CC BY
40
В1СНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХН1ЧНОГО УН1ВЕРСИТЕТУ 2005 Р. ВИЛ. №15
УДК 621.316
12 3
Лежнюк П.Д. , Кулик В.В. , Пашенко А.В.
РОЗРАХУНОК ВТРАТ ЕЛЕКТРОЕНЕРГИ В ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖАХ 0,38 КВ 3
ВИКОРИСТАННЯМ АСКОЕ
Розглядаються шляхи вирйиення проблемы визначення втрат електроенерги та максимального в'и)хилення напруги у розподыьних електричних мережах (ЕМ) 0,38 кВ Í3 залученням р1зноматтних джерел euxidnoi тформаци. Показано, що визначення технолог1чних втрат електроенерги в ЕМ 0,38 кВ у середовищг автоматизованоТ системи комерцшного облту електроспоживання (АСКОЕ) забезпечуе noei можливостг Тх анализу, структурування, а також розе 'язання на цих засадах ряду актуальних експлуатацшних задач.
В нових економ1чних умовах через обмежешсть енергоресурсйв в Укра!ш, а також завдя-ки приватизаци окремих енергетичних об'ект1в втрати електроенерги перетворилися 3Í звичай-ного зв1тного показника, значения якого обгрунтовувалося i нормувалося з певною точшстю, в один з визначальних фактор1в економжи, який характеризуе не тшьки техшчну сторону транс-портування електроенерги, а й яюсть оргашзацп процесу електропостачання споживач1в i контролю за ним. Природно, що зросла увага до niel проблемы i розпочалися розробки i вдоскона-лення метод1в визначення втрат електроенерги i створення умов для 1х зменшення [1, 2].
В невипдному стаж опинилиси розподшьш електричш мереяа, особливо електричш ме-pe>KÍ (ЕМ) 0,38 кВ. У вказаних мережах практично вщсутш засоби телеконтролю, недостатня кшьюсть вим1рювальних прилад1в, а часто, невщопп навгть поточш схеми та параметры пасив-них елеменив. Разом з тим саме в цих мережах втрати електроенерги на думку експлуатацшни-kíb, а також за наявними статистичними даними зросли до ф1зично не обгрунтованих значень, -i це не зважаючи на загальну тенденщю до зниження електроспоживання [2]. Таким чином по-стала нагальна необхщншть в запровадженш енергозбер1гаючих заход1в саме в розподшьних мережах. Проведения i оцшка ефективност1 вказаних заход1в е одшею з задач АСКОЕ, яю зараз активно впроваджуються в електричних мережах енергосистем [3, 4]. В данш стат-ri розглядаються особливоеп, методи та алгоритм» визначення втрат електроенерги в ЕМ 0,38 кВ з вико-ристанням ¡нформацтних засоб1в АСКОЕ. Метою вказаних розрахунк1в е всеб!чний анал13 втрат електроенерги в ЕМ та розробка на цих засадах техшчних та оргажзацшних заходов з ке-рування ними.
Проблема визначення втрат електроенерги в ЕМ 0,38 кВ Вир1шення проблеми зниження втрат електроенерги вимагае попереднього Тх всеб1чного
анал1зу та структурування з метою виявлення першопричин i визначення найбшып ефективних напрямюв виходу з cHTyanii, що склалася. Враховуючи сутшсть комерщйних втрат, пряме ix визначення, нав1ть приблизне, е неможливим, або пов'язане 3Í значними кашталовкладеннями. 3 шшого боку, технолопчн1 втрати, за вщповщного шформацшного забезпечення, можуть бути визначеш достатньо точно, а це дае змогу опосередковано анал1зувати i комерцшну складову.
Структура метод1в визначення технолопчних втрат електроенерпУ в ЕМ 0,38 кВ, що за-безпечують виршення поставлено! задач! на рЬних стад! ях запровадження АСКОЕ, подана на рис. 1.
1 ВНТУ, д-р. техн. наук, проф.
2
ВНТУ, канд. техн. наук, доц.
ВНТУ, студентка
1нформвц1йне )аСс1лечения задач)
Маявн! як!ск1 характеристики схем ЕМ, вклнчиш! та характеру елеклроспажи ланнл, а також кшьюсщ характеристики параметров ¡тасивних елементт
Неявна ппвка шфорчащя про поопорш схеми ЕМ. [нформашя про характер роэподьчу та величину електроспоживання утпчнюеться периодично контрольними заходами
Наявна повна 1 нформац:'я про поолорн! схеми ЕМ 1иформаи1я про характер розпод1лу та величину
електроспоживання уточнюсться ПОСТ1ЙНО
Визначення технвлпНчнн
втрят едектроснсргн в ЕМ О.ЗЯ кВ
3=
Визначення екншалентного опору ЕМ 0.38 кВ за начвною шформашею
Визначення втрат електроенергп за методом екв1валентного опору
Визначення екв1валентно[ о
опору ЕМ 0.38 к0 за результатами поелемент-ного розрахуику втрат електроенергп за заггний перюл
Визначення втрат електроенергп за методом екв1валектного опору
Формуваннл пофа:!но1 розрахунково: схеми ЕМ 0.3« кВ
Визначення середн|х навантажень споживачш за перюд розрахупку
Визначення втрат електроенергн за методом поелемектних розрахункт
Рис. 1 - Структура метод1в та послщовшсть визначення технолопчних втрат електроенергп в ЕМ 0,38 кВ за р1зного шформацшного забезпечення
Вщсутшсть достов1рно1 шформаци про величину та характер електроспоживання, а також про пасивш параметри ЕМ 0,38 кВ зумовила поширене застосування метод1в екв1валенту-вания для визначення технолопчних втрат в ЕМ даного класу напруги. Розпод1льш мереж1 0,38 кВ в розрахунках втрат представляються екв1валентним опором, який визначаеться в зале-жноси вщ наявно! вихщно! шформаци [3].
Втрати в ЕМ 0,38 кВ розраховуються, за формулою:
^Сэ8=31Хк^Т, (1)
де I,. - середнш струм головноУ дшянки ЕМ; Кек - екв1валентний ошр розподитьноУ мереж! 0,38 кВ; кф - коефщ1ент форми графта екв! валентно го струмового навантаження ЕМ 0,38 кВ; Т - тривашеть званого перюду.
Значения екв1валентного опору визначаеться за ретроспективною ¡нформацкю:
де = \¥пм - \¥вм - втрати електроенергп за перюд Т. який передус звшюму пе-
рюду; ^ - електроенерпя, яка поступила в мережу за перюд Т ; \УВ М - електроенерпя, яка вщпущена споживачам 1 значения яко'Г визначаеться за фактом розрахунк1в споживач1в за елек-троенерпю.
Як бачимо, методи визначення екв1 валентного опору Л,.« базуються на певних припущен-
нях, але загалом вказана методика дае достатньо точш результати, за умови, що повнота оплати за спожиту електроенерпю е в1дносно стабшьною, а також виконуються експлуатацшш вимоги щодо завантаження лшш ЕМ, р1вном1рност1 розподшу навантаження по фазах тощо. В цьому випадку екв1валентний ошр, який розраховуеться за даними попередшх зв1тних иершд1в, може використовуватися для поточних розрахунк1в втрат. Але через те, що вказаш умови адекватно-ст1 екв1валентування для реальних розподшьних мереж 0,38 кВ не завжди виконуються, под1б-ну методику визначення технолопчних втрат доцшьно застосовувати лише на початкових ста-д1ях впровадження АСКОЕ з подалыним залученням бшын точних та адаптивних метод1в.
Розробка та впровадження АСКОЕ вимагають проведения ряду заход1в, що як1сно шд-вищують р1вень шформацшного забезпечення задач1 розрахунку втрат електроенергп в ЕМ 0,38 кВ [4]. Так, передбачаеться проведения швентаризаци обладнання вказаних розподшьних мереж, що включав:
- розробку поопорних схем ЕМ 1з зазначенням марок провод1в, кшькоси фаз, довжин дь лянок лшш електропередач;
- фазування споживач1в та прив'язку 1х до поопорних схем ЕМ;
- формування баз даних електроспоживання абоненйв.
В проце^ експлуатацп АСКОЕ також виконуеться регулярне оновлення баз даних електроспоживання, де фжсуеться выпущена кожному абоненту електроенерпя та р1вень сплати за не!.
Таким чином АСКОЕ забезпечують необхщний обсяг 1нформаци для визначення та ана-л1зу технолопчних втрат електроенерги у мережах 0,38 кВ на основ1 методу поелементних роз-рахунюв. Методика та послщовншть вказаних розрахунив аналопчш тим, що використовують-ся для ЕМ вищих клас1в напруги. Але 1снують певш особливостк
- розрахунки дощльно виконувати пофазно, оскшьки це дае можливкть у повнш м1р1 врахувати несиметрш навантаження та результати заход1в з його симетрування;
- визначення часових характеристик електроспоживання виконуеться на основ1 типових граф1юв або контрольних вим1рювань.
Визначення еквгвалентного опору електричног мереж1 0,38 кВ за впливовими факторами
В [5] запропоновано метод оцшки втрат електроенерги в мережах 0,38 кВ за сумарною довжиною лшШ. Зпдного цього методу екв1валентний ошр лшп без розгалужень визначаеться:
К^^Ьк,., (3)
де г0 - питомий ошр проводу, Ом/км; Ь ■ довжина л¡нГГ, км; - коефйиент, який врахо-вуе тип навантаження (к^, =], якщо навантаження сконцентроване в кшщ лшп; ^ =0,37. якщо навантаження розподЬене вздовж лшп).
На значения втрат в мереж1 впливае наявшсть вщгалужень, а також несиметр1я навантаження 1 неодинаковшть густини струму на головних дшянках р1зних лшш, Врахувавши 1 щ фа-ктори, остаточно маемо формулу для визначення екв1валентного опору:
n
Хчь,
Кек = 32,25^,1^ (4)
де Ь, - довжина мапстральних лшш з перерпом проводу в км, в мм2); N - кшь-К1сть труп лппй з р1зними перер1зами головних дшянок, яю живляться шд даного трансформатора; Ег - сумарний перер1з головних дшянок цих лшш, мм2: кь = 1 -0,63с1р - коефщент, який
враховуе тип навантаження. В цш формул! с),, визначаеться як частка розподкпених навантажень (<1Р= 0, якщо навантаження сконцентроване в кшщ л¡нГ»; dp ~ 1, якщо навантаження розподкпене вздовж лшп р1вном1рно); кн = 1,05 + 0,Зс1р - коефщ!ент збшьшсння втрат в лшп" з несиметрич-
ним навантаженням; кв = 1 - 0.95" понижувальний коефииснт, яким враховусться те, що в
вщгалуженнях втрати суттево мснин и ¡ж в мапстралц Ьу - сумарна довжина лшн разом з вщга-луженнями; Ьв - довжина шдгалужень; к^ - коефЫент, яким враховусться неоднаков!сть густини струму на головних дшянках р1зних лннй. Його значения знаходиться в д1апазош 1,04-
1,16(км-171±0,06).
При наявност1 шформаци про довжину 1 юльюсть лшШ з розподшеним 1 сконцентрова-ним навантаженням доцшьно проводити окремо розрахунки з коефщ1ентами, ян характерш для цих лшШ.
Враховуючи наведене вище для розрахунюв втрат електроенерги в мережах 0,38 кВ за допомогою методу екв1валентних опор1в рекомендуеться використовувати для визначення КР^ формулу (4), тобто метод оцшки втрат електроенерги за допомогою узагальнених характеристик електрично! мережь
Поелементне визначення втрат урозподыьних мережах 0,38 кВ
Запровадження АСКОЕ забезпечило можливють \ дощльшсть використання методу поелементних розрахунюв для розв'язання задач1 анал1зу та структурування втрат електроенерги у розподшьчих мережах 0,38 кВ.
бачиться у застосуванш методов штерполяцп-екстраполяцп, яю, враховуючи невелик! (пор1вня-но 3Í звггним першдом) розб1жност1 у 4aci надходження даних дають довол1 точш результаты вщновлення часового spisy.
Послщовшсть визначення втрат електроенергп в ЕМ 0,38 кВ для заданого sbíthoto nepi-оду така. Шсля формування пасивно! частини розрахунково! схеми ЕМ та доповнення и усере-дненими потужностями споживач1в виконуеться пофазний розрахунок режиму середшх наван-тажень. Шд час визначення струморозподшу для кожно! окремо'1 фази ЕМ використовуеться повне однолшшне представления мереж1, але враховуються лише навантаження споживач1в, гцо отримують живлення вщ дано! фази. Визначення струморозподшу в нейтрал! ЛЕП здшсню-еться шляхом векторного шдсумовування комплексных струм1в окремих фаз означених лшш.
Втрати електроенергп в л1шях електропередач ЕМ 0,38 кВ визначаються за такою формулою
AW, =(I?aRa +I?bRb + I?cRc +I?NRN)kjT} (5)
де Ij.A, Ií.b, Ií.Cj t.N - вщгтовшно, модул1 фазних CTpyMÍB i-oí ЛЕП та струму в нейтрал! Л1шУ; Ra, Rb, Rc, Rn - вщповщно, активш опори окремих фаз i-oí ЛЕП та и нульового проводу (зазви-4añRA=RB=Rc<RN)-
Очевидно, що описана методика визначення незалежних параметр1в режиму середшх на-вантажень споживач1в ЕМ для поточного sbíthoto першду 0,38 кВ пов'язана з деякою похиб-кою, що залежить вщ ряду фактор1в, в тому числ1 повноти та якост1 вим1рювання спожито! абонентами електроенергп. Разом з тим, залучення шформацшних засоб1в АСКОЕ робить сформо-вану таким чином розрахункову схему розподшьно! мереж1 0,38 кВ достатньо адекватною та адаптованою до виконання розрахунку усталеного режиму мереж1 з можлив1стю подалыпого визначення та структурування втрат потужност1 та електроенергп по частинах мереж1 та по всш мереж1 в цшому.
Висновки
1. Запровадження та широю можливост1 сучасних засоб1в АСКОЕ дозволяють усшшно вир1шувати проблемы шформащйного забезпечення задач1 визначення та анал1зу втрат електроенергп в розподшьних електричних мережах 0,38 кВ. Включения задач1 визначення техноло-пчних втрат електроенергп в ЕМ 0,38 кВ до перелжу задач АСКОЕ робить баланс електроенер-rii в електричнш мереж1 бшып точним i прозорим.
2. Для уточнения i приведения у вщповщшсть до реальних умов експлуатацп створено! розрахунково! схеми розподшьно! електрично! Mepexi 0,38 кВ можливо i доцшьно використо-вувати бази даних, що формуються засобами АСКОЕ. Врахування динамжи змши конф1гурацп та параметр1в електрично! мереж1 0,38 кВ в п розрахунковШ cxeMi на званому пром1жку часу дозволяе ощнити вплив змши експлуатацшних умов, в тому числ1 обмеження електроспожи-вання, на значения втрат електроенергп в ЕМ.
Перелж посилань
1. Доповда та повщомлення, заслухаш на галузевШ конференцп "Зниження втрат електроенер-rii в мережах на п транспортування. Заходи щодо покращання роботи 3Í споживачами" (м. Хмельницький, 19 липня 2002 р.)//Новини енергетики. -2002. - №7. - С . 1-59.
2. Дерзский ВТ. Экспертиза структуры потерь электроэнергии в распределительных сетях Минтопэнерго / ВТ. Дерзский //Энергетика и Электрификация. - 2002. - №4. - С. 18-22.
3. Пейзель В.М. Расчет технических потерь энергии в распределительных электрических сетях с использованием информации АСКУЭ и АСДУ / В.М. Пейзель, A.C. Степанов // Электричество. - 2002. - №3. - С. 10-15.
4. Красовсъкий Ю.Л. Керування втратами електроенергп в розподшьних мережах з викорис-танням 3aco6iB АСКОЕ / Ю.Л. Красовсъкий, В.В. Кулик, П.Д. Лежнюк II Bíchhk Харювського держ. техн. ун-ту сшьского господ.- 2003.- вип. 19. т.1.- С. 99-107.
5. Железко Ю.С. Методы расчета технических потерь электроэнергии в сетях 380/220 В / Ю.С. Железко //Электрические станции. - 2002. - № 1. - С. 14-20.
Стаття надшшла 15.02.2005
