Размещено на http://www.allbest.ru/

Программа расчета технических потерь мощности и электроэнергии в распределительных сетях 6-10 кВ

Воротницкий В.Э., доктор техн. наук, Заслонов С.В., инж., Калинкина М.А., инж.

Потери электроэнергии в электрических сетях - важнейший показатель экономичности их работы, наглядный индикатор состояния системы учета электроэнергии, эффективности энергосбытовой деятельности энергоснабжающих организаций.

Мировой опыт показывает, что в странах с кризисной экономикой потери электроэнергии в сетях имеют, как правило, тенденцию к росту. При этом особенно увеличиваются так называемые коммерческие потери. Это подтверждается сегодня и в России, и в большинстве стран СНГ, а также в некоторых странах Латинской Америки, Южной Африки и др. 1.

Так, например, во многих энергосистемах России, Украины и Казахстана потери в сетях в настоящее время растут даже при уменьшении энергопотребления. При этом увеличиваются и абсолютные, и относительные потери, которые кое-где уже достигли 25-30%. Для того, чтобы определить, какая доля этих безусловно завышенных потерь приходится действительно на физически обусловленную техническую составляющую, а какая на коммерческую, связанную с недостоверностью учета, хищениями, недостатками в системе выставления счетов и сбора данных о полезном отпуске, необходимо уметь считать величину технических потерь. Так делают во всех промышленно развитых странах и электроэнергетических компаниях этих стран 1.

Для того чтобы переломить тенденцию к росту потерь и начать их снижение, этому показателю необходимо уделять постоянное внимание, необходимо нормировать потери в сетях структурных подразделений энергосистем и принимать все меры для выполнения этих нормативов.

В соответствии с 2, знание технических потерь необходимо для обоснования тарифов на электроэнергию для трех групп потребителей, присоединенных к сетям 110 кВ и выше, к сетям 6-35 кВ и к сетям 0,4 кВ. И, наконец, в соответствии с 3, технические потери нужны при расчете балансов электроэнергии по подстанциям, РЭС, ПЭС и энергосистеме в целом, при анализе точности системы учета.

Как показал опыт, одним из наиболее трудоемких является расчет потерь электроэнергии в распределительных сетях 6-10 кВ. Для этого разработана программа РТП 3.1, позволяющая достаточно легко, быстро и наглядно формировать расчетные схемы электрических сетей, в удобном виде представлять результаты расчета и все необходимые данные для анализа этих результатов.

Рис.1.

потеря электроэнергия сеть ток

Интерфейс программы удобен и прост, что позволяет сократить затраты труда на подготовку и расчет электрической сети. В частности, кроме главного и контекстных меню к услугам пользователя представлен необходимый и наглядный набор «инструментов» и панель в нижней части экрана, в которой находится оглавление, результаты расчета или необходимый набор пиктограмм для редактирования (рис.1). Ввод схемы существенно облегчается и ускоряется набором редактируемых справочников. При возникновении каких-либо вопросов во время работы с программой всегда можно обратиться за помощью к Справке или к Инструкции пользователя.

На рис.1 представлена расчетная схема, ввод которой осуществляется на основе нормальной оперативной схемы фидера. Элементами фидера являются узлы и линии. Первый узел фидера - это всегда центр питания, отпайка - точка соединения двух или более линий, трансформаторная подстанция - узел с ТП, а также переходные трансформаторы 6/10 кВ (блок трансформаторы). Линии бывают двух типов: провода - воздушная или кабельная линия с длиной и маркой провода и соединительные линии - фиктивная линия с нулевой длиной и без марки провода. Изображение фидера можно увеличивать или уменьшать с помощью функции изменения масштаба, а также передвигать по экрану полосами прокрутки или мышкой.

Оглавление базы данных по электрическим сетям представлено таким образом, чтобы пользователь всегда быстро мог найти нужный фидер по принадлежности к району электрических сетей, номинальному напряжению, подстанции.

Все перечисленные возможности существенно сокращают время на подготовку исходной информации. В частности, с помощью программы за один рабочий день один оператор может ввести информацию для расчета технических потерь по 30 распределительным линиям 6-10 кВ средней сложности.

Параметры расчетной схемы или свойства любого ее элемента доступны для просмотра в любом режиме. После расчета фидера дополнительно к исходной информации об элементе в окно с его характеристиками добавляются результаты расчета.

Расчет установившегося режима включает в себя определение токов и потоков мощностей по ветвям, уровней напряжений в узлах, нагрузочных потерь мощности и электроэнергии в линиях и трансформаторах, а также потерь холостого хода по справочным данным, коэффициентов загрузки линий и трансформаторов. Исходными данными для расчета являются замер тока на головном участке фидера и напряжения на шинах 6-10 кВ в режимные дни, а также нагрузка на всех или части трансформаторных подстанций. Кроме указанных исходных данных для расчета предусмотрен режим задания электроэнергии на головном участке. Возможна фиксация даты расчета.

Одновременно с расчетом потерь мощности ведется расчет потерь электроэнергии. Результаты расчета по каждому фидеру сохраняются в файле, в котором они суммируются по центрам питания, районам электрических сетей, и всем электрическим сетям в целом, что позволяет проводить подробный анализ результатов (рис.3).

Для наглядности некоторые результаты выводятся на расчетную схему фидера - токи в ветвях и напряжения в узлах (рис.4). В зависимости от коэффициента загрузки трансформатор окрашивается в различные цвета, а линии становятся красными, если их загрузка превышает 100%.

Рис.2.

Рис.3.

Детальные результаты расчета состоят из двух таблиц с подробной информацией о параметрах режима и результатах расчета по ветвям и узлам фидера. При изменении положения курсора на схеме фидера выделенная строка с результатами расчета соответствующего элемента в необходимой таблице также перемещается. И наоборот, при перемещении строки - изменяется положение курсора. Подробные результаты расчета можно сохранять в текстовом формате или формате Excel.Это позволяет использовать широкие возможности этого Windows-приложения при составлении отчета или анализе результатов.

Рис. 4.

Для облегчения расчета всей базы существует файл замеров (рис.5), в который заносятся замеры тока и напряжения. С помощью этих данных можно сразу рассчитать все фидера или выборочно, предварительно не открывая для просмотра рассчитываемую схему. Причем, при пофидерном расчете, замер по току и напряжению автоматически берется из файла замеров.

Рис.5.

В программе предусмотрен гибкий режим редактирования, который позволяет вводить любые необходимые изменения исходных данных, схем электрических сетей: добавить или отредактировать фидер, название электрических сетей, районов, центров питания, отредактировать справочники. При редактировании фидера можно изменить расположение и свойства любого элемента на экране, вставить линию, заменить элемент, удалить линию, трансформатор, узел и т.д.

Максимально удобен режим печати. Пользователь всегда может распечатать схему фидера, предварительно просмотрев, как и на каком количестве листов размещается схема (при необходимости изменяется масштаб для вывода изображения на печать). Кроме схемы распечатывать можно общие и детальные результаты расчета по фидеру, а также результаты расчета по всей базе в целом.

РТП 3.1 позволяет работать с несколькими базами данных, для этого необходимо только указать к ним путь.

Программа выполняет различные проверки исходных данных и результатов расчета (замкнутость сети, коэффициенты загрузки трансформаторов, ток головного участка должен быть больше суммарного тока холостого хода установленных трансформаторов и т.д.).

В результате коммутационных переключений в ремонтных и послеаварийных режимах и соответствующего изменения конфигурации схемы электрической сети могут возникнуть недопустимые перегрузки линий и трансформаторов, уровни напряжения в узлах, завышение потерь мощности и электроэнергии в сети. Для этого в программе предусмотрена оценка режимных последствий оперативных переключений в сети с проверкой допустимости режимов по потере напряжения, потерям мощности, току нагрузки, токам защиты. Для оценки таких режимов в программе предусмотрена возможность переключений отдельных участков распределительных линий с одного центра питания на другой, если имеются резервные перемычки. Такие резервные перемычки, связывающие фидера, питающиеся от различных центров питания, должны иметь внешние общие узлы с одинаковым номером. Внешним узлом может быть любой узел сети. Для реализации возможности коммутационных переключений между фидерами различных ЦП необходимо установить связи между ними. Количество связываемых между собой фидеров не ограничено. На рис.6 представлен пример связи двух фидеров, питающихся от различных ЦП. Пунктиром показаны отключенные части сети, сплошными линиями - включенные, а штрих - пунктиром - линия связи между фидерами .

Рис.6.

Программа РТП 3.1 является одним из модулей многоуровневой интегрированной системы расчета и анализа потерь электроэнергии в электрических сетях АО-энерго, в которой результаты расчета по данному ПЭС суммируются с результатами расчета по другим ПЭС и по энергосистеме в целом.

Литература

1. Бохмат И.С., Воротницкий В.Э., Татаринов Е.П. Снижение коммерческих потерь в электроэнергетических системах. - Электрические станции, 1998, №9.

2. Методические указания о порядке расчета тарифов на электрическую и тепловую энергию на потребительском рынке. М.: Изд. ФЭК РФ, 1997.

3. Типовая инструкция по учету электроэнергии при ее производстве, передаче и распределении (РД 34.09.101-94). СПО ОРГРЭС, М.: 1995.

Размещено на Allbest.ru