автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Определение потерь мощности по потерям напряжения в системах электроснабжения промышленных предприятий



На нрапач рукописи

ПЕТРОВА ЕЛЕНА ГЕННАДИЕВНА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ ПО ПОТЕРЯМ НАПРЯЖЕНИЯ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1997

РаГнпа выполнена на кп<|>сдре Электроснабжения промышленных нрелприишй Московского -жергстичеекою инеппуга (техническою

университета)-

Научный руководитель

кан/шдат технических наук, доцент Конюхова Е.Л.

Официальные оппоненты

• доктор технических наук, профессор Лсщинская Т.П., кандидат технических наук, доцент Голодной Ю.М.

Ведущее предприятие

"Энсргосбыт" АО Мосэнерго

Защита диссертации состоится декабря 1997 года в 16 час. 00 мин. в аудитории М-214 на заседании диссертационно!о Совета К 053.16.06 в Московском энергетическом институте (техническом универсистстс) по адресу: уд. Красноказарменная, д. 13.

С дисссргацисй можно ознакомиться н библиотеке Московскою инергстичсского института (технического университета). Опывы на автореферат в двуч жэемплярах, заверенные печатью, просим присылать но адресу: 111250, Е-250, г.Москва, ул. Красноказарменная, д 14. Ученый Сове! МЭИ (ТУ).

Автореферат ра юс.тан

Учены»» секретарь

диссертационной» Совета К 053.16.06 кандидат технических наук, доцент Анчаропа Т.В.

ОК1ЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 1'ЛПОТЫ

Актуальность проблемы. Потери мощмоети п электрических сетях являются одной из важнейших характеристик расхода электроэнергии, которые определяют 'эффективность работы как энергосистем, так и систем электроснабжения промпредприятиЙ (СЭС ПП). Одним из резервов повышения эффективности работы систем электроснабжения промпредприятиЙ является более обоснованный умет фактических значений потерь мощности в питающих (на 10 кВ) и в распределительных (на 0.38 кВ) сетях, который необходим как для повышения достоверности балансовых расчетов электроэнергии, так и для выбора мероприятий и рекомендаций по снижению потерь.

На данном этапе развития энергетики предъявляются все более жесткие требования к системе определения потерь мощности, трудности в учете и контроле которых связаны с вероятностно определенной или неопределенной исходной информацией. Все это требует постоянною совершенствования методических подходов к решению данной проблемы.

Потери активной мощности па передачу в настоящее время определяются в основном, как разность достаточно близких величин, а именно - отпуска электроэнергии с шин источника питания (ИП) и полезного отпуска электроэнергии потребителям. Это приводит к шачительным ошибкам в учете потерь мощности, связанных, во-первых, с относительно большой погрешностью счетчиков, из-за чего не может быть достигнута необходимая точность результатов и, во-вторых, недостаточным количеством счетчиков в системах электроснабжении промпредприятиЙ. Непосредственные измерении потерь мощности также крайне затруднительны. Наиболее удобным является измерение величины, пропорциональной потерям мощности, а именно, потерь напряжения. Измерение уровней напряжения в системах электроснабжения проводится гораздо более точно и масштабно: на источнике питания, на трансформаторных подстанциях и на зажимах •электроприемников.

Нонросам определения ншерь мощности по потерим напряжении посвящено мною исследований, однако в некоторых из них рассматриваются сельские электрические сети, в других обособленно нсслсдуечся соотношение потерь мощности и потерь напряжении в распределительных сетях 0.4 кИ. Между тем, необходимо рассматривать икчему «еыртэтОлиппи! промиредмрнтпн о) псюмппка птанмн ;н> зажимок элсктроприсмника как единый комплекс.

На основе вышеизложенного можно сделать вывод, об актуальное! и исследовании вопросов, посвященных определению потерь мощности но

потерям напряжения в системах электроснабжения промнредприятий напряжением И) и 0.4 кВ при детерминированном и вероятностном характере задания нагрузки.

Цель и задачи работы. Настоящая работа выполнена с целью разработки метода определения потерь мощности по потерям напряжения в радиальных и магистральных сетях СЭС ПП с использованием параметров сети, детерминированных и вероятностных параметров нагрузки, а также учетом и без учета статических хирактсриеги к элекз ропотрсбителсй.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Анализ пределов изменения основных параметров элементов схемы замещения реальной системы электроснабжения иромпредприятии, содержащей кабель, трансформатор, шинопровод

(НССЛСДОИаЛСМ ряд HOMHIiajU.IIMX мощностей ||>;|||С<|ю(1М;МО|К>||

S,|оиг= 160^2500кИД), а также характера зависимостей этих параметров от номинальной мощности понижающего цеховою трансформатора.

2. Создание методики определения потерь мощности но потерям напряжения и радиальных и магистральных сетях системы электроснабжения промпредприятий.

3. Анализ степени влияния различных параметров, а именно параметров спи, пприметрон пафузки, статических характеристик нагрузки па точность определения лагерь мощности по потерям напряжения.

4. Определение соотношения относительных потерь мощности и потерь напряжения при вероятностном характере задания нагрузки.

Методика проведения исследований. Исследования, проведенные в диссертационной работе, базируются на использовании методов математического моделирования электрических сетей СЭС ГШ, ряда положений электротехники и основ электроснабжения. В работе использовалась теория вероятностей. При решении поставленных в работе задач расчеты проводились на ПЭВМ.

Предложенные и диссертационной работе выводы основаны па обработке расчетных и экспериментальных материалов, полученных на действующих предприятиях и подтвержденных в производственных условиях. Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается сопоставлением результатов, полученных с использованием различных методов.

Научная новизна.

I. Установлено, что любой из параметров схемы замещении электрической сети СЭС ПП может быть представлен уравнением оспенной функции в -зависимости от номинальной мощности трансформатора с соответствующим показателем степени.

2. Показано, что для электрических сетей СЭС ПП, состоящих из кабельной линии, понижающем) трансформатора и ншнопровода, ирсдста пленных радиальной схемой замещении, потери активной

М1ШШ1Ч1П С ДОСММОЧИОЙ CICIICHt.UI Ш'МККШ 11К1М11/Ы10 определим« II»

погорим напряжения, зная лишь параметры исследуемой сети, а именно отношение суммарного реактивного и суммарного активного сопротивлений. ЛР.=[2/(1 + Х£/К£)]ди». Установлено, что при определении потерь мощности по потерям напряжения для участка, содержащего кабель и трансформатор необходимо знать иишь номинальную мощность понижающего цехового трансформатора $МОМ[: ЛР. =¡2/(1 +0.55?,-Зомт)]ли. =[1.258„^т]ли..

3. Рассмотрены и выявлены особенности влияния различных видов статических характеристик (СХ) электроприемников на соотношение потерь мощности и потерь напряжения, а также различных степеней компенсации реактивной мощности и коэффициентов реактивной мощности а именно: для крутых СХ при С>Ю.8 и I исучет СХ может привести к погрешностям до 154-30% в зависимости от параметров исследуемой сети. При других степенях компенсации реактивной мощности и коэффициентах реактивной мощности, а также для положх и средних СХ в учете СХ нет необходимости.

4. Разработана упрощенная методика определения потерь мощности но потерям напряжения в магистральной сети СЭС ПП, позволяющая при количестве присоединений магистрального шипопровода (ШМД) п>4, при коэффициенте реактивной мощности 0.5*1 и длине шипопровода 1_ш>0.05 км определять потери мощности в магистральной сети по потерям напряжения, зная лишь номинальную мощность понижающего гранеформатора, используя следующее соотношение АР» = при этом погрешность данного определения не превышает 9%.

5. Получено расчетное выражение для определения математического ожидания соотношения потерь мощности и потерь напряжения М(ЛР./ли,|, а также исследовано влияние матожидания коэффициента реактивной мощности М^ф] на матожидание соотношения потерь мощности и потерь напряжения М[ЛР,/ди«1.

Практическая ценность работы.

Предложенные методики определения потерь мощности по потерям напряжения позволяют повысить достоверность балансовых расчетов электроэнергии, а также дают возможность более обоснованно рекомендовать мероприятия по снижению потерь и экономии электроэнергии.

PciULti JaijLM я работы.

Подложенные методики определения потерь мощности по Потерям напряжения, а также разработанные практические рекомендации ннедрены на производственном объединении AMO ЗИЛ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических семинарах и заседании кафедры ЭПП МЭИ, научно-технической конференции "Электросбережение, электроснабжение, электрооборудование" в г. Новомосковске в ноябре 1996г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано три печатные работы.

Обуем и структура работы. Диссертация изложена на 149 страницах машинописного текста, содержит 26 таблиц, 100 иллюстраций, список использованной литературы включает 55 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, акта о внедрении.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

üo введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования,'дана общая характеристика работы.

Целью первой главы является исследование диапазона изменения основных параметров элементов схемы замещения реальной системы электроснабжения пром предприятий, содержащей кабель, трансформатор, нишопровод, а также характера зависимостей этих параметров от номинальной мощности понижающего трансформатора.

В качестве объекта исследования рассматривается участок системы электроснабжения промиредприятия 10/0.4кВ, состоящий из кабельной линии (КЛ) 10 кВ, понижающего цехового трансформатора (Т) 10/0.4 кВ и шинопронода (Ш) 0.38 кВ, электрическая схема которого изображена на рис. I.

Рис. I. Схема исследуемого участка электрической сети ,0кВ кл ' ' ,U8rfi

н>-<H3 jH-y y-j-H

Анализ диапазонов изменения и характера изменения параметров элементов схемы, изображенной па рис. I, проводился при различных сочетаниях элементов схемы, а именно: кабель (К); трансформатор (Т); шинопровод (Ш); кабель, трансформатор (КТ); трансформатор, шинопровод (ТШ); кабель, трамс<|юрмптор, шинопровод (KTLU), а также при возможных наименьших и наибольших длинах кабеля и

шиномропола, а именно: минимальные пределы: длина кабеля Ьк=0.1 км, длина шиноировода Ьш=0.01 км; максимальные пределы: км,

1-,и=0.2 км. В результате анализа выявлено, что любое из сопротивлений возможно :нш|мжсимиро№гг1> убывиющей СЮНСП1 н»Г| функцией в зависимости от номинальной мощности трансформатора. Влияние сопротивлений кабеля (активного и реактивного) на суммарное сопротивление схемы замещения ничтожно мало при любой длине кабеля по сравнению с сопротивлением трансформатора. Влияние же сопротивления шиноировода неоднозначно и завоет от длины шиноировода, а именно, при длине шинопровода Ьш<0.05 км его сопротивление намного меньше сопротивления трансформатора, однако при длине 1_ш=0.2 км сопротивление шиноировода становится соизмеримым с сопротивлением трансформатора и соответственно существенно влияет на суммарное сопротивление схемы замещения электрической сети. Уравнении аппроксимации активных и реактивных сопротивлений схемы, содержащей кабель, тране<|и1рмагор, шинонропод (5„омт=Шк2500кВА) в зависимости от номинальной мощности трансформатора при различной длине кабеля и шинопровода, а также при различных сочетаниях элементов схемы приведены в табл.1.

Таблица 1

Уравнения аппроксимации активных и реактивных сопротивлений и отношений сопротивлений с=Х/Я схемы, содержащей кабель, гранс<}юрматор, шинопровод (511ОМТг=160-г2500кВЛ)при различной длине

кабеля и шинопровода

элемент при наименьших пределах Ьк=0.1 км, Ьш=0.01км

К, Ом X, Ом е=Х/К

Т 5 1094 -1 -2 < 79704 -°-8Я 0 444 0 .13

К -''■^^комг 0.0128номх"006 0.018нош0*-

Ш <554 -0.96 1 -1 те -0.74 ' э-'^номт 0 0.22

кт 45974 -118 ->7<$74 -0.88 "-"■-»номт 0 54 0 31

ГШ 49448 Номт"' 22734 088 ' ''но\!Т 0 54 011

ктш 44808МОМТ 22604 -°-88 0 514 01

при наибольших пределах Ьк=1 км; 1_.ш=0.2км

К, Ом X, Ом Е=Х/К

т 51094 -1-21 3 1 ч '.'номт 22704 "0!(8 0 444 ° Н

к -""О номт 0 174 0 014 0 36 и.1м ^номт

ш 1 1044 774« -0.74 П 754 0.22

кт 77*7« -0.88 (107с 0.16

тш ктш ____т'4'ги0м1____ 31974 094 1 ^номт 7тоос -0.85 0 0.23 ........ ________ 0 714 0.16 1 '•' 1 ''номт

7 4074 -0.84

Из проведенных исследований отношений реактивных и активных сопротивлений схемы, изображенной на рис.1 в зависимости о г номинальной мощности трансформатора 5Н0МТ следует, что е=Х/К, увеличиваются с увеличением 8„омт и поэтому мо1уг быть аппроксимировании возрастающей степенной функцией. Уравнения аппроксимации степенной функцией отношений реактивных и активных сопротивлений схемы замещения в зависимосги от номинальной мощности трансформатора приведены также в табл.1.

Целью второй главы является определение потерь мощности АР» по потерям напряжения ли. системы электроснабжения промышленных предприятий с учетом параметров электрической сети, параметров нагрузки.а также с учетом и без учета статических характеристик нагрузки.

Схема замещения радиального участка сети представлена суммарным эквивалентным сопротивлением кабеля, трансформатора и шинопромода, причем нагрузка подключена в конце шиноировода, что видно из рис.2.

Рис.2. Схема замещения радиального участка сети

10кВ

0.38гВ

^ РнНОн Обк

Обозначения на рис.2:

- суммарное активное и реактивное сопротивления кабеля, трансформатора, шинопровода; Р,,;Оп-значения активной и реактивной нагрузки при номинальном напряжении 11цом на зажимах ЭП; Ог>к - мощность батарей конденсаторов при и)ЮМ на зажимах ЭП, 0|;к ~С*0Н; 0ц~Р,|*18(р; С - степень компенсации реактивной мощности при мощности батарей конденсаторов Оьк- 1£<р-коэффициент реактивной мощности нагрузки, соответствующий типу электроприемпика (ЭП) и реальному коэффициенту загрузки ЭП.

Соотношение потерь мощности и потерь напряжения (в отн.сд.) в

радиальной сети после ряда математических преобразований имеет вид:

ЛР* _ 1 +18ф2(1 -С)2

ли*" , X „ ^ ' 1 + к1&р(1-С)

Проведенные на ПЭВМ расчеты соотношения ЛР./А1). показали, что в зависимости от рассматриваемого участка сети, т.е. при условии изменения е=0+6, а также в зависимости от степени компенсации реактивной мощности и коэффициента реактивной мощности, т.е. при условии изменения произведения (1-С)^ф=(Ь2 диапазон изменения соотношения Л!\/Ли. находится в пределах 0.3ч4. На рис.3

представлены графики зависимостей соотношения ЛР./ди. от г. при различных значениях С и 1&<[>.

Рис.3. Графики зависимостей соотношения потерь мощности и потерь напряжения от отношения Х/К при различных сочетаниях tgф и степенях компенсации реактивной мощности

Анализ полученных зависимостей дает возможность сделать вывод о том, что при выполнении определенных условий, а именно к>1 и (1-С^ф=0.4И.З. т.е. для участков схемы, включающих трансформатор 10/0.4 кВ исследуемое соотношение ЛР./ди, не зависит от (1-С)ф<р с определенной долей погрешности, которая составляет 2.5+6%. Произведение (I -С)1в<р находится в пределах 0.4*1.3 при 1§<р=0.4-И.З и С=0*0.7, что соответствует реальным значениям коэффициента реактивной мощности и степени компенсации реактивной мощности.

График зависимости усредненного соотношения потерь мощности и потерь напряжения ЛР./ди, от номинальной мощности трансформатора дли к>1 и (1 -С)^<р=0.4; I.3 изображен на рис.4. Аппроксимировав эту кривую, а также заменив отношение сопротивлений Х/К уравнением степенной функции от номинальной мощности трансформатора г. -- X / !< = О.ЭЯ^'], м т (см. табл.1) получаем выражение, позволяющее с достаточной степенью точности определять потери мощности по потерям напряжения, зная лишь параметры сети:

ДР. О)

Рис.4. График зависимости усредненного соотношения ЛР»/ди» ог номинальной мощности трансформатора при Х/К> I и

0.60

Э а.

0.50

0.40

0.30

0 500 1000 1500 2000 2500 5>номт трансформатора, кВЛ

Таким обра юм, если 11 радиальной электрической сети, состоящей из кабельной линии, трансформатора и шинопровода с суммарным активным сопротивлением и суммарным реактивным

сопротивлением XV, активной нагрузкой Р„ и номинальным напряжением ином известны потери напряжения (в отн.ед.) между двумя узлами ДУ, . то потери активной мощности на этом участке сети » абсолютных единицах ЛР определяются по формуле.

ЛР

I',

и2

К

1 +

ли.

(3)

Каждый щ эясктронрисмникоп ('011), присоединенный к цеховой шемричеекой спи, потребляет активную II реактивную мощность, шаченни которых при постоянной частоте зависят от величины напряжения согласно статической характеристике (СХ) нагружи. Н святи с этим предсташшет интерес анализ исследуемого соотношения Др./ли» с учетом СХ элсктропотребителей.

Соотношение потерь мощности и потерь напряжения с учетом статических характеристик имеет вид;

АР, (А() ► А,!),,»)2 ч (еч,2<Н0 В|и„* В2и2.}2

л1)* ~ ((Д()+Л,ип.)+Е18ф(Во + В,ип. + В2и^))1Л^ где До; Л|; Во; В|; 1Ь - коэффициенты СХ по активной и но реактивной мощности соответственно;

и„,- напряжение на потребителе (в отн. сд.), ип.=0.95*1.05 Проведенные на ПЭВМ расчеты показали, что влияние статических характеристик на соотношение потерь мощности и потерь напряжения неоднозначно, как для различных видов СХ, так и для рахтичных

(4)

степеней компенсации реактивной мощности С и коэффициентов реактивной мощности Л именно: для крутых (.'X при С>0.Х и (£<р>1 неучет СХ может привести к погрешностям до 15+30% в мвисимосги от параметров исследуемой сети. При других степенях компенсации реактивной мощности и коэффициентах релкпншои мощности, а также для пологих и средних СХ в учете СХ при определении потерь мощности по потерям напряжения нет необходимости.

Целью третьей главы является исследование возможностей определения потерь мощности ЛР, по потерям напряжения ли. в магистральной электрической сети промпредприятия

На рис.5, приведена схема замещения магистрального участка сети (0/0.4 кВ, состоящая ш понижающего трансформатора и магистрального шинопровода ШМЛ, причем нафузки потребителей подключены но всей длине ШМЛ.

Рис.5. Схема замещения магистрального участка сети

«г ш -И*ш 1 Н* и* ш

Г~~> I -{ Ьт ГГТтН 1-Т 1.....1-1 1 ""';

т

P.+ jq,

Р, + IQ,

V п=

п - количество присоединений ШМЛ; 1ш-ддина участков шинопровода между присоединениями; 1ш=^ш/п, где Ьщ - общая длина шинопровода.

г1Н'хш ~ активное и реактивное сопротивления участков шинопровода. Ом; р^ - активная и реактивная нагрузки по присоединениям ШМЛ.

Наиболее общее выражение для соотношения потерь мощности и потерь напряжения ЛР./ди. имеет следующий вил.

др. , КтЛш(.-!)(2-')

ли

т: = (I + tg4>2)

п

Кп

п

п-1

2п 2п

(5)

Хш)

ДР.

ли. =(,+,8<Г) R,

г0ш

п-1

Ri L,„ 1 | + 6 (,-n)(2- n>

L ш + tgip( +

n - 1 x0„

(6)

L,„>

rout 2 и ш г0ш 2n г0ш Анализ выражения (5) показывает, что для наиболее точного определения потерь мощности по потерям напряжения в магистральной сети, при условии установки вольтметра в конце магистрального шинопровода необходимо знать:!) активное и реактивное сопротивления трансформатора Rr,X.( и удельные активное и реактивное сопротивления

у

iuiHK)ii|M>iii>;ia <Ош,Х()1и, i.e. па|шмс1рм исследуемой м;нис)р.'шмюй com, определяемые номинальной мощностью трансформатора SHOMT; 2) длину шинопровода L,,,; 3) количество присоединений п; 4) коэффициент реактивной мощности igl(>.

С помощью ПЭВМ были проведены расчеты соотношении поггерь мощности и потерь напряжении AP./AU, (по формуле 6) и получены зависимости AP./AU,-f(n) для трансформаторов различных номинальных мощностей SH0MT= 160+2500 кВА, при различных коэффициентах реактивной мощности tg<p=0.5;l;1.5, длинах шинопровода и количестве присоединений п. На рис.6 приведены графики зависимостей соотношения AP«/AU.=f(n) при различной длине шинопровода L,u для трансформатора S1)OMT=1000 кВА и коэффициентах реактивной мощности tg«>=0.5; 1,1.5.

Рис.6. Графики зависимостей соотношения потерь мощности и потерь напряжения от п для трансформатора S„OVIT—|(К)0 кВА при различной длине шинопровода и

AP./AU.

tgq>=0.5;r, 1.5

0.60

0.55

0.50

0.45

0.40

0.35

Lui -0.01 км

-»- Liu -0.05km

—Lui -0.1 км

—»*— Lui =0.1 5km

-h»-Lui =0.25km

l.iu -0.01km

—Lui -0.05km

-Lui -0.1 км

-Lui -0.15km

-«-Lui =0.25km

—Lui -0.01 km

-*- Lui =0.05km

-*- Lui =0.1 km

—*- Lui -0.15км

Lui -0.25km

0

I »

4 6 8 10

Анализ зависимостей, показанных на рис.6, позволяет аппроксимировать соотношение AP,/AL), прямой и, более того, прямой, независящей от п при п>4. Далее представляется возможным заменить отношения сопротивлений, входящих в формулу (6) уравнениями зависимостей от номинальной мощности трансформатора (см. табл.1), а именно.

RT _ () -,(WS 0.25. Х'Г _ о I 47ç0.078 . *0ш _ о ' 9

'Oui "Oui Uni

После проведения нижеописанных преобразований выражение для соотношения потерь мощности и потерь напряжения АР»/ди. булет иметь вил:

ДР* ____________________

Погрешность применения (8) вместо (6) составляет 0.5-5-3.5% в зависимости ог номинальной мощности трансформатора и длины шинопровода.

На рис.7 изображены графики зависимостей соотношения потерь мощности и потерь напряжения ДР„/ли, в зависимости от номинальной мощности трансформатора при различной длине шинопровода, рассчитанные по упрощенной формуле (8). Анализ этих зависимостей показывает, «по при использовании полученного соотношения потерь мощности и потерь напряжения для практических расчетов пренебрежение номинальной мощностью трансформатора недопустимо, т.к. данное соотношение для трансформатора 5^цомт~

2500 кВА

составляет 60% от соотношения ДР,/ли, для трансформатора 160

кВА. Из рис.^ видно, что при (^1 и длине шинопровода Ьш>0.05 км соотношение потерь мощности и потерь напряжения ЛР»/ли» не зависит от длины шинопровода с определенной долей погрешности, которая при условии аппроксимации соотношения ЛР./ди, выражением ЛР./ди.- ШТ$,2М., составляет 0Л+9%.

Рис.7. Графики зависимостей соотношения потерь мощности и потерь напряжения от номинальной мощности трансформатора при различной длине

др./ли.

:>.9

18

17

16

15

14

I 1

шинопровода

500

1000

I500 2000

2500

Ьш=0.01 км;^ф=0.5

■ Ьш=0.05км

■ Ьш=0.1км

■ 1дц=0.15км

• Ьш=0.25км

• и«=0.05км

• 011=0.1км

■ 1.111=0.15км

■ ии~0.25км ■1лн=0.01км^ф=1.5

■ Ьш~0.05км

• 1ли=0.1км

■ 1,1Н=0.15км

11и <).;5км !

■Ро\уег (1лн=0.1км) !

, кВА

Четвертая глава посвящена( анализу результатов эксперимента. Целью проводимого эксперимента является проверка, сделанного во второй главе вывода о возможности определения потерь мощности в радиальных электрических сетях по потерям напряжения, зная лишь параметры этой электрической сети, а именно номинальную мощность понижающего цехового трансформатора.

Для топ), чтобы правильно подобрать измерительный прибор с необходимым классом точности, нужно определить ожидаемый уровень потерь напряжения. Для трансформатора с 5МОМТ=1000 кВА потери напряжения ли изменяются в пределах 1^-4.5% от иц0М при изменении коэффициента загрузки к3=0.3+0.9 и коэффициента реактивной мощности tg<(>=0.5^ 2. При к3 трансформатора 1000 кНЛ меньше 0.4 потери напряжения меньше 1.5% от и,)ом. Соответственно еще

МСНЫНИМИ НО НШОШС1ШК1 К ППГруТКГ |'„ (>УДУ> >1 11<>1С|>11 МОЩИОСIII,

определение которых по предлагаемой методике нецелесообразно из-за предполагаемой большой погрешности.

Добиваясь нужной точности ( не менее 10%) определении птерь напряжения, необходимо оценить класс точности прибора, который елсдуег исполмовцть дли измерении напряжений но концам рассматриваемого участка сети с целью определения потерь мощности

Ли™ * 2лишк ' (9)

где лиЮ| - класс точности прибора; иц|К - полная шкала прибора; '-'пом " номинальное напряжение; 5Ли-относительная величина погрешности измерения потерь напряжения.

Например, для измерения потерь напряжения с точностью 10%, значении которых ожидаются 3% класс точности вольтметра не должен превышать 0.2. Классу точности 0.1 и 0.2 из всех вольтметров, пригодных для измерения напряжения в цепях переменного тока соответствуют приборы электродинамической системы. Следовательно, для проведения измерений выбираем вольтметры типа Д5055 с конечным значением диапазона измерений 300 В и ценой деления шкалы 1 В.

Эксперимент проводился в часы утреннего максимума с 9 до 14 часов. В качестве объекта эксперимента была выбрана одна из трансформаторных подстанций (а именно ТП-206), получающая питание от РП-200 ДМО ЗИЛ. Измерение напряжения на РП (до трансформатора) осуществлялось через измерительный трансформатор напряжения с коэффициентом трансформации ки=10000/100; измерение напряжения за трансформатором происходило непосредственно. Измерение токов, как на РП, так и за трансформатором осуществлялось через измерительные трансформаторы тока с коэффициентами трансформации кц = 150/5-на РП и к|2=2000/5- за трансформатором.

Рис.К. Графики зависимостей потерь мощностиЛР. и потерь напряжении ЛИ..полученных эксисримсшальным путем на ТП-206,РП-200

лр.,ли.

I---г--1---------4-----1----—

о о о о

гп О т О О ~ гЦ

; время.часы

Напряжение, измеренное на РП. необходимо принести к напряжению 0.38 кВ через имеющий место коэффициент трансформации кт= 10.5/0.38. Напряжение, измеренное из трансформатором, является фазным, поэтому, чтобы рассчитать потери напряжения, необходимо знать линейное напряжение, которое определяется, как

и2л = >/зи2ф- <|0>

Для контрольного расчета потерь мощности необходимо знать реальный ток, который находится, как произведение измеренной) тока на коэффициент трансформации измерительного трансформатора тока, а именно:

Ир-МП): 12р=к21*12 (11)

Расчет потерь мощности (в отн.ед.) осуществлялся но формуле:

АР* =

312 И

Р.,

(12)

17(е 1 ток со стороны ВН трансформатора; К - активное сопротивление сети, приведенное к 10 кВ; Р1Гакзнвная мощность. Потери напряжения (в отн.ед.) определялись как:

Ч 42

^н ом

ли*:

(13)

где 1)| - напряжение, измеренное па РП; напряжение,

измеренное за трансформатором, 1)1К)М~0.38 кВ-номинальнос напряжение сети.

На рис.8 приведены [рафики зависимостей потерь мощности ЛР. и потерь напряжения ди», подученные экспериментальным путем в цепи РП-200 на ТП-206. Среднее соотношение потерь мощности и потерь напряжения ДР./ли. , определенное но результатам эксперимента, составляет 0.436. Теоретически рассчитанное соотношение ЛР./ЛУ. по предлагаемой методике, а именно с использованием выражения ЛР. =[|.255„0о'йт]ли., составляет 0.444, что отличается от найденною путем эксперимента на 2%. Кроме того, по данным эксперимента была построена линия . среднеквадратичной регрессии, имеющая прямолинейный характер, уравнение которой имеет вид

ДР,=0.408ли.+0.001.

Целью пятой главы является определение математического ожидания соотношения потерь мощности и потерь напряжения при вероятностном характере задания нагрузки. В выражении соотношения потерь мощности и потерь напряжения АР./ли, (см. формулу I) величиной изменяющейся по вероятностному закону является коэффициент реактивной мощности который зависит в свою

очередь от другой случайной величины, а именно коэффициента загрузки к3 асинхронных двигателей, являющихся основными ЭП в СЭС ПП.

Представляет интерес оценка влияния вероятностных характеристик коэффициента реактивной мощности 1£ф на вероятностные характеристики, в частности, на математическое ожидание соотнон1сния потерь мощности и потерь напряжения М[ЛР./ди.]. Предположим, что за некоторый интервал времени Т график нафуэки стационарен, т.е. коэффициент реактивной мощности при номинальном напряжении облшост свойством стационарности, степень компенсации реактивной мощности С постоянна. Тогда математическое ожидание соотношения потерь мощности и потерь напряжения при равномерном законе распределения случайной величины определяется:

1ди.

I -С 1В<Р1 < 1 ( I > Г.2_____I I I; С1|Ф2(1 С) ^^

2 с2 1:30кч>2 1ВФ|) " 1 1 е18'Р|0 С)"

Для того, чтобы исследовать математическое ожидание соотношении пок-рь мощности и потерь напряжения М|ДР./Д11,|, необходимо определиться с лиана юном изменения М{1ёф1. Проведенные расчеты показали, что наибольшие возможные диапазоны изменения следующие: tgipi-~2.3s0.95 (при к,~0.2) и (^2=0.7^0.44 (при к-,-1). При таких границах изменения 1£<р| н (и>2 среднеквадратичное отклонение (с.к.о.) (цф может н тениться а|(£ф| -();<).4. При гт~0 и вышеизложенных

Рис.9. Графики зависимостей матожидания соотношения потерь мощности и потерь напряжения от матожидания 1в<{> при степени компенсации С=0 и ско=0-0.4 для сети только с трансформатором, для £>номт= 160-2500 кВЛ м|лр./ли.] 0.8

0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2

-160кВЛ -250кВЛ

- 400к ВЛ -бЗОкВА

- ЮООкВЛ

- 1600кВЛ -2500квЛ

М((6Ф1

0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 I 1.1 1.2 1.3 1.4

М|ЛР. 0.7

0:7 0.6 0.6 0.5 0.5 0.4 0.4 0.1 0.3 0.2

Рис.10. Графики зависимостей матожидания соотношения потерь мощности и потерь напряжения от матожидания при степени компенсации С=0.5 и ско=0-0.4 для сети только с трансформатором, для 8ц(>м-|.= 160-2500 кВЛ

./лил

-160кВЛ -250кВЛ -400кВА -бЗОкВА

- ЮООкВЛ

- 1600кВА -2500квЛ

М|1еч>1

0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 I 1.1 1.2 1.3 1.4

диапазонах изменения 1^<р| и 1ц<(>2 матожидание 1е<р имеет следующие лишения М|(^р|"0.7ч0.44; при о|^|>| 0.1 М|1§ф)И).Н7-»0.Ы; при а|18<р|=0.2 М|1еф1=1.05+0.79; при ст|1»«р|=0.3 МИйфМ .22*0.96; при ст11Кф|"0.4 М(1вф|-Т.4*1.1Э.

С помощью ПЭВМ были проведеЕШ расчеты математического ожидания соотношения потерь мощности и потерь напряжения М|ЛР./ди.1 для сети, содержащей только трансформатор и для сети, содержащей кпбель, трансформатор, шинонровод (при наибольшей возможной длине кабеля 1,к 1км, шинопровода 1.ш 0.1 км), дли трансформаторов различных номинальных мощностей $„омт= 160*2500 кВА для различных степеней компенсации реактивной мощности С=0+0.75, при изменении М^<р]=0.44* 1.4, соответствующей ст[1Вф]=0+0.4.

Па рис.9 и рис.10 изображены графики зависимостей М[ЛР./ди.]=Г(М^ф1) для сети, содержащей только трансформатор при вышеперечисленных условиях, при С=0 и С=0.5 соответственно. Анализ полученных зависимостей показал, что наибольшее влияние М|(£<р] на М[ЛР./ли,| (т.е. необходимость в учете вероятностного характера задания нагрузки) имеет место при больших степенях компенсации реактивной мощности, а именно при С>0,5 для всего исследуемого ряда с.к.о. о^ф] =0+0.4, для сети только с трансформатором; при маленьких степенях компенсации С=0*0.25 случайный характер (£ф необходимо учитывать при о^ф]=0.А и 0.4. Для сети, содержащей кабель, трансформатор, шинопровод, воздействие М^<р] на М[ДР,/ли.| аналогично, однако, степень этого влияния меньше.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Исследование параметров схемы замещения сети показало, что любой из параметров, а именно сопротивления трансформаторов Кт, Х| кабелей Кк, Хк и шинопроводов Х,„ в зависимости от

номинальной мощности трансформатора Зцомт допустимо аппроксимировать убывающей степенной функцией. Анализ диапазонов изменения параметров схемы замещения при различном сочетании ее элементов, а также при возможных наименьших и наибольших длинах кабеля и шинопровода дает возможность сделать вывод о том, что сопротивления кабеля (активное и реактивное) не оказывают никакого влияния на суммарное сопротивление схемы замещения. Влияние же сопротивления шинопровода неоднозначно и зависит от длины шинопровода, а именно, при длине Ьш>0.2 км сопротивление шинопровода становится соизмеримым с сопротивлением зрансформагора и соответственно оказывает существенное влияние на суммарное сопротивление схемы замещения электрической сети.

2. Из проведенных исследований отношений реактивных и активных сопротивлений схемы замещения в зависимости от номинальной мощности трансформатора S„OMT следует, что eT=XT/RT, eK=XK/RK, Е1и=Хш/Яш возможно представить возрастающей степенной функцией.

3.Для электрических сетей СЭС ПП, состоящих из кабельной линии, понижающего трансформатора и шинопровода, представленных радиальной схемой замещения, потери активной мощности с достаточной степенью точности возможно определять но потерям напряжения, зная лишь параметры исследуемой сети, а именно отношение суммарного реактивного и суммарного активного сопротивлений: АР„=[2 / (I + X¡¿ / Rj;)]aU.. При определении потерь мощности по потерям напряжения для участка, содержащего кабель и трансформатор необходимо знать лишь номинальную мощность понижающего цехового трансформатора SHOMT:

ДР. =[2/(1 + 0^3омт)]ди. =[!.25Sh°ó^t]aU..

■"♦.Установлено, что влияние статических характеристик на соотношение потерь мощности и потерь напряжения неоднозначно, как для различных видов СХ, так и для различных степеней компенсации реактивной мощности С и коэффициентов реактивной мощности tg<p, а именно: для крутых СХ при С>0.8 и tg(p>l неучет СХ может привести к погрешностям до 30% в зависимости от параметров исследуемой сети. При других степенях компенсации реактивной мощности и коэффициентах реактивной мощности, а также для пологих и средних СХ в учете СХ нет необходимости.

5. Разработанная методика определения потерь мощности по потерям напряжения магистральной сети СЭС ПП, позволяет при количестве присоединений магистрального шинопровода ШМЛ п>4, при коэффициенте реактивной мощности tgq>=0.5-H и длине шинопровода Luj>0.05 км определять потери мощности в магистральной сети по потерям напряжения, зная лишь номинальную мощность понижающего трансформатора, используя следующее соотношение ДР. = (Ш^ь2м)ди., при этом погрешность данного определения не превышает 9%.

6. Для проведения измерения потерь напряжения AlJ с целью дальнейшего определения но ним потерь мощности по предлагаемой методике расчетный ожидаемый уровень потерь напряжения должен быть больше 1.5%,что имеет место для трансформатора S,„)M| - 10(10 кНА при к, >0.4. В результате проведенного эксперимента получено, что усредненное соотношение AP./AU. составляет 0.436, что отличается от теоретически рассчитанного по формуле АР» -11.2Ís7,(о м г] Л I.J * >. 444 на 2%.

7. Получено расчетное выражение для определения математического ожидания соотношения потерь мощности и потерь напряжения М[ЛР./ли,1, а также исследовано влияние матожидания коэффициента реактивной мощности M{lg<pl на матожидание MIAP„/AU,|. Наибольшее влияние M[tg(p] на M[AP,/AU,1 имеет место при больших степенях компенсации реактивной мощности, а именно при С>0.5 для всего исследуемого рада с.к.о. a(tg(p|=0*0.4, для сети только с трансформатором; при маленьких степенях компенсации С=0+0.25 случайный характер tg<<> необходимо учитывать при a[tg(|>]=0.1 и 0.4. Дяя сети, содержащей кабель, трансформатор, шпнопропол, воздействие M[tg<p| на М[ДР,/ли.| аналогично, однако, степень этого влияния меньше.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Конюхова Е.Л., Петрова О.Г. Определение потерь мощности по потерям напряжения в системах электроснабжения и ремпредприятий // Вестник МЭИ.- 1997,- №5,- с.48-53.

2. Петрова Ц.Г. Определение потери мощности по потере напряжения в радиальных сетях с учетом характеристик нагрузки и других параметров электрической сети /Моск. энсргстич. ин-т.- Москва, 19%. - Пс.: ил.-Пиблиогр.: 1назв. Деп. й Информ шерго 20.02.96, №3437 >п%.

3. Петрова 11.1'. Определение потери мощности по потере напряжения в радиальных сетях с учетом характеристик нагрузки и других параметров электрической сети //Науч.-тсхн. конф. "Элсктроеберсженис, электроснабжение, эдсктрооборудованис".Те з. докл.-М., 1996г.- с.54-55.

п«*- /м

Заказ

Тираж ¡СО

Типография МЭИ, Красноказарменная, 13,

ВВЕДЕНИЕ.

1. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

1.1. Описание объекта исследования и параметров схемы замещения

1.2. Анализ параметров схемы замещения при различном сочетании ее элементов.

1.3. Анализ диапазона изменения отношений реактивных и активных сопротивлений схемы замещения при различном сочетании ее элементов

1.4. Исследование относительных потерь напряжения в активном и реактивном сопротивлении схемы замещения при различном сочетании ее элементов

Выводы по первой главе

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ ПО ПОТЕРЯМ НАПРЯЖЕНИЯ В РАДИАЛЬНЫХ СЕТЯХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМПРЕДПРИЯТИЙ

2.1. Определение соотношения потерь мощности АР* и потерь напряжения AU*

2.2. Оценка степени влияния различных факторов на соотношение AP*/AU*

2.3. Определение потерь мощности по потерям напряжения с учетом статических характеристик нагрузки.

Выводы по второй главе.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ ПО ПОТЕРЯМ НАПРЯЖЕНИЯ В МАГИСТРАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

3.1. Описание объекта исследования

3.2. Определение соотношения потерь мощности АР* и потерь напряжения AU* в магистральной электрической сети

3.3. Исследование потерь мощности АР* в магистральной электрической сети

3.4. Исследование потерь напряжения AU* в магистральной электрической сети .л.

3.5. Исследование соотношения потерь мощности и потерь напряжения в магистральной электрической сети AP*/AU*

Выводы по третьей главе

4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА.

4.1. Подбор приборов для проведения эксперимента

4.2. Представление результатов эксперимента

4.3. Обработка результатов эксперимента.

4.4. Построение уравнения прямой линии среднеквадратичной регрессии по полученным данным

Выводы по четвертой главе

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ ПО ПОТЕРЯМ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ВЕРОЯТНОСТНОМ ХАРАКТЕРЕ ЗАДАНИЯ НАГРУЗКИ

5.1. Исследование зависимости коэффициента реактивной мощности tgtp от коэффициента загрузки к3 асинхронного двигателя

5.2. Определение математического ожидания соотношения потерь мощности и потерь напряжения M[AP*/AU*].

Выводы по пятой главе

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

Актуальность проблемы. Потери активной мощности в электрических сетях являются одной из важнейших характеристик расхода электроэнергии, которые определяют эффективность работы как энергосистем, так и систем электроснабжения промпредприятий. Одним из резервов повышения эффективности работы систем электроснабжения промпредприятий (СЭС ГШ), является более обоснованный учет фактических значений потерь мощности в питающих (на 10 кВ) и в распределительных (на 0.38 кВ) сетях, который необходим как для повышения достоверности балансовых расчетов электроэнергии, так и для выбора мероприятий и рекомендаций по снижению потерь.

Н а данном этапе развития энергетики предъявляются все более жесткие требования к системе определения потерь мощности, трудности в учете и контроле которых связанны с вероятностно определенной или неопределенной исходной информацией. Все это требует постоянного совершенствования методических подходов к решению данной проблемы.

Потери активной мощности на передачу в настоящее время определяются в основном, как разность достаточно близких величин, а именно - отпуска электроэнергии с шин источника питания (ИП) и полезного отпуска электроэнергии потребителям. Это приводит к значительным ошибкам в учете потерь мощности, связанных, во-первых, с относительно большой погрешностью счетчиков, из-за чего не может быть достигнута необходимая точность результатов и, во-вторых, недостаточным количеством счетчиков в системах электроснабжения промпредприятий. Непосредственные измерения потерь мощности также крайне затруднительны. Наиболее удобным является измерение величины, пропорциональной потерям мощности, а именно, потерь напряжения. Измерение уровней напряжения в системах электроснабжения проводится гораздо более точно и масштабно: на источнике питания, на трансформаторных подстанциях и на зажимах электроприемников.

Вопросам определения потерь мощности по потерям напряжения посвящено много исследований, однако в некоторых из них рассматриваются сельские электрические сети [23], в других обособленно исследуется соотношение потерь мощности и потерь напряжения в распределительных сетях 0.4 кВ [13]. Между тем, необходимо рассматривать систему электроснабжения промпредприятия от источника питания до зажимов электроприемника как единый комплекс.

На основе вышеизложенного можно сделать вывод об актуальности исследования вопросов, посвященных определению потерь мощности по потерям напряжения в системах электроснабжения промпредприятий напряжением 10 и 0.4 кВ при детерминированном и вероятностном характере задания нагрузки.

Цель и задачи работы. Настоящая работа выполнена с целью разработки метода определения потерь мощности по потерям напряжения в радиальных и магистральных сетях СЭС ПП с использованием параметров сети, детерминированных и вероятностных параметров нагрузки, а также учетом и без учета статических характеристик электропотребителей.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Анализ пределов изменения основных параметров элементов схемы замещения реальной системы электроснабжения промпредприятий, содержащей кабель, трансформатор, ишнопровод (Shomt=160^2500kBA)3 а также характера зависимостей этих параметров от номинальной мощности понижающего цехового трансформатора.

2. Создание методики определения потерь мощности по потерям напряжения в радиальных и магистральных сетях системы электроснабжения промпредприятий.

3. Анализ степени влияния различных параметров, а именно * параметров сети, параметров нагрузки, статических характеристик нагрузки на точность определения потерь мощности по потерям напряжения.

4. Определение соотношения относительных потерь мощности и потерь напряжения при вероятностном характере задания нагрузки.

Методика проведения исследований. Исследования, проведенные в диссертационной работе, базируются на использовании методов математического моделирования электрических сетей СЭС ПП, ряда положений электротехники и основ электроснабжения. В работе использовалась теория вероятностей. При решении поставленных в работе задач расчеты проводились на ПЭВМ.

Предложенные в диссертационной работе выводы основаны на обработке расчетных и экспериментальных материалов, полученных на действующих предприятиях и подтвержденных в производственных условиях. Обоснованность и достоверность научных положений, выводов, и рекомендаций обеспечивается сопоставлением результатов, полученных с использованием различных методов.

Научная новизна.

1. Установлено, что любой из параметров схемы замещения электрической сети СЭС ПП может быть представлен уравнением степенной функции в зависимости от номинальной мощности трансформатора с соответствующим показателем степени.

2. Показано, что для электрических сетей СЭС ПП, состоящих из кабельной линии, понижающего трансформатора и шинопровода, представленных радиальной схемой замещения, потери активной мощности с достаточной степенью точности возможно определять по потерям напряжения, зная лишь параметры исследуемой сети, а именно отношение суммарного реактивного и суммарного активного сопротивлений: ЛР*=[2 / (1 + Х^ / R£)]aU*. Установлено, что при определении потерь мощности по потерям напряжения для участка, содержащего кабель и трансформатор необходимо знать лишь номинальную мощность понижающего цехового трансформатора SHOMT:

AU*. j-0.15

АР* = [2 / (1 + 0.5Sg3OMT)]AU* = [l.25SHопт

3. Рассмотрены и выявлены особенности влияния различных видов статических (СХ) электроприемников на соотношение потерь мощности и потерь напряжения, а также различных степеней компенсации реактивной мощности и коэффициентов реактивной мощности tgq>, а именно: для крутых СХ при С>0.8 и tgq>>l неучет СХ может привести к погрешностям до 15+30% в зависимости от параметров исследуемой сети. При других степенях компенсации реактивной мощности и коэффициентах реактивной мощности, а также для пологих и средних СХ в учете СХ при определении потерь мощности по потерям напряжения нет необходимости.

4. Разработана методика определения потерь мощности по потерям напряжения магистральной сети СЭС ПП, позволяющая при количестве присоединений ШМА п>4. при коэффициенте реактивной мощности tg<p=0.5+l и длине шинопровода Ьш>0.05 км определять потери мощности в магистральной сети по потерям напряжения, зная лишь номинальную мощность понижающего трансформатора, используя следующее

О 9 соотношение АР» = (1.8ShoM)AU*, при этом погрешность данного определения не превышает 9%.

5. Получено расчетное выражение для определения математического ожидания соотношения потерь мощности и потерь напряжения M[AP*/AU*], а также исследовано влияние матожидания коэффициента реактивной мощности M[tgcp] на матожидание соотношения потерь мощности и потерь напряжения M[AP*/AU»].

Практическая ценность работы.

Предложенные методики определения потерь мощности по потерям напряжения позволяют повысить достоверность балансовых расчетов электроэнергии, а также дают возможность более обоснованно рекомендовать мероприятия по снижению потерь и экономии электроэнергии.

Реализация работы.

Предложенные методики определения потерь мощности по потерям напряжения, а также разработанные практические рекомендации внедрены на производственном объединении AM О ЗИЛ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических семинарах и заседании кафедры ЭПП МЭИ, научно-технической конференции "Электросбережения, электроснабжение, электрооборудование" в г. Новомосковске в ноябре 1996г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано три печатные работы.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 149 страницах машинописного текста, содержит 26 таблиц, 100 иллюстраций, список использованной литературы включает 55 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, акта о внедрении.

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. Исследование параметров схемы замещения сети показало, что любой из параметров, а именно сопротивления трансформаторов RT, Хт кабелей RK, Хк и шинопроводов Rm, Хш в зависимости от номинальной мощности трансформатора SH0MT допустимо аппроксимировать убывающей степенной функцией. Анализ диапазонов изменения параметров схемы замещения при различном сочетании ее элементов, а также при возможных наименьших и наибольших длинах кабеля и шинопровода дает возможность сделать вывод о том, что сопротивления кабеля (активное и реактивное) не оказывают никакого влияния на суммарное сопротивление схемы замещения. Влияние же сопротивления шинопровода неоднозначно и зависит от длины шинопровода, а именно, при длине Ьш>0.2 км сопротивление шинопровода становится соизмеримым с сопротивлением трансформатора и соответственно оказывает существенное влияние на суммарное сопротивление схемы замещения электрической сети.

2. Из проведенных исследований отношений реактивных и активных сопротивлений схемы замещения в зависимости от номинальной мощности трансформатора SHOMT следует, что eT=XT/RT, &K=XK/RK. еш=Хш^ш возможно представить возрастающей степенной функцией.

3. Для электрических сетей СЭС ПП, состоящих из кабельной линии, понижающего трансформатора и шинопровода, представленных радиальной схемой замещения, потери активной мощности с достаточной степенью точности возможно определять по потерям напряжения, зная лишь параметры исследуемой сети, а именно отношение суммарного реактивного и суммарного активного сопротивлений: АР*=[2 / (I + Х^ / R^jAU*. При определении потерь мощности по потерям напряжения для участка, содержащего кабель и трансформатор необходимо знать лишь номинальную мощность понижающего цехового трансформатора SHOMT:

АР* = [2 / (1 + 0.5Shqmt)|AU* = [L25S^6MT]AU*,

4. Установлено, что влияние статических характеристик на соотношение потерь мощности и потерь напряжения неоднозначно, как для различных видов СХ, так и для различных степеней компенсации реактивной мощности С и коэффициентов реактивной мощности tgcp, а именно: для крутых СХ при С>0.8 и tgcp>l неучет СХ может привести к погрешностям до 15*30% в зависимости от параметров исследуемой сети. При других степенях компенсации реактивной мощности и коэффициентах реактивной мощности, а также для пологих и средних СХ в учете СХ нет необходимости.

5. Разработанная методика определения потерь мощности по потерям напряжения магистральной сети СЭС ПП, позволяет при количестве присоединений магистрального шинопровода ШМА п>4, при коэффициенте реактивной мощности tgq>=0.5*l и длине шинопровода Ьш>0.05 км определять потери мощности в магистральной сети по потерям напряжения, зная лишь номинальную мощность понижающего трансформатора, используя следующее соотношение

О 9

АР* = (1.8SH oM)AU*. при этом погрешность данного определения не превышает 9%.

6. Для проведения измерения потерь напряжения AU с целью дальнейшего определения по ним потерь мощности по предлагаемой методике расчетный ожидаемый уровень потерь напряжения должен быть больше 1.5%,что имеет место для трансформатора SHOMT=1000 кВА при к3 >0.4. В результате проведенного эксперимента получено, что усредненное соотношение AP*/AU* составляет 0.436, что отличается от теоретически рассчитанного по формуле АР* =

2%. 1 i.ZJ3HOMT

AU* =0.444 на

7. Получено расчетное выражение для определения математического ожидания соотношения потерь мощности и потерь напряжения М[ЛР*/ди*], а также исследовано влияние матожидания коэффициента реактивной мощности Mftgcp] на матожидание М[АР*/ди*]. Наибольшее влияние M[tg<p] на M[AP*/AU*] имеет место при больших степенях компенсации реактивной мощности, а именно при С>0.5 для всего исследуемого рада с.к.о. a[tgcp]=0*0.4, для сети только с трансформатором; при маленьких степенях компенсации 0=0*0.25 случайный характер tgcp необходимо учитывать при a[tg<p]=0.l и 0.4. Для сети, содержащей кабель, трансформатор, шинопровод, воздействие М [tgcp] на М[ДР*/ди*] аналогично, однако, степень этого влияния меньше.

1. Баркан Я.Д., Маркушевич Н.С. Использование статистической информации о качестве напряжения в электрических сетях. . М.: Энергия, 1972. - 119 с.

2. Бессмертный И.С. Схемы городских электрических сетей. -М.: Изд-во Минком.хоз РСФСР, 1963.

3. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969.

4. Глазунов А.А., Глазунов А.А. Электрические сети и системы. -М.: Госэнергоиздат, 1960. 360 с.

5. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 1977. - 479 с.

6. Головкин П.И. Энергосистема и потребители электрической энергии. М.; Энергия, 1979. - 368 с.

7. Гуревич Ю.Е., Либова Л.Е., Об определении характеристик нагрузки по напряжению методом пассивного эксперимента.// Электричество, 1972, N2, с.21-24.

8. Гуревич Ю.Е., Либова Л.Е. Обобщение статической характеристики нагрузки реактивной мощности в функции напряжения.// Электричество, 1975, N12, с. 48-50.

9. Гуревич Ю.Е., Хачатрян Э.А. Расчет статических характеристик крупных узлов нагрузки с использованием типовых параметров. М.: Всесоюзный институт повышения квалификации руководящих работников и специалистов, 1980. - 30 с.

10. Дирепаскин В.П., Курсков В.И., Мерпорт Э.И. Сравнение методик расчета потерь электроэнергии в питающих сетях// Электрические станции, 1983, N1, с.42-44.

11. Ермилов А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1983.

12. Жежеленко И.В., Рабинович М.Л., Бошко В.М. Качество электроэнергии на промышленных предприятиях. Киев: Техника, 1971.

13. Железко Ю.С. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях. М.: Энергоатомиздат, 1989.

14. Иванов B.C., Соколов В.И. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1987.

15. Карпов Ф.Ф. Расчет городских распределительных сетей. -М.: Энергия, 1968.

16. Качество электроэнергии в сетях промышленных предприятий. Материалы конференции. М.: МДНТП, 1977.

17. Керного В.В., Поспелов Г.Е., Федин В.Т. Местные электрические сети. Минск.: Вышэйшая школа, 1982.

18. Клебанов Л.Д. Вопросы методики определения и снижения потерь электроэнергии в сетях. Л.: ЛГУ, 1973.

19. Конюхова Е.А. Исследование влияния статических характеристик нагрузки на потери мощности и напряжения в системе электроснабжения промпредприятия// Промышленная энергетика, 1995, №9.

20. Конюхова Е.А., Петрова Е.Г. Определение потерь мощности по потерям напряжения в системах электроснабжения промпредприятий. // Вестник МЭИ, 1997, №5, с.48-53.

21. Копытов Ю.В., Чуланов Б.А. Экономия электрической энергии в промышленности. Справочник. М.: Энергия, 1978.

22. Котельников О.И. Оптимизация регулирования напряжения в системах электроснабжения машиностроительных предприятий. Автореф. Дис. Канд. Техн. Наук. Горький, 1975.

23. Левин М.С., Лещинская Т.Б. Влияние разветвленности сети на соотношение потерь напряжения и потерь мощности в ней. // Электрические станции, 1997, №4, с. 44-46.

24. Либова Л.Е. Статистический метод определения регулирующих эффектов нагрузки по напряжению. В кн.: Тр. ВНИИЭ. Вып. 46.

25. Лид ее А.Я. Коэффициент мощности бытового эл е ктро пот ребл е н и я. // П ром ы шл е иная энергетика, 1968, N4, с.4-7.

26. Лисеев Н.С., Унгер А.П. Методика обработки контрольных замеров в энергосистеме.// Электричество, 1979, N2, с.18-22.

27. Маркман Г.З. Вопросы управления качеством электроэнергии по отклонениям напряжения в электрических распределительных сетях. -В кн.: Применение математических методов и вычислительной техники в энергосистемах. Вып.1. Томск: 1977, с.87-92.

28. Маркович И.М. Режимы электрических систем.-М.: Энергия, 1964.

29. Маркушевич Н.С. Автоматизированное управление режимами электросети 6-20 кВ. М.: Энергия, 1980. - 207 с.

30. Маркушевич Н.С., Соддаткина Л.А. Качество напряжения в городских электрических сетях. М.: Энергия, 1975. - 255 с.

31. Маркушевич Н.С. Регулирование напряжения и экономия электроэнергии. М.: Энергоатомиздат, 1984.

32. Мельников Н.А., Соддаткина Л.А. Регулирование напряжения в электрических сетях, М.: Энергия, 1968. - 152 с.

33. Мирпорт Э.И., Арнов В.Г. Некоторые вопросы экспериментального и расчетного определения регулирующего эффекта нагрузки по частоте и напряжению.//Элекгрические станции, 1969, N1, с.32-34.

34. Петрова Е.Г. Определение потери мощности по потере напряжения в радиальных сетях с учетом характеристик нагрузки и других параметров электрической сети. М., 1996 г., - 11с- Деп. в АО *Информэнерго", 20.02.96, №3437 эп96.

35. Повышение качества электрической энергии в промышленник электрических сетях. Материалы конференции. М.; МДНТП, 1982.

36. Поспелов Г.Е., Сыч Н.М. Потери мощности и энергии в электрических сетях.-М.: Энергоиздат, 1981. 215 с.

37. Потери электроэнергии в электрических сетях энергосистемы/Под ред. Казанцева В.Н. М.: Энергоатомиздат, 1983.

38. Поярков КМ. Регулирование напряжения в электрических сетях сельских районов. г М.: Энергия, 1965.

39. Правила устройства электроустановок/Минэнерго СССР -6-изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1985.

40. Проектирование и эксплуатация систем электроснабжения промышленных предприятий. Материалы конференции. М.: МДНТП, 1984.

41. Проектирование промышленных электрических сетей./Крупович В.И., Ермилов А.А., Иванов B.C., Крупович Ю.В. М.: Энергия, 1979.

42. Сербиновский Г.В., Федосенко Р.Я. Электрические нагрузки жилых зданий.//Электрические станции, 1966, N8.

43. Справочник по электропотреблению в промышленности/под ред. Минина Г.П. и Копытова Ю.В. М.: Энергия, 1978.

44. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей. М.: Госэнергоиздат, 1963.

45. Указания по определению электрических нагрузок в промышленных установках. Инструктивные указания по проектированию электрических промышленных установок. ГПИ ТП ЭП, 1968, N6.

46. Федорова И.А. О влиянии некоторых химических производств на статические характеристики узлов нагрузки энергетических систем.//Известия ВУЗов СССР. Энергетика, 1964, N7, с.88-92.

47. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества энергии в электрических сетях. Киев.: Наукова Думка, 1985.

48. Щиголев Б.М. Математическая обработка наблюдений. -М.:Физматгиз, 1962.

49. Щербина Ю.В., Бойко Н.Д., Бутенко А.Н. Снижение технологического расхода электроэнергии в электрических сетях. -Киев:- 150 -Техника, Техника, 1981.

50. Экономия энергии в электрических еетях./Под ред. Качановой Н.А. и Щербины Ю.В. Киев: Техника, 1986.

51. Электрические системы, т.2. Электрические сети/Под ред. В.А. Веникова.-М.: Высшая школа, 1971. 437 с.

52. Электротехнический справочник: В 3 т. Т. 3. В 2 кн. Кн. 1. Производство и распределение электрической энергии (Под общ. ред. профессоров МЭИ: И. Н. Орлова (гл. ред.) и др.) 7-е изд; испр. и доп. -М.: Энергоатомиздат, 1988.-880 е.: ил.

53. Charles Т. Huddkeston. Robert P. Broadwater. Reconfiguration Algorithm for Minimizing Losses in Radial Electric Distribution Systems. -Electric Power Systems Research,1990, N18, p. 31-34.

54. S.D.Kellogg and W.Mack Grady. A Linearized Procedure for Voltage Control. Electric Power Systems Research, 1990, N18, p. 23-26.

55. David W. Reardon Control of reactive power in distribution systems with an end-load and fixed load condition. Trasactions on Power Apparatus and Systems, 1985. N10, p. 15-17.

56. Утверждаю иректор АМО ЗИЛ Титов A.M. 1997г.

57. АКТ ВНЕДРЕНИЯ результатов диссертационной работы ПЕТРОВОЙ Е.Г. "Определение потерь мощности по потерям напряжения в системах электроснабжения промышленных предприятий "

58. Разработанные методики реализованы при определении потерь мощности по потерям напряжения в питающих (на 10 кВ) и цеховых сетях (на 0.4 кВ) Механосборочного корпуса автозавода им. Лихачева (МСК ЗИЛ).

59. С этой целью были проведены исследования параметров схемы замещения системы электроснабжения МСК, а также измерения потерь напряжения в питающих и цеховых сетях.

60. Получены также расчетные выражения для определения математического ожидания соотношения потерь мощности и потерь напряжения при вероятностном характере задания нагрузки.