Мероприятия по снижению потерь мощности и электроэнергии

По своей физической сущности, с точки зрения производства, передачи и потребления, потери электроэнергии ничем не отличаются от энергии, полезно отпущенной потребителям. Основным экономическим показателем при оценке потерь является стоимость электроэнергии. Потери электроэнергии оказывают существенное отрицательное влияние на технико-экономические показатели сети, так как их стоимость включается и в приведенные затраты, и в годовые эксплуатационные расходы.

Необходимо отчетливо представлять, что любое техническое мероприятие, направленное на снижение потерь, требует затрат, и поэтому речь должна идти не о всемерном их снижении, а о достижении оптимального уровня потерь. Ведь увеличение стоимости сети почти всегда приводит к снижению потерь, и наоборот, в случае меньших капиталовложений потери растут. Проектирование сетей ведется обычно таким образом, чтобы обеспечить оптимальное соотношение между затратами на сеть и потерями электроэнергии. Однако со временем в связи с ростом нагрузок потери электроэнергии увеличиваются, и это соотношение не сохраняется. Отсюда вытекает необходимость контроля за потерями и расчета потерь как одного из важнейших показателей экономич-ности работы сети.

Все мероприятия по снижению потерь можно разбить на две группы: организационные и технические.

Организационные мероприятия не требуют существенных дополнительных затрат труда, материалов или денежных средств, например, повышение уровня напряжения путем его регулирования существующими средствами, сокращение сроков и повышение качества ремонта оборудования энергосистем, отключение на предприятиях в ночное время и праздничные дни большинства силовых трансформаторов, выравнивание годовых и суточных графиков нагрузок при том же электропотреблении и др.

Выравнивание графиков нагрузок направлено на упорядочение технологических процессов производства и повышение их ритмичности, приводит к существенному снижению потерь активной мощности и электроэнергии, а также к уменьшению суммарного максимума нагрузки энергосистемы. При этом уменьшается потребность в электростанциях.

Организационные мероприятия по снижению потерь бесспорны по своей целесообразности и не нуждаются в дополнительном обосновании.

На технические мероприятия требуются, как правило, существенные дополнительные затраты. Сводятся эти мероприятия к следующему: перевод сети на более высокое номинальное напряжение, применение проводов большей площади сечения (снижение сопротивления), замена перегруженных и недогруженных трансформаторов (также снижение сопротивления), установка компенсирующих устройств – так называемая компенсация реактивной мощности.

Целесообразность технических мероприятий по снижению потерь должна обосновываться соответствующими экономическими расчетами.

6. Сравнительная эффективность вариантов развития

электрической сети

Для сравнительной экономической оценки вариантов (при выполнении данной курсовой работы – выбора схемы одно- или двухстороннего питания сети напряжением 10 кВ) в качестве одного из показателей используются суммарные дисконтированные приведенные затраты, представляющие собой сумму капиталовложений и издержек за срок службы объекта [3]:

, (42)

где К_t – капитальные затраты в год t;

И_t – эксплуатационные издержки в год t;

Е_н.п – норма дисконта;

t – текущие годы строительства и эксплуатации объекта;

Т_расч – срок службы объекта; дисконтированные затраты приводятся к началу расчетного периода (t = 1).

Норма дисконта, выраженная в долях единицы или в процентах в год, является основным экономическим нормативом, используемым при оценке эффективности инвестиционных проектов. Различаются следующие нормы дисконта: коммерческая, участника проекта, социальная (общественная) и бюджетная. При выполнении курсовой работы следует использовать коммерческую норму дисконта, которая устанавливается в соответствии с требованиями минимально допустимой доходности вкладываемых средств. В отечественной практике норму дисконта рекомендуется оценивать исходя из средней европейской депозитной ставки банков на уровне 8 – 12 % [3].

Развитие электрической сети во всех сравниваемых вариантах должно рассматриваться за один и тот же период времени. Учитывая, что условия работы и режимы электрической сети подвержены существенным изменениям во времени, целесообразно рассматривать в качестве расчетного периода Т_расч не срок службы объекта, а временной уровень, на который разрабатывается проект. Для распределительной сети расчетный срок равен 5 – 8 годам.

Эксплуатационные издержки можно рассматривать из трех слагаемых: затраты на возмещение потерь электроэнергии в электрических сетях, отчисления на амортизацию оборудования сети, расходы на текущий ремонт и обслуживание элементов сети.

Годовые эксплуатационные издержки определяют по формуле:

, (43)

где β – цена электроэнергии, β = 2,5 р./(кВт·ч);

– годовые потери электроэнергии в рассматриваемых элементах сети, кВт·ч;

k_а_i – коэффициент амортизации для i-го элемента сети (принять для трансформаторов и воздушных линий на железобетонных опорах k_р_i равным 5 %);

k_рем_i – отчисления на обслуживание и текущий ремонт для i-го элемента сети (для трансформаторов k_рем_i равен 5,5 %, для воздушных линий – 0,8 %);

К_i – капиталовложения в рассматриваемый элемент.

Сравнивая варианты выполнения сети и выбирая экономически наиболее целесообразный из них, проектируемую сеть следует рассматривать как комплексное сооружение, содержащее линии и подстанции. Оптимальный вариант выбирается на основании технико-экономического расчета. Экономически наиболее выгодным является вариант с наименьшими суммарными дисконтированными приведенными затратами. В первую очередь добиваются технической равноценности вариантов (удовлетворение технических требований и требований надежности), а затем из них выбирают экономически оптимальный. В случае, когда затраты, подсчитанные для двух вариантов, оказались приблизительно одинаковыми, следует предпочесть тот вариант, который представляет наибольшие возможности для развития в будущем.

7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ И

ПОДГОТОВКИ К ЗАЩИТЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

1) Категории электроприемников и обеспечение их надежности.

2) Поясните, используя векторную диаграмму, потери и падение напряжения в линии.

3) Какие допущения принимаются при расчете распределительных сетей напряжением 0,4 кВ?

4) Поясните схему замещения распределительной сети.

5) Как определить расчетное сечение проводника для магистрали электрической сети?

6) Как определить потери активной и реактивной мощности в трансформаторах?

7) Поясните основные параметры линий и силовых трансформаторов.

8) Расшифруйте условное обозначение типа трансформатора, выбранного для трансформаторной подстанции.

9) По каким критериям производится выбор мощности трансформатора одно- и двухтрансформаторной подстанции?

10) По каким критериям производится выбор проводов для электрической сети?

11) По каким критериям и как осуществляется проверка выбранного сечения провода?

12) Что понимается под экономической площадью сечения провода и под нормированным значением экономической плотности тока?

13) Что понимается под эквивалентным током линии?

14) Что понимается под временем использования максимума нагрузки и временем максимальных потерь?

15) Что понимается под установившимся отклонением напряжения?

16) Поясните достоинства и недостатки одно- и двухсторонней схем питания.

17) В чем отличия при расчете одно- и двухсторонней схем питания электрической сети?

18) Как определить точку потокораздела мощности для двухсторонней схемы питания?

19) Как определить потери электрической энергии в линии?

20) Как определить потери электрической энергии в трансформаторах?

21) Из каких составляющих складываются годовые приведенные затраты в электрических сетях?

22) По каким критериям выбирается рациональный вариант питания электрической сети?

Библиографический список

1. Комякова Т. В. Расчет распределительных сетей / Т. В. Комякова, И. А. Кремлев / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2006. 34 с.

2. Герасименко А. А. Передача и распределение электрической энергии: Учеб. пособие / А. А. Герасименко, В. Т. Федин. Ростов-на-Дону: Феникс, 2008. 715 с.

3. Справочник по проектированию электрических сетей / Под ред. Д. Л. Файбисовича. М., 2005. 320 с.

4. Правила устройства электроустановок. М.: Норматика, 2012. 464 с.

5. ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Минск, 1997. 31 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Характеристики многопроволочных проводов

Тип провода	Удельное сопротивление, Ом/км	Допустимый ток, А
r₀	x₀ при напряжении сети
0,4 кВ	10 кВ
АС-16	1,98	0,346	0,391
АС-25	1,28	0,332	0,377
АС-35	0,92	0,322	0,366
АС-50	0,64	0,311	0,355
АС-70	0,46	0,296	0,341
АС-95	0,34	0,287	0,332
АС-120	0,27	-	0,324
АС-150	0,21	-	0,319
АС-185	0,17	-	0,313

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Характеристики силовых масляных трансформаторов

Тип трансформатора	Номинальная мощность S_тр, кВ·А	Потери, кВт	u_к, %	I_х, %	Схема и группа соединения обмоток
P_х	P_к
ТМ-25/10 ТМ-40/10 ТМ-63/10 ТМ-100/10 ТМ-160/10 ТМ-250/10 ТМ-320/10 ТМ-400/10 ТМ-630/10 ТМ-1000/10 ТМ-1600/10 ТМ-2500/10		0,13 0,19 0,26 0,36 0,41 0,82 0,91 1,05 1,56 2,45 2,55 4,6	0,6 1,0 1,28 1,97 2,5 3,7 6,2 5,5 7,6 12,2 18,0 26,0	4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 5,5 4,5 5,5 5,5 5,5 5,5	3,2 3,0 2,8 2,6 2,4 2,3 0,7 2,1 2,0 1,4 1,2 1,0	Y/Y-0 Y/Y-0 Y/Y-0 Y/Y-0 Y/Y-0 Y/Y-0 Y/Y-0 Y/Y-0 Y/Y-0 Y/Y-0 Y/Y-0 Y/Y-0