Расчет потерь электроэнергии.

Расчет потерь электроэнергии.

Расчет потерь электроэнергии в силовом трансформаторе Т1 ТМ-400кВА 10/0.4кВ, установленном в ТП 61.

Каталожные данные силового трансформатора ТМ-400кВА -10/0.4кВ:

P_x.x.=0.83 кВт

P_к.з.=5.5 кВт

U_к.з.=4.5%

Исходные данные:

S_ном=400 кВА

Средневзвешенное значение коэффициента мощности за расчетный период cosφсрв =0.95.

Средняя расчетная активная нагрузка за расчетный период: P_ср= 380 кВт.

Расчетный расход активной электроэнергии за месяц:

Wa_мес= P_р*T_р = 380*680 = 25840 кВт*ч

Т_о=720 ч- полное число часов присоединения трансформатора к сети(за расчетное время);

T_р=680 ч- число часов работы трансформатора с нагрузкой (за расчетное время)

K_ф=1.1

Средний ток нагрузки:

Номинальный ток трансформатора:

Коэффициент нагрузки:

Потери активной энергии в силовом трансформаторе за расчетный период:

, что составит в процентах к общему расходу активной электроэнергии за расчетный период:

Расчет потерь электроэнергии в кабельной линии от силового трансформатора Т1 ТМ-400 кВА10/0.4 кВ до яч.1(ввод 1) РУ-0.4 кВ ТП-61

От силового трансформатора Т1 ТМ-400 кВА10/0.4 кВ до яч.1(ввод 1) РУ-0.4 кВ ТП-61 кабельная линия выполнена кабелем 2xВВГ-1 4x(1х185). Протяженность кабельной линии: L= 0.009 км.

Активное сопротивление кабельной линии:

, где

Активное сопротивление кабеля, Ом/км

L- Длина кабельной линии, км

Для кабеля ВВГ-1 1х185 – активное сопротивление кабеля, в соответствии со справочными данными, равно =0.1 Ом/км.

Число работы линии за расчетный период Т_р=720 ч.

Средневзвешенное значение коэффициента мощности за расчетный период cosφсрв =0.95.

Средняя расчетная активная нагрузка за расчетный период: P_ср= 380 кВт.

Расчетный расход активной электроэнергии за месяц:

Wa_мес= P_р*T_р = 380*720 = 273600 кВт*ч

Среднее значение тока за расчетный период:

где:

- номинальное напряжение кВ,

- средневзвешенный коэффициент мощности.

Потери электроэнергии в кабельной линии за расчетный период:

Где: - потери активной мощности определяемые по среднему значению тока, кВт

- 1.1 коэффициент формы.

Что составит в процентах к общему расходу активной электроэнергии:

В целом потери электрической энергии в электрических сетях и силовом трансформаторе составят:

Расчет потерь электроэнергии в силовом трансформаторе Т2 ТМ-250кВА 10/0.4кВ, установленном в ТП 61.

Каталожные данные силового трансформатора ТМ-250кВА -10/0.4кВ:

P_x.x.=0.55 кВт

P_к.з.=3.7 кВт

U_к.з.=4.5%

Исходные данные:

S_ном=250 кВА

Средневзвешенное значение коэффициента мощности за расчетный период cosφсрв =0.95.

Средняя расчетная активная нагрузка за расчетный период: P_ср= 237.5 кВт.

Расчетный расход активной электроэнергии за месяц:

Wa_мес= P_р*T_р = 237.5*680 = 161500 кВт*ч

Т_о=720 ч- полное число часов присоединения трансформатора к сети(за расчетное время);

T_р=680 ч- число часов работы трансформатора с нагрузкой (за расчетное время)

K_ф=1.1

Средний ток нагрузки:

Номинальный ток трансформатора:

Коэффициент нагрузки:

Потери активной энергии в силовом трансформаторе за расчетный период:

, что составит в процентах к общему расходу активной электроэнергии за расчетный период:

Расчет потерь электроэнергии в кабельной линии от силового трансформатора Т2 ТМ-250 кВА10/0.4 кВ до яч.7(ввод 2) РУ-0.4 кВ ТП-61

От силового трансформатора Т2 ТМ-250 кВА10/0.4 кВ до яч.7(ввод 2)

РУ-0.4 кВ ТП-61 кабельная линия выполнена кабелем 2xВВГ-1 4x(1х185). Протяженность кабельной линии: L= 0.009 км.

Активное сопротивление кабельной линии:

, где

Активное сопротивление кабеля, Ом/км

L- Длина кабельной линии, км

Для кабеля ВВГ-1 1х185 – активное сопротивление кабеля, в соответствии со справочными данными, равно =0.1 Ом/км.

Число работы линии за расчетный период Т_р=720 ч.

Средневзвешенное значение коэффициента мощности за расчетный период cosφсрв =0.95.

Средняя расчетная активная нагрузка за расчетный период: P_ср= 237.5 кВт.

Расчетный расход активной электроэнергии за месяц:

Wa_мес= P_р*T_р = 237.5*720 = 171000 кВт*ч

Среднее значение тока за расчетный период:

где:

- номинальное напряжение кВ,

- средневзвешенный коэффициент мощности.

Потери электроэнергии в кабельной линии за расчетный период:

Где: - потери активной мощности определяемые по среднему значению тока, кВт

- 1.1 коэффициент формы.

Что составит в процентах к общему расходу активной электроэнергии:

В целом потери электрической энергии в электрических сетях и силовом трансформаторе составят:

Техническое обеспечение. Обоснование проектного решения.

Состав технических средств системы.

В составе технических средств учета, устанавливаемых у потребителя предусмотрены:

Средства измерения потребления электроэнергии;

Средства сбора, обработки, хранения и передачи информации.

Средства измерения потребления электроэнергии и мощности

Технические средства измерения потребления электроэнергии(основные средства) включают: а) Статические многофункциональные микропроцессорные многотарифные счетчики активной и реактивной электроэнергии и мощности класса точности 0,5S, для измерения активной и класса точности 1,0 для измерения реактивной электроэнергии и мощности, типа Меркурий 230 ART-03 PQRSIDN 3x220/380В 5(7.5)А, производства ООО «Фирма ИНКОТЕКС», внесенный в Государственный реестр средств измерений РФ №23345-07.

б) измерительные трансформаторы тока типа ТШП-0.66 УЗ, класса точности измерительной обмотки 0.5S, S2ном= 5ВА, производства ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока», с номинальными значениями 600/5А и 400/5А.

Технические средства подсистемы сбора, обработки и передачи данных. Для организации канала передачи данных по сети GSM в качестве каналообразующего оборудования предусматривается использование GSM шлюза Меркурий 228.

Основные характеристики GSM шлюза Меркурий 228.

Напряжения питания, В 220±10%

Максимальный потребляемый ток в моменты сеансов GSM связи мА 18.5

Рабочий диапазон EGSM, МГц 900/1800

Максимальное количество подключаемых устройств 128

Размер буфера, байт 4000

Поддерживаемые интерфейсы RS-485

Скорость передачи данных по интерфейсу, бод от 300 до 115200

Разъём интерфейса 2*RG 11

Разьём для внешней антенны RP – SMA female

Держатель SIM карты с выталкивателем;

Габаритные размеры - ДхВхШ, мм 110x140x35

Диапазон температур, от -40 до +55

Масса, кг. не более 0,4

Корпус пластиковый, с креплением на DIN -рейку.

Материалы для подключения Внешних соединений

Измерительные цепи;

- от трансформаторов тока, до испытательных клеммных колодок счетчиков выполняются проводом марки ПВ1 1 х 2,5 мм.кв.,

- от шин напряжения до испытательных клеммных колодок счетчиков выполняются проводом марки ПВ1 1 х 2,5 мм.кв.,

Измерительные цепи прокладываются по существующим кабельным конструкциям в соответствии планом расположения оборудования и кабельным журналом, см. рабочую документацию.

В качестве среды передачи данных от счетчиков до коммуникационного оборудования применяется кабель промышленного интерфейса RS-485 КИПЭВ 2x2x0,6, волновое сопротивление которого составляет 120 Ом, погонная емкость 42 пФ/м.

Цепи питания каналообразующего оборудования и дополнительных блоков питания прокладываются по существующим кабельным конструкциям негорючим кабелем марки ВВГнг 3x1,5 мм.кв.

Размещение технических средств СУЭ ДС

Измерительные трансформаторы тока размещаются на водах РУ-ОА кВ, ТП—61;

Счетчики электроэнергии и, размещаются на панелях вводных ячеек РУ 0,4 кВ ТП-61;

Коммуникационное оборудование смонтировано в шкафу категории IP 55, установленного на стене помещения РУ 0,4 кВ ТП-61.

Обоснование выбора технических средств измерительных каналов

Состав технических средств Измерительный канал включает в себя:

а) измерительные трансформаторы тока.

б) цепи от вторичных обмоток измерительных трансформаторов и цепей напряжения до клеммника счетчика;

в) счетчики электрической энергии;

Условия выбора измерительных трансформаторов тока Выбор трансформаторов тока, используемых для коммерческого учета, обусловлен:

1) Требованиями Правил устройства электроустановок;

2) Требованиями метрологического обеспечения достоверности коммерческой информации РД 34.11.325-90;

Трансформаторы тока (ТТ) в соответствии с требованиями Правил устройств электроустановок, выбираются по следующим условиям:

3) По конструкции и роду установки-соответствия конструктивного исполнения месту установки трансформаторов тока.

4) По напряжению электроустановки (сети).

U_{hom. т.т.} > U _сети;

5) По номинальному току.

Т.Т. по первичному току выбирается из ряда номинальных значений первичного тока согласно ГОСТ 7746-2001

И_номт.т. > И_{макс. т.т.,}

Где U_{ном т.т.} - номинальный первичный ток трансформатора;

U_макс. _т.т. - максимально возможный первичный ток трансформатора;

Допускается применять трансформаторы тока с завышенным коэффициентом трансформации (по условиям электродинамической и термической стойкости), если при максимальной нагрузке присоединения ток во вторичной обмотке ТТ будет соответствовать не менее 40% номинального тока счетчика, а при минимальной рабочей нагрузке - не менее 5 %

(ПУЗ изд.6, п. 1.5.17.)

По допустимой вторичной нагрузке: Z_2ном≥Z₂ (0м)

где Z_2ном ~ номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности;

Z₂ - вторичная нагрузка трансформатора тока.

Соответствующие значения номинальной вторичной нагрузки Z_2hom, Ом, определяют по формуле:

Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому Z₂ ≈ R_2. Для проверки по допустимой нагрузке вторичной обмотки во вторичную нагрузку кроме сопротивления приборов (R_приб), включается сопротивление контрольных проводов (R_пров) и сопротивление контактов R_конт (принимается 0.1 Ом), т е. учитывается мощность, теряемая в этих элементах.

Таким образом R₂=R_приб+R_пров+R_конт.

Сопротивление приборов определяется выражением: , где

S_приб – мощность потребляемая приборами (ВА), I_2ном – вторичный номинальный ток прибора; Чтобы трансформатор тока работал выбранном классе точности, необходимо выдержать условия:

1. Z_2ном ≥ R_приб +R_пров+R_конт

Откуда R_пров≤Z_2ном - R_приб- R_конт

Или , где

,где – номинальная мощность трансформаторов тока (ВА);

,где мощность потребляемая приборами (ВА);

, соответственно

Зная , можно найти сечение контрольных проводов как:

, где - удельное сопротивление материала провода

(для меди ); при соединении трансформаторов тока в полную звезду; , при соединении в неполную звезду; L- длина провода соединяющего трансформатор тока и прибор в один конец, м. Для трансформаторов с номинальными вторичными нагрузками 5 В*А нижний предел вторичных нагрузок в соответствии с ГОСТ 7746-01 составляет 3,75 В*А (или 0,15 Ом при номинальном токе вторичной обмотки трансформатора тока .

Выбор трансформаторов тока для коммерческого учета.

Расчет первичных токов.

Величины расчетной мощности для вычисления максимальных и минимальных значений первичного тока.

Режимы работы трансформаторов.

Режим работы трансформатора Т1. Минимальная мощность S_min=85кВА, максимальная мощность S_max=400кВА. Режим работы трансформаторы Т2. Максимальная мощность S_max=250кВА. Минимальная мощность S_min=54кВА.

Максимальный ток определяется по формуле:

Максимальный ток в трансформаторе Т1: ;

Коэффициенты трансформации трансформаторов Т1 и Т2, равены: 600/5 и 400/5 соответственно.

Проверка измерительных трансформаторов тока на минимальную и максимальную рабочую нагрузку.

По диапазону нагрузок трансформаторы тока должны удовлетворять следующим условиям: i_{min.втор тт} ≥ 5% I_ном. Счетчика, где I_ном.счетчика = 5(А)

Imax_{.втор.тт} ≥40% I_ном.счетчика, где I_ном.счетчика = 5(А).

Расчет для PIK1.

S_min=85кВА, следовательно ток в первичной обмотке составит:

При выбранном коэффициенте трансформации 600/5=120 ток во вторичной обмотке будет:

,

Что в процентном соотношении к номинальному значению 5А составляет:

(1,08/5)*100=22%

Расчет первичных токов для PIK2.

S_min=54кВА, следовательно ток в первичной обмотке составит:

При выбранном коэффициенте трансформации 600/5=120 ток во вторичной обмотке будет:

,

Что в процентном соотношении к номинальному значению 5А составляет:

(0.68/5)*100=13.6%

Результаты расчетов, приведенные к номинальным значениям токов, выбранных трансформаторов сведены в таблицу:

Наименование контролируемого подкюлючения	Номинал	Диапазон изменения тока I1	Диапазон изменения тока I2	Приведенное значение тока I2
I1,A	I2,A	I1min,A	I2min.A	I2min,A	I2max,A	%	%
Ввод 1					1,08	5,06
Ввод 2					1,03	4,75

По результатам расчета видно, что условие необходимой нагрузки выполняется.

Расчет вторичных нагрузок трансформаторов тока.

Вторичная нагрузка трансформаторов тока с номинальной вторичной нагрузкой S_2ном=5ВА в соответствии с ГОСТ 7746-2001 должна находиться в пределах: 3,75ВА ≥S₂≥5ВА.

Пример расчета для кабеля ИИК – счетчика PIK1.

Исходные данные для расчета.

1).Схема соединения трансформаторов тока – десятипроводная. От трансформаторов тока до ИИК прибора учета длинна кабеля 4м, от ИИК до клеммника счетчика – 0.5м, тогда расчетная длина токовой цепи составляет L=8м. S_2ном=5ВА.

Измерительная обмотка трансформаторов тока используется только для подключения токовых обмоток счетчика. Мощность приборов включенных во вторичную цепь трансформаторов тока: S_приб=S_счет.

Согласно паспортным данным полная мощность потребляемая цепью тока счетчика Меркурий 230-ART не более, 0,1 В*А, тогда сопротивление каждой последовательной цепи составляет R_счет=0,004 (Ом);

Сопротивление контактов принимается R_конт=0.1 Ом.

Материал провода – медь, удельное сопротивление медного провода:

,т.е F=0.0175*(8/0.096)=1.46 мм²;

Принимаем контрольный кабель с медными жилами F=2.5мм²;

Рассчитаем сопротивление вносимое проводом в общее сопротивление измерительной цепи:

R_пров=0,0175*(8/2,5)=0,056 Ом

Расчетная мощность вторичной цепи S2=Z*

Где Z=(R_счет+R_пров+R_конт) – сопротивление вторичной цепи, I2_ном номинальный ток вторичной обмотки трансформатора тока.

S2=(R_счет+R_пров+R_конт)*I_2ном=(0,004+0,056+0,1)*25=4 (ВА)

Аналогично для PIK2, результаты расчетов приведены в таблице.

Приборы учета	Провод	Внешняя цепь	ТТ
присоединение	Rсчет.Ом	Lпров,м	Fпровмм^2	RпровОм	Rконт.Ом	ZвнцОм	Zдоп. Ом	S2рас Ва	S2ном ВА
Ввод1	0,004		2,5	0,056	0,1	0,16	0,2	4,0
Ввод 2	0,004		2,5	0,056	0,1	0,16	0,2	4,0

Дата добавления: 2015-09-29