ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ

ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ

• Фактические (отчетные) потери электроэнергии определяют как разность электроэнергии, поступившей в сеть, и электроэнергии, отпущенной из сети потребителям. Эти потери включают в себя составляющие различной природы: потери в элементах сети, имеющие чисто физический характер, расход электроэнергии на работу оборудования, установленного на подстанциях и обеспечивающего передачу электроэнергии, погрешности фиксации электроэнергии приборами ее учета, хищения электроэнергии.

• К технологическому расходу можно отнести технические потери в элементах сети и расход электроэнергии на собственные нужды (СН) подстанций. Эти процессы сопровождаются физическим расходом энергии. Физическим расходом энергии являются и ее хищения, однако эту составляющую потерь нельзя отнести к технологическому расходу, так как хищения электроэнергии не являются особенностями технологического процесса передачи электроэнергии.

Классификация потерь

• технические потери электроэнергии, обусловленные физическими процессами, происходящими при передаче электроэнергии по электрическим сетям и выражающимися в преобразовании части электроэнергии в тепло в элементах сетей. Теоретически технические потери могут быть измерены при установке соответствующих приборов, фиксирующих поступление и отпуск электроэнергии на рассматриваемом объекте. Практически же оценить действительное их значение с приемлемой точностью с помощью средств измерения нельзя. Их значение можно получить только расчетным путем на основе известных законов электротехники;

• расход электроэнергии на СН подстанций, необходимый для обеспечения работы технологического оборудования подстанций и жизнедеятельности обслуживающего персонала.

• потери электроэнергии, обусловленные погрешностями ее измерения (недоучет электроэнергии, метрологические потери). Эти потери получают расчетным путем на основе данных о метрологических характеристиках и режимах работы приборов, используемых для измерения энергии. В расчет метрологических потерь включают все приборы учета отпуска электроэнергии из сети

• коммерческие потери, обусловленные хищениями электроэнергии, несоответствием показаний счетчиков оплате электроэнергии бытовыми потребителями и другими причинами в сфере организации контроля за потреблением энергии. Их значение определяют как разницу между фактическими потерями и суммой первых трех составляющих.

Нагрузочные потери включают в себя потери: • в проводах линий передачи; • силовых трансформаторах и автотрансформаторах; токоограничивающих реакторах; заградителях высокочастотной связи; трансформаторах тока; • соединительных проводах и шинах распределительных устройств (РУ) подстанций.

• • • Потери холостого хода включают в себя постоянные (не зависящие от нагрузки) потери: в силовых трансформаторах (автотрансформаторах); компенсирующих устройствах (синхронных и тиристорных компенсаторах, батареях конденсаторов и шунтирующих реакторах); оборудовании системы учета электроэнергии (ТТ, ТН, счетчиках и соединительных проводах); вентильных разрядниках и ограничителях перенапряжения; устройствах присоединения высокочастотной связи (ВЧ-связи); изоляции кабелей.

Потери, обусловленные погодными условиями (климатические потери) включают в себя три составляющие: • потери на корону в воздушных линиях электропередачи (ВЛ) ПО к. В и выше; • потери от токов утечки по изоляторам ВЛ; • расход электроэнергии на плавку гололеда.

• • • Расход электроэнергии на СН подстанций обусловлен режимами работы различных типов ЭП: на обогрев помещений; вентиляцию и освещение помещений; системы управления подстанцией и вспомогательные устройства синхронных компенсаторов; охлаждение и обогрев оборудования; работу компрессоров воздушных выключателей и пневматических приводов масляных выключателей; текущий ремонт оборудования, устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН), дистилляторы, вентиляцию закрытого распределительного устройства (ЗРУ), обогрев и освещение проходной (прочий расход).

Погрешности учета электроэнергии включают составляющие, обусловленные погрешностями измерительных ТТ, ТН и электрических счетчиков. Коммерческие потери также могут быть разделены на многочисленные составляющие, отличающиеся причинами их возникновения.

Нагрузочные потери

МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ

Классификация мероприятий по снижению потерь электрической энергии • • • организационные – по совершенствованию эксплуатации оборудования электрических сетей и оптимизации их схем и режимов; технические – по реконструкции, модернизации и строительству сетей; мероприятия по совершенствованию учета электрической энергии, которые не снижают физически существующих потерь электроэнергии, однако, они упорядочивают учет, уточняют исходную информацию и в ряде случаев снижают коммерческие потери.

Организационными мероприятиями являются: • оптимизация режимов по напряжению и реактивной мощности; • оптимизация мест размыкания сетей 6… 35 к. В; • перевод генераторов электростанций в режим СК при недостатке реактивной мощности в ЭЭС; • отключение трансформаторов в режимах малых нагрузок; • выравнивание нагрузок фаз в электрических сетях 0, 38 к. В и др.

Технические мероприятия • установка компенсирующих устройств; • замена проводов на провода с большим сечением; • замена перегруженных и недогруженных трансформаторов; • установка трансформаторов с РПН, ЛР, ВДТ, шунтирующих реакторов и т. п. ; • установка устройств регулирования потоков мощности в неоднородных замкнутых сетях высокого и сверхвысокого напряжения; • перевод сетей на более высокое номинальное напряжение и др

Оптимизация режима по напряжению и реактивной мощности

В сложных схемах также можно снизить потери мощности, поднимая уровни напряжения в узлах и разгружая линии и трансформаторы по реактивной мощности. Основным методом повышения напряжения в сети является централизованное повышение напряжения в ЦП. Это либо шины электростанции, либо шины СН или НН понижающих подстанций. Высокую эффективность это мероприятие дает в режимах большой загрузки сети, когда потери сами по себе достаточно велики.

В электрических сетях сверхвысокого напряжения эффект от повышения напряжения и снижения передаваемой реактивной мощности может оказаться еще большим, однако необходимо учесть, что при этом могут возрасти потери на корону. Следует также иметь в виду, что повышение напряжения ограничивается условиями регулирования напряжения у потребителей и технически возможными пределами.

Увеличение напряжения и разгрузка сети по реактивной мощности взаимосвязаны между собой, например, компенсация реактивной мощности приводит к повышению напряжения в сети. С учетом наличия контуров с существенной неоднородностью, и электростанций, участвующих в регулировании реактивной мощности в ЭЭС, задача оптимизации режима по напряжению и реактивной мощности должна решаться совместно для всей схемы электрической сети и с помощью специальных методов и вычислительных программ оптимизации режимов электрических систем

Отключение трансформаторов в режимах малых нагрузок Нагрузочные потери и потери холостого хода в трансформаторах сопоставимы между собой. При полной загрузке или их перегрузке нагрузочные потери больше потерь холостого хода, и наоборот, в режимах недогрузки потери холостого хода превышают потери в обмотках трансформатора.

Замена проводов и перевод ВЛ на более высокое номинальное напряжение Замена проводов выполняется на перегруженных линиях в распределительных электрических сетях 0, 38… 10 к. В. Основная цель - снижение потери напряжения в линиях и повышение ее пропускной способности. Мероприятие осуществляется на линиях с большим сроком эксплуатации, на которых провода уже подверглись значительному износу. Потери мощности, при этом, уменьшаются пропорционально изменению сопротивления проводов. Перевод ВЛ на более высокую ступень номинального напряжения является одним из самых эффективных, но и самых дорогостоящих мероприятий. это мероприятие связано с увеличением уровня изоляции фаз, увеличением междуфазных расстояний, возможно заменой проводов и реконструкцией подстанций. Применяется этот способ в основном для повышения пропускной способности электрической сети для тех случаев, когда нагрузка линии достигла предельных для существующего номинального напряжения значений. Снижение потерь электроэнергии здесь, как и в предыдущем мероприятии, является сопутствующим эффектом.

Пример. Пусть на участке линии 35 к. В с сопротивлением в 1 Ом передается мощность 35 МВ А. Тогда потери мощности на этом участке составят величину МВт, а при номинальном напряжении 110 к. В с теми же сечениями проводов – МВт, т. е. снижение потерь произошло в 10 раз!