Оценка потерь активной мощности и электроэнергии в линии электропередач.

В современных условиях рыночной экономики методика учета потерь электроэнергии в ЛЭП и обмотках трансформаторов является актуальной и требует детальной проработки. В частности, согласно существующему подходу, потери в распределительных сетях исчисляются в виде процентной надбавки от потребленной активной электроэнергии для абонентов, имеющих приборы учета не на границе балансовой принадлежности участков электрических сетей. Так процентная ставка потерь дифференцирована лишь в зависимости от вида оборудования и составляет:

– сети 6-10 кВ-3,26%;

– трансформаторы - 2,66 %;

– сети 0,4 кВ - 6,32 %.

Указанные процентные ставки не могут быть универсальными для всего многообразия энергопотребляющих организаций, так как не учитывают следующие факторы:

● Параметры ЛЭП (длина, сечение) и номинальные данные трансформаторов (сопротивление короткого замыкания). Очевидно, что перечисленные величины будут варьироваться в широком диапазоне в зависимости от рассмотрения конкретных энергохозяйств и их схем электроснабжения.

● Режимы, при которых происходит электропотребление. Известно, что неравномерность графика нагрузки, степень асимметрии по фазам, коэффициент мощности нагрузки оказывают существенное влияние на уровень потерь электроэнергии [1, 2]. Перечисленные величины имеют широкий диапазон варьирования в зависимости от категории электропотребителей и их принадлежности тому или иному хозяйству.

Таким образом, для оценки количественного влияния вышеперечисленных факторов на ровень потерь электроэнергии в ЛЭП и обмотках трансформаторов, являются необходимыми:

а) разработка математического описания потерь, отражающего ранее упомянутые факторы;

б) соизмерение уровня потерь с потребляемой активной электроэнергией.

Потери электроэнергии в ЛЭП (ΔW), при наличии реактивной составляющей в токе нагрузки (что оценивается усредненным коэффициентом мощности cosφ) и равномерном графике нагрузки, определяются соотношением:

Потери электроэнергии для ступенчатого графика нагрузки, при условии симметричной активной нагрузки по фазам, определяется следующим образом:

При несимметрии нагрузки по фазам в течение одного и того же временного интервала t₁ и наличии активной составляющей в токе, потери электроэнергии можно определить так:

- коэффициенты несимметрии соответствующих фаз (учитывают отклонение величин тока от ранее определенного - номинального).

Совокупный анализ выражений (1), (2), (3) позволяет заключить, что потери электроэнергии в трехфазной ЛЭП и обмотках трансформаторов, при несимметричном характере нагрузки, отличном от активного, по каждой из фаз будут выражаться следующим образом:

Следует отметить, что выражение (4) справедливо при равномерном графике нагрузки. При многоступенчатом графике, для каждой из фаз, необходимо учитывать потери на всех ступенях при соответствующих К_НС и cosφ, а именно:

выражения (4) или (5) - позволяет оценить интенсивность влияния на уровень потерь, ранее указанных факторов, в зависимости от того или иного режима работы энергопотребителя. Поэтому при рассмотрении конкретного энергохозяйства с наиболее характерными режимами электропотребления (диапазон варьирования cosφ, коэффициента несимметрии - их предельные значения), представляется возможным оценить величину потерь в сравнении с симметричным номинальным режимом. Это позволит определить предельное значение поправочного коэффициента, связывающего потери в номинальном симметричном и отличном от него режимах электропотребления.

Для более точной оценки потерь в ЛЭП и обмотках трансформаторов в любом режиме электропотребления необходимы приборы, пофазно фиксирующие отклонение тока от ранее определенного номинального значения, и коэффициент мощности стечением времени.

В этом случае связь между потребленной электроэнергией и потерями оценивается коэффициентом, зависящим от режима работы потребителей. Методика его определения приводится ниже.

Потерям, определенным выражением (4), будет соответствовать следующая активная энергия, потребляемая потребителями и фиксируемая счетчиками активной электроэнергии: