Нагрузочные потери мощности в линиях электропередачи с 2-х сторонним питанием и в кольцевых сетях

Автор: Геркусов Алексей Анатольевич

Организация: ЗИМИТ КНИТУ-КАИ

Населенный пункт: Республика Татарстан, г. Зеленодольск

Аннотация. В настоящей работе рассмотрены особенности распределения потерь мощности и электроэнергии в ВЛ 6-35 кВ, имеющих 2-х стороннеее питание, а также в кольцевых сетях такого же напряжения. Предложена методика оптимизации точек разрыва линий с 2-х сторонним питанием с целью снижения потерь мощности и электроэнергии в них. Доказано, что положение точек разрыва таких линий зависит от параметров режима ЛЭП, а также от удельного сопротивление линий и расстояния от питающего центра до нагрузочного узла, который рассматривается для перевода на одностороннее питание. Предложено для снижения потерь мощности при разделении линии на участки с односторонним питанием использовать статические компенсаторы реактивной мощности СТАТКОМ.

 

Ключевые слова. Линия электропередачи. Узел нагрузки. Потери электроэнергии. Кольцевая сеть. Радиальная сеть. Питающий центр. Надёжность. Сопротивление линии. СТАТКОМ.

 

Введение. Электрические сети СНГ являются важнейшей инфраструктурной частью одного из самых развитых в мире электроэнергетических комплексов и представляющие собой естественную монополию, регулируемую государством частью рынка электроэнергии, осуществляющую услуги по передаче электроэнергии потребителям и по их технологическому присоединению к электрическим сетям.

Требования к ЛЭП всё время возрастают, причём в первую очередь в отношении повышения надёжности, увеличения пропускной способности, при одновременном снижении потерь электроэнергии, уменьшения экологического влияния, сокращения полосы отчуждения под строительство. Поиск способов решения указанных проблем, при одновременном улучшении технико-экономических показателей всего электросетевого комплекса, определяет одно из важнейших направлений научно-исследовательских работ в этой области.

По надёжности электроснабжения электрические сети классифицируют: на разомкнутые с односторонним питанием; разомкнутые с повышенной надёжностью и замкнутые (с двухсторонним питанием и кольцевые) [1]. В разомкнутых сетях повреждение и отключение любой линии приводят к временному прекращению питания энергией соответствующих потребителей до восстановления их нормальной работы. В разомкнутых сетях повышенной надёжности при нарушении питания по одной из ЛЭП производится переключение потребителей на другую линию (как правило с применением устройств АВР) по которой продолжается их электроснабжение. В кольцевых сетях и сетях с двухсторонним питанием, отключение одной линии не приводит к нарушению электроснабжения, так как каждый потребитель может получать питание одновременно по 2-м линиям. Однако в кольцевых сетях и сетях с 2-х сторонним питанием усложняются применяемые устройства РЗА.

Передача электроэнергии по ЛЭП сопровождается нагрузочными и условно-постоянными потерями, являющимися важнейшим показателем работы сетевой компании. Потери отражают техническое состояние и качество эксплуатации электрических сетей, уровень их морального и технического старения, совершенство систем сбора и учёта информации и прямо влияют на экономические показатели сетевых предприятий.

Уменьшение потерь электроэнергии в электрических сетях различного назначения – является одним из основных направлений реализации энергосберегающей политики в электроэнергетических системах СНГ, а проведение полного и всестороннего анализа причин, вызывающих потери электроэнергии, является актуальной задачей развития и моделирования энергосберегающих технологий.

Неоптимальная конфигурация схемы электроснабжения промышленных объектов, агропромышленного комплекса или населённых пунктов неминуемо ведёт к неоправданному росту потерь мощности и электроэнергии [2, 3].

Несмотря на то, что развитие методологии по влиянию положения точки разделения сети на значения технических потерь электроэнергии актуально и необходимо, научно-исследовательских работ по этой тематике явно недостаточно [2, 3, 4]. Поэтому необходимо дальнейшее развитие и уточнение теоретических основ и методов решения этой важнейшей народно-хозяйственной задачи, позволяющей определять оптимальные точки разделения сетей с 2-х сторонним питанием.

Определение точки оптимального разделения линии. Рассмотрим влияние положения точки раздела линии с 2-х сторонним питанием на величину нагрузочных потерь мощности и электроэнергии в такой ЛЭП.

Допущение 1. Для упрощения расчётов принимаем, что для ВЛ-6-35 кВ условно-постоянные потери отсутствуют.

Допущение 2. Принимаем, что напряжение ВЛ в нормальном, установившемся режиме соответствует номинальному напряжению.

Пусть мы имеем двухстороннюю электропередачу общей длиной L с подключённой нагрузкой S_н, заданными длинами участков L₁ и L₂ и заданными сечениями проводов (удельными сопротивлениями) r₁ и r₂ (рис. 1).

 

Полный текст статьи см. в приложении.

1. file0.docx.. 58,7 КБ

Опубликовано: 01.12.2020