Новые возможности комплекса программ РТП 3 по расчету и нормированию потерь электроэнергии, анализу режимных параметров в распределительных сетях 0,38–110 кВ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Новые возможности комплекса программ РТП 3 по расчету и нормированию потерь электроэнергии, анализу режимных параметров в распределительных сетях 0,38-110 кВ

Воротницкий В.Э., зам. исполнительного директора, д.т.н., профессор, Заслонов С.В., ведущий инженер, Калинкина М.А., ст. науч. сотрудник, к.т.н., ОАО ''ВНИИЭ''

В последние годы все больше внимания уделяется расчетам и нормированию потерь электроэнергии в электрических сетях. Это объясняется сложившейся ситуацией с высокими значениями фактических потерь, основной причиной роста которых является увеличение коммерческой составляющей, в большей степени приходящейся на электрические сети номинального напряжения 6(10) и 0,38 кВ. Следует отметить, что ситуация с ростом отчетных потерь достаточно устойчива и наблюдается практически повсеместно. Причины роста потерь электроэнергии и комплекс задач, решаемых на основе результатов расчетов технических потерь электроэнергии, уже неоднократно публиковались авторами доклада в научных статьях и озвучивались на семинарах и конференциях [1-2].

В связи с выше сказанным, основным направлением развития программного комплекса РТП 3 в течение последних двух лет являлось повышение точности расчетов норматива потерь электроэнергии в электрических сетях, а также совершенствование интерфейсных возможностей комплекса. Особое внимание было уделено низковольтной сети 0,38 кВ.

На сегодняшний день в новой версии комплекса программ в дополнение к уже существующим возможностям [3-5] реализованы:

ввод схем электрической сети

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

0,38 кВ;

привязка потребителей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

к узлам сети 0,38 кВ с заданием различных вариантов нагрузок;

выполнение расчетов режимных параметров

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

электрической сети 0,38 кВ (токов, уровней напряжения в узлах, потерь мощности и т.п.) с учетом исполнения участков и несимметричной загрузки фаз сети;

выполнение расчетов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

потерь электроэнергии в линиях 0,38 кВ (с учетом исполнения участков и несимметричной загрузки) за год в целом или по месяцам с дальнейшим суммированием результатов расчетов за квартал, полугодие и год. Предусмотрена возможность использования для расчета в качестве исходных данных заданного или рассчитанного расхода электроэнергии на распределительных трансформаторах 6(10)/0,4 кВ;

определение небалансов и количества неучтенной электроэнергии по линии 0,38

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

кВ с учетом фактического потребления присоединенных абонентов к узлам сети и допустимой метрологической составляющей потерь электроэнергии;

выполнение расчетов нагрузочных потерь мощности и электроэнергии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

в распределительных трансформаторах 6(10)/0,4 кВ с учетом несимметричной загрузки фаз;

учет среднего за месяц коэффициента загрузки трансформаторов при расчете потерь электроэнергии за месяц;

определение величины технических потерь электроэнергии в изоляции кабельных линий 6(10)-110

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

кВ с учетом срока службы кабеля;

определение величины технических потерь электроэнергии в измерительных комплексах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

0,38-110 кВ по ступеням напряжения с представлением результатов расчетов по составу измерительного оборудования (измерительные трансформаторы тока и напряжения, индукционные и электронные счетчики электрической энергии);

возможность учета фактического

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

расхода электроэнергии на собственные нужды подстанций в суммарном нормативе потерь электроэнергии;

формирование сводной таблицы норматива потерь электроэнергии по с

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

тупеням напряжения с разбивкой на структурные составляющие;

сохранение дополнительной информации в сводны

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

х таблицах с результатами расчета потерь электроэнергии по месяцам: коэффициента загрузки трансформаторов и объема оборудования, участвующего в расчетах (количество и протяженность линий, количество и установленная мощность трансформаторов);

возможность просмотра

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

результатов расчета не только в элементах сетей, находящихся на балансе предприятия, но и в абонентских линиях и трансформаторах, а также их суммарного значения;

вывод на схему электрической сети результатов расчета токов короткого замыкания, потоков электроэнергии;

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ввод нагрузок в узлах,

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

на трансформаторах и у потребителей с использованием единого информационного окна;

сортировка в справочнике марок проводов по

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

типам: кабель, изолированный, голый;

возможность исключения для отображения типов трансформаторов и марок проводов, не используемых при кодировании

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

схем и редактировании свойств элементов, без удаления их из справочников;

хранение ретроспективы результатов расчетов за

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

любой расчетный период.

Все задачи, решаемые комплексом РТП 3 в предыдущей версии, сохранены в новой, а именно:

расчеты установившегося режима с определением технических потерь мощности и электроэнергии в электрических сетях 6(10),

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

35 и 110 кВ, токов короткого замыкания и оценки режимных последствий оперативных переключений в распределительных сетях;

расчеты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

потерь электроэнергии в электрической сети 0,38 кВ без ввода схем электрической сети (по потере напряжения до наиболее электрически удаленной от распределительного трансформатора точки сети);

расчеты допустимых и фактических небалансов, количества неучтенной электроэнергии в распределительной сети 6(10) кВ с привязкой абонентов и их точек учета к трансформаторным пунктам 6(

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

10)/0,4 кВ.

В данном докладе более подробно будут освещены новые возможности комплекса программ, связанные с расчетом режимных параметров и потерь электроэнергии в электрической сети 0,38 кВ.

На рисунке 1 представлена схема электрической сети 0,38 кВ. Центром питания линии 0,38 кВ является трансформаторная подстанция 6(10)/0,4 кВ, которая предварительно введена в схему электрической сети 6(10) кВ. Элементами схемы являются линии, узлы и потребители, присоединенные к узлам. На рисунках 2-3 приведены свойства линии и потребителя соответственно.

Рисунок 1 - Экранная форма с электрической схемой 0,38 кВ

Рисунок 2 - Свойства участка линии 0,38 кВ

Рисунок 3 - Свойства потребителя

Свойства участка линии 0,38 кВ имеют свои особенности. Обязательными дополнительными полями (в отличии от свойств линий 6(10)-110 кВ) для заполнения являются: исполнение (однофазное, двухфазное или трехфазное), марки проводов нулевого и фазного провода. При выборе марки фазного провода автоматически предлагается та же марка для нулевого, которую при необходимости можно поменять. Так как линии 0,38 кВ менее протяженные по сравнению с фидерами 6(10) кВ, то длины участков низковольтной сети вводятся в метрах, а не в километрах.

У потребителей, присоединенных к узлам электрической сети, в свойствах указывается характер нагрузки: производственный, коммунально-бытовой или смешанный. В соответствии с характером нагрузки из редактируемых справочников выбирается коэффициент мощности, значение которого при необходимости можно изменить, и присваивается соответствующий рисунок отображения данного потребителя на схеме (рисунок 1). В качестве задания нагрузки у абонентов предусмотрены следующие варианты: потребленная электроэнергия, ток, измеренная мощность, заявленный максимум. Для расчета допустимых небалансов электроэнергии обязательным является ввод информации по классам точности измерительных приборов (рисунок 3). Определение токовой и угловой погрешностей трансформатора тока выполняется с учетом рабочего тока измерительного трансформатора в процентах от номинального значения (указывается либо непосредственно пользователем в свойствах, либо определяется расчетным путем комплексом программ). Обязательной информацией о присоединении абонента к схеме является выбор типа подключения - однофазное или трехфазное.

Так же как и для сети 6(10)-110 кВ, для электрической сети 0,38 кВ реализованы два метода расчета годовых потерь электроэнергии (в дополнение к уже существующему расчету потерь электроэнергии в линиях 0,38 кВ по потере напряжения). Первый метод - по максимальному току головного участка и времени использования максимальной нагрузки, второй - по средним нагрузкам и отпуску электроэнергии в сеть.

Для всех методов обязательным является ввод измеренных фазных значений напряжения на секции 0,4 кВ распределительного трансформатора и фазных токов головного участка, с использованием которых учитывается несимметричная загрузка фаз.

Предусмотрены три варианта задания исходных данных (рисунок 4):

1) Использование заданных на распределительных трансформаторах 6(10)/0,4 кВ отпусков электроэнергии в сеть 0,38 кВ, определенных по счетчикам, установленным на вводе трансформатора, и измеренных фазных токов.

2) Использование определенных по результатам расчета потерь электроэнергии в электрической сети 6(10) кВ режимных параметров (фазных уровней напряжения и токов на стороне 0,4 кВ) и отпуска электроэнергии в сеть 0,38 кВ по распределительному трансформатору 6(10)/0,4 кВ.

3) Ввод по каждой линии 0,38 кВ отпуска электроэнергии в сеть и измеренных фазных токов и уровней напряжения.

Любой из трех вариантов устанавливается в качестве текущих исходных данных, по которым и рассчитываются потери электроэнергии и режимные параметры. При необходимости текущие нагрузки редактируются. В качестве текущих нагрузок могут быть установлены и произвольные значения.

Результатами расчета режимных параметров являются (рисунок 5):

Рисунок 4 - Исходные данные для расчета потерь электроэнергии по методу средних нагрузок

Рисунок 5 - Детальные результаты расчета режимных параметров

для узлов - уровни напряжения в узлах, отклонение напряжения от номинального значения и потери напряжения в процентах от напряжения центра питания, рассчитанная нагрузка (мощность, ток, электроэнергия), относительный небаланс (разница между заданной и рассчитанной нагрузкой) для каждого узла с потребителем;

для участков - потоки мощности и электроэнергии, токи, потери мощности и электроэнергии, коэффициент загрузки.

Так же как и в предыдущей версии, предусмотрено сохранение результатов в сводных таблицах для формирования суммарного значения потерь электроэнергии. Сводные результаты расчета суммируются по трансформаторам 6(10)/0,4 кВ, фидерам 6(10) кВ, центрам питания, районам, предприятиям электрических сетей и АО-энерго в целом. На рисунке 6 представлена одна из сводных таблиц с результатами расчета потерь электроэнергии, определенных по методу средних нагрузок.

Рисунок 6 - Сводные результаты расчета потерь электроэнергии за месяц

В таблице хранится следующая информация: номинальное напряжение линии, фазные напряжения в центре питания, активный и реактивный отпуск электроэнергии, расчетный период, коэффициенты мощности нагрузки по фазам, фазные измеренные токи головного участка, количество и протяженность участков (на балансе и не на балансе предприятия), количество абонентов (на балансе и не на балансе предприятия), максимальные относительные потери напряжения, коэффициент формы графика, коэффициент дополнительных потерь от несимметричной нагрузки фаз, коэффициент разветвления, коэффициент связи относительных потерь мощности с относительными потерями напряжения, потери электроэнергии в абсолютных, относительных и удельных единицах, рассчитанный и фактический полезный отпуск, относительный небаланс (разница между фактическим и рассчитанным полезным отпуском). Такой же подход реализован в формировании сводных таблиц для представления результатов расчета годовых потерь электроэнергии и мощности с использованием максимальных токов головного участка.

Расчеты небалансов и определение количества неучтенной электроэнергии по линии 0,38 кВ выполняются по методике, разработанной и реализованной для расчета небаланса электроэнергии по фидеру 6(10) кВ в предыдущей версии комплекса РТП 3. Исходными данными для расчета является информация, необходимая для определения технических потерь электроэнергии в элементах схемы: отпуск активной электроэнергии (непосредственно по линии 0,38 кВ либо заданный или рассчитанный по трансформаторной подстанции 6(10)/0,4 кВ), фазные токи и напряжения головного участка. Дополнительно должны быть известны: фактическое потребление электроэнергии абонентов, присоединенных к данной линии 0,38 кВ, классы точности измерительных приборов. Пример результатов расчета небаланса электроэнергии по линии представлен на рисунке 7. Окно состоит из трех листов: результаты расчета потерь мощности, электроэнергии и небалансов.

Все результаты расчета небалансов можно сохранять в сводной таблице для формирования итогового значения коммерческой составляющей потерь электроэнергии в сети 0,38 кВ.

В начале данного доклада в перечне новых возможностей было отмечено включение в расчеты дополнительных составляющих технических потерь электроэнергии в изоляции кабельных линий и в приборах учета (измерительных трансформаторах тока, напряжения и счетчиках). На рисунке 8 приведены результаты потерь в изоляции кабелей по фидеру 6 кВ (Таблица - Результаты расчета по линиям, столбец Потери электроэнергии, Wиз.кл а).

Рисунок 7 - Результаты расчета небаланса электроэнергии

На рисунке 9 отображен пример введенных исходных данных и результатов расчета потерь электроэнергии в приборах учета. Расчеты потерь электроэнергии выполняются за месяц с последующим суммированием значений за квартал, полугодие, год. Результаты расчета сохраняются в сводной таблице, печатаются и при необходимости передаются в итоговую таблицу для формирования норматива потерь.

Рисунок 8 - Детальные результаты расчета потерь электроэнергии

Рисунок 9 - Расчет потерь электроэнергии в измерительных комплексах

Для просмотра итогового значения норматива потерь электроэнергии по ступеням напряжения и структурным составляющим разработана сводная таблица, пример заполнения которой для небольшого участка сети приведен на рисунке 10. Потери электроэнергии на корону в воздушных линиях 110 кВ приравниваются нулю до утверждения отраслевой методики, в которой данная составляющая включена в состав норматива потерь.

Рисунок 10 - Сводные результаты расчета потерь электроэнергии

В заключении следует отметить, что на сегодняшний день комплекс программ РТП 3 позволяет выполнять расчеты потерь электроэнергии в разомкнутых электрических сетях 0,38-110 кВ при различной информационной обеспеченности исходными данными этих расчетов. Кроме определения норматива потерь электроэнергии комплекс решает важнейшие задачи анализа режимных параметров электрических сетей 0,38-110 кВ и оказывает непосредственную помощь в определении очагов и, следовательно, локализации коммерческой составляющей потерь электроэнергии.

потеря электроэнергия кабельный потребитель

Список литературы

1 Апряткин В.Н., Воротницкий В.Э., Арентов Ю.А., Калинкина М.А. Структура коммерческих потерь электроэнергии и мероприятия по их снижению Метрология электрических измерений в электроэнергетике. Доклады научно-технических семинаров и конференций 1998-2001. / под общей редакцией д.т.н., проф. Загорского Я.Т. - М., 2001. с. 47-54.

2 Воротницкий В.Э., Калинкина М.А. Расчет, нормирование и снижение потерь электроэнергии в электрических сетях. Учебно-методическое пособие. - М.: ИПКгосслужбы, 2000. 64 с.

3 Воротницкий В.Э., Заслонов С.В., Калинкина М.А. Программа расчета технических потерь мощности и электроэнергии в распределительных сетях 6_10 кВ «Электрические станции», 1999, №8, с. 38-42.

4 Заслонов С.В., Калинкина М.А. Расчет технических потерь мощности и электроэнергии в распределительных сетях 0,38-10 кВ ''Энергетик'', 2002, №7, с. 21-22.

5 Кузьмин В.В., Чугунов А.А., Воротницкий В.Э., Макоклюев Б.И., Заслонов С.В., Набиев Р.Ф., Калинкина М.А. Многоуровневый интегрированный комплекс программ РТП для расчетов и нормирования потерь электроэнергии в электрических сетях ОАО «Мосэнерго» «Электрические станции», 2004, №6, с. 35-45.

Размещено на Allbest.ru