CC BY
4УДК 62 Полтавцев С.А., Кущ Л.Р.
Полтавцев С.А.
студент Волжский филиал Московский энергетический институт (г. Волжский, Россия)
Кущ Л.Р.
канд. техн. наук, доцент Волжский филиал Московский энергетический институт (г. Волжский, Россия)
К ВОПРОСУ ОПТИМИЗАЦИИ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ
Аннотация: в данной статье рассмотрены методы оптимизации потерь электроэнергии в распределительных сетях предприятий, а также их сравнения по определенным параметрам.
Ключевые слова: распределительные сети, потери электроэнергии, технические потери, эффективность.
Потери электроэнергии в распределительных сетях-очень серьезная проблема. В настоящее время поставщики электроэнергии разрабатывают проекты и различные решения для снижения потерь.
Потери электроэнергии — это разница между отданной потребителями и фактически поставленной электроэнергией. Для стандартизации потерь и расчета фактических значений рассматривают следующие потери.
1740
1. Технические потери. Данный фактор полноценно зависит от различных физических процессов, в следствии чего меняется под воздействием нагрузочной составляющей, затрат, и в немалой степени от климатической составляющей.
2. Часть расходов, которая затрачивается на обеспечение работы вспомогательного оборудования, а также для обеспечения всех необходимых условий для работы персонала согласно требованиям ТК РФ.
3. Коммерческая составляющая, к которой относятся погрешности приборов учета, и разнообразные другие факторы, которые также вызывают недоучет электроэнергии предприятия.
Основными техническими мероприятиями для снижения потерь в распределительных сетях являются:
• замена перегруженных или недогруженных трансформаторов,
• ввод трансформаторов с РПН (регулирование напряжения под нагрузкой),
• автоматическое регулирование коэффициентов трансформации трансформаторов,
• ввод батарей конденсаторов, а также автоматическое регулирование их мощности.
Среди мероприятий по уменьшению потерь электроэнергии рассматривают замену проводов на перегруженных линиях электропередачи (ЛЭП), но это применимо в основном в распределительных сетях 380 В и 6-10 кВ. На практике данное мероприятие применяется преимущественно для повышения пропускной способности тех самых перегруженных линий, замены изношенных проводов во время проведения капитального ремонта, а также замены стальных проводов на алюминиевые. В этом случае снижение потерь в основном является попутным эффектом.
В настоящее время одним из основных способов снижения потерь электроэнергии является применение глубоких вводов питающих линий на территории предприятия и, а после отпайка от проходящих линий электрической
1741
схемы. Под глубокими вводами понимают линии напряжения 110 и 220 кВ, которые располагаются на территории предприятия, с отпайками от них к более крупным потребителям электроэнергии. В следствии такого питания, распределение электроэнергии на первой ступени (при входе на территорию) происходит при повышенном напряжении, в результате минимизируются потери энергии и затраты проводникового металла уменьшаются в разы.
Другим мероприятием для снижения потерь электроэнергии является изменение схемы электроснабжения путем определения экономически целесообразного режима работы трансформаторов. Обычно на подстанциях, которые питают потребителей первой и второй категорий по надежности электроснабжения, устанавливаются от двух и более трансформаторов, и в этом случаи возможна как раздельная, так и параллельная работа трансформаторов.
Несмотря на то, что при раздельной работе каждый из трансформаторов включается на определенную выделенную секцию шин, что помогает снизить токи короткого замыкания за трансформаторами, этот режим работы менее экономичен, если сравнивать с режимом, когда трансформаторы работают параллельно.
Наиболее экономичный режим соответствует нагрузке, пропорциональной номинальной мощности трансформатора. Экономичное распределение нагрузки между параллельно работающими трансформаторами происходит в том случае, если их параметры идентичны. К сожалению, на практике не удается добиться ситуации, когда трансформаторы на каждой подстанции одинаковы. В случае параллельной работы трансформаторов, допуск для их без аварийного режима следующий:
• коэффициенты трансформации не должны отличаться более чем на +
0,5%,
• соотношение мощностей трансформаторов не превышает 1:3,
• напряжения КЗ не отличаются более чем на +10 %,
• группы соединений обмоток должны быть одинаковы.
1742
Но и в этом случаи нагрузка трансформаторов будет немного отличаться от экономической, так как появляются уравнительные токи.
Рассмотрим условие отключения части трансформаторов. Пусть на подстанции параллельно работают к трансформаторов. Известно, что потери мощности в трансформаторе ЛРт складываются из переменных потерь, которые зависят от нагрузки, и постоянных потерь, независящих от нагрузки.
Потери мощности составят:
1 Л^2
АРТ = АРХ + -С1)
^ ^ном
где ЛРХ - потери холостого хода трансформатора, ЛРн - потери короткого замыкания, Б - нагрузка сети в конкретный момент времени, Бном - номинальная нагрузка.
Изменяя полную мощность Б, можно построить зависимость ЛРт = ^Б) для разного числа работающих трансформаторов (рисунок 1).
Рисунок 1. Зависимость потерь мощности от нагрузки и числа
трансформаторов.
Из графика можно заметить, что при изменении нагрузки от нуля до будет целесообразна работа одного трансформатора. Если же нагрузка находится в пределах от до Б2, то экономичнее будет работа двух трансформаторов, а уже при увеличении нагрузки свыше Б2 следует включить третий трансформатор.
1743
Нагрузка Б, при значении которой целесообразно отключить от питания один из трансформаторов, определяется условием равенства потерь мощности при к и (к-1) трансформаторах. Формула для расчета потерь для (к-1) трансформаторов:
1 АР 52
ААРТ = (к- 1) * А Рх + -— * (2)
К 1 ^ном
Граница между интервалами находится как некая точка пересечения двух кривых для к трансформаторов и (к-1). Запишем уравнение для нахождения граничной мощности:
Аналогично можно записать условие включения для (к+1) трансформаторов:
Подставив в (3) и (4) вместе к последовательно сжимаемые на единицу значения, то получим ряд значений Б, когда целесообразно будет отключение очередного трансформатора.
Если рассматривать современные подстанции, то они в основном являются двух трансформаторными, в связи с чем можно определить лишь одно значение, при достижении которого будет целесообразно отключение одного из трансформаторов. Соответственно, если связать данный метод с цифровой частью, то целесообразно будет поставить на подстанциях умные датчики значений мощности, которые автоматически, без помощи людей, будут производить контроль и расчеты мощности Б, и в определенный момент
1744
автоматически отключать или включать один из трансформаторов, что и поможет уменьшить потери в распределительной сети, а также будет выгодно в экономическом плане, так как меньшее участие будет в этом принимать человек.
Таким образом, рассмотрев все выше сказанное, можно заключить, что полностью избавится от потерь пока не представляется возможным в силу современных технологий, но применив определенные мероприятия, и усовершенствовав технологическую и цифровую систему контроля, можно уменьшить эти потери электроэнергии и сократить количество рабочего персонала, что будет выгодно предприятиям.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Правила устройства электроустановок ПУЭ Издание седьмое 2018 г;
2. Автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) http: //www. energomera. ru/ru/products/askue/about;
3. Железко Ю.С. Расчет, анализ и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях. — М.: НУ ЭНАС, 2002;
4. Воротницкий В.Э., Железко Ю.С., Казанцев В.Н. Потери электроэнергии в электрических сетях энергосистем. — М.: Энергоатомиздат, 1983
1745
Poltavtsev S.A., Kushch L.R.
Poltavtsev S.A.
Moscow Energy Institute (Volzhsky, Russia)
Kushch L.R.
Moscow Energy Institute (Volzhsky, Russia)
ISSUE OF LOSS OPTIMIZATION ELECTRICITY IN DISTRIBUTION ENTERPRISE POWER SUPPLY NETWORKS
Abstract: this article discusses methods for optimizing electricity losses in distribution networks of enterprises, as well as comparing them according to certain parameters.
Keywords: networks, electricity losses, technical losses, efficiency.
1746
