Расчет и оптимизация потерь мощности и энергии в электрических распределительных радиальных сетях промышленного типа с учетом нагрева проводников

• Автор: Гиршин, Станислав Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 161 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Е СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЕЕ Общая характеристика методов расчета потерь в электрических сетях
1.2. Общая характеристика методов оптимизации потерь разомкнутых сетях
1.3. Цели и задачи исследования
2. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ В ВЕТВИ ПРОМЫШЛЕННОЙ СЕТИ С УЧЕТОМ
НАГРЕВА
2.1. Об щие положения
2.2. Потери в обмотках масляных трансформаторов
2.3. Потери в обмотках сухих трансформаторов
2.4. Потери в кабелях при их прокладке в воздухе
2.5. Потери в кабелях при их прокладке в земле
2.6. Проверка методов расчета потерь
2.7. Учет суточных и сезонных изменений нагрузки и температуры окружающей среды
2.8. Алгоритм расчета нагрузочных потерь в ветви сети, содержащей кабель и трансформатор
2.9. Сравнительный анализ влияния нагрева на потери в разных элементах сети
2.10. Применение методов расчета потерь с учетом нагрева для выбора мероприятий по их снижению
2.11. Выводы
3. ОПТИМИЗАЦИЯ ПОТЕРЬ В ПРОМЫШЛЕННЫХ СЕТЯХ С УЧЕТОМ
НАГРЕВА
3.1. Общие положения
3.2. Оптимизация потерь в двухлучевой радиальной сечи
3.3. Оптимизация потерь в радиальной сети по методу динамического программирования
3.4. Оптимизация потерь в радиальной сети путем перестановок
3.5. Анализ целевой функции
3.6. Оценка эффективности учета нагрева при оптимизации потерь
3.7. Погрешности оптимизационных расчетов
3.8. Область использования и рекомендации по применению алгоритмов оптимизации потерь в радиальных сетях с учетом нагрева
3.9. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время одной из наиболее актуальных проблем энергетики является проблема экономии и рационального использования энергоресурсов. По мнению специалистов, доля полезно используемых энергоресурсов от их общего количества составляет приблизительно 40 - 42%, а остальные 58 -60% идут на потери. Эти показатели свидетельствуют о том, что экономия энергоресурсов, то есть снижение доли их потерь, может существенно повлиять на развитие народного хозяйства и, в частности, обеспечить снижение себестоимости продукции. Последнее следует также из того, что, согласно [81], в некоторых отраслях промышленности доля комплексных энергетических затрат в себестоимости продукции составляет более 50%. Кроме того, в настоящее время существует тенденция снижения уровней производства энергоресурсов, в связи с чем происходит постоянное повышение актуальности проблемы энергосбережения. При этих условиях экономия энергии может рассматриваться как источник дополнительной энергии, и поэтому она должна осуществляться во всех случаях, где затраты на энергосбережение меньше, чем затраты на добычу первичных топливно-энергетических ресурсов.
Одно из свойств электроэнергии как продукции состоит в том, что ее транспортировка осуществляется за счет ее расхода. Согласно [69], при передаче электроэнергии от источников питания до приемников теряется в среднем 10 - 15% отпущенной с шин источников питания электроэнергии. Поэтому вопросы уменьшения потерь электроэнергии на ее транспорт являются весьма актуальными, причем в настоящее время актуальность проблемы снижения потерь электроэнергии дополнительно подтверждается различными правительственными постановлениями и законодательными актами по энергосбережению.
Для решения проблемы снижения потерь в сетях разработано множество мероприятий, которые обычно внедряются на основе

дополненный интегрированием решений по времени для определения потерь.
В процессе проверки производилось сравнение кривых нагрева и сравнение средних потерь мощности и определялись погрешности расчета потерь аналитическим методом относительно численного метода.
Проверка расчета потерь производилась при нулевых начальных условиях (чтобы степень влияния тепловых переходных процессов на потери была максимальна). При этом были приняты интервалы стационарности Тст = = 4 и 8 часов, а шаг интегрирования Ь = 60 секунд.
При проверке расчета потерь в масляном трансформаторе его загрузка была принята равной 100%, а в проложенном в воздухе кабеле - 70%, так как для кабеля требовалась проверка правильности расчета постоянной времени при неноминальных условиях. Проверка расчета потерь в сухих трансформаторах и в проложенных в земле кабелях не проводилась, так как уравнение нагрева сухого трансформатора почти идентично уравнению нагрева масляного трансформатора как единого целого, а уравнение нагрева проложенного в земле кабеля является линейным.
Полученные при проверке кривые нагрева изображены на рис. 2.1 - 2.3. При этом в масштабах рис. 2.1 и 2.3 кривые нагрева масла и кабеля, полученные аналитическим и численным методом, не различаются, что говорит о большой точности решения уравнений нагрева путем преобразования нелинейной теплопередачи к квадратичному виду в случае трансформатора и путем замены кривой теплопередачи на ее хорду в случае кабеля. Кривые нагрева обмоток масляного трансформатора несколько различаются, что, однако, мало влияет на потери вследствие небольшого диапазона изменений перегрева обмоток.
В результате проверки были получены следующие значения погрешностей расчета потерь аналитическим методом относительно численного метода: для трансформатора при Тст = 4 ч - 0,06%; для трансформатора при Тст = 8 ч - 0,05%; для кабеля при Тст = 4 ч - 0,004%; для