Основные мероприятия по снижению потерь в электрических сетях

Потери мощности в сетях определяют с целью их снижения. Процесс снижения потерь — это оптимизация режима электрической сети. Их оптимизируют при эксплуатации и при проектировании сети. В условиях эксплуатации мероприятия по снижению потерь называются организационными (они не связаны с дополнительными капитальными вложениями), а при проектировании — в основном технические мероприятия, которые требуют дополнительных капитальных вложений.

Организационные мероприятия по снижению потерь в электрических сетях

1. Налаживание учета выработки и потребления электроэнергии.

где: Wh — счетчик .

Таким образом, необходимо организовать учет потока энергии и его контроль.

2. Повышение уровня рабочего напряжения.

Дело в том, что сети имеют запас изоляции:

c ети до 220 кВ — на 15%,

c ети 330 кВ — на 10%,

c ети 500 кВ и выше — 5%.

Особенно это важно в сетях 0,4; 10; 35; 110; 220кВ, так как эти сети очень разветвленные.

Таким образом требуется правильное регулирование напряжение в сетях для учета потерь энергии. Надо стремиться поддержать максимально возможное при увеличении напряжения на 1% в сетях до 110 кВ потери мощности и на 2%. В сетях 220 кВ всегда надо поддерживать максимально возможное напряжение. В сетях 330 кВ и выше надо регулировать напряжение с учетом потерь на корону.

Δ P = Δ P к + Δ P н

3. Оптимизация режимов трансформаторов на подстанциях. Обычно на подстанции 2 и более трансформатора.

Это мероприятие сводится к получению мощности при которой предпочтительно отключить один трансформатор . Благодаря этому экономят на потерях холостого хода, но немного увеличивают нагрузочные потери. Так как передающая мощность меньше номинальной, то увеличение потерь незначительно.

4. Разработка обоснованных норм потребления на выработку единицы продукции.

5. Быстрый и надежный ремонт сети.

6. Определение оптимальных мест размыкания электрической сети,

Электрические сети 6 — 10 кВ (городские) и сети 35 — 110 кВ часто выполняются замкнутыми, но работают в нормально разомкнутом режиме. Они на своих участках имеют разное сечение проводов и являются неоднородными.

В замкнутой неоднородной сети протекают уравнительные мощности и естественное потокораспределение отклоняется от экономического, соответствующего минимуму потерь. В этих условиях, по критерию минимума потерь, часто отыскивают места размыкания сети.

Технические мероприятия по снижению потерь по снижению потерь в электрических сетях

1. Компенсация реактивной мощности для снижения потерь энергии. При этом улучшается режим напряжений.

2. Повышение номинального напряжения за счет глубоких вводов.

Δ P = (S 2 /U 2 ) х R

3. Настройка сети.

4. Замена проводов на головных участках сети. По мере повышения нагрузок на головных участках сети протекают токи, превышающие экономические токи для данных сечений.

5. Замена недогруженных трансформаторов.

6. Установка вольтдобавочных трансформаторов в замкнутых контурах электрической сети.

7. Замена трансформаторов без РПН на трансформаторы с РПН.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Способы уменьшения потерь энергии в ЭП

При проектировании и эксплуатации разного рода электроприводов необходимо учитывать потребление и потери электроэнергии, влияние ЭП на сеть и другие электроприемники. Оценка этих свойств осуществляется с помощью так называемых энергетических показателей: коэффициента полезного действия, коэффициента мощности, потерь мощности и энергии.

Потери мощности и энергии в ЭП складываются из потерь в электродвигателе, механической передаче, преобразователе, системы управления, однако основными являются потери в электродвигателе, которым и уделяется основное внимание.

С целью уменьшения потерь энергии в период пуска или торможения двигатели к рабочим машинам подбирают таким образом, чтобы приведенный момент инерции привода при одной и той же скорости был наименьшим. Это реализуется за счет применения малогабаритных двигателей, имеющих пониженный J (двигатели с повышенным отношением длинны якоря к его диаметру, с полым или дисковым якорем). Целесообразно использование двух двигателей половинной мощности. Расчеты показывают; что ∑J двух двигателей половинной мощности оказывается меньше момента инерции одного двигателя на полную мощность. Например, два двигателя типа 4АН200 мощностью по 45 кВт имеющий суммарный момент инерции 2*1,38=2,76 кг*м 2 . Двигатель 4АН250 мощностью 90 кВт на ту же скорость имеет j=3,53 кг*м 2 , т.е. почти на 30% больше.

Другой способ уменьшения потерь ЭП – регулирование скорости идеального холостого хода, что хорошо реализуется в ступенчатом пуске ЭП (для АД – регулирование частоты вращения с помощью частоты питающего тока или числа пар полюсов; для ДПТ – регулирование частоты вращения с помощью напряжения).

При ступенчатом пуске отмечается снижение потерь электрической энергии в 2 раза.

За счет изменения в переходном процессе w₀ снижаются потери энергии в роторе АД. Уменьшение потерь энергии в роторе вызовет и снижение потерь в статоре и полных потерь в АД. Приведенный момент инерции ЭП зависит не только от момента инерции двигателя или рабочей машины, но и от передачи отношения между ними. Для уменьшение потерь энергии при пуске, передаточное отношение – i следует выбирать исходя из получения минимального приведенного момента инерции ЭП и проверять экономическим расчетом.

КПД ЭП

В общем случае, когда ЭП работает с различными скоростями и нагрузками на валу

, (13)

где А_пол, А_потр – полезная и потребляемая энергия,

∆А – потери энергии в ЭП,

Р_полi – полезная механическая мощность ЭП на i-ом участке цикла,

∆Р – потери мощности в ЭП на i-ом участке цикла,

n – число участков работы ЭП.

Такой КПД называют цикловым или средневзвешенным.

Если ЭП работает в неизменном режиме с постоянной мощностью

. (14)

КПД ЭП, как электромеханическая система определяется произведением преобразователя, управляющего устройства, электродвигателя и механической передачи η_эп=η_п*η_уу*η_эд*η_мп.

Наиболее значимой величиной является КПД двигателя, который растет с увеличением мощности и частоты вращения (рисунок 2).

Рисунок 2 – Зависимость номинального КПД от номинальной мощности АД

КПД зависит также от развиваемой им полезной механической мощности на валу (рисунок 3).

Способы повышения КПД:

— ограничение времени работы на холостом ходу;

— обеспечение нагрузки близкой к номинальной (в том числе путем замены малонагруженного двигателя на двигатель меньшей мощности (должно быть экономически обоснованно));

— выбор высокочастотных электродвигателей.

Рисунок 3 – Зависимость КПД двигателя от кратности нагрузки

Cos ЭП.ЭП, подключаемый к сети переменного тока, потребляют активную Р и реактивную Q мощность. Активная мощность расходуется на осуществление электроприводом полезной работы и покрытие потерь в нем, а реактивная мощность обеспечивает создание электромагнитного поля двигателя и непосредственно полезной работы не производит.

Работа ЭП, как и любого другого потребителя характеризуется коэффициентом мощности

сos = , (15)

где S – полная мощность.

Если Q не потребляется, то сos =1 (т.к. сдвиг фаз =0). Потребляя Q ЭП дополнительно загружает систему электроснабжения, вызывая дополнительные потери напряжения и энергии, поэтому cos должен стремится к единице. Достаточно часто, коэффициент мощности повышают компенсацией реактивной мощности статическими конденсаторами (в данном случае реактивная мощность для создания электромагнитного поля осуществляется от конденсаторов, расположенных непосредственно у АД).

Значение коэффициента мощности в значительной степени зависит от мощности, частоты вращения и загрузки электродвигателя (рисунок 4,5).

Таким образом, основными мероприятиями по повышению cos являются

1) выбор двигателя в строгом соответствии с потребляемой мощностью рабочей машины;

2) выбор высокоскоростных двигателей;

3) при эксплуатации, уменьшение времени холостого хода;

Читайте также:  Способы хранения сочной продукции

1) использование статических конденсаторов и синхронных компенсаторов.

Рисунок 4 – Зависимость коэффициента мощности от мощности и частоты вращения электродвигателя

Рисунок 5 – Зависимость коэффициента мощности от загрузки электродвигателя

Лекция 4

Источник

Методы снижения потерь электроэнергии

Для снижения потерь электроэнергии разработано множество мероприятий. Однако в настоящее время нет единой классификации этих мероприятий. Как правило, мероприятия делятся на три большие группы (рис. 4.6):

1) организационные – практически не требуют дополнительных денежных средств для своего внедрения;

2) технические – требуют дополнительных капитальных вложений и подразделяются на две подгруппы:

а) с целевым эффектом снижения потерь – внедряются специально для снижения потерь;

б) с сопутствующим эффектом снижения потерь – внедряются, как правило, с целью развития электрических сетей;

3) по совершенствованию системы учета электроэнергии.

К организационным мероприятиям относятся:

— оптимизация режимов работы электрических сетей по напряжению и реактивной мощности;

— оптимизация рабочих схем сетей и состава включенного оборудования: выбор мест размыкания замкнутых сетей, перераспределение нагрузок между подстанциями, отключение в режиме малых нагрузок части параллельно включенного оборудования;

— выравнивание загрузки фаз линий;

— совершенствование уровня технического обслуживания электрических сетей;

— снижение расхода электроэнергии на собственные нужды подстанций.

К техническим мероприятиям с целевым эффектом снижения потерь относятся мероприятия, связанные с установкой дополнительного оборудования с целью снижения потерь. К ним можно отнести компенсацию реактивной мощности, регулирование потоков мощностей в замкнутых сетях с помощью установки устройств продольной компенсации и регулировочных трансформаторов, установку устройств РПН на силовых трансформаторах.

К техническим мероприятиям с сопутствующим эффектом снижения потерь относятся мероприятия по реконструкции, модернизации и строительству сетей, обеспечивающие снижение потерь, такие как: замена перегруженных трансформаторов и проводов линий электропередачи; строительство разукрупняющих линий и подстанций; повышение номинального напряжения сети.

К мероприятиям по совершенствованию системы учета электроэнергии относятся: выявление хищений электроэнергии и неучтенной электроэнергии в ходе проведения рейдов; организация равномерного снятия показаний счетчиков; внедрение АИИС КУЭ; организация работы по поверке электросчетчиков; ремонт электросчетчиков; обеспечение работы измерительных трансформаторов и электросчетчиков в допустимых условиях; замена существующих приборов учета на приборы с улучшенными характеристиками; замена измерительных трансформаторов на трансформаторы с улучшенными характеристиками; установка приборов технического учета на радиальных линиях, отходящих от подстанций (головной учет); установка отдельных электросчетчиков для фиксирования электроэнергии, расходуемой на собственные нужды подстанций, и электроэнергии, отпускаемой потребителям, получающим питание от трансформаторов собственных нужд; внедрение программного обеспечения и автоматизированных баз данных по потребителям и многие другие.

Источник