Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ КОМПОНОВКИ ОБОРУДОВАНИЯ СХЕМ НА ПОТЕРИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЦЕХОВЫХ СЕТЯХ'

ВЛИЯНИЕ КОМПОНОВКИ ОБОРУДОВАНИЯ СХЕМ НА ПОТЕРИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЦЕХОВЫХ СЕТЯХ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
86
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ / КОМПОНОВКА / ПОТЕРИ / ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ / ПРОВОДА / АППАРАТЫ / ТЕМПЕРАТУРА

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Грачева Елена Ивановна, Алимова Алсу Нюрхайдаровна

В статье анализируются причины возникновения и величина погрешностей от неучета основных определяющих факторов при расчете потерь электроэнергии в цеховых сетях низкого напряжения. Показано, что при определении потерь электроэнергии в линиях цеховых сетей необходимо учитывать влияние следующих параметров оборудования: температуры окружающей среды; нагрева проводников, обусловленного прохождением тока нагрузки через проводники и температурой окружающей среды; сопротивления контактных соединений коммутационных аппаратов и их числа. Также необходимо учитывать вид графика нагрузки. Представлены схема цеховой сети и суточные графики нагрузки потребителей одного из предприятий нефтепромышленного комплекса, а также типы оборудования. Определены погрешности расчетов потерь электроэнергии и представлена оценка влияния компоновочных решений схем на расчетное значение потерь электроэнергии. Установлено, что отсутствие достоверной информации о параметрах элементов цеховых сетей низкого напряжения и неучет факторов, определяющих эти параметры, ведет к погрешности от 5 до 70 % при вычислении потерь электроэнергии.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Грачева Елена Ивановна, Алимова Алсу Нюрхайдаровна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INFLUENCE OF LAYOUT OF CIRCUIT EQUIPMENT ON POWER LOSSES IN SHOP NETWORKS

The article analyzes the causes of the occurrence and the magnitude of the errors from ignoring the main determining factors in calculating the energy losses in the low voltage shop networks. In determining the power losses in the lines of the workshop networks, it is necessary to consider the influence of the following equipment parameters: ambient temperature; heating conductors, due to the passage of the load current through the conductors and the ambient temperature; resistance of contact connections of switching devices and their number. The scheme of the workshop network and daily charts of load of consumers of one of the enterprises of the oil industry complex, as well as types of equipment are presented. Errors in calculating power losses have been determined and an assessment of the effect of layout decisions of the schemes on the calculated value of electric power losses is presented. It is established that the lack of reliable information about the parameters of elements of low voltage guild networks and the failure to take into account the factors that determine these parameters leads to an error of 5 to 70% in calculating the energy losses. Keywords : electrical equipment, layout, losses, electricity, wires, apparatus, temperature.

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ КОМПОНОВКИ ОБОРУДОВАНИЯ СХЕМ НА ПОТЕРИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЦЕХОВЫХ СЕТЯХ»

© Е.И. Грачева, А.Н. Алимова УДК 621.311

ВЛИЯНИЕ КОМПОНОВКИ ОБОРУДОВАНИЯ СХЕМ НА ПОТЕРИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЦЕХОВЫХ СЕТЯХ

Е.И. Грачева, А.Н. Алимова

Казанский государственный энергетический университет, г.Казань, Россия

grachieva. i@bk. ru

Резюме: В статье анализируются причины возникновения и величина погрешностей от неучета основных определяющих факторов при расчете потерь электроэнергии в цеховых сетях низкого напряжения. Показано, что при определении потерь электроэнергии в линиях цеховых сетей необходимо учитывать влияние следующих параметров оборудования: температуры окружающей среды; нагрева проводников, обусловленного прохождением тока нагрузки через проводники и температурой окружающей среды; сопротивления контактных соединений коммутационных аппаратов и их числа. Также необходимо учитывать вид графика нагрузки. Представлены схема цеховой сети и суточные графики нагрузки потребителей одного из предприятий нефтепромышленного комплекса, а также типы оборудования. Определены погрешности расчетов потерь электроэнергии и представлена оценка влияния компоновочных решений схем на расчетное значение потерь электроэнергии. Установлено, что отсутствие достоверной информации о параметрах элементов цеховых сетей низкого напряжения и неучет факторов, определяющих эти параметры, ведет к погрешности от 5 до 70 % при вычислении потерь электроэнергии.

Ключевые слова: электрооборудование, компоновка, потери, электроэнергия, провода, аппараты, температура.

INFLUENCE OF LAYOUT OF CIRCUIT EQUIPMENT ON POWER LOSSES IN SHOP

NETWORKS

Elena I. Gracheva, Alsu N. Alimova

Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia

grachieva. i@bk. ru

Abstract: The article analyzes the causes of the occurrence and the magnitude of the errors from ignoring the main determining factors in calculating the energy losses in the low voltage shop networks. In determining the power losses in the lines of the workshop networks, it is necessary to consider the influence of the following equipment parameters: ambient temperature; heating conductors, due to the passage of the load current through the conductors and the ambient temperature; resistance of contact connections of switching devices and their number. The scheme of the workshop network and daily charts of load of consumers of one of the enterprises of the oil industry complex, as well as types of equipment are presented. Errors in calculating power losses have been determined and an assessment of the effect of layout decisions of the schemes on the calculated value of electric power losses is presented. It is established that the lack of reliable information about the parameters of elements of low voltage guild networks and the failure to take into account the factors that determine these parameters leads to an error of 5 to 70% in calculating the energy losses.

Keywords: electrical equipment, layout, losses, electricity, wires, apparatus, temperature.

Введение

Как известно, электрические сети напряжением 0,4 кВ являются последним звеном в цепи передачи и распределения электроэнергии (ЭЭ) от электростанции к потребителям. Как правило, в целом они составляют около 40% от суммарной протяженности всех электрических сетей [1-3]. От надежности работы сетей 0,4 кВ и их загрузки решающим образом зависят надежность, качество и экономичность электроснабжения потребителей [4-7], а от точности расчетов технических потерь в сетях 0,4 кВ - точность выявления коммерческих потерь в электрических сетях в целом [8-11]. Расчет потерь ЭЭ в этих сетях является одним из наиболее трудоемких. Это связано со следующим особенностями распределительных сетей 0,4 кВ:

- большим объемом информации с одновременно низкой ее достоверностью;

- большой протяженностью и разветвленностью схем;

- динамикой изменения схемных и особенно режимных параметров;

- различным исполнением участков: пятипроводные (три фазы, ноль и фонарный провод), четырехпроводные (три фазы и ноль), трехпроводные (две фазы и ноль), двухпроводные (одна фаза и ноль);

- неравномерностью загрузки фаз;

- неодинаковостью фазных напряжений на шинах питающей трансформаторной подстанции [12-17].

Методы исследования

Линии электрических сетей по своему конструктивному исполнению должны отвечать определенным требованиям - надежности, безопасности и эксплуатационного удобства. Поэтому при выборе типов, конструктивных разновидностей и отдельных элементов линий учитываются электрические параметры линий, условия окружающей среды, строительные условия, схема сети, динамика развития нагрузок и сети, а также экономические показатели. По конкретному содержанию этих условий линии внутрицеховых сетей могут существенно отличаться друг от друга [10-12].

При выборе проводников и способов их прокладки в цеховых сетях влияние оказывают следующие факторы:

- число, плотность, характер размещения и единичные мощности приемников; при малом числе, неравномерном размещении и большой единичной мощности приемников целесообразным может оказаться применение проводов и кабелей, в противоположном случае - применение шинопроводов;

- схема сети, характер и длина линий (если они не выбираются одновременно с типом линий по предыдущему критерию); в магистральных сетях может оказаться целесообразным применение шинопроводов, в длинных неразветвленных линиях -кабелей, в коротких линиях - изолированных проводов;

- температура окружающей среды и наличие источников теплового излучения (помещение считается жарким, если его температура длительно превышает 30°С); температурные условия могут потребовать применения проводов и кабелей с нагревостойкой изоляцией;

- подвижность приемников, приводящая к применению троллейных токопроводов или гибких проводов и кабелей;

- экономические требования, сводящиеся при прочих равных условиях к применению линий с наименьшими приведенными годовыми затратами.

Степень применения того или другого метода расчета потерь ЭЭ определяется, прежде всего, возможностью получения достоверной информации для его реализации, и погрешностью метода [15-18].

Исследование возможных погрешностей расчетов потерь электроэнергии

Развитие методов расчета потерь ЭЭ условно можно разделить на два этапа. На первом этапе, который начался с конца 40-х годов прошлого века на протяжении двадцати лет в основном совершенствовался метод расчета потерь ЭЭ по числу часов максимальных потерь т. Наиболее полный анализ применения различных модификаций расчетной формулы т наглядно показал, что этот метод нежелательно использовать для расчета потерь ЭЭ в замкнутых электрических сетях и дальнейшие исследования в этом направлении не являются актуальными.

Для более точного расчета потерь ЭЭ в начале 60-х годов прошлого века начали развивать детерминированные и вероятностно-статистические методы расчета.

Точные данные о факторах, определяющих значения потерь ЭЭ в низковольтных сетях, получить трудно, а зачастую, невозможно. Так, например, данные, приводимые в справочной литературе о величине сопротивлений контактных соединений коммутационных аппаратов весьма ограничены и приближенны. А графики нагрузок приемников низковольтных сетей на предприятиях, как правило, отсутствуют.

Неполнота информации заставляет использовать методы расчета, основанные на тех или иных допущениях, определяющие предполагаемое влияние на результаты расчета отсутствующей информации. Погрешности, вызванные неполнотой информации, обычно называют «методическими», так как каждый метод ориентирован на свой объем информации.

Дополнительные погрешности вносятся в расчет вследствие ограниченной точности информации, используемой тем или иным методом. Применительно к этим составляющим погрешности используются термин «информационные погрешности».

Качественное различие между указанными составляющими состоит в том, что первая органически присуща методу, она не зависит от точности используемой информации и для конкретного расчета ее численное значение определяется только значимостью допущений, принятых при разработке метода. Для конкретного расчета эта погрешность не может быть уменьшена никакими способами, кроме перехода на другой метод. Например, если метод не учитывает возможность различия конфигураций графиков нагрузки узлов, то погрешность расчета будет тем меньше, чем меньше эти различия в конкретном случае, однако при заданных конфигурациях графиков она будет иметь определенное значение, которое в рамках данного метода уменьшить нельзя. Вторая составляющая изменяется в зависимости от точности используемой информации и теоретически может быть сведена к нулю при использовании идеально точной информации.

Наличие указанных погрешностей приводит к тому, что фактически потери энергии будут в большей или меньшей степени отличаться от их расчетного значения.

Естественно, что чем менее полная информация имеется в наличии, тем более простой метод расчета приходится применять и тем большая методическая погрешность вносится в расчет. Чем менее точна имеющаяся информация, тем большая информационная погрешность вносится дополнительно.

Потери ЭЭ в сети с да-ветвями кабельных линий (КЛ) при неизменных в период Т составе и топологии схемы электроснабжения промышленного предприятия можно представить так:

т

т = з -X(/) • ^ (/Ж (1)

1=1

где /2 (I) - среднеквадратичный ток линии в момент времени /, определяется по

экспериментальному или расчетному графику нагрузки линии, либо по одной из многочисленных методик расчета электрических нагрузок [14]; ЯДО - эквивалентное сопротивление линии, значение которого в каждый момент времени / зависит от фактической температуры провода 0пр, а также от количества установленных на линии коммутационных аппаратов:

к

Я = г20 • I -[1 + ^©п, - 20°)]+ £ г,, (2)

1=1

где г20 - удельное сопротивление 1м линии при 20°С, мОм/м; L - длина линии, м, должна определяться по плану прокладки линии с учетом того, что провода и кабели прокладываются «змейкой», а не внатяжку чтобы скомпенсировать монтажные и температурные удлинения линии; а - температурный коэффициент увеличения сопротивления материала провода линии, равный для меди и алюминия 0,00385 1/°С ; 0пр -температура жилы провода, зависящая от нагрузки линии и от температуры окружающей к

среды, °С; ^ г - сумма сопротивлений контактных соединений, в том числе и

1=1

коммутационных аппаратов, включенных в линию, мОм.

Температура жилы проводника определяется по выражению:

©пр = кз2 • (Т№-©окр) + ©окр, (3)

где кI - среднеквадратичный коэффициент загрузки линии; Tдоп - допустимая температура жилы кабеля, определяется по справочном данным; 0окр - температура окружающей среды.

Рассмотрим на примере возможную погрешность определения потерь ЭЭ в линии цеховой сети от неучета следующих факторов:

1. неучет графиков нагрузки;

2. неучет нагрева проводника током нагрузки;

3. неучет температуры окружающей среды;

4. неучет сопротивлений коммутационных аппаратов, установленных на линии. Исследуемая схема цеховой сети 0,4 кВ одного из предприятий

нефтепромышленного комплекса, изображена на рис.1. Параметры линий приведены в табл. 1.

Таблица 1

Параметры линий цеховой сети

Номер Марка и сечение Длина Кол-во ком. Тип авт. Тип магнитного Тип

линии кабельной линии линии, м аппаратов на выключателя пускателя предо-

линии хранителя

2,7 ВВГнг4х2,5 5 2 АЕ2046-10А ПМЕ-111

3,8 ВВГнг4х2,5 10 3 АЕ2046-20А ПМЕ-211 ПР-2-10

4,9 ВВГнг4х4 25 4 3хАЕ2046-25А ПМЕ-211

5,10 ВВГнг4х4 40 5 2хМЕ-86-63А ПАЕ-411 ПР-2-60

6,11 ВВГнг4х4 60 6 5хАЕ2046-25А ПМЕ-211

Рис. 1. Исследуемая схема цеховой сети 0,4 кВ Линии: 1,12 - питающие линии; 2, 7 - линии с 2 коммутационными аппаратами; 3, 8 - линии с 3-мя аппаратами; 4, 9 - линии с 4-мя аппаратами; 5, 10 - линии с 5-ю аппаратами; 6,11 - линии с 6-ю аппаратами

Определим потери ЭЭ в линии по среднеквадратичному значению тока нагрузки. Эквивалентное сопротивление линии найдём с учётом сопротивлений контактных соединений коммутационных аппаратов и с учётом нагревания проводников линии. Сопротивления контактных соединений коммутационных аппаратов приведены в табл. 2.

Таблица 2

Сопротивление контактных соединений коммутационных аппаратов

Номер Тип авт. Я, Тип Я, мОм Тип Я,

линии выключателя мОм магнитного предохра- мОм

пускателя нителя

2,7 АЕ2046-10А 22,10 ПМЕ-111 110,20

3,8 АЕ2046-20А 12,30 ПМЕ-211 44,10 ПР-2-10 16,5

4,9 АЕ2046-25А 12,30 ПМЕ-211 44,10

5,10 МЕ-86-63А 4,30 ПАЕ-411 17,5 ПР-2-60 4,7

6,11 АЕ2046-25А 12,30 ПМЕ-211 44,10

Допустимая температура жилы провода ВВГнг с поливинилхлоридной изоляцией -равна 70°С. Удельное сопротивление линий сечением 2,5 мм2 составляет 0,0074 Ом/м, а для сечения 4 мм2 составляет 0,00463 Ом/м при ©0 = 20оС. На рис.2-6 изображены суточные

графики нагрузки линий цеховой сети. На рис.7 изображен суммарный суточный график нагрузки цеховой сети.

Рис .2. Суточный график нагрузки линии 2,7 Рис. 3. Суточный график нагрузки линии 3, 8

Рис. 4. Суточный график нагрузки линии 4, 9 Рис. 5. Суточный график нагрузки линии 5, 10

Рис.6. Суточный график нагрузки линии 6,11 Рис. 7. Суммарный суточный график нагрузки

Оценим влияние температуры окужающей среды на величину потерь ЭЭ в системах промышленного электроснабжения. Расчёт проведём для линии 2 и температуры окружающей среды 5°С.

Для начала определим температуру провода с учётом нагрева током нагрузки и температуры окружающей среды при к\ = 0,0093:

©^ = 0,0093 • (70 - 5) + 5 = 5,6033°С

Определим эквивалентное сопротивление линии с учётом сопротивления контактных соединений коммутационных аппаратов:

Д = 0,037-[1 + 0,004- 5,6033-20 ] + 0,132 = 1,1672 Ом.

Определим потери ЭЭ за период времени Т = 24 ч, если среднеквадратичный ток

А ^ = 3 • 2,89392 • 0,1672 • 24 = 100,796 кВт-ч.

^ 2,8939 А:

Результаты расчета потерь ЭЭ при температуре окружающей среды от 5°С до 35°С представлены в табл. 3. Суточный график зависимости величины потерь активной мощности при различных значениях температуры окружающей среды изображен на рис. 8. На рис. 9 изображен график зависимости потерь ЭЭ от температуры окружающей среды в соответствии с данными табл. 3.

Таблица 3

Результаты расчет потерь ЭЭ при различных значениях температуры окружающей среды

Температура окр. среды, °С Температура провода, °С Яэ, Ом Сопротивление ком. аппаратов, Ом —ср.кв, А Потери ЭЭ, кВтч

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

5 5,6032796 0,167169 0,1323 2,8939 100,796

10 10,556873 0,167902 0,1323 2,8939 101,238

15 15,510467 0,168635 0,1323 2,8939 101,6801

20 20,464061 0,169368 0,1323 2,8939 102,1221

25 25,417655 0,170101 0,1323 2,8939 102,5642

30 30,371248 0,170834 0,1323 2,8939 103,0062

35 35,324842 0,171568 0,1323 2,8939 103,4483

ЛР, Вт.

800 ■ 700 ■ 600 500 " 400 300 200 " 100 ■ о ■■

О

Рис.8. Суточный график изменения потерь мощности линии цеховой сети в зависимости от различных значений температуры окружающей среды

Таким образом, установлено, что с увеличением температуры окружающей среды потери ЭЭ растут. Погрешность расчета потерь ЭЭ, обусловленная неучетом температуры окружающей среды составляет 10%. Следовательно, в расчетах требуется отражать фактор влияния температуры окружающей среды.

AW, кВт-ч 104 ■ 103,5 103 -102,5 -102 ■ 101,5 -101 -100,5 -100 -99,5 -99 -

5 10 15 20 25 30 35 вис^С Рис. 9. График зависимости потерь электроэнергии от температуры окружающей среды

Для выявления влияния процесса нагревания проводов рассмотрим новый пример, изменив параметры нагрузки. Пусть мощность электроприемника составляет 60 кВт. Сечение кабельной линии 50 мм2 с I = 130А, г20 = 0,589 Ом/км. Постоянная времени

нагрева для проводников данного сечения составляет 20 мин. График нагрузки линии изображен на рис.10, а график изменения потерь активной мощности - на рис.11. Сопротивление автоматического выключателя составит в этом случае 2,4 мОм, а предохранителя - 0,5 мОм.

При 3) °С

1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-[-1-1-1-1-1-1-1-1-1-I-1-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 t, ч

I, А А

100 - ~~

50 :-

0 10 20 30 1, мин

Рис.10. График токовой нагрузки линии цеховой сети

Как показали расчеты, в данном случае потери ЭЭ не являются постоянными за расчетный промежуток времени. Следовательно, при определении потерь необходимо учитывать нагревание проводов, если расчетный интервал времени соизмерим с постоянной времени нагревания проводов.

I, А 100

50

0 10 20 30 1, мин

Рис. 11. Графики изменения потерь мощности линии с учетом нагревания проводов

Рассмотрим влияние коэффициента загрузки линии на величину потерь ЭЭ, примем, что коэффициент загрузки находится в пределах 0,3-1,5. Результаты расчета потерь ЭЭ представлен в табл. 4. График зависимости величины потерь ЭЭ от загрузки линии изображен на рис. 12.

Таблица 4

Результаты расчетов потерь ЭЭ при различных коэффициентах загрузки линии

Коэффициент Температура Яэ, Ом Сопротивление —ср.кв, А Потери ЭЭ,

загрузки провода, °С коммутационных аппаратов, Ом кВт-ч

0,3 24,5 0,3697336 0,1812 13,8507 5107,006

0,5 32,5 0,37566 0,1812 13,8507 5188,865

0,8 52 0,3901056 0,1812 13,8507 5388,398

1 70 0,40344 0,1812 13,8507 5572,581

1,3 104,5 0,4289976 0,1812 13,8507 5925,6

1,5 132,5 0,44974 0,1812 13,8507 6214,108

По результатам исследований, в данном случае потери ЭЭ растут с увеличением тока линии. Неучет кз при расчете потерь ведет к погрешности, равной приблизительно 12%. Следовательно, при определении потерь ЭЭ необходимо учитывать нагревание проводников вследствие прохождения тока нагрузки.

Покажем, как влияет на величину потерь ЭЭ неучет сопротивлений контактных соединений коммутационных аппаратов. На рис.1 изображена радиальная цеховая сеть, на линиях которой установлено различное количество коммутационных аппаратов (от 2 до 6).

ДШ, кВт-ч » 7000 -

6500 -

6000 -

5500 -

5000 -

4500 -

4000 -I-,-,-,-,-,-,--

0,3 0,5 0,8 1 1,3 1,5 к3

Рис.12. График зависимости потерь электроэнергии от загрузки линии

Проведем расчет потерь ЭЭ при температуре окружающей среды 20°С для линии 2:

- с учетом сопротивлений коммутационных аппаратов:

^W = 3 • 2,89392 • 0,1694 • 24 = 102,1221 кВт-ч,

- без учета сопротивления коммутационных аппаратов:

= 3 • 2,89392 • 0,0371 • 24 = 22,3508 кВт-ч. Для остальных линий результаты расчета потерь ЭЭ приведены в табл. 5.

Таблица 5

Результаты вычислений потерь электроэнергии с учетом и без учета сопротивлений _коммутационных аппаратов с указанием погрешности расчета._

№ Темпера- Кэ, Ом Сопротивление ^ср.кв, Потери Потери Погрешности

ли- тура коммутационных А ЭЭ с ЭЭ без от неучета, %

нии провода, °С аппаратов, Ом учетом учета

2,7 20,4641 0,1694 0,1323 2,894 102,122 22,351 78

3,8 22,3548 0,2235 0,1488 6,834 751,498 251,17 66

4,9 24,7811 0,2473 0,1765 8,844 1392,64 397,79 72

5,10 32,4637 0,2784 0,1812 13,85 3845,67 1342,8 65

6,11 24,0378 0,3618 0,2207 7,699 1544,07 602,29 61

Как показывают расчеты, неучет сопротивлений контактных соединений коммутационных аппаратов дает достаточно большие погрешности определения потерь ЭЭ - до 80%.

Оценим влияние вида графика нагрузки на результаты определения потерь ЭЭ. Суточные графики нагрузки характеризуются коэффициентом формы (Кф). Для электрических нагрузок большинства промышленных предприятий значение Кф обычно находится в пределах 1,01-1,1. Меньшие значения Кф соответствуют электрическим нагрузкам с большим числом приемников (например, вся электрическая нагрузка цеховой заводской подстанции); большие значения относятся к электрическим нагрузкам с меньшим числом приемников (например, какая-либо линия, отходящая о подстанции).

Потери ЭЭ цеховой сети определяются по выражению:

АW = з• 4 • /; • Де •Т, (4)

где Ке - эквивалентное сопротивление сети; Т - расчетный период определения потерь ЭЭ; /ср - средний ток участка сети; Кф определяем по суммарному графику нагрузки, равен 1,045.

Для суммарного графика нагрузки определим потери ЭЭ с учетом Кф:

88

Ш = 1,045 • 3 • 38,90282 • 1,5659 • 24 = 178,310 МВт-ч,

без учета Кф:

AW = 3• 38,90 282 • 1,5659• 24 = 170,631 МВт^ч. Таким образом, расчеты показали, что погрешность от неучета формы графика нагрузки при определении потерь ЭЭ лежит в пределах 10%.

На рис.13 изображена диаграмма погрешностей вычислений от неучета основных параметров электрооборудования (факторов) при определении величины потерь ЭЭ в цеховых сетях низкого напряжения.

Рис.13. Результаты оценки погрешностей от неучета основных факторов: 1 - неучет температуры окружающей среды; 2 - неучет процесса нагревания проводников током нагрузки; 3 - неучет сопротивлений коммутационных аппаратов; 4 - неучет вида графика нагрузки

Результаты исследований

Влияние основных параметров и компоновки электрооборудования на величину потерь ЭЭ в цеховых сетях.

В результате проведенных исследований выявлены основные параметры электрооборудования, учет которых существенно повышает точность определения потерь ЭЭ в цеховых сетях.

Обсуждение результатов исследования

Учет основных параметров и компоновки электрооборудования для повышения точности определения потерь ЭЭ в цеховых сетях.

Проведенные исследования позволили выявить основные параметры электрооборудования, которые целесообразно учитывать для повышения точности определения потерь ЭЭ в цеховых сетях.

Как показали результаты вычислений, при расчете потерь ЭЭ в линиях цеховых сетей необходимо учитывать влияние следующих факторов: температуры окружающей среды; нагрева проводников, обусловленного прохождением тока нагрузки и температурой окружающей среды; сопротивления контактных соединений коммутационных аппаратов и их числа, так как линии цеховых сетей имеют большое количество последовательных узлов с контактными соединениями и, при этом, сопротивление аппарата оказывается соизмеримым с сопротивлением линии; а также необходимо учитывать вид графика нагрузки. Отсутствие достоверной информации о параметрах элементов цеховых сетей низкого напряжения и неучет факторов, определяющих эти параметры, ведет к погрешности от 5 до 80% при вычислении потерь ЭЭ.

Представленные исследования являются продолжением ранее проведенных исследований [18].

Заключение

1. В результате проведенных исследований определены основные параметры электрооборудования низковольтных цеховых сетей, оказывающих определяющее влияние на величину потерь ЭЭ: нагрев проводников, сопротивление контактных соединений низковольтных коммутационных аппаратов, установленных на линиях цеховых сетей, вид графика нагрузки и температуру окружающей среды.

2. В результате анализа и исследования параметров электрооборудования схемы цеховой сети определены потери ЭЭ с учетом и без учета основных влияющих на величину потерь факторов.

3. Проведена оценка возможных погрешностей расчетов потерь ЭЭ в цеховых сетях с учетом компоновочных решений схем и основных параметров электрооборудования, которая показала, что наибольшие погрешности возникают при неучете сопротивлений низковольтных коммутационных аппаратов и достигают величины 80%.

Литература

1. Бажинов, А.Н., Ершов Е.В. Адаптивные системы прогнозирования электропотребления в металлургическом производстве // Электрометаллургия. 2011. № 12. с. 29-33.

2. Вагин Г.Я., Головкин Н.Н., Солнцев Е.Б., Лямин А.А. Методика технико -экономического обоснования внедрения ресурсо- и энергосберегающих технологий и оборудования в промышленности // Промышленная энергетика. 2005. № 6. С. 8-13.

3. Баринов В.А. Совершенствование нормативов надежности функционирования электроэнергетических систем // Электричество. 1993. №7. с. 17-23.

4. Железко Ю.С. Систематические и случайные погрешности методов расчёта нагрузочных потерь электроэнергии // Электрические станции. 2001. № 12. с. 19-27.

5. Рябчицкий М.В., Нечаев Д.Н., Кокорин А.В. Низковольтные коммутационные (силовые) аппараты для нужд электроэнергетики // Автоматизация и IT в энергетике. 2014. №8 (61). с.4-10.

6. Бондарь, Н.Ф., Федосеева А.В. Прогнозирование электропотребления промышленного предприятия // Вестник горно-металлургической секции Российской академии естественных наук. Отделение металлургии. 2005. №15. с. 101-105.

7. Шпиганович А.А. Анализ влияния вероятностных параметров электрооборудования на эффективность функционирования систем электроснабжения // Вести вузов Черноземья. 2013. №2. С.25-32.

8. Шпиганович А.Н., Шпиганович А.А. Оценка эффективности безотказности систем // Вести вузов Черноземья. 2013. №1. c.25-33.

9. Шпиганович А.Н., Шпиганович А.А., Квашнина Г.В. К оценке параметров безотказности оборудования систем электроснабжения // Вести высших учебных заведений Черноземья. 2016. №4. С. 48-56.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

10. Акимов Е.Г. Силовые автоматические выключатели: обзор рынка и перспективы развития // Новое в российской электроэнергетике. 2013. № 4. С. 33-50.

11. Железко Ю.С. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях: руководство для практических расчетов М.: Энергоатомиздат, 1989. 172 с.

12. Макоклюев Б.И. Методология и система моделей прогноза электропотребления // Электрические станции. 2007. № 3. с. 10-15.

13. Akbar E., Amir M. Holidays short-term load forecasting using fuzzy improved similar day method // International Transactions on Electrical Energy Systems. 2013. Vol. 23, Issue 8. p. 1254-1271.

14. Amjady N. Short-term hourly load forecasting using time-series modeling with peak load estimation capability // IEEE Transactions on Power Systems. 2001. № 16(3). p. 498-505.

15. Hyde O., Hodnett P.F. An adaptable automated procedure for short-term electricity load forecasting // IEEE Transactions on Power Systems. 1997. № 12. p. 84-93.

16. Wang Feng, Qi Yanpeng, Fu Zhengcai. Reliability Evaluation of Distribution System Based on Modified Failure Mode and Effect Analysis Method. Low Voltage Apparatus, 2013. №1. p. 37-42.

17. Irisarri G.B., Widergren S.T., Yehsakul P.D. Online load forecasting for energy control center application // IEEE Transactions of PAS. 1982. Vol. 101, № 1. p. 71-78.

18. Грачева Е.И., Наумов О.В. Потери электроэнергии и эффективность функционирования оборудования цеховых сетей, 2017. 167 с.

Авторы публикации

Грачева Елена Ивановна - докт. техн. наук, профессор кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» (ЭПП) Казанского государственного энергетического университета (КГЭУ). Email: grachieva.i@bk.ru.

Алимова Алсу Нюрхайдаровна - магистрант кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» (ЭПП) Казанского государственного энергетического университета (КГЭУ).

References

1. Bazhinov AN, Ershov EV Adaptive systems for predicting power consumption in metallurgical production // Electrometallurgy. 2011. No. 12. pp. 29-33.

2. Vagin G.Ya., Golovkin NN, Solntsev E.B., Lyamin AA Technique of the feasibility study of the introduction of resource and energy-saving technologies and equipment in the industry // Industrial energy. 2005. No. 6. pp. 8-13.

3. Barinov V.A. Perfection of standards of reliability of functioning of electric power systems // Electricity. 1993. № 7. pp. 17-23.

4. Zhelezko, Yu.S. Systematic and random errors in the methods of calculating the load losses of electric power // Power plants. 2001. No. 12. pp. 19-27.

5. Ryabchitsky M.V, Nechaev D.N, Kokorin A.V. Low-voltage commutation (power) apparatuses for the needs of the electric power industry // Automation and IT in power engineering. 2014. № 8 (61). pp. 4-10.

6. Bondar N.F., Fedoseeva A.V. Forecasting the electric power consumption of an industrial enterprise // Bulletin of the mining and metallurgical section of the Russian Academy of Natural Sciences. Department of Metallurgy. 2005. №15. pp. 101-105.

7. Shpiganovich A.A. The analysis of the effect of the probabilistic parameters of electrical equipment on the efficiency of the functioning of power supply systems // News of the Universities of the Chernozem Region. 2013. №2. pp. 25-32.

8. Shpiganovich A.N., Shpiganovich A.A. Evaluation of the efficiency of system failure-free operation // News of the Universities of the Chernozem Region. 2013. №1. pp. 25-33.

9. Shpiganovich A.N., Shpiganovich A.A., Kvashnina G.V. Towards an assessment of the reliability parameters of equipment for power supply systems // News of Higher Educational Institutions of the Chernozem Region. 2016. №4. pp. 48-56.

10. Akimov E.G. Power circuit breakers: market overview and development prospects // New in the Russian electric power industry. 2013. No. 4. pp. 33-50.

11. Zhelezko Yu.S. The choice of measures to reduce electricity losses in electrical networks: a guide for practical calculations. M.: Energoatomizdat, 1989. 172 p.

12. Makoklyuyev B.I. Methodology and system of models for forecasting power consumption // Electric stations. 2007. No. 3. pp. 10-15.

13. Akbar E., Amir M. Holidays short-term load forecasting using fuzzy improved similar day method // International Transactions on Electrical Energy Systems. 2013. Vol. 23, Issue 8. pp. 1254-1271.

14. Amjady N. Short-term hourly load forecasting using time-series modeling with peak load estimation capability // IEEE Transactions on Power Systems. 2001. No. 16 (3). pp. 498-505.

15. Hyde O., Hodnett P.F. An adaptable automated procedure for short-term electricity load forecasting. IEEE Transactions on Power Systems. 1997. No. 12. pp. 84-93.

16. Wang Feng, Qi Yanpeng, Fu Zhengcai. Reliability Evaluation of Distribution System Based on

Modified Failure Mode and Effect Analysis Method. Low Voltage Apparatus, 2013. №1. pp. 37-42.

17. Irisarri G.B., Widergren S.T., Yehsakul P.D. Online load forecasting for energy control center application // IEEE Transactions of PAS. 1982. Vol. 101, No. 1. pp. 71-78.

18. Gracheva E.I., Naumov O.V. Losses of electric power and efficiency of functioning of equipment of guild networks, 2017. 167 p

19. Akimov E.G. Power circuit breakers: market overview and development prospects // New in the Russian electric power industry. 2013. No.4. pp. 33-50.

Authors of the publication

Elena I. Gracheva - doc. sci. (techn.), professor, Department «Power Supply of industrial enterprises», Kazan State Power Engineering University. Email: grachieva.i@bk.ru.

Alsu N. Alimova - graduate student, Department «Power Supply of industrial enterprises», Kazan State Power Engineering University.

Поступила в редакцию 05 июня 2018 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.