Розрахунок втрат потужності і енергії в електричних мережах

Одне з найважливіших завдань енергетики в даний час полягає в економії енергоресурсів. Тому велике значення має зниження втрат потужності і енергії в електричних мережах, у тому числі і в мережах сільських районів.

Втрати потужності в живильних мережах напругою 110-35 кВ, як правило, досить просто розраховуються прямим рахунком. Найбільші складності представляють розрахунки втрат потужності і енергії в розподільних мережах напругою 10-0, 38 кВ. Це пояснюється кількома причинами.

По-перше, зазначені мережі сильно розгалужені і складаються з великої кількості ділянок, що саме по собі підвищує трудомісткість розрахунків. По-друге, і це головне, в більшості випадків відсутня інформація про величину навантаження на окремих ділянках ПЛ. У кращому випадку є дані про навантаження головної ділянки ПЛ 10 і 0, 38 кВ. Тому при розрахунку втрат в цих лініях доводиться вдаватися до ряду штучних прийомів [32].

Один з таких прийомів полягає у використанні поняття еквівалентного опору ПЛ R_ЕК, що визначається за формулою:

, (5.20)

де Р - сумарні втрати активної потужності в розгалуженій лінії, кВт; Іг, S_İ - відповідно струм, А, і повна потужність, кВ•А, головногї ділянки ПЛ; S_İ , R_İ - відповідно повна потужність, кВ•А, і активний опір, Ом, İ - ї ділянки ПЛ; n - число ділянок.

Навантаження на ділянках ПЛ можна вважати розподіленим пропорційно номінальним потужностям споживчих трансформаторів.

Втрати енергії в лінії за рік, кВт • год,

Δ W = (S_Г² • R_ЛЕ • τ _М • 10^-3) / U_Н2, (5.21)

де Sг - розрахункова потужність на головній ділянці, кВ•А;

U_Н- номінальна потужність лінії, кВ; τ _М - час максимальних втрат.

Втрати енергії в трансформаторах в режимі холостого ходу (х.х.) простіше обчислити:

Δ W_ТХ = Σ Δ Рј • 8760, (5.22)

де Δ Рј - втрати х.х. кожного трансформатора, кВт; m - число трансформаторів.

Для розрахунку навантажувальних втрат енергії в трансформаторах необхідно спочатку визначити еквівалентний опір (R_ТЕ) трансформаторів:

R_ТЕ = (Σ S_Нj² • R_Тj) / (Σ S_Нj)², (5.23)

де S_Нj - номінальна потужність трансформатора, кВ•А; R_Тj - активний опір j - го трансформатора, Ом.

R_Тj = (Δ Р_КЗ • U_Н2 • 10³) / (S_Нj)², (5.24)

де Δ Р_КЗ - паспортні дані трансформатора, кВт; U_Н - номінальна напруга трансформатора, кВ.

Тепер можна визначити навантажувальні втрати в трансформаторах, кВт•год:

Δ W = (Σ Sj2 • R_ТЕ • τ _М • 10^-3) / U_Н2. (5.25)