Красовский, П. Ю.

Шкрабец, Ф. П.

Russian

Scientific hub Dnipro University of Technology

Електропостачання та електроустаткування 48  УДК 621.316.11  Ф.П. Шкрабец, д-р техн. наук, П.Ю. Красовский, канд. техн. наук. (Украина, г. Днепропетровск, ГВУЗ «Национальный горный университет»)  РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В  ВОЗДУШНЫХ ЛЭП С УЧЕТОМ СРОКА ЭКСПЛУАТАЦИИ  Постановка задачи В процессе длительной эксплуатации систем электроснабжения в условиях перехода к рыночной экономике возникают нарушения технологии передачи и распределения электроэнергии. Эти нарушения вызывают дополнительные (сверхнормативные) потери электроэнергии. В действующем в настоящее время в Украине нормативном документе ГНД 34.09.104-2003 "Методика составления структуры баланса электроэнергии в электрических сетях 0,38-154 кВ, анализа его составляющих и нормирование техноло-гических потерь электроэнергии", который утвержден приказом № 757 Минтопэнерго Украины от 17.12.03, нормативное значение технологических потерь электроэнергии на передачу по электрическим сетям есть сумма значений технических расчетных потерь в элементах электрических сетей, норматив-ного расхода электроэнергии на собственные нужды подстанций и нормативных метрологических по-терь.  В [1] отмечается, что рассчитанные с помощью указанной Методики значения нормативных потерь в электрических сетях Минтопэнерго Украины не вызывают доверия. Кроме того отмечается, что при любых возможных изменениях в энергосистеме Украины (снижение нагрузки, износ оборудования, хи-щения электроэнергии и т.д.), величина нормативных потерь из года в год незначительно отличается от норматива 1991 года – 22,6 млрд. кВт∙ч (табл. 1). Авторы [1] считают, что уменьшение в квадратичной степени переменной составляющей нормативных потерь из-за снижения полезного отпуска электроэнер-гии компенсируется ростом потерь под влиянием нарушений технологии передачи и распределения электроэнергии, но в Методике ГНД 34.09.104-2003 это практически не учитывается.  Таблица 1 Динамика полезного отпуска и нормативных потерь электроэнергии на ее передачу в сетях 800-0,38 кВ [1] Год Полезный отпуск электроэнергии, млрд. кВт∙ч Нормативные потери, млрд. кВт∙ч 1991 253,6 22,6 1992 227,4 22,7 1993 205,4 20,7 1994 179,2 20,3 1995 168.3 20,3 1996 164,3 20,6 1997 151,9 20,8 1998 131,0 19,7 1999 125,0 20,2 2000 124,2 21,0 2001 124,7 22,3 2002 123,4 23,4 2003 129,1 23,4 2004 135,1 22,3 2005 137,8 21,2 2006 143,4 21,1  Авторы [1] справедливо считают, что сверхнормативные потери обусловлены следующими факто-рами: - случайной несимметрией токовой нагрузки фаз линий и неполнофазными режимами; - нескомпенсированными перетоками реактивной мощности; - несанкционированным отбором электроэнергии; - нелинейностью технологического расхода на передачу электроэнергии; - незапланированными переключениями схемы; - недоучетом потребления электроэнергии из-за погрешностей измерительного комплекса; Електропостачання та електроустаткування 49  - эксплуатационным износом (старением) оборудования (ЛЭП, силовых трансформаторов и т.д.). Именно технологические потери электроэнергии при ее транспортировке при прочих равных усло-виях определяются эксплуатационной динамикой свойств основных элементов систем электроснабже-ния. В частности, изменение физических параметров проводов воздушных ЛЭП от действия коррозии в соответствии со сроком эксплуатации.  Цель статьи Представить разработанные рекомендации по уточнению расчета составляющих потерь в воздушных ЛЭП.  Изложение основного материала Из перечисленных нарушений технологии передачи и распределения электроэнергии, которые вы-зывают рост потери мощности (электроэнергии) и потери напряжения в элементах электрической сети, в статье рассмотрены потери электроэнергии в воздушных линиях электропередачи. Явление атмосферной коррозии за счет поверхностного разрушения металла в долгосрочной пер-спективе приводят к уменьшению диаметра алюминиевых проводов (или отдельных проводников мно-гопроволочных проводов) и, соответственно, к уменьшению эффективного сечения проводов воздушных ЛЭП. Скорость химической коррозии определяется, прежде всего, свойствами возникающей при корро-зии пленки на поверхности металла, характер которой определяется химическим составом загрязнения атмосферы, а также температурой. Атмосферная коррозия алюминия проводов воздушных линий приво-дит к уменьшению диаметра алюминиевой жилы провода, в свою очередь значение диаметра провода влияет на значение продольного активного сопротивления ЛЭП и практически не оказывает на значение реактивного сопротивления линии электропередач. Установлен закон изменения продольного активного сопротивления воздушных линий, в соответствии с которым значения приращения активного сопротив-ления проводов зависят от продолжительности эксплуатации воздушной линии, значений стандартных диаметров проволок, формирующих провод, и степени изменения диаметра проволоки провода от корро-зии за один год (скорости коррозии). Для условий Украины скорость коррозии для алюминия следует принимать в диапазоне 1,75-3.5 мкм/год (для сельских и городских районов). При этом продольное активное сопротивление фазных алюминиевых проводов, состоящих из проволок минимального стандартного диаметра (1,7 мм) за 30 лет эксплуатации может (при максимальной скорости коррозии) увеличиться на 30 %, а за 70 лет – удвоиться (100%). Для проводов с максимальным диаметром проволок (4,1 мм), степень нарастания продольного сопротивления уменьшается, и при той же скорости коррозии составит: для 30 лет эксплуатации – 12 %; для 70 лет эксплуатации – 26 %. Нагрузочные потери в воздушных ЛЭП в течение срока их эксплуатации изменяются по тому же закону, что и продольные активные сопротивления [3]. Полученные результаты [2, 3] дают нам основания предложить методические рекомендации по уточнению расчета нормативных потерь мощности (электроэнергии) в системах электроснабжения, ди-намика которых обусловлена изменением технических параметров воздушных ЛЭП в процессе длитель-ной их эксплуатации. Суть разработанных методических рекомендаций заключается в следующем: 1. В соответствии с действующей Методикой для заданной системы электроснабжения определяют-ся расчетные значения нормативных потерь мощности последовательно во всех элементах системы элек-троснабжения. 2. Для каждой воздушной линии исследуемой (контролируемой) системы электроснабжения в соот-ветствии с ее параметрами определяют относительное значение активных потерь мощности ВЛP . Значение относительных потерь мощности в общем случае представляет собой отношение потерь мощности в находящейся в эксплуатации воздушной линии эксP  с реальными физическими параметра-ми проводов, к потерям мощности в той же линии начP , но с паспортными (начальными) физическими параметрами проводов  эксВЛначPPP ,                                                    (1)  и является функцией двух переменных: времени эксплуатации эксT  (годы) и паспортного (начального) значения диаметра проволок 0d  проводов соответствующей воздушной линии при заданной (обоснован-ной) скорости коррозии    ВЛ экс 0P f T ,d  .                                                (2)  Електропостачання та електроустаткування 50  Расчетная формула для определения значений относительных потерь мощности в воздушных лини-ях получена на основе учета динамики активного сопротивления проводов ЛЭП от коррозии [3] и имеет вид:  20ВЛ экс01dP Td      ,                                            (3)  где 0d  – изменение диаметра проволоки провода от коррозии, рекомендуемые значения  0 2 1 75 3 5d , ,    мкм/год. Значения относительных потерь мощности в воздушных линиях могут быть определены с помощью таблицы 2 исходя из времени эксплуатации соответствующей воздушной ЛЭП и стандартного значения диаметра проволок фазных проводов. 3. Определяется уточненное значение суммарных потерь мощности в воздушных линиях электропе-редачи системы электроснабжения  ВЛ экс ВЛ ВЛ1 1i in ni iP P P P        .                                    (4) Таблица 2 Относительные значения ВЛP  активных потерь мощности в воздушных ЛЭП в зависимости от  срока эксплуатации и диаметра проволок проводов марок А для  0 2 1 75 3 5d , ,    мкм/год 0d , мм эксT , лет 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1,70 1.021-1.042 1.042-1.088 1.065-1.136 1.088-1.188 1.111-1.243 1.136-1.302 1.161-1.365 1.188-1.433 1.215-1.507 1.243-1.586 2,13 1.017- 1.034 1.034- 1.069 1.051- 1.106 1.069- 1.146 1.088- 1.187 1.106- 1.231 1.126- 1.277 1.146- 1.326 1.166- 1.377 1.187- 1.432 2,50 1.014- 1.029 1.029- 1.058 1.043- 1.090 1.058- 1.122 1.074- 1.156 1.090- 1.192 1.106- 1.229 1.122- 1.268 1.139- 1.309 1.156- 1.352 2,80 1.013- 1.025 1.025- 1.052 1.039- 1.079 1.052- 1.108 1.066- 1.138 1.079- 1.169 1.094- 1.201 1.108- 1.235 1.123- 1.270 1.138- 1.306 3,00 1.012- 1.024 1.024- 1.048 1.036- 1.074 1.048- 1.100 1.061- 1.128 1.074- 1.156 1.087- 1.186 1.100- 1.216 1.114- 1.248 1.128- 1.282 3,15 1.011- 1.023 1.023- 1.046 1.034- 1.070 1.046- 1.095 1.058- 1.121 1.070- 1.148 1.083- 1.176 1.095- 1.205 1.108- 1.235 1.121- 1.266 3,50 1.010- 1.020 1.020- 1.041 1.031- 1.063 1.041- 1.085 1.052- 1.108 1.063- 1.132 1.074- 1.156 1.085- 1.181 1.096- 1.208 1.108- 1.235 3,55 1.010- 1.020 1.020- 1.041 1.030- 1.062 1.041- 1.084 1.051- 1.106 1.062- 1.130 1.073- 1.154 1.084- 1.179 1.095- 1.204 1.106- 1.231 4,00 1.009- 1.018 1.018- 1.036 1.027- 1.055 1.036- 1.074 1.045- 1.094 1.055- 1.114 1.064- 1.135 1.074- 1.156 1.084- 1.178 1.094- 1.201 4,10 1.009-1.017 1.017-1.035 1.026-1.053 1.035-1.072 1.044-1.091 1.053-1.111 1.063-1.131 1.072-1.152 1.081-1.173 1.091-1.195  Выводы Предложена методика расчета нормативных потерь электроэнергии в воздушных ЛЭП, которая учи-тывает динамику изменения в течение срока эксплуатации активного сопротивления фазных проводов и, соответственно, динамику изменения нагрузочных потерь в воздушных ЛЭП систем электроснабжения.  Список литературы  1. Дерзкий, В.Г. Обоснование уровня нормативных потерь электроэнергии в распределительных сетях [Текст] / В.Г. Дерзкий, В.Ф. Скиба // Энергетика и электрификация. – 2007. – №12. – С.4-12. 2. Шкрабець, Ф.П. Анализ влияния параметров воздушных ЛЭП на технические потери при транспортировке элек-троэнергии [Текст] / Ф.П. Шкрабець, П.Ю. Красовський // Вісник Чернігівського державного технологічного універ-ситету (Серія „Технічні науки”). – 2013. – №2(65). – С.173-178. 3. Шкрабець, Ф.П. Характер изменения нагрузочных потерь в воздушных ЛЭП в процессе длительной эксплуата-ции [Текст] / Ф.П. Шкрабець, П.Ю. Красовський // Гірнича електромеханіка та автоматика: наук. техн. зб. – 2013. – Вип. 90. – С. 16-20. Рекомендовано до друку: д-ром техн. наук, проф. Разумним Ю.Т. 

Расчет технологических потерь электроэнергии в воздушных ЛЭП с учетом срока эксплуатации

http://ir.nmu.org.ua//bitstream/123456789/148191/1/48-50.pdf

Расчет технологических потерь электроэнергии в воздушных ЛЭП с учетом срока эксплуатации

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Scientific hub Dnipro University of Technology