автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Анализ влияния качества электроэнергии на потери в электрических сетях крупных промышленных центров с целью их снижения. (На примере Приазовского предприятия электрических сетей)

Р Г 6 од

Министерство Образования УКРАИНЫ Приазовский Государственный Технический Университет

На правах рукописи

Аль-Кахен Валил Ради

УДК 621.311.004.12 (043.3)

Анализ влияния качества электроэнергии на потери в электрических сетях крупных промышленных центров с целью их снижения.

(На примере Приазовского предприятия электрических сетей)

Специальность 05.14.02 - Электрические станции (элеетрическая часть), сети, мектроэнергетические системм и управление ими.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических

наук

Мариуполь 1995 г.

Диссертации нил.чегсч рукописью.

|',|Г><»та рыпо'пгчта п Приатпском Госуларетпеннон Техническом Университете

Научит» руко1!!!'1Ч1С']|, - академик. локтр технических наук, профессор

хм.ишико и.в Н'Н'тмГ! ки1сутм:шг - клидилат технических н.>\к, лонгчт

СЛЕП ко юл.,

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

П'ИП о.г\, канлиаат технических паук

КРИВОНОСО!! О.Г. Пелушее ирелмрнит не - Киенчромэлектронроскт (г. Кисп)

1995 юла н /V „я

Защита /пн-ссрмпии топиан «С / *С/1> | 1995 юла н с?0_мин на

заседании сш-нпа н»ицнчмнною сенега (шифр № К14.01 01) Приаювгк! с> Госуярлет испит» TcMii.4ect.oro Университета по рдрееу . 34100»), г.Мартиод! Донецкой оот., нер Республики,. л 7 корп.5 аул. 5-220.

С лмсссрганиеи можно ознакомится в библиотеке Прнааочско] ■> Госулара пенною Гсуиического Университет.». Автореферат раюстан 1995 юла.

Ученый секрепич. спешшш шроинитот сонета, канлчлаг технических наук,

доцент / , Сатина П.Н

Обиуя характеристика работы

Актуальность теми. В электрических сетях теряется около 10 % передаваемой электроэнергии. Величина потерь определяется режимом работы элсктроприемииков и отдельных звеньев сети-линии и силоных трансформаторов. Недостаточная загрузка трансформаторе» и электродвигателей, низкий коэффициент моими .ти сет, а также низкое качество электроэнергии увеличивает потери. Рост потерь электроэнергии снижает экономические показатели системы электроснабжения в связи с увеличением стоимости электроэнергии.

Правильный выбор электрооборудования, определения рациональных режимов ею работы, выбор экономичного способа повышения коэффициента мощности дают возможность снизить потерн в сети и определить тем самым наиболее экономичный режим и процессе эксплуатации.

Снижение потерь электроэнергии достигается также путем максималь. ой загрузки электроприемникоп, силовых трансформаторов и линий, ограничения времени работы электрооборудования, особенно сварочного, на холостом ходе, регулирования уровня напряжения в сети, прим^ ления более высокой его ступени.

Снижение потерь электроэнергии в сетях и повышение её качества -взаимосвязанные проблемы, решение которых направлено на экономию топливно-энергетических ресурсов как непосредственно за счёт снижения потерь электроэнергии при её передаче по сетям, так и за счёт снижения нерационального потребления энергии потребителями, вызванного увеличением её расхода вследствие понижения качества.

Электроэнергия является единственным видом продукции, транспортировка которой осуществляется за счёт расхода определённой части самой продукции, поэтому потери электроэнергии при её передаче неизбежны, задача состоит в определении их оптимального уровня и поддержания фактических потерь на этом уровне.

При рассмотрении вопросов снижения потерь электроэнергии в сетях следует иметь в виду, что снижение потерь является не самоцелью, а одним из аспектов более общей проблемы повышения экономичности работы энергосистем и народного хозяйства в целом.

Поскольку в Палестине энергетические ресурсы очень ограничены и вырабатываемая энерыя покрывает только 70% потребности в ней, то задачи разработки методов расчёта и снижения потерь электроэнергии являются актуальными.

Цель работы - якал in апнкния качества sie'rnpoiHtpnii! и > потери в электрических сетях крупных промышленных цен ¡¡зон и разработка методов расчёта и снижения потерь электрической энергий.

D диссертационной работе решаются следующие задачи:

анализ структуры электромагнитных и коммерческих потерь электроэнергии;

- исследование качестиа электроэнергии в электрических сетях крупных промышленных центров;

- анализ пли я ни я качества электроэнергии на электромагнитные и коммерческие потери;

- разработка методики расчёта потерь электроэнергии о электрических сетях крупных промышленных центров.

Методы исследовании. Для решения поставленных задач использовались математический аппарат теории вероятностей, метод планирования эксперимента.

Научная новизна работы заключается в анализе влияния качества электроэнергии на потери и погрешность их измерения на основе применения вероятностных ме.одик расчетов, в разработке методов расчёта потерь энергии с учетом качества электроэнергии.

Практическая ценность работы. Результаты работы позволяют уточнить учёт потерь электроэнергии, оценить влияние показателей качества электроэнергии на потерн электроэнергии, выявить дополнительные составляющие электромагнитных и коммерческих потерь , что в конечном итоге позволит разработать мероприятия по их снижению:

Реализация результатов работы. Разработана и внедрена в Приазовском предприятии электрических сетей программа расчёта потерь и небаланса электроэнергии. Эту программу предполагается использовать на теплоэлектростанции города Наблус (Палестина).

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на открытой международной конференции "Эффективность п качество электроснабжения промышленных предприятий" ( г.Мариуполь, 15-18 сентября 1994 год). '

Публхкаиим. По теме диссертационной работы опубликованы тезисы дв>. докладои.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, изложенных на 178-ти страницах машинописного текста, списка литературы из 171-го наименования, трёх приложений и иллюстрируется 17-ю рисунками и 22-мя таблицами.

Содер1.ш;ие работы

В /а-y^isJ глазе приведен апалит состяння злскцхигашшимх и коммерческих п..¡ерь .i электрических сешх крупных промышленных центров, а так^с анализ с.,.лояиия качесгна электроэнергии » этих сетях и шншик сю на потере Электроэнергии,

Afujiiu состояния элекфомапшгны.х покрь iiokjui, 'iro jjuiepij jnepiMH у, электрических сетях етр 'Н СИГ находятся 11,1 уроаие, Слизком к 9% or отпущенной электроэнергии. Суммарные потерн электроэнергии 11 сетях энергосистемы и :,отркб1пелеЯ составляют более 13%. Кроме тою рассмотрены мероприятия по спасению потерь электроэнергии.,

Осноипшш мероприятиями но снижению потерь электроэнергии янляюгеи:

- снижены: плотности тока по 0,8 А/мм'.'

- увеличение степени компенсации реактивно!) мощности ло 0.6 кЦАр/кБт;

- имена устарешних |рапсформаторо» на nouue с пониженными потерями

холостого холл ( на 30fi);

- оптимизация, рабочих режимом сетей.

Бил рассмотрен анализ баланса электроэнергии на Приазовском 'предприятии электрических сетей и причины возникновения коммерческих потерь.

Осноиными причинами полиления коммерческих потерь иилиются л..ф;ишости приборе.» и ашырцюи учета электроэнергии и несоиершенстьо ■"¡стемы учёта электроэнергии » энергоойъедипениях. Для знерюооьелннешп! îb'.kiioti и актуальной зддачеп muiieicM aildJlli » причин шачшелыюн не.шчнны ofisrnux потерь (например, лля 11Г1ЭС 7,72 % ¡а 1992 г.). Величина опетных к; лерь определнеся значениями элеырических потерь, П01реишос|ими систем учета эдектрозперит, и том числе ошибками н усцшоидепин коэффициента .Г-днсформапии измершельны.х трансформаторов.

На изменение величины отчеишх потерь uKaïuiv-isi luiwiiu: рдл фд.лирш:

1) различные опепше периоды иремени (по месяцам или по м. .р.х'ыч),

2) опережакнпаи шила населением непотребляемой > leupo терши ь пеши. нрецшестиующии нош.ннешно lien ja з чек [роэнер! шо ( ь ннн.:;).' ¡1 ь .чабре), и ¡к-доплата за элекl'чушерпно в последующие месяцы.

3) 4 ошибка г. определении кодпчеспм п» (учепн.-я .> ,i.,. 1 .»• ..в •)j.ei;ip03Hepinn,

4) возможные хищения этеюроэнерши, <>.<.nenu t и >н-н»п. <jf|-. .« * и •

>1р0мьшь-)сш|ых нце.-шрнитях I) уелттж ап-цнио ,«>,.inii....... iî.-i , .........

электроэнергии и н весенне-летний период в сельскохозяйственных населенны» пунктах, когда возрастает потребление электроэнергии.

Кроме того, возможно влияние недоучёта электронотребления при выходе ш строя и замене счетчиков на узловых подстанциях.

Показано влияние качества электроэнергии на потери электроэнергии и на раооту бытовых электроприёмников. .

Предстоящий значительный рост коммунально- бытового потребления в ' городах СНГ на ближайшую перспективу (ло 2000 гола) примерно в пять раз (с 135. ло 650 млрд.кВг.час/год), а также увеличение численности городского населении подтверждают актуальность решения проблемы улучшения качества электроэнергии, потребляемой в жилищно-коммунальном секторе. Потребление электроэнергии бытовыми электроприёмниками составляет примерно ЮГ" суммарного электропотребленин. .

Случайный характер включения бытовых приборов, присоединенных к однофазной сети, приводит к значительной несимметрии фазных нагрузок. Кроме того, большинство злектроприемников квартир (за исключением электронагревательных) имеют нелинейную вольт-амперную характеристику, что приводит к искажению формы кривой тока. Потребление электроэнергии на . освещение жилых помещений составляет более 50% общего потребления бытовыми электроприёмниками. На работу осветительных приёмников электроэнергии существенное влияние оказывает отклонение напряжения. Сл величины напряжения, подведенною к осветительной установке, зависят её световой поток, освещённость, срок службы, потребляемая мощность, КПД Особенно большое влияние оказывает отклонение напряжения на параметры ламп накаливания, которые являются в настоящее П(. мя основным видом осветительных электроприёмникон в жилых помещениях.

Дальнейшее насыщение квартир электроприемниками повышенной мощности, применение электроплит, расширение применения для уличного освещен ты газоразрядных источников света и др. обостряют вопросы качества электроэнергт' в городских сетях.

На основании проведенного анализа' сформулированы нерешённые задачи области расчета потерь электроэнергии, определены задачи исследования.

Во второй главе, рассмотрен вопрос влияния качества электроэнергии п потери электроэнергии.

Пыл проведён анализ состояния качества электроэнергии п электрически сетях крупных промышленных центров и о частности в городе Мариуполе.

Нами Оь-лн проведены экспериментальные исследования качества мскц-с-'Н'.рпн! на шинах ПО кВ и 6 кВ подстанции "Азовская" и "Ильич". 14-уплати исследования показали, что на шинах 6, 110 кВ проявляются г-лонансныг .:влсния на частотах высших гармоник высокого порядка. Кроме того, на ¡!Л!!1;;>: б кВ п/с "Ильич" наблюдаются отклонения напряжения как в днетше, тг>'. и г; ночные пери 1Ы времени.

Тдкнм образом, проблема качества электроэнергии стоит перед всеми развитыми странами и касается значительной доли потребителей электроэнергии. С целью выявления ПКЭ в городских распределительных сетях 0,4 кВ были произведены измерения на ряде распределительных подстанций типа ТП 6-10/0,4 кП.

На основании проведенных исследований были сделаны следующие выводы:

- ПКЭ в городских электрических сетях 0,4 кВ не соответствуют ГОСТ 13109-87, особенно это касается отклонения напряжения;

- контроль коэффициента несинусоидальности целесообразно проводить в двух и даже в трёх фазах;

- нормирование коэффициента несинусоидальиости (к„с>.) в электрических распределительных сетях 0,4 кВ следует вести по отношению к фазному напряжению;

- контроль отдельных гармоник напряжения в городских распределительных сетях 0,4 кВ достаточно вести до 13-ой гармоники включительно;

- домовая нагрузка, являющаяся самой массовой нагрузкой в городских электрических сетях, является в значительной степени несимметричной и несинусоидальной.

С проблемой качества и потерь электроэнергии тесно связаны вопросы оценки реактивной мощности и определение потерь при наличии высших гармоник.

Одним из распространённых методов определения реактивной мощности с целью определения потерь энергии является метод эквивалентных синусоид. Анализ Данного метода показал, что значение активной и реактивной мощности в ряде случаев не позволяет корректно оценить потери мощности.

Это обусловлено тем, что потери активной мощности пропорциональны -/у , а реактивной - V.

Для правильного определения потерь мощности целесообразно вводить коэффициенты, зависящие от спектрального состава тока, протекающего через данный элемент.

ЛР = Ц „г^

1+к;

0)

^-•«П^Г • (2)

где: г,х - активное и реактивное сопротивление на основной часготе; I, - эквивалентное значение тока; к, - коэффициент »«синусоидальности тока; I . - относительное значение V -ой гармоники тока.

Расчёт потерь по выражениям (I) и (2) представляется затруднительным, так как необходимо знать спектральный состав тока в каждом из элементов электрической сети. Следовательно, применение метода эквивалентных синусоид для расчёта потерь оказывается нецелесообразным.

С достаточной степенью точности расчёт потерь можно вести по значениям активной и реактивной мошносы основной гармоники с учётом коэффициента несинусоидальности тока.

др=(1 + к{) В-'-^ г , (3) и»

Оказывается, что несинусоидальность напряжения оказывает существенное влияние на потери электроэнергии.

Насыщение электрических сетей электроприемникамн с нелинейной вольт-амперной характеристикой вызывает появление несинусоидалъносги напряжения. К числу таких электроприемников относятся: газоразрядные линии (ртутные и люминисцентные); вычислительная техника; вентильные преобразователи и т.д.

Неблагоприятное влияние несинусоияалыюсти на работу • сети, электрооборудования и электроприемников состоит в следующем:

1) появляются дополнительные потери в электрических машинах, грансформаторах и сетях. Например, дополнительные потери мощности ДРув асинхронных двигателях определяются по выражению:

др*;=д^др.!-;'-кг-кг,. <4>

г» V.» V " \--Jv

где ДР^"1- номинальные потери в меди электрооборудования;

К. - кратность пускового тока;

К, г - гармонический коэффициент ущерба ;

а

К, - коэффиннеш, учитывающий увеличение акппиимо сопротивлении

АД на частое V-ои мрмоники Ку = V V ;

г,,/,. - активная п оиюспгс.чышн цели чини полною сопропшлешш АД на

'..¡слоге основной гармоники;

1_!у. - относительна!) величина гармоник линейного напряжения на

зажимах ЛД.

Аналогично получены выражения дли расчет .иикрь в синхронных двигателях, трансформаторах и распределительных есмях.

2) Сокращается срока службы изоляции электрических машин и аппаратов вследствие дополнительною нагрева токоведуших частей, так и в следспше-лополпительного диэлектрическою щнрева изолинии.

Получено выражение, определяющее относительное сокращение срока г:|ужбы:

Дт,- = ^- I - 2"^"= 1 - (5)

где в - температурная [¡остшпвш;

ДР, - потери мощности на основном частоте в длительном нормальном режиме;-

I, - температура изоляции нрн синусоидальном напряжении.

3) Ухудшается работа устройав автоматики, телемеханики и связи.

С учётом изложенного, ежегодный ущерб, обусловленный дополни тельным тепловым старением изоляции 8-го вида электрооборудовании, рассчитывается по выражениям;

у<лг, = рТ1М . Д1.1М . ю1 + ди'^ • и• , руб / г о д , (6)

где; |!- стоимость I кЦг.час. потерь электроэнерпш, руб/кВг.час;

Т,я- число часов работы Б-го вида элекгрооборулоиания в юлу, тыс.час./год;1

ДИ^?'- относительное увеличение оршелешш на реновацию

электрооборудования;

и1^1 - норматиш/ый коэффициент о|числении на решившим о>

капитальных затрат 8-ю вида электрооборудования

Рассмотрено влияние неспммегрни напряжении на потерн ) чсклро.-п.'рпш I! городских и сельских сетях 0.38 кВ неснммецтп напряженки ны>ы|м<.ю1 и основном подключением одпофаишч ■ (к-венне лвнь.ч и чыювыч

электроприемников мало.'! мсшноап. Креме ir.ro, несимметричные электроприемникн - это сварочные аппараты рамичноп мжпюсгн. Тяговые подстанции железнодорожного транспорта, электрифш|«1?'>и ¡иные на переменном токе, являются мошным источником песимметрни, т.к. электровозы - однофазные электроприемники.

Получено выражение ежегодного ущерба, обусловленного дополнительными потерями » электрических сетях, сокращением срока слу.кбы электрооборудования и снижением экономических показателей его работы.

Основным показателем качества электроэнергии, определяющим технологический ущерб и потерн электроэнергии и помышленных и городских сетях, является отклонение напряжении. Понижение напряжения приводит к резкому снижению светоотдачи ламп, нестабильность напряжения в городских сетях приводит к массовому использованию стабилизаторов напряжения.

При отклонениях подводимого к элекгроприемникам напряжения в большинстве случаев ухудшаются техника-экономические показатели их работы, а при достаточно больших отклонениях электроприемники, как правило, не способны выполнять свои оснсншые функции. ...

В настоящее время и на ближайшую перспективу основными электроприемниками быта считаются холодильники, телевизоры и осветительные лампы. Поэтому было рассмотрено влияние отклонения напряжения на работу этих элекгроприемннкои.,

Рассмотрена методика определения народнохозяйственного ущерба от отклонения напряжения у электроприемников бытовых потребителей.

Учитывая вероятностный характер изменения напряжения был определен ущерб от' 01исш?1шя в вероятностной постановке. Получены числовые характеристики ущерба от отклонения напряжения.

Так, для ламп накаливания математическое ожидание и дисперсия ущерба:

"Г.

~ +Ь т

М[У.] = С, К:ГК' К- (, _ и-.).т _ иг

* г и

+ ■ ■ ) РМ<П + ь • } Р.* = • Р01_, • (1 - иг ) • Т

/ »4 ... -1.<8 С.

^¿"■ф + Ь) • Шц1.51 - • ш";" - Ь

}рмл5 (7,

П(У„) = (1,58. иг ■ • ь) ■ Ш,^* + 12,42 ■ ■ п,!^1 \ /РМШ

т

IV; (8)

О

.4:1 и телевизоров:

* ш

с„-Рп. т ь

ь-

к„-т„.-р1п1-(и!-2. и!+ 2,2)

+ ь- ь

- + 2,2 1

т{;. -2-ии. +2,2.

(9)

0(У>

2-Ь (ти. -I)

(га£,. - 2 т ^ + 2,2) »

о,,;

(10)

Дли холодильников:

т

* I н

I -

i + 17,5 (и^. - i)5

• т+ ь>

1-

Шц.

1 + 17,5 (ши. -1)'

1 - т

, . ,•; 1,0 < т„. £ 1,2; I + 17,5 (т^. - 1)'

47.„,;. - ,02.6. Л,. ,5*6. 0>85га 1 + 17,5 (т^, - 1)

(11)

С

(}р„а}

1ХУ»)= ° - 1Ь «5- П1,,. (ПК. -1)1 -1 -17,5 (пЧ, -1)>

(1 + 17^ (пч,-I)1)

г [ 35.<пч,-1)3-1; 1,0< п\. 51,2

[х(ш1г -1)г12; 0,8<пч,<1 (12)

где Сг - стоимость 1-го кВт установленной мощности гснсраюрои в энергосистеме; К„ - коэффициент совпадении максимумов нагрузки рассматриваемых элсктроприемников и нагрузки станции или энергоснсюмы; Кр -..оэффициент, учитывающий резер» генерирующей мощности и системе; Кс„ -коэффициент, учитывающий увеличение установленной мощности члемросчанций для питания собственных нужд; С„ - средняя стоимость освенпсдыюй установки; Тги - номинальны/! срок службы юнерагорл; Т„>, - номнналыл.ш срок сл;аоы

осветительной установки; - коэффициент корреляции, являющийся средним коэффициентом спроса для приборов данного тина; Тсти - номинальный срок службы стабилизатора; Тан - номинальный срок службы двигателя холодильника; С„ - стоимость замены хладоагрегага; Р„, - текущая измеренная мощность электроириемника; Р„, - подключенная мощность холодильника при отклонении напряжения п соотпстстшш эксплуатационной характеристики; Рт, - мощность телевизоров, присоединенных к сети посредством стабилизаторов; Р„н - средняя единичная мощность телевизора; Ь - стоимость потерь 1-го кВт.час. электроэнергии; 1- - доля телевизоров со стабилизаторами напряжения в общем числе.

Аналогичным образом можно получить соответствующие выражения для народно-хозяйственного ущерба от отклонения напряжения и для других видов электроприемников.

Расчет по приведенным выражениям может быть осуществлен методами численного интегрирования и математической статистики. В этом случае расчет удобно производить по реализациям суточных регистограмм, принятых стационарными в течении определенного числа суток.

В третъеЯ главе рассмотрены вопросы влияния качества электроэнергии на погрешности измерения индукционных счётчиков электроэнергии. Точность измерения мощности и энергии, потребляемых нагрузкой системы электроснабжения, определяется не только классом точности прибора, но и структурой измерительного устройства, то есть зависит от того, насколько применяемое устройство учитывает искажающие свойства нагрузок.

Довольно значительное число нагрузок носит резкопеременный характер. Мощность, потребляемая нагрузками, не является постоянной во времени. Они вызывают колебания напряжения и токов, то есть модулируют по амплитуде и фазе режимы напряжения и тока.

Резкопеременная нестационарная нагрузка влияет на показания индукционного счётчика, поскольку он является инерционным прибором, и скорость вращения диска может установиться лишь через .некоторое время, определяемое моментом инерции диска и счётного механизма.

Оценка динамической погрешности электромеханического счётчика активной энергии показала, что динамическая погрешность счётчика представляет собой случайную величину с нормальным законом распределения.

Максимальная погрешность измерения энергии за время I с интегральной вероятностью 95%, при 1>ЗТо и однозременно 1>3/а

. мг^и

г:;.;: V = —- коэффициент вариации нагрузки;

ч

« - коэффициент затухания нагрузки;

М|\У„,м] - математическое ожидание измеренной энергии; -дисперсия измеренной энергии;

То - постояннное время счетчика.

Динамическая погрешность счетчика пропорциональна коэффициенту вариации графика нагрузки и обратно пропорциональна квадратному корню из коэффициента затухания корреляционной функции нагрузки и времени измерения.

Кроме того, было рассмотрено влияние несимметрии нагрузки на погрешности измерения индукционного счётчика. Было проведено экспериментальное исследование влияния несимметрии тока нагрузки на погрешности измерения индукционных счетчиков активной энергии. Результаты экспериментальных исследований показали, что:

- несимметрия тока нагрузки оказывает существенное влияние на погрешности счётчиков электроэнергии. Практически во всем диапазоне изменения несимметрии тока нагрузки погрешность счетчика отрицательна (10-15%), что говорит о недоучете электроэнергии;

- изменение несимметрии тока нагрузки по фазам также оказывает влияние на погрешности счетчика, при этом погрешность измерения •электроэнергии может изменяться на величину ±3-5%;

- при измерении электроэнергии в трехпроводных сетях при несимметричной нагрузке, погрешность оказывается существенно ниже, чем в четырехпроводных сетях, что говорит о существеном влиянии тока нулевой последовательности на погрешность счетчика. Так, при соизмеримых значениях токов прямой и нулевой последовательности погрешность может увеличиваться на величину 5-10% в отрицательной области;

- характер нагрузки при одном и том же коэффициенте несимметрии тока нагрузки также влияет на погрешности счетчика. Погрешность счетчика при

сжыашюй Д-1. иагррке уьеличньае1с.. 1>э 3-6:2 1 «и-рш'.и.лшой облает по сравнении} с чисто акмьной нагрузкой.

Учтивая, чго погрешность измерения индукционного счегчика при несимметричны* нафузках находится и отрицательно.-! области, целесообразно писан ше поправочного коэффициента и эаьискмости от коэффициента несиммефни тока ¡мгру^ки.

(¡и! определен пеггравочный коэффициент, который позволил скорректировать показания ечершкон

1,ь2 + 0,0375к,

где. '.V - фактическое потреблен*«: электроэнергии; ^изч " ши'реннал энергия счетчика; К2| - коэффициент обратной последовательности тока.

Расчет по п1'ра:«ним (14) снижает пофсшность учёта электроэнергии при несимметрично!) нагрузке до 2%.

Рассмотрено илиание нелинейной нагрузки на пофешность измерения электроэнергии. Поскольку нелинейные нагрузки являются генераторами высших |<|рмоник, получая энергию из системы по каналу первой гармоники, они частично преобразуют её и энергию высших гармоник, которая возвращаетси обратно в 'еп».

Ин.1>книоннь!е счётчики измеряют суммарную энергию, не учитывая июричиый пою:; связанный с искажениями. В связи с этим проблема точного учета электроэнергии не может быть целиком решена с помощью только нплукппонньп счётчиков, которым присущ ряд недостатков, и требует иакшлов.лтя более современных электронных средств учёта, особенно дли потоков электроэнергии, характеризующихся значительной песннусопяальностыо, несимметрией, модуляцией и резкопеременным характером потребления.

Экономически целесообразным считается установка электронных счётчиков, коюрые дополнены измерителями вторичных мощностей (энергий) от аеиммггрии. несинусонлальностн и модуляции.

Ченертля глаз» носьишена вопросам анализа структуры электромагнитных и коммерческих потерь. Конечной задачей анализа поте| , является выявление ¡.IIIгкрегн 1.1 ч мементов с повышенными техническими потерями и конкретных чге1 недоучета электроэнергии. Одной ит первоочередных задач анапнза явлнеп.я ра ыечгнне щечных тперь на техническую и коммерческую соепппяг'чшге.

Uiopoit задачей аналша является максимально возможная территориальная локализация обеих соскиынюшпх потерь.

Oci шной формой анидны является составление балансов электроэнергии ио каждой иодсташши, электростанции , району, предприятию электрических сетей и энергосистемы и целом.

Анализ погерь электроэнергии нредподаиет сравнение фактической динамики изменения различных пока>агелей с закономерной динамикой. Например, рост числа спешных электроприбор«« закономерен, и потому oicyiCTmie роста средней оплаты за электроэнергию па одною бытовою абонента iопориг о наличии хищений и слабой работы инспекторов "Энергонадзора". -

Был рассмотрен вопрос классификации методов расчета погерь и системах электроснабжения.

Расчет потерь электроэнергии производят для решения вопроса мероприятий по снижению потерь электроэнергии » электрических сетях и опенки ожидаемой эффективности планируемых мероприятий по снижению потерь электроэнергии, а т.;кже для обоснования планового задания но потерям.

Разработана методика расчета потерь и составления баланса электроэнергии в электрических сетях, позволяющая определить электромагнитные потерн энергии в элементах системы электроснабжения и небаланса электроэнергии на шинах данного уровня напряжения.

На основании методики расчета потерь разработана программа расчета на ЭВМ типа IBM-486 с применением табличною процессора SUPER CALC-4. В таблицу введены постоянные данные но присоединениям и трансформаторам: коэффициенты и классы точности счетчиков, трансформаторов тока, трансформаторов напряжения, потери холостою хода и короткого замыкания.

Результатом расчета являются значения фактического и допустимого небаланса электроэнергии на шинах данного уровня напряжения. Значение фактическою небаланса является процентным выражением потерь эдектроэнерши иа данном участке сети.

При значительном несоответствии значений фактического и расчетного небаланса электроэнергии необходимо обратить внимание па исправности счетчиков. -

Данный комплекс электронных таблиц эксплуатировался в llpi,азовском предприятии электрических сетей для расчета погерь электроэнергии в сетях и оценки погрешности счетчиков электроэнергии.

Приведенный метод расчета рекомендован Минэнерго Украины и обеспечивает погрешность расчетов порядка 10'л

Проведено экспериментальное исслслошшмс расчета потерь с помощью разработанной программы на полстанпии "Азовская" города Мариуполя (ПГ1ЭС).

Заключение.

Основные результа(ы, полученные в работе, состоят в следующем:

1. Проведен анализ влияния несинусоидальносги напряжения на потери электроэнергии в электрических сетях крупных промышленных центров. Получены выражения, позволяющие уточнять значения потерь в асинхронных двигателях, трансформаторах, распределительных сетях.

2. Дана оценка влияния несимметрии напряжения на потери электроэнергии. Докатано, что при несиммегрии напряжения увеличиваются коммерческие потери, обусловленные износом оборудования и технологическим ущербом.

3. Рассмотрено влияние отклонения напряжения на электромагнитные и коммерческие потери электроэнергии в городских сетях. Получена интегральная зависимость ущерба от отклонения напряжения в детерминированной и вероятностной постановке. Сделан вывод о наиболее существенном вкладе отклонения напряжения в увеличении потерь электроэнергии.

4. При учете электроэнергии электромеханическими счетчиками при резкопеременных нагрузках возникает динамическая погрешность, обусловленная инерционностью измерительного тракта. Динамическая погрешность счетчика пропорциональна коэффициенту вариации графика нагрузки и обратно пропорциональна квадратному корню из коэффициента затухания корреляционной функции нагрузки и времени измерения.

5. На основании экспериментальных исследований в электрических сетях г.Мариуполя обнаружены существенные отклонения напряжения и несимметрия, несоответствующие значениям, нормированным ГОСТом 13109-87. В ряде случаев при наличии нелинейных нагрузок имеет место значительная несинусоидальность напряжения.

6. Анализ результатов экспериментальных исследований "позволяет сделать вывод о существенном влиянии несимметрии тока нагрузки на погрешность измерения энергии. При коэффициенте несимметрии тока нагрузки 1-10% погрешность может достигать 10-15%.

7. Установлено, что погрешность измерения индуктивными счетчиками при несимметричных нагрузках находится в отрицательной области, в связи с этим

1(3

;«Ч''1м.-:'л ni .ni-, г1-. • .........................:'-''^¡"j-HLti" шин ii j.i пне ii мое i и or

и ^-bininciii i не. >¡í; ¡ :ii' n:rpy)">i

К. Ирм 'v ¡ ptiori.. ичдукщоннмл счсгчпкои при несинуч. ичлалыш).,

i'.'pi-'ai»!im\ i; не-.¡iMMCipii'iiiwv режимах сдетын шрд o ucicccKifcpawoem , 'м. им их ».К'^троинпчи с'|с|чш;ами электроэнергии, что существенно повысит

точпгч—н-' ерснив энергии.

9 »vsp.i6ofa!fa чегодим расчсij ноггрь и составлении баланса электроэнергии в адек1ричсски\' <етя\. шньоцякяиая опрелелить эпемромпшишме потери

'"•ruin г. элечета.ч chcicvm энергоснабжения и небаланса элемроэнер!ни на мини чанного уровня напряжения Разработана программа paciera на ЭВМ типа И',Ч 4S<- е применением наличного процессора SUPER CALC- V

10 Проведено экспериментальное исследование и расчет потерь с помощью p.up>fio7dimoii программы гн пщеганцпи "Азовская" г. Мариупочь (ППЭС).

П. Программа учета потерь и баланс электроэнергии внедрена в Приазовском предприятии электрических сетей с годовым экономическим эффектом 1,935 млн.крй./гоз (по состоянию на 1992 год).

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Аль-Кахсл tt.Р. Исследование ачияния несимметрии нагрузки па погрешность измерения индукционных счетчиков электроэнергии/Сборник трудов 111 междугородной научной конференции "Эффективность и качество электроснабжения промышленных предприятий'У/Мярпуполь, 1994.-е. 213-215.

2. , Саенко Ю.Л., Аль-Кахен U.P. Оценка динамической погрешности электромеханического счетчика активной знерпги./СОерник трудогт Ш мсжтушродной научной конференции "Эффективность и качество электроснабжения промышленных нредприятй'У/Мариупаль, 1994.-е. 217-220.

Пщп. до друку Ю, 05 Офеетнин друк. Тираж 1()(, Замовления 91 ПДТУ. 341000, м.Мартуполь, провулок Республткн, 7.