Определение потерь мощности в линиях и трансформаторах

Расчет потерь мощности в линиях, трансформаторах и преобразователях при проектировании систем электроснабжения необходим в следующих случаях:

1) Для корректировки (уточнения) расчетных нагрузок;

2) Для оценки стоимости потерь мощности и энергии в сетях предприятий при технико-экономических расчетах;

3) При разработке мероприятий по экономии электроэнергии;

4) При энергетическом обследовании предприятия (сейчас это стало обязательным и проводится раз в 5 лет).

 

При расчетах потерь для корректировки нагрузок потери мощности ввиду их малости по сравнению с электрическими нагрузками определяют упрощенными приближенными методами;. При этом потери активной и реактивной мощности в трансформаторах можно определять по формулам:

где К_p и К_Q – коэффициенты потерь.

Эти коэффициенты для всех силовых трансформаторов независимо от номинальных мощностей, напряжений и КПД можно принимать:

 

В технико-экономических расчетах погрешности, как правило, не должны выходить за пределы %, и это заставляет применять более точные методы расчета.

Потери мощности в трансформаторах:

Потери активной мощности в трансформаторах определяют для часов максимума нагрузки с использованием паспортных данных следующим образом:

,

где - потери активной мощности трансформатора;

- коэффициент загрузки трансформатора в часы максимума;

,

где - расчетная мощность.

P_К,P_Х - мощности потерь короткого замыкания и холостого хода соответственно (берутся из паспортных данных).

Потери реактивной мощности в трансформаторах определяют с использованием паспортных данных следующим образом:

 

,

 

где - потери реактивной мощности трансформатора;

Q_Х – реактивная мощность, идущая на создание основного магнитного потока, который не зависит от нагрузки. Q_{х -} величина постоянная.

Значения Q_К, Q_Х в паспорте не приводятся. Они рассчитываются

 

 

Q_К - реактивная мощность, идущая на создание магнитных потоков рассеяния, при номинальных токах в обмотках.

 

Потери мощности в линиях. И также определяют для часов максимума нагрузки

(1),

 

где I_Р – расчетный ток, который определяется по формуле:

(2)

Подставив (2) в формулу (1), получим:

,

R_л – сопротивлении линии, определяемое по формуле:

, где

R₀ – удельное сопротивление 1км, [Ом/км];

l – длина линии, [км].

 

Потери реактивной мощности в линиях не учитывают, т. к. у линий есть емкость относительно земли (каждая фаза линии с землей образует конденсатор) и она потребляет из сети не только индуктивную, но и емкостную мощность. При этом, потери индуктивной мощности в линии компенсируются емкостной мощностью.

 

При определении потерь мощности нужно обратить внимание на следующее:

1. Потери мощности в электрических сетях обратно пропорциональны квадрату напряжения. Это означает, что для снижения потерь выгодно повышать напряжение в сети. Например. Использовать 10 кВ вместо 6 кВ. Или поддерживать на шинах подстанций напряжение 6.3 кВ вместо 6.0 кВ и т.д..

2. Потери активной мощности имеют место как при передаче по линии активной мощности, так и реактивной мощности:

 

+

 

от передачи от передачи

активной мощности реактивной мощности