-
- Потери электроэнергии – один из важнейших экономических показателей электросетевого предприятия. Их величина отражает техническое состояние и уровень эксплуатации всех передаточных устройств, состояние систем учета и метрологическое обеспечение парка измерительных приборов, эффективность энергосбытовой деятельности.
- В международной практике принято считать, что относительные общие потери электроэнергии при ее передаче и распределении удовлетворительны, если они не превышают 4-5%. Потери электроэнергии на уровне 10% оценивают как максимально допустимые с точки зрения физики передачи по сетям.
- Потерей напряжения ΔU называют разность напряжений в начале и конце линии (участка линии). Потерю напряжения ΔU принято определять в относительных единицах – по отношению к номинальному напряжению. Аналитически потеря напряжения определена формулой:
-
- где P – активная мощность, кВт;
- Q – реактивная мощность, кВАр;
- Uном – номинальное напряжение, кВ;
- ro – активное сопротивление линии, Ом/км;
- xo – индуктивное сопротивление линии, Ом/км;
- l – длина линии, км.
- Значения активного и индуктивного сопротивлений (Ом/км) для воздушных линий даны в справочных таблицах. Активное сопротивление 1 км алюминиевых (марки А) и сталеалюминевых (марки АС) проводников можно определить также по формуле:
-
- где F – поперечное сечение алюминиевого провода или сечение алюминиевой части провода АС, мм2 (проводимость стальной части провода АС не учитывают).
- Согласно ПУЭ («Правилам устройства электроустановок»), для силовых сетей отклонение напряжения от нормального должно составлять не более ± 5 %, для сетей электрического освещения промышленных предприятий и общественных зданий – от +5 до – 2,5%, для сетей электрического освещения жилых зданий и наружного освещения ±5%. При расчете сетей исходят из допустимой потери напряжений.
- Учитывая опыт проектирования и эксплуатации электрических сетей, принимают следующие допустимые величины потери напряжений: для низкого напряжения – от шин трансформаторного помещения до наиболее удаленного потребителя – 6%, причем эта потеря распределяется примерно следующим образом: от станции или понизительной трансформаторной подстанции и до ввода в помещение в зависимости от плотности нагрузки – от 3,5 до 5 %, от ввода до наиболее удаленного потребителя – от 1 до 2,5%, для сетей высокого напряжения при нормальном режиме работы в кабельных сетях – 6%, в воздушных– 8%, при аварийном режиме сети в кабельных сетях – 10 % и в воздушных– 12 %.
- Считают, что трехфазные трехпроводные линии напряжением 6–10 кВ работают с равномерной нагрузкой, т. е что каждая из фаз такой линии нагружена равномерно. В сетях низкого напряжения из-за осветительной нагрузки добиться равномерного ее распределения между фазами бывает трудно, поэтому там чаще всего применяют 4-проводную систему трехфазного тока 380/220 В. При данной системе электродвигатели присоединяют к линейным проводам, а освещение распределяется между линейными и нулевым проводами. Таким путем уравнивают нагрузку на все три фазы.
- При расчете можно пользоваться как заданными мощностями, так и величинами токов, которые соответствуют этим мощностям. В линиях, которые имеют протяженность в несколько километров, что, в частности, относится к линиям напряжением 6–10 кВ, приходится учитывать влияние индуктивного сопротивления провода на потерю напряжения в линии.
- Для подсчетов индуктивное сопротивление медных и алюминиевых проводов можно принять равным 0,32–0,44 Ом/км, причем меньшее значение следует брать при малых расстояниях между проводами (500–600 мм) и сечениях провода выше 95 мм2, а большее – при расстояниях 1000 мм и выше и сечениях 10–25 мм2.
- Потеря напряжения в каждом проводе трехфазной линии с учетом индуктивного сопротивления проводов подсчитывается по формуле:
-
- Первый член в правой части представляет собой активную, а второй член в левой части – реактивную составляющую потери напряжения.
- Порядок расчета линии электропередачи на потерю напряжения с проводами из цветных металлов с учетом индуктивного сопротивления проводов следующий:
- 1. Задаемся средним значением индуктивного сопротивления для алюминиевого или сталеалюминевого провода в 0,35 Ом/км;
- 2. Рассчитываем активную и реактивную нагрузки P, Q;
- 3. Подсчитываем реактивную (индуктивную) потерю напряжения:
-
- 4. Допустимая активная потеря напряжения определяется как разность между заданной потерей линейного напряжения и реактивной:
-
- 5. Определяем сечение провода s, мм2:
-
- где γ – величина, обратная удельному сопротивлению (γ = 1/ro – удельная проводимость).
- 6. Подбираем ближайшее стандартное значение s и находим для него по справочной таблице активное и индуктивное сопротивления на 1 км линии (ro, хо);
- 7. Подсчитываем уточненную величину потери напряжения по формуле:
-
- Полученная величина не должна быть больше допустимой потери напряжения. Если же она оказалась больше допустимой, то придется взять провод большего (следующего) сечения и произвести расчет повторно.
- Для линий постоянного тока индуктивное сопротивление отсутствует и общие формулы, приведенные выше, упрощаются.
- Расчет сетей постоянного тока по потерям напряжения.
- Пусть мощность P, Вт, надо передать по линии длиной l, мм. Этой мощности соответствует ток, который расчитывается по формуле:
-
- где U – номинальное напряжение, В.
- Сопротивление провода линии в оба конца расчитывается по формуле:
-
- где р – удельное сопротивление провода, s – сечение провода, мм2.
- Потеря напряжения на линии:
-
- Последнее выражение дает возможность произвести проверочный расчет потери напряжения в уже существующей линии, когда известна ее нагрузка, или выбрать сечение провода по заданной нагрузке.
-
- Расчет сетей однофазного переменного тока по потерям напряжения.
- Если нагрузка чисто активная (освещение, нагревательные приборы и т. п.), то расчет ничем не отличается от приведенного расчета линии постоянного тока. Если же нагрузка смешанная, т.е. коэффициент мощности отличается от единицы, то расчетные формулы принимают вид:
-
- Потеря напряжения на линии:
-
- Проверочный расчет потери напряжения в уже существующей линии, когда известна ее нагрузка, или выбор сечения провода по заданной нагрузке:
-
- Для распределительной сети 0,4 кВ, питающей технологические линии и другие электроприемники предприятий, составляют ее расчетную схему и расчет потери напряжения ведут по отдельным участкам. Для удобства расчетов в таких случаях пользуются специальными таблицами. Ниже приведен пример такой таблицы, где приведены потери напряжения в трехфазной ВЛ с алюминиевыми проводами напряжением 0,4 кВ.
| Номинальное сечение, мм2 |
Относительные потери напряжения, % на 1 кВт*км, при коэффициенте реактивной мощности |
||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1,02 | 0,88 | 0,75 | 0,62 | 0,53 | 0,48 | 0,36 | 0,28 | 0,90 | |
| 16 | 1,52 | 1,58 | 1,55 | 1,52 | 1,50 | 1,49 | 1,46 | 1,44 | 1,37 |
| 25 | 1,13 | 1,10 | 1,07 | 1,03 | 1,02 | 1,00 | 0,97 | 0,96 | 0,89 |
| 35 | 0,87 | 0,84 | 0,81 | 0,78 | 0,76 | 0,75 | 0,72 | 0,70 | 0,64 |
- Потери напряжения определены следующей формулой:
-
- где ΔU–потеря напряжения, В;
- ΔUтабл – значение относительных потерь, % на 1 кВт•км;
- Ма – произведение передаваемой мощности Р (кВт) на длину линии, кВт•км.
Коллектив 
