Нагрузочные потери

Задача.

При работе электроприемника в течение времени Т с загрузкой I₁ потери электроэнергии в питающей ЛЭП составили ΔW₁, а при работе в течение времени Т/2 с загрузкой I₂ = 2· I₁ потери составили ΔW₂. Найти отношения: W₂ / W₁ и ΔW₂ / ΔW₁.

Рассмотрим далее электропередачу, питающую потребитель с известным ступенчатым суточным графиком нагрузки (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Параметры суточного графика нагрузки.

Установленная мощность Ру =∑ P_н, где P_н – номинальная (установленная) мощность электроприемника (ЭП). Для ЭП повторно-кратковременного режима: Р_н100 = Р_н √ПВ, где ПВ – продолжительность включения, о.е.

Р_ср – средняя мощность. Для ступечатого графика Р_ср = ∑(P _i t_i) / ∑t_i

Рск - средне-квадратичная мощность Р²ск =∑(P²_i t_i)/ ∑t_i

Рм - максимальная мощность (мощность 30-ти минутного максимума). Если количество ЭП в группе n ≤ 3, то Рм = Ру. Если n > 3, то Рм рассчитывается методом эффективного числа ЭП (Рм = Км · Рср) или упрощенно методом коэффициента спроса (Рм = ∑ Кс · Рн).

Для ровного графика нагрузки:
Потребляемая мощность неизменна - S_Р = S_м = S_cр.

Расчетный ток I_р = S_p /√3 U_ном,

Потери мощности:

Δ P= 3 I_р^{2 *} R = (S_p² / U_н² ) * R, где R – активное сопротивление электропере­дачи.
Потери электроэнергии: ΔW = ΔP * T = T * R* S_p² / U_н², где Т – время работы.

Для неравномерного график нагрузки.

Коэффициент максимума Км = Рм / Рср,

коэффициент заполнения Кз = 1 / Км = Рср / Рм,

коэффициент формы графика Кф = Рск / Рср.

Потери мощности на “i” ступени графика: ΔP_i = (S_i² / U²) * R;

При передаче S_p возникают расчётные потери мощности: ΔР_р = (S_p² / U²) * R;

Отношение: ΔP_i / ΔP_p = S_i² / S_p² = P_i² / P_p² (при условии постоянства угла φ).

Потери мощности на “i” ступени: ΔP_i = ΔP_p * P_i² / P_p².

Потери энергии за сутки: ΔW = ∑ ΔP_i t_i = ∑ ΔP_p * (P_i² / P_p²) * t_i.

Постоянные величины вынесем за знак суммы: ΔW = t_i * (ΔP_p / P_p² ) * Σ P_i².

Если t_i = 1час, то

-

общая формула расчёта потерь энергии при неравномерном графике нагрузки.

Примечание 1.

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторе удобно определить исходя из номинальных потерь короткого замыкания ΔРк, которые приводятся в паспорте (справочнике): ΔР = ΔРк * β², где β = S / Sн – коэффициент загрузки трансформатора.

Примечание 2.

При малом сечении проводников (R >> X) относительная потеря напряжения определяется активным сопротивлением: ΔU* = P · R / U².

Относительная потеря активной мощности: ΔР* = ΔР / P = S² · R / (P · U²) или, подставляя S = P / Cos φ: ΔР* = P² · R / (P · (U · Cos φ)²).

Отношение ΔU* к ΔР*:

Или:

Методы расчёта нагрузочных потерь электроэнергии:

- Метод средней мощности - за расчетную принимается средняя мощность.

- Метод максимальной мощности - за расчетную принимается максимальная мощность.

Для действующих электроустановок более удобен метод средней мощности, при проектировании - метод максимальной мощности.