e-mail: tatarin862@mail.ru Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия Omsk State Technical University, Omsk, Russia
*Северо-Казахстанский государственный университет, г. Петропавловск, Казахстан North Kazakhstan State University, Petropavlovsk, Kazakhstan **АО «СЕВКАЗЭНЕРГО», г. Петропавловск, Казахстан JSC "SEVKAZENERGO", Petropavlovsk, Kazakhstan
СНИЖЕНИЕ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ГОРОДСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ
REDUCING ENERGY LOSSES IN CITY ELECTRIC NETWORKS
Рассмотрена структура потерь в городских электрических сетях, на примере одной из КТПН города Петропавловск. Определены организационно-технические мероприятия по их уменьшению.
Is examined the structure of losses in the urban electrical networks, based on example to one of KTPN of city Petropavlovsk. Organizational and technical measures for their decrease are determined.
Ключевые слова: городские электрические сети, потери электроэнергии, снижение потерь
Keywords: urban electrical networks, the loss of electric power, reduction in the losses
Современная модернизация электрических сетей, обусловлена экономическими соображениями, в том числе, необходимостью снижения потерь электроэнергии и создания энергоэффективного электрохозяйства.
Модернизация электрических сетей - сложная комплексная задача, требующая значительных капитальных вложений, необходимых для оптимизации развития электрических сетей, совершенствования системы учета электроэнергии, внедрения новых информационных технологий, обучения персонала и его оснащения средствами поверки средств измерения электроэнергии.
Для определения приоритетных направлений и очередности таких капиталовложений необходим тщательный анализ энергетических балансов электрических сетей в целом и их отдельных узлов (подстанций), технического состояния, условий применения и погрешностей приборов учета электроэнергии (трансформаторов тока, напряжения и счетчиков), организации работы по внедрению мероприятий по снижению потерь. Другими словами, необходимо достаточно детальное энергетическое обследование электрических сетей.
Мероприятия по снижению потерь электроэнергии могут быть разделены на четыре группы [1]:
мероприятия по совершенствованию управления режимами электрических сетей;
- мероприятия по автоматизации управления режимами электрических сетей;
- мероприятия по реконструкции электрических сетей;
- мероприятия по совершенствованию учета электроэнергии, способам и средствам передачи информации.
Если рассматривать электрические сети, питающиеся от трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ, то основными можно считать последние две группы мероприятий (реконструкция электрических сетей, совершенствование учета электроэнергии, способов и средств передачи информации (2).
Рассмотрим эффективность этих мероприятий на примере одной из КТПН города Петропавловск. В настоящее время на типовой КТПН 10/0,4 кВ установлен силовой трансформатор ТМ-400 кВА. В качестве измерительных устройств в щитах распределительных устройств 0,4 кВ используются вольтметры и амперметры Э 365, служащие для измерения соответственно напряжения и тока в сетях переменного тока, и трехфазные счетчики СА 4 и СР 4, служащие для измерения соответственно активной и реактивной энергии. Класс точности амперметров и вольтметров Э365 - 1,5. Класс точности счетчиков СА 4, СР 4 - 2,0. Для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам в щитах распределительных устройств 0,4 кВ применяется трансформатор тока Т-0.66 300/5 с классом точности 0,5.
Отходящие воздушные линии 0,4 кВ КТПН выполнены проводом марки А-50 общей протяженностью 2,8 км.
Все потребители электрической энергии имеют трехфазный ввод, средний коэффициент мощности потребителей нормируется на уровне cosф=0,89.
Сводные данные по абонентам, переданной, потребленной и потерянной энергии для КТПН за январь 2013 года приведены в таблице 1.
Таблица 1
Структура энергораспределения за январь 2013 г. с фидера 0,4 кВ КТПН
1. Количество абонентов 76
2. Отпущено для реализации с КТП ^¡0, кВтч 145920
3. Нормативные технические потери (7,9 %), кВтч 11528
4. Отпущено на реализацию населению (EWo,з8), кВтч 134392
5. Потребление по индивидуальному учету ^потр), кВтч 72975
6. % распределения 54
7. Коммерческие потери ^ком), кВтч 61417
На следующем этапе расчета и анализа определим технические потери в сети и на элементах КТПН.
Из многообразия видов технических потерь для данного случая принимаем: нагрузочные потери в воздушных линиях 0,4 кВ; потери в меди и стали трансформатора ТМ-400 10/0,4; потери в измерительных трансформаторах тока и напряжения, счетчиках электроэнергии.
Нормативным методом расчета нагрузочных потерь электроэнергии в сетях 0,38 кВ является метод оценки потерь на основе зависимостей потерь от обобщенной информации о схемах и нагрузках сети [3].
Переменные потери энергии (нагрузочные потери или потери в меди) в трансформаторе ТМ-400 10/0,4 определяем методом времени наибольших потерь.
Потери в измерительных трансформаторах тока и напряжения, счетчиках электроэнергии определим по рекомендациям нормативных документов и на основании документации на эксплуатируемое оборудование.
Сведем все виды потерь за январь 2013 года в трансформаторе и сети 0,4 кВ КТПН в таблицу 2.
Таблица 2
Структура потерь за январь 2013 г. в трансформаторе и сети 0,4 кВ КТПН
Потери мощности в линии н 0,38 ' кВтч Потери активной мощности в ТМ 400 А^^а.Т, кВт ч Потери реактивной мощности в ТМ 400 ЛЭД'р.Т, кВАрч Потери в ТТ Т-0.66 300/5 ДWтт, кВтч Потери в абонентских счетчиках ДWСч, кВтч ИТОГО
Потери активной мощности ЛWА, кВтч Потери реактивной мощности ЛWp, кВАрч
5963 (69,4 %) 2019,18 (23,5 %) 9689,16 (100 %) 25 (0,3 %) 582,7 (6,8 %) 8589,85 (100 %) 9689,16 (100 %)
При структурном анализе потерь, можно сделать вывод, что основную долю потерь составляют потери в линиях и трансформаторах (69,4 % и 23,5 % соответственно).
Следовательно, основными направлениями организационно-технических мероприятий по снижению потерь можно считать реконструкцию сетей 0,4 кВ с заменой проводов и повышение коэффициента загрузки трансформатора. Кроме того, целесообразно рассмотреть возможность замены абонентских счетчиков на электронные средства учета потребления электроэнергии.
Для примера рассмотрим, как изменится структура потерь в рассматриваемой КТПН при замене провода марки А-50 на провод марки СИП-4(4х70).
Потери электроэнергии в линии 0,4 кВ с сечением головного участка 95 мм , отпуском электрической энергии в линию 16799 кВтч, за период 31 день при кз = 0,3 и ф = 0,5 (^ф=0,89):
ДЖ0,з8 = 4229 кВтч.
В результате, снижение потерь от замены проводов в год составляет:
| ДЖн 0,38 = ( ДЖ50 н 0,38 - ДЖ 7%,38>12,
| ДЖн0 38=(5963-4229)42=20808 кВтч/год.
В заключение следует отметить, что основные резервы снижения потерь электроэнергии лежат в техническом перевооружении электрических сетей, их реконструкции и модернизации, оптимальном развитии. В настоящее время особенно востребовано применение современных методов и критериев проектирования электрических сетей. Резервы снижения
потерь электроэнергии лежат также в использовании электрооборудования сетей с уменьшенным собственным потреблением электроэнергии, в том числе современных силовых трансформаторов с уменьшенными потерями, в поиске новых перспективных технологий и конструкций линий передачи электроэнергии.
Библиографический список
1. Расчёт, анализ и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях / Ю. С. Железко, А. В. Артемьев, О. В. Савченко. - М.: НЦ ЭНАС, 2004.
2. Пат.101841 Российская Федерация, МПК G01R11. Система учета, контроля и управления энергоресурсами / Васильев В. И., Беляев П. В. ; заявитель и патентообладатель Омский гос. техн. ун -т. - № 2010138125/28; заявл. 14.09.10; опубл. 27.01.11.
3. Методика определения потерь электроэнергии на линиях до 0,4 кВ при финансовых расчетах за электроэнергию между электроснабжающей организацией и потребителем. - Астана, 2012.
