ЛЕКЦИЯ 9 РЕЖИМЫ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

ЛЕКЦИЯ 9
РЕЖИМЫ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
9.1. Расчет потерь мощности и электроэнергии в элементах СЭС
9.2. Расчет напряжений в системе электроснабжения
9.3. Регулирование режимов электропотребления
9.4. Регулирование напряжения в системе электроснабжения
9.1. Расчет потерь мощности и электроэнергии
в элементах системы электроснабжения
Расчет потерь мощности в элементах системы электроснабжения (в линиях электропередачи и трансформаторах) при проектировании производится в двух случаях:
– для корректировки расчетных нагрузок;
– для проведения технико-экономических расчетов и определения техникоэкономических показателей.
Ввиду малости потерь мощности по сравнению с расчетными нагрузками и с учетом того, что их величина сопоставима с погрешностью методов оценки расчетных нагрузок,
обычно для первого случая их определение не производят. А для второго случая наибольший
интерес представляют потери активной мощности и электроэнергии.
Потери активной мощности в трехфазной линии электропередачи при симметричной
нагрузке и без учета поперечной составляющей (потери на корону) определяются по выражению
Pл  3I 2 R 
S2
P 2  Q2
R

R,
U2
U2
где R  R0 L – активное сопротивление линии, определяемое по удельному (погонному) сопротивлению и длине.
Потери активной мощности в трансформаторах оцениваются по их паспортным характеристикам:
PТ  Pхх  Pкз kз2  Pхх  Pкз
S2
,
2
Sнт
где
ΔРхх,
ΔРкз
–
потери
холостого
хода
и
короткого
замыкания;
kз – коэффициент загрузки трансформатора.
Потери активной электроэнергии в линии электропередачи можно получить путем интегрирования потерь мощности в интервале времени Т:
T
T
TT
2
Wл   3I t2 Rdt 3R  I t2 dt 3R  I t2 dt 3RTI ск

T
0
0
0
2
 Scp
2 
2
 3RT (kф I ср ) 2  3RT ( I ср
 2I )  RT  2  S2  
U
U 

 RT
2
Pcp2  Qcp
U2
 RT
2
2р  Q
 2 р Q
U2
(9.1)
.
Здесь Iск – среднеквадратическое значение тока нагрузки; kф – коэффициент формы графика нагрузки,
2
Pср, Qср,  2р , Q
– средние значения и дисперсии активной и реактивной мощности на интервале Т,
определяемые по (4.1) и (4.2); ρ – коэффициент корреляции между активной и реактивной мощностями, рассчитываемый на основании их графиков по выражению

N
1
( P  Pcp )(Qt  Qcp ) .

N р Q t 1 t
По аналогии потери активной электроэнергии в трансформаторах определятся как
T
S2 
1 TT 2
WT    Pхх  Pкз 2t  dt PххT  Pкз 2
 St dt 

Sнт 
Sнт T 0
0
 PххT  Pкз
T
2
( Sср
  2S ) 
2
Sнт
 PххT  PкзT
2
Pcp2  Qcp
2
Sнт
 PкзT
(9.2)
2
2р  Q
 2 р Q
2
Sнт
.
Из анализа выражений (4.16) и (4.17) следует, что потери активной электроэнергии в линии электропередачи определяются количеством активной и реактивной электроэнергии, передаваемой по ней
за расчетный период времени, а также неравномерностью режима их передачи. В потерях активной
электроэнергии в трансформаторах добавляются еще потери холостого хода.
Для оценки потерь активной электроэнергии на годовом интервале времени часто пользуются
выражениями:
для линии электропередачи
2
Wл  Pmax max  3I max
Rmax ;
для трансформатора
WT  Pхх 8760  Pкз
где ΔРmax – максимальные потери; τmax
приближенно может быть оценено как
2
Smax
max ,
2
S НТ
– число часов использования максимальных потерь, которое
2
max
T


  0,124  max
8760 ,
4 
10 

где Tmax – число часов использования максимальной мощности, принимаемое как справочная информация для характерных технологических процессов.
9.2. Расчет напряжений в системе электроснабжения
Одними из показателей качества электроэнергии являются согласно ГОСТ … отклонения и колебания частоты и напряжения, несинусоидальность формы кривой напряжения, а
для трехфазных сетей также смещение нейтрали и несимметрия напряжения основной частоты.
Отклонения напряжения. Согласно данному ГОСТУ отклонения напряжения допускается в пределах: на зажимах приборов электрического рабочего освещения от +2,5 до
+5% от номинального напряжения, на зажимах электродвигателей и пусковых аппаратов
от -5 до +5%; на зажимах остальных электроприемников ± 5%. В послеаварийных режимах допускается дополнительное понижение напряжение на 5%.
Рассмотрим особенности расчетов сети по допустимым отклонениям напряжения.
Напряжение в любой точке сети может изменяться с течением времени. Различают медленно
и кратковременно протекающие изменения напряжения. Медленно протекающие изменения
напряжения, возникающие из-за изменения режима работы источника питания или нагрузки,
называют отклонениями напряжения. Кратковременные изменения напряжения, возникающие при изменении или нарушении режима работы, например при включении электроприемников большой мощности, при коротком замыкании, называют колебаниями напряжения.
Отклонение напряжения Vt