Снижение потерь электроэнергии при эксплуатации систем электроснабжения

Федеральное государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«Московский государственный агроинженерный университет

имени В.П.Горячкина»

 

 

Факультет заочного образования

Кафедра

Реферат на тему: Снижение потерь электроэнергии при эксплуатации систем электроснабжения

 

 

 

 

Выполнил: Сайгашкин  А.В

Группа: 24-Эк

Шифр: 11231

Вариант: 31

21.01.13

 

 

Проверил: к,т,н, доцент

Шишкин Сергей Алексеевич

 

 

 

 

Москва,2013 г.

Оглавление:

 

Введение:

 

1.Потери электроэнергии

 

2. Структура потерь электроэнергии в электрических сетях

 

3. Климатические потери электроэнергии

 

4.Понятие норматива потерь

 

Заключение:

 

Список литературы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение:

 

Электрическая энергия является единственным видом продукции, для перемещения  которого от мест производства до мест потребления не используются другие ресурсы. Для этого расходуется  часть самой передаваемой электроэнергии, поэтому ее потери неизбежны, задача состоит в определении их экономически обоснованного уровня. Снижение потерь электроэнергии в электрических  сетях до этого уровня - одно из важных направлений энергосбережения.

Рост потерь энергии в электрических  сетях определен действием вполне объективных закономерностей в  развитии всей энергетики в целом. Основными  из них являются: тенденция к концентрации производства электроэнергии на крупных  электростанциях; непрерывный рост нагрузок электрических сетей, связанный  с естественным ростом нагрузок потребителей и отставанием темпов прироста пропускной способности сети от темпов прироста потребления электроэнергии и генерирующих мощностей.

В связи со сложностью расчета потерь и наличием существенных погрешностей, в последнее время особое внимание уделяется разработке методик нормирования потерь электроэнергии.

 

Методология определения нормативов потерь еще не установилась. Не определены даже принципы нормирования. Мнения о  подходе к нормированию лежат  в широком диапазоне - от желания  иметь установленный твердый  норматив в виде процента потерь до контроля за "нормальными" потерями с помощью постоянно проводимых расчетов по схемам сетей с использованием соответствующего программного обеспечения.

 

1.Потери электроэнергии

 

Потребители электроэнергии имеются  повсюду. Производиться же она в  сравнительно немногих местах, близких  к источникам топливо- и гидроресурсов. Электроэнергию не удаётся консервировать в больших масштабах. Она должна быть потреблена сразу же после получения. Поэтому возникает необходимость в передаче электроэнергии на большие расстояния.

Передача энергии связана с  заметными потерями. Дело в том, что  электрический ток нагревает  провода линий электропередачи. В соответствии с законом Джоуля- Ленца энергия, расходуемая на нагрев проводов линии, определяется формулой: ,где R-сопротивление линии. При очень большой длине линии передача энергии может стать экономически невыгодной. Значительно снизить сопротивление линии практически весьма трудно. Поэтому приходиться уменьшать силу тока.

Так как мощность тока пропорциональна  произведению силы тока на напряжение, то для сохранения передаваемой мощности нужно повысить напряжение в линии  передачи. Чем длиннее линия передачи, тем выгоднее использовать более  высокое напряжение. Между тем  генераторы переменного тока строят на напряжение, не превышающие 16-20кВ.Более  высокое напряжение потребовало  бы принятия сложных специальных  мер для изоляции обмоток и  других частей генератора.

Поэтому на крупных электростанциях  ставят повышающие трансформаторы. Трансформатор  увеличивает напряжение в линии  во столько же раз, во сколько уменьшает  силу тока.

Для непосредственного использования  электроэнергии в двигателях электропривода станков, в осветительной сети и  для других целей напряжение на концах линии нужно понизить. Это достигается  с помощью понижающих трансформаторов.

Обычно понижение напряжения и  соответственно увеличения силы тока происходят в несколько этапов. На каждом этапе напряжение становится всё меньше, а территория, Охватываемая электрической сетью- всё шире.

При очень высоком напряжении между  проводами начинается коронный разряд, приводящий к потерям энергии. Допустимая амплитуда переменного напряжения должна быть такой, чтобы при заданной площади поперечного провода  потери энергии вследствие коронного  разряда были незначительными.

Электрические станции ряда районов  страны объединены высоковольтными  линиями передач, образуя общую  электрическую сеть, к которой  присоединены потребители. Такое объединение, называемое энергосистемой, даёт возможность  сгладить «пиковые» нагрузки потребления энергии в утренние и вечерние часы. Энергосистема обеспечивает бесперебойность подачи энергии потребителям вне зависимости от места их расположения.

 

 

2.Структура потерь электроэнергии в электрических сетях

 

При передаче электрической энергии  в каждом элементе электрической  сети возникают потери. Для изучения составляющих потерь в различных  элементах сети и оценки необходимости  проведения того или иного мероприятия, направленного на снижение потерь, выполняется анализ структуры потерь электроэнергии.

 

Фактические (отчетные) потери электроэнергии определяют как разность электроэнергии, поступившей в сеть, и электроэнергии, отпущенной из сети потребителям. Эти потери включают в себя составляющие различной природы: потери в элементах сети, имеющие чисто физический характер, расход электроэнергии на работу оборудования, установленного на подстанциях и обеспечивающего передачу электроэнергии, погрешности фиксации электроэнергии приборами ее учета и, наконец, хищения электроэнергии, неоплату или неполную оплату показаний счетчиков и т.п.

 

Разделение потерь на составляющие может проводиться по разным критериям: характеру потерь (постоянные, переменные), классам напряжения, группам элементов, производственным подразделениями  и т.д. Учитывая физическую природу  и специфику методов определения  количественных значений фактических  потерь, они могут быть разделены  на четыре составляющие:

 

1) технические потери электроэнергии , обусловленные физическими процессами в проводах и электрооборудовании, происходящими при передаче электроэнергии по электрическим сетям.

 

2) расход электроэнергии на собственные  нужды подстанций ,необходимый для обеспечения работы технологического оборудования подстанций и жизнедеятельности обслуживающего персонала, определяемый по показаниям счетчиков, установленных на трансформаторах собственных нужд подстанций;

 

3) потери электроэнергии, обусловленные  инструментальными погрешностями их измерения (инструментальные потери)

4) коммерческие потери ΔWК, обусловленные  хищениями электроэнергии, несоответствием  показаний счетчиков оплате за  электроэнергию бытовыми потребителями  и другими причинами в сфере  организации контроля за потреблением  энергии. Их значение определяют как разницу между фактическими (отчетными) потерями и суммой первых трех составляющих:

 

3.Климатические потери электроэнергии

 

 

Корректировка с погодными условиями  существует для большинства видов  потерь. Уровень электропотребления, определяющий потоки мощности в ветвях и напряжение в узлах сети, существенно  зависит от погодных условий. Сезонная динамика зримо проявляется в  нагрузочных потерях, расходе электроэнергии на собственные нужды подстанций и недоучете электроэнергии. Но в  этих случаях зависимость от погодных условий выражается в основном через  один фактор - температуру воздуха.

 

Вместе с тем существуют составляющие потерь, значение которых определяется не столько температурой, сколько  видом погоды. К ним прежде всего, следует отнести потери на корону, возникающую на проводах высоковольтных линий электропередачи из-за большой  напряженности электрического поля на их поверхности. В качестве типовых  видов погоды при расчете потерь на корону принято выделять хорошую  погоду, сухой снег, дождь и изморозь (в порядке возрастания потерь).

 

При увлажнение загрязненного изолятора  на его поверхности возникает  проводящая среда, (электролит), что  способствует существенному возрастанию  тока утечки. Эти потери происходят в основном при влажной погоде (туман, роса, моросящие дожди). По данным статистики годовые потери электроэнергии в сетях АО-энерго из-за токов утечки по изоляторам ВЛ всех напряжений оказываются соизмеримыми с потерями на корону. При этом приблизительно половина их суммарного значения приходится на сети 35 кВ и ниже. Важно то, что и токи утечки, и потери на корону имеют чисто активный характер и поэтому являются прямой составляющей потерь электроэнергии.

 

Потери на корону. Потери на корону зависят от сечения провода и  рабочего напряжения (чем меньше сечение  и выше напряжение, тем больше удельная напряженность на поверхности провода  и тем больше потери), конструкции  фазы, протяженности линии, а также  от погоды. Удельные потери при различных  погодных условиях определяют на основании  экспериментальных исследований. Потери от токов утечки по изоляторам воздушных  линий. Минимальная длина пути тока утечки по изоляторам нормируется в  зависимости от степени загрязненности атмосферы (СЗА). При этом приводимые в литературе данные о сопротивлениях изоляторов весьма разнородны и не привязаны к уровню СЗА.

 

4.Понятие норматива потерь.

 

Нормирование - это процедура установления для рассматриваемого периода времени  приемлемого (нормального) по экономическим  критериям уровня потерь (норматива  потерь), значение которого определяют на основе расчетов потерь, анализируя возможности снижения в планируемом  периоде каждой составляющей их фактической  структуры [1].

 

Под нормативом отчетных потерь необходимо понимать сумму нормативов четырех  составляющих структуры потерь, каждая из которых имеет самостоятельную  природу и, как следствие, требует  индивидуального подхода к определению  ее приемлемого (нормального) уровня на рассматриваемый период. Норматив каждой составляющей должен определяться на основе расчета ее фактического уровня и анализа возможностей реализации выявленных резервов ее снижения.

 

Если вычесть из сегодняшних  фактических потерь все имеющиеся  резервы их снижения в полном объеме, результат можно назвать оптимальными потерями при существующих нагрузках  сети и существующих ценах на оборудование. Уровень оптимальных потерь меняется из года в год, так как меняются нагрузки сети и цены на оборудование. Если же норматив потерь определен  по перспективным нагрузкам сети (на расчетный год) с учетом эффекта  от реализации всех экономически обоснованных мероприятий, его можно назвать  перспективным нормативом. В связи  с постепенным уточнением данных перспективный норматив также необходимо периодически уточнять.

 

Очевидно, что для внедрения  всех экономически обоснованных мероприятий  требуется определенный срок. Поэтому  при определении норматива потерь на предстоящий год следует учитывать  эффект лишь от тех мероприятий, которые  реально могут быть проведены  за этот период. Такой норматив называют текущим нормативом.

 

Заключение:

 

 

По итогам выполнения данной бакалаврской работы можно сделать следующие  основные выводы:

 

электрическая энергия, передаваемая по электрическим сетям, для своего перемещения расходует часть самой себя. Часть выработанной электроэнергии расходуется в электрических сетях на создание электрических и магнитных полей и является необходимым технологическим расходом на ее передачу. Для выявления очагов максимальных потерь, а также проведения необходимых мероприятий по их снижению необходимо проанализировать структурные составляющие потерь электроэнергии. Наибольшее значение в настоящее время имеют технические потери, т.к именно они являются основой для расчета планируемых нормативов потерь электроэнергии.

 

В зависимости от полноты информации о нагрузках элементов сети для  расчета потерь электроэнергии могут  использоваться различные методы. Также  применение того или иного метода связано с особенностью рассчитываемой сети. Таким образом, учитывая простоту схем линий сетей 0,38 - 6 - 10 кВ, большое количество таких линий и низкую достоверность информации о нагрузках трансформаторов, в этих сетях для расчета потерь используются методы, основанные на представлении линий в виде эквивалентных сопротивлений. Применение подобных методов целесообразно при определении суммарных потерь во всех линиях или в каждой, а также для определения очагов потерь.

 

Процесс расчета потерь электроэнергии является достаточно трудоемким. Для  облегчения подобных расчетов существуют различные программы, которые имеют  простой и удобный интерфейс  и позволяют произвести необходимые  расчеты гораздо быстрее.