Нагрузочные потери

Рассмотрим электропередачу, питающую потребитель с известным суточным графиком нагрузки (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Параметры суточного графика нагрузки.

Установленная мощность 

Ру =∑P_{н ,}где P_н– номинальная (установленная) мощность электроприемника (ЭП). 

Для ЭП повторно-кратковременного режима:

Р_н100 = Р_н√ПВ, где ПВ – продолжительность включения, о.е.

Р_ср – средняя мощность. Для ступечатого графика Р_ср = ∑(P_it_i) / ∑t_i

Рск - средне-квадратичная мощность Р²ск =∑(P²_i t_i)/∑t_i

Рм - максимальная мощность (мощность 30-ти минутного максимума). Если количество ЭП в группе n≤ 3, то Рм = Ру. Еслиn> 3, то Рм рассчитывается методом эффективного числа ЭП (Рм = Км · Рср) или упрощенно методом коэффициента спроса (Рм = ∑ Кс · Рн).

Для ровного графика нагрузки:

Потребляемая мощность неизменна - S_Р =S_м=S_cр.

Расчетный ток I_р =S_p/√3U_ном,

Потери мощности:

ΔP= 3I_р^{2 *}R = (S_p²/U_н²) *R, где R – активное сопротивление электропередачи.

Потери электроэнергии: 

ΔW =ΔP *T = T *S_p²/U_н²*R, где Т – время работы .

Для неравномерного график нагрузки.

Коэффициент максимума Км = Рм / Рср,

коэффициент заполнения Кз = 1 / Км = Рср / Рм,

коэффициент формы графика Кф = Рск / Рср.

Расчётные потери мощностиΔР: ΔР_р= (S_p²/U²) *R;

Текущие потери мощностиΔР: ΔP_i = (S_i²/U²) *R;

ΔP_i/ΔP_p =S_i²/S_p² =P_i²/P_p² (при условии постоянства угла φ).

ΔP_i =ΔP_p *P_i²/P_p²

ΔW =∑ΔP_i t_i =∑ΔP_p * (P_i²/P_p²) *t_i.

ΔW =t_i * (ΔP_p/P_p²) *ΣP_i².

Если t_i = 1час, то ΔW = (ΔP_p/P_p²) *∑P_i² – получаем общую формулу расчёта потерь энергии при неравномерном графике нагрузки.

Примечание 1. Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторе удобно определить исходя из номинальных потерь короткого замыканияΔРк, которые приводятся в паспорте (справочнике) ΔР =ΔРк * β², где β =S /Sн – коэффициент загрузки трансформатора.

Примечание 2. При малом сечении проводников (R >>X) относительная потеря напряжения определяется только активным сопротивлением: ΔU* =P·R/U².

Относительная потеря активной мощности: ΔР* =ΔР /P=S²·R/ (P·U²). Подставляя S =P/Cosφ: ΔР* = P²·R/ (P· (U ·Cosφ)²).

ОтношениеΔU* кΔР* показывает связь между потерями напряжения и активной мощности:

ΔU* /ΔР* = (Cosφ) ², или ΔР* =ΔU* / (Cosφ) ².

Методы расчёта потерь электроэнергии:

• Метод средней мощности - за расчетную принимается средняя мощность.
  
• Метод максимальной мощности - за расчетную принимается максимальная мощность.
  

Для действующих электроустановок более удобен метод средней мощности. При проектировании - метод максимальной мощности.