Презентация на тему: Энергосбережение в распределительных электрических сетях Лекция № 2

Энергосбережение в распределительных электрических сетях Лекция № 2
Энергоэффективность и энергосбережение
Структура технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям
Энергосбережение в распределительных электрических сетях Лекция № 2
Коммерческие потери электроэнергии
Энергосбережение в распределительных электрических сетях Лекция № 2
Энергосбережение в распределительных электрических сетях Лекция № 2
Потери мощности и электроэнергии в элементах сети
Расчет потерь мощности в линиях электропередач
Энергосбережение в распределительных электрических сетях Лекция № 2
Расчет потерь мощности в ЛЕП с равномерно распределенной нагрузкой
Расчет потерь мощности в трансформаторах
Энергосбережение в распределительных электрических сетях Лекция № 2
Энергосбережение в распределительных электрических сетях Лекция № 2
Энергосбережение в распределительных электрических сетях Лекция № 2
Приведенные и расчетные нагрузки потребителей
Энергосбережение в распределительных электрических сетях Лекция № 2
Расчет потерь электроэнергии
Энергосбережение в распределительных электрических сетях Лекция № 2
Энергосбережение в распределительных электрических сетях Лекция № 2
Энергосбережение в распределительных электрических сетях Лекция № 2
Энергосбережение в распределительных электрических сетях Лекция № 2
Мероприятия по снижению потерь мощности
Энергосбережение в распределительных электрических сетях Лекция № 2
Технологии Smart-Gride
Энергосбережение в распределительных электрических сетях Лекция № 2
Энергосбережение в распределительных электрических сетях Лекция № 2
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
1/29
Средняя оценка: 4.2/5 (всего оценок: 88)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (466 Кб)
1

Первый слайд презентации

Энергосбережение в распределительных электрических сетях Лекция № 2

Изображение слайда
2

Слайд 2: Энергоэффективность и энергосбережение

Энергосбережение : комплекс мероприятий, направленный на уменьшение энергопотребления при сохранении объема выпуска продукции и оказания услуг. Энергоэффективность : показатель, характеризующий уровень рациональности использования энергетических ресурсов. Достижение экономически оправданной эффективности использования ТЭР при существующем уровне развития техники и технологии и соблюдении требований к охране окружающей среды. Повышению э нергоэффективности систем электроснабжения способствуют : обеспечение надежности электроснабжения (в соответствии с ПУЭ), обеспечение стандартов качества электроэнергии (в соответствии с ГОСТ ), снижение потерь электроэнергии (технологический и электромагнитный ущерб), снижение эксплуатационных расходов, предотвращение аварий за за счет внедрения современного оборудования.

Изображение слайда
3

Слайд 3: Структура технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям

Фактические (отчетные) потери электроэнергии - разность между поступлением (поставкой) электрической энергии в электрическую сеть и отпуском электрической энергии из сети, а также объемом электрической энергии, потребленной энергопринимающими устройствами и субъектами. Технологические потери (расход) электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям включают в себя технические потери в линиях и оборудовании электрических сетей, обусловленных физическими процессами, происходящими при передаче электроэнергии в соответствии с техническими характеристиками и режимами работы линий и оборудования, с учетом расхода электроэнергии на собственные нужды подстанций и потери, обусловленные допустимыми погрешностями системы учета электроэнергии. Определяются расчетным путем. W технол = W тех + W сн + W уч. Как правило, отчетные потери выше, чем технологические потери. Утверждению Минэнерго подлежат технологически е потер и электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям для территориальных сетев ых организаци й ( Т СО), ФСК и МРСК.

Изображение слайда
4

Слайд 4

Технические потери электроэнергии в электрических сетях, возникающие при ее передаче по электрическим сетям состоят из потерь, не зависящих от величины передаваемой мощности (нагрузки) - условно- постоянных потерь, и потерь, зависящих от величины передаваемой мощности (нагрузки) - нагрузочных (переменных) потерь. W тех = W упп + W нагр Условно-постоянные потери - часть технических потерь в электрических сетях, не зависящая от передаваемой мощности (потери холостого хода в трансформаторах, потери в реакторах, потери на корону, потери в батареях коденсаторных батареях, потери в вентильных разрядниках). Нагрузочные (переменные) потери - это потери в линиях, силовых трансформаторах и токоограничивающих реакторах, зависящие от передаваемой мощности. Потери, обусловленные допустимыми погрешностями системы учета, определяются в зависимости от погрешностей трансформаторов тока трансформаторов напряжения, счетчиков и соединительных проводов. Расход электроэнергии на собственные нужды определяется в соответствии с показаниями приборов учета.

Изображение слайда
5

Слайд 5: Коммерческие потери электроэнергии

потери из-за погрешностей системы учета электроэнергии ; потери при выставлении счетов, обусловленные неточностью данных о потребителях электроэнергии, ошибками при выставлении счетов ; потери при востребовании оплаты, обусловленные оплатой позже установленной даты, долговременными или безнадежными долгами и неоплаченными счетами ; потери из-за хищений электроэнергии. В российских энергосистемах главными причинами наличия коммерческих потерь традиционно являются недостаточный и недостоверный учет, хищения электроэнергии не только в коммунально-бытовом, но и в промышленном секторе. Кроме того, появилась мотивация к применению все более изощренных методов и средств хищений электроэнергии.

Изображение слайда
6

Слайд 6

Доли фактических потерь электроэнергии

Изображение слайда
7

Слайд 7

Структура технических потерь электроэнергии за 2008 год

Изображение слайда
8

Слайд 8: Потери мощности и электроэнергии в элементах сети

8 Потери мощности и электроэнергии в элементах сети Потери мощности в элементах сети Для количественной характеристики работы элементов электрической сети рассматриваются ее рабочие режимы. Рабочий режим – это установившееся электрическое состояние, которое характеризуется значениями токов, напряжений, активной, реактивной и полной мощностей. Основной целью расчета режимов является определение этих параметров, как для проверки допустимости режимов, так и для обеспечения экономичности работы элементов сетей. Определение значений токов в элементах сети и напряжений в ее узлах начинается с построения картины распределения полной мощности по элементу, т.е. с определения мощностей в начале и конце каждого элемента. Такую картину называют потокораспределением. Рассчитывая мощности в начале и в конце элемента электрической сети, учитывают потери мощности в сопротивлениях элемента и влияние его проводимостей.

Изображение слайда
9

Слайд 9: Расчет потерь мощности в линиях электропередач

9 Расчет потерь мощности в линиях электропередач Потери активной мощности на участке ЛЭП (см. рис. 7.1) обусловлены активным сопротивлением проводов и кабелей, а также несовершенством их изоляции. Мощность, теряемая в активных сопротивлениях трехфазной ЛЭП и расходуемая на ее нагрев, определяется по формуле: где полный, активный и реактивный токи в ЛЭП; P, Q, S – активная, реактивная и полная мощности в начале или конце ЛЭП; U – линейное напряжение в начале или конце ЛЭП; R – активное сопротивление одной фазы ЛЭП. ИП I R + jX I, cos φ Рисунок 7.1 – К расчету потерь мощности в ЛЭП

Изображение слайда
10

Слайд 10

10 Потери активной мощности в проводимостях ЛЭП обусловлены несовершенством изоляции. В воздушных ЛЭП – появлением короны и, в очень незначительной степени, утечкой тока по изоляторам. В кабельных ЛЭП – появлением тока проводимости его абсорбции. Рассчитываются потери по формуле: , где U – линейное напряжение в начале или конце ЛЭП; G – активная проводимость ЛЭП. При проектировании воздушных ЛЭП потери мощности на корону стремятся свести к нулю, выбирая такой диаметр провода, когда возможность возникновения короны практически отсутствует. Потери реактивной мощности на участке ЛЭП обусловлены индуктивными сопротивлениями проводов и кабелей. Реактивная мощность, теряемая в трехфазной ЛЕП, рассчитывается аналогично мощности, теряемой в активных сопротивлениях: Генерируемая емкостной проводимостью зарядная мощность ЛЭП рассчитывается по формуле: , где U – линейное напряжение в начале или конце ЛЭП; B – реактивная проводимость ЛЭП. Зарядная мощность уменьшает реактивную нагрузку сети и тем самым снижает потери мощности в ней.

Изображение слайда
11

Слайд 11: Расчет потерь мощности в ЛЕП с равномерно распределенной нагрузкой

11 Расчет потерь мощности в ЛЕП с равномерно распределенной нагрузкой В линиях местных сетей () потребители одинаковой мощности могут располагаться на одинаковом расстоянии друг от друга (например, источники света). Такие ЛЕП называются линиями с равномерно распределенной нагрузкой (см. рис. 7.2). В равномерно нагруженной линии трехфазного переменного тока длиной L с суммарной токовой нагрузкой I плотность тока на единицу длины составит I / L. При погонном активном сопротивлении r 0 потери активной мощности составят: dl Рисунок 7.2 – ЛЕП с равномерно распределенной нагрузкой Если бы нагрузка была сосредоточена в конце, то потери мощности определялись бы как: . Сравнивая приведенные выражения, видим, что потери мощности в линии с равномерно распределенной нагрузкой в 3 раза меньше. dl Рисунок 7.2 – ЛЕП с равномерно распределенной нагрузкой

Изображение слайда
12

Слайд 12: Расчет потерь мощности в трансформаторах

12 Расчет потерь мощности в трансформаторах Потери активной и реактивной мощности в трансформаторах и автотрансформаторах разделяются на потери в стали и потери в меди (нагрузочные потери). Потери в стали – это потери в проводимостях трансформаторов. Они зависят от приложенного напряжения. Нагрузочные потери – это потери в сопротивлениях трансформаторов. Они зависят от тока нагрузки. Потери активной мощности в стали трансформаторов – это потери на перемагничивание и вихревые токи. Определяются потерями холостого хода трансформатора, которые приводятся в его паспортных данных. Потери реактивной мощности в стали определяются по току холостого хода трансформатора, значение которого в процентах приводится в его паспортных данных: Потери мощности в обмотках трансформатора можно определить двумя путями: по параметрам схемы замещения; по паспортным данным трансформатора. Потери мощности по параметрам схемы замещения определяются по тем же формулам, что и для ЛЕП: , где S – мощность нагрузки; U – линейное напряжение на вторичной стороне трансформатора.

Изображение слайда
13

Слайд 13

13 Для трехобмоточного трансформатора или автотрансформатора потери в меди определяются как сумма потерь мощности каждой из обмоток. Получим выражения для определения потерь мощности по паспортным данным двухобмоточного трансформатора. Потери короткого замыкания, приведенные в паспортных данных, определены при номинальном токе трансформатора (7.1) При любой другой нагрузке потери в меди трансформатора равны (7.2) Разделив выражение (7.1) на (7.2), получим Откуда найдем :

Изображение слайда
14

Слайд 14

14 Если в выражение для расчета, подставить выражение для определения реактивного сопротивления трансформатора, то получим: Таким образом, полные потери мощности в двухобмоточном трансформаторе равны: Если на подстанции с суммарной нагрузкой S работает параллельно n одинаковых трансформаторов, то их эквивалентные сопротивления в n раз меньше, а проводимости в n раз больше. Тогда,

Изображение слайда
15

Слайд 15

15 Для n параллельно работающих одинаковых трехобмоточных трансформаторов (автотрансформаторов) потери мощности рассчитываются по формулам: где S в, S с, S н – соответственно мощности, проходящие через обмотки высшего, среднего и низшего напряжений трансформатора.

Изображение слайда
16

Слайд 16: Приведенные и расчетные нагрузки потребителей

16 Приведенные и расчетные нагрузки потребителей Расчетная схема замещения участка сети представляет собой довольно сложную конфигурацию, если учитывать полную схему замещения ЛЕП и трансформаторов. Для упрощения расчетных схем сетей с номинальным напряжением до 220 кВ включительно вводят понятие “ приведенных ”, “расчетных” нагрузок. Приведенная к стороне высшего напряжения нагрузка потребительской ПС представляет собой сумму заданных мощностей нагрузок на шинах низшего и среднего напряжений и потерь мощности в сопротивлениях и проводимостях трансформаторов. Приведенная к стороне высшего напряжения нагрузка ЭС представляет собой сумму мощностей генераторов за вычетом нагрузки местного района и потерь мощности в сопротивлениях и проводимостях трансформаторов. Расчетная нагрузка ПС или ЭС определяется как алгебраическая сумма приведенной нагрузки и половин зарядных мощностей ЛЕП, присоединенных к шинам высшего напряжения ПС или ЭС. Зарядные мощности определяются до расчета режима по номинальному, а не реальному напряжению, что вносит вполне допустимую погрешность в расчет. Возможность упрощения расчетной схемы при использовании понятий “при-веденных” и “расчетных” нагрузок показано на рис. 7.3:

Изображение слайда
17

Слайд 17

17 ЛЕП 1 ЛЕП 2 ПС P н + j Q н а) P х + j Q х R 1 + jX 1 R 2 + jX 2 R т + jX т 0,5Δ Q с1 0,5Δ Q с2 P н + j Q н б) R 1 + jX 1 R 2 + jX 2 0,5Δ Q с1 0,5Δ Q с2 P пр + j Q пр в) R 1 + jX 1 R 2 + jX 2 P р + j Q р г) Рисунок 7.3 – Этапы упрощения расчетной схемы: а) исходная схема; б) полная схема замещения; в) схема замещения с приведенной нагрузкой; г) схема замещения с расчетной нагрузкой.

Изображение слайда
18

Слайд 18: Расчет потерь электроэнергии

18 Расчет потерь электроэнергии При передаче электроэнергии часть ее расходуется на нагрев, создание электромагнитных полей и другие эффекты. Этот расход принято называть потерями. В электроэнергетике термин “ потери ” имеет специфическое значение. Если в других производствах потери связаны с браком продукции, то потери электроэнергии – это технологический расход на ее передачу. Величина потерь электроэнергии зависит от характера изменения нагрузки в рассматриваемый период времени. Например, в ЛЭП, работающей с неизменной нагрузкой, потери электроэнергии за время t рассчитываются следующим образом: где суммарные потери активной мощности в сопротивлении и проводимости ЛЭП. Если нагрузка изменяется, то потери электроэнергии можно рассчитать различными способами. В зависимости от используемой математической модели методы делятся на две групп: детерминированные; вероятностно-статистические. Наиболее точным из детерминированных методов является метод расчета потерь электроэнергии по графику нагрузок для каждого потребителя.

Изображение слайда
19

Слайд 19

19 Предположим, что нагрузка потребителя в году изменялась по следующему графику (см. рис. 7.4). Тогда, Интеграл – это фактически площадь, ограниченная графиком изменения квадрата тока. Таким образом, потери активной электроэнергии пропорциональны площади квадратичного годового графика нагрузки. Так как напряжение на шинах электроприемника меняется незначительно, то его значение можно считать неизменным. Заменяя интеграл суммой площадей прямоугольников с шагом Δ t i, получим: 0 8760 ч t I I max Рисунок 7.4 – График нагрузки потребителя.

Изображение слайда
20

Слайд 20

20 Потери электроэнергии в трансформаторах при заданном графике нагрузки при использовании его паспортных данных рассчитываются по формулам: для двухобмоточных для трехобмоточных трансформаторов (автотрансформаторов) Достоинство метода – высокая точность расчета. Недостаток – большое количество вычислений. Графики нагрузок не всегда известны. В этом случае потери электроэнергии можно вычислить другим детерминированным методом – через. Метод основан на двух допущениях: максимальные потери в электрической сети наблюдаются в период максимума нагрузки в энергосистемы (утренний максимум с 9 до 11 часов; вечерний – с 17 до 21 часа); графики активной и реактивной мощности подобны, т.е. график реактивной мощности пересчитан из графика активной мощности. 12.10.2012

Изображение слайда
21

Слайд 21

21 Время максимальных потерь – это время, в течении которого при работе потребителя с максимальной нагрузкой из сети потребляется такое же количество электроэнергии, что и при работе по реальному графику нагрузки. Исходя из определения, запишем: , где соответственно время максимальных потерь для активной и реактивной нагрузок. На практике эти значения усредняют и заменяют общим –. Тогда, Для типовых графиков нагрузки величина определяется по известной величине T м : (7.3) В соответствии с этим методом потери электроэнергии в элементах сети рассчитываются по формулам:

Изображение слайда
22

Слайд 22

22 в линии электропередач в двухобмоточных трансформаторах в трехобмоточных трансформаторах (автотрансформаторах) Величина рассчитывается по формуле (7.3) по величине T м в, значение которой определяется как средневзвешенное: Аналогично определяется величина для ЛЕП, питающей несколько потребителей.

Изображение слайда
23

Слайд 23: Мероприятия по снижению потерь мощности

23 Мероприятия по снижению потерь мощности Потери мощности и электроэнергии достигают значительных величин и являются одним из основных фактов, влияющих на экономичность сетей. Их величина регламентируется постановлениями Национального комитета по регулированию электроэнергии (НКРЭ) в сетях напряжением до 35 кВ и в сетях напряжениям 35 кВ и выше. Большая часть потерь электроэнергии (60 – 70%) приходится на сети напряжением 6 – 10 кВ. Поэтому перечисленные ниже мероприятия относятся к сетям этих напряжений и к электроприемникам: - применение более высокой ступени напряжения (10 кВ вместо 6 кВ); - повышение уровня напряжения в сети путем применения устройств регулирования напряжения; - регулирование потоков активной и реактивной мощностей в отдельных звеньях сети; - применение рациональных схем питания потребителей, которые позволяют осуществлять более экономичную загрузку ЛЭП и трансформаторов; - рационализация энергохозяйств предприятий – улучшение cosφ, правильный выбор мощности и загрузка электродвигателей.

Изображение слайда
24

Слайд 24

Мероприятия по снижению потерь электроэнергии

Изображение слайда
25

Слайд 25: Технологии Smart-Gride

Системы автоматизированного учета и информационные системы потребителей; Инфраструктура систем связи для энергообъектов; Системы мониторинга состояния и управления электротехническим оборудованием; Системы автоматизации для повышения надежности и безотказности электроснабжения; Системы, обеспечивающие интеграцию источников электроэнергии малой мощности и накопителей; Системы управления данными; Системы управления оперативными выездными бригадами. Объединенные в единую платформу, эти технологии позволяют по-новому подходить к построению электрических сетей, переходя от жесткой структуры «генерация — сети — потребитель» к более гибкой, в которой каждый узел сети может являться активным элементом. При этом интеллектуальная сеть в автоматическом режиме производит переконфигурацию при изменении условий.

Изображение слайда
26

Слайд 26

Среднестатистические данные о структуре эффекта от внедрения мероприятий по снижению потерь электроэнергии

Изображение слайда
27

Слайд 27

Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях – комплексная государственная организационно-техническая проблема, требующая совершенствования нормативно-правовой базы по учету электроэнергии, взаимодействию сетевых и сбытовых организаций. Приоритетным путем снижения технических потерь электроэнергии являются оптимизация режимов и модернизация электрических сетей. Стратегическое направление снижения коммерческих потерь электроэнергии – совершенствование систем учета, внедрение АСКУЭ и защита учета от несанкционированного доступа. .

Изображение слайда
28

Слайд 28: КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

28 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ Чем отличается энергосбережение от энергоэффективности ? Как определяют технологические потери? Из каких потерь состоят технические потери? Из каких потерь состоят коммерческие потери? Чем обусловлены потери активной мощности на участке ЛЭП? Какие потери подлежат расчету в трансформаторах? Что понимают под приведенной нагрузкой ЛЭП? Что понимают под расчетной нагрузкой ЛЭП? Основные методы расчета потерь при переменных нагрузках. Назовите пять основных, на ваш взгляд, мероприятий по снижению потерь в электрических сетях.

Изображение слайда
29

Последний слайд презентации: Энергосбережение в распределительных электрических сетях Лекция № 2: СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

29 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

Изображение слайда