Комякова Т.В. Методические указания к самостоятельным работам по дисциплине Электрические сети и энергосистемы - файл n1.doc

Комякова Т.В. Методические указания к самостоятельным работам по дисциплине Электрические сети и энергосистемы
скачать (492 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc492kb.20.11.2012 03:59скачать

n1.doc

  1   2
Т. В. КОМЯКОВА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К САМОСТОЯТЕЛЬНЫМ РАБОТАМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ И ЭНЕРГОСИСТЕМЫ»
ОМСК 2008


Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

_____________________________

Т. В. Комякова

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К САМОСТОЯТЕЛЬНЫМ РАБОТАМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ И ЭНЕРГОСИСТЕМЫ»


Утверждено редакционно-издательским советом университета

Омск 2008

УДК 621.311(075.8)

ББК 31.280.73я73

К63

Методические указания к самостоятельным работам по дисциплине «Электрические сети и энергосистемы» / Т. В. Комякова; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2008. 29 с.
Изложены краткие теоретические сведения о методиках расчета потерь электрической энергии в электрических сетях различного класса напряжения, основных показателях графика нагрузки потребителя и тарифах на электрическую энергию. Даны рекомендации по расчету потерь электрической энергии в электрических сетях, в том числе с использованием ПЭВМ.

Предназначены для студентов 3-го курса очной и заочной форм обучения специальности 190401 – «Электроснабжение железных дорог», могут быть полезными при проведении занятий со слушателями Института повышения квалификации и переподготовки кадров, а также инженерно-техническим работникам, занимающимся вопросами проектирования и эксплуатации электрических сетей.

Библиогр.: 3 назв. Табл. 10.

Рецензенты: доктор техн. наук, профессор В. В. Харламов;

канд. техн. наук, доцент В. А. Ощепков.


_______________________

© Омский гос. университет

путей сообщения, 2008


ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ………………………………………………………………………… 5

Самостоятельная работа 1. Определение основных показателей графика

нагрузки потребителя и выбор тарифа на электрическую энергию…………. 6

Самостоятельная работа 2. Расчет потерь электрической энергии в

электрических сетях напряжением 110 – 500 кВ с учетом потерь на

корону…………………………………………………………………………… 13

Самостоятельная работа 3. Расчет потерь мощности и электрической

энергии в электрических сетях напряжением 10 – 35 кВ с использованием

ПЭВМ.................................................................................................................... 20

Библиографический список …………………………………………………… 28



ВВЕДЕНИЕ
Вопросы рационального использования топливно-энергетических ресурсов являются в настоящее время одними из наиболее актуальных. Для достижения максимальной эффективности их использования необходимо рассматривать весь процесс производства и потребления энергии, начиная от добычи первичных энергоносителей и их транспортировки к местам переработки и заканчивая использованием электрической энергии у потребителей.

Снижение потерь электрической энергии в электрических сетях – важная составляющая общего комплекса энергосберегающих мероприятий. Это сложная проблема, требующая значительных капитальных вложений, необходимых для оптимизации развития электрических сетей, совершенствования системы учета электроэнергии, внедрения новых информационных технологий в энергосбытовой деятельности и управления режимами сетей, обучения персонала и его оснащения средствами поверки приборов учета электроэнергии и т. п.

В основных нормативных документах [1] различают следующие виды потерь электрической энергии в электрических сетях: фактические потери, технологические потери при транспортировке и реализации электрической энергии, технические потери, потери, обусловленные погрешностями системы учета и др. В данных методических указаниях для краткости используется термин «потери электроэнергии», однако следует помнить о его условности.

При выполнении самостоятельной работы по дисциплине «Электрические сети и энергосистемы» студент должен научиться строить суточные и годовые графики потребления активной и реактивной мощности; выбирать наиболее предпочтительный тариф на оплату электрической энергии для заданного графика нагрузки; определять потери мощности и электроэнергии в линиях и трансформаторах электрической сети, в том числе с использованием ПЭВМ; рассчитывать потери электроэнергии в электрических сетях с учетом потерь на корону; разрабатывать мероприятия по снижению потерь мощности и электроэнергии в электрических сетях.


Самостоятельная работа 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГРАФИКА НАГРУЗКИ

ПОТРЕБИТЕЛЯ И ВЫБОР ТАРИФА НА ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ

Цель работы: построить по исходным данным суточный график потребления активной и реактивной мощности, определить показатели суточного графика, рассчитать сумму оплаты электрической энергии по различным тарифам и выбрать, какой из них является предпочтительным для потребителя при заданном графике нагрузки.
1.1. Краткие теоретические сведения

Для суточных графиков нагрузки имеют место следующие показатели: максимум активной и реактивной нагрузки Рmax и Qmax, коэффициент мощности максимума нагрузки cosmax, суммарное потребление активной и реактивной электроэнергии в сутки W а сут и Wр сут, средневзвешенный за сутки коэффициент реактивной мощности tgсут, коэффициент заполнения суточного графика активной и реактивной энергии а и р.

Максимум активной и реактивной нагрузки и суммарное потребление активной и реактивной мощности в сутки определяются непосредственно по графику нагрузки, остальные коэффициенты – расчетным путем.

Коэффициент мощности максимума нагрузки определяется по формуле:

. (1)

Средневзвешенный за сутки коэффициент реактивной мощности рассчитывается по выражению:

. (2)

Коэффициент заполнения суточного графика активной энергии можно определить по формуле:

; (3)
реактивной энергии –

. (4)

Тарифы на электрическую энергию можно классифицировать следующим образом: одноставочные, двуставочные, многоставочные (дифференцированные), штрафные и льготные [2].

Одноставочный тариф – оплата фактически потребленной энергии по определенной ставке. Так расплачиваются с поставщиками большинство бытовых, сельскохозяйственных потребителей электроэнергии, а также промышленные и приравненные к ним, если их присоединенная мощность не превышает 750 кВА. Величина одноставочного тарифа существенно отличается для разных регионов страны в зависимости от местных условий – цены и качества топлива, технико-экономических показателей электростанций, удельного веса гидроэлектростанций в покрытии графика нагрузки и др., она также может быть неодинаковой для различных групп потребителей – промышленных и приравненных к ним, бюджетных, бытовых, коммерческих структур и т. п.

При выполнении самостоятельной работы следует принять, что для заданного графика нагрузки оплата электроэнергии за год по одноставочному тарифу для потребителя

З = 365Wа сутТ, (5)

где Т – стоимость 1 кВтч электроэнергии при одноставочном тарифе.

Двуставочные тарифы – оплата заявленного максимума нагрузки (основная ставка) независимо от того, используется величина этого максимума или нет, и плата за фактически потребленную энергию по счетчику (по так называемой дополнительной ставке). Такой порядок расчетов введен для всех промышленных и приравненных к ним потребителей, присоединенная мощность которых выше 750 кВА.

При выполнении самостоятельной работы следует принять, что для заданного графика нагрузки оплата электроэнергии за год по двуставочному тарифу для потребителя

З = 365Wа сутТW + РmaxТР , (6)

где ТW – стоимость 1 кВтч электроэнергии при двуставочном тарифе;

ТР – годовая ставка оплаты за час максимума активной нагрузки Рmax, определенной по суточному графику.

В некоторых случаях для предприятий используют двуставочный тариф с оплатой утреннего и вечернего максимума. В этом случае оплату электроэнергии можно рассчитать по формуле:

З = 365Wа сутТW + Р1 ТР1 + Р2 ТР2 , (7)

где ТР1 – годовая ставка за час утреннего максимума активной нагрузки Р1, определенной по суточному графику;

ТР2 – годовая ставка за час вечернего максимума активной нагрузки Р2, определенной по суточному графику.

Следует отметить, что при расчете с поставщиком электрической энергии по двуставочному тарифу предприятие может существенно сократить затраты на оплату электроэнергии, регулируя неравномерность электропотребления.

Многоставочные (дифференцированные) тарифы – одноставочный или двуставочный тариф дополняется дифференцированной оплатой: повышенные тарифы в часы максимума нагрузки и льготный тариф на электроэнергию в ночные часы. Такой порядок расчетов используется, как правило, для крупных потребителей, однако в некоторых регионах России дифференцированные тарифы введены и для бытовых потребителей.

При расчете дифференцированных тарифов в ходе выполнения самостоятельной работы следует иметь в виду, что в электроэнергетической системе различают три зоны системного графика: базисную – от 0 до 6 часов, полупиковую – от 6 до 8 часов, от 10 до 19 часов и от 21 до 24 часов и пиковую – от 8 до 10 часов (утренний максимум) и от 19 до 21 часов (вечерний). Тогда для заданного графика нагрузки оплата электроэнергии за год по дифференцированному тарифу для потребителя

З = 365(W1T1 + W2T2 + W3T3), (8)

где Т1, Т2, Т3 – тариф на электрическую энергию, потребленную соответственно в базисную, полупиковую и пиковую зону системного графика;

W1, W2, W3 – потребление активной мощности соответственно в базисную, полупиковую и пиковую зону системного графика (определяется по графику нагрузки потребителя).

При использовании для предприятий дифференцированного тарифа с оплатой максимума нагрузки оплату электроэнергии можно рассчитать по выражению:

З = 365(W1T1 + W2T2 + W3T3) + РmaxТР , (9)

где ТР – годовая ставка оплаты за час максимума активной нагрузки Рmax, определенной по суточному графику.

Штрафные тарифы – постоянные или разовые экономические санкции за невыполнение договорных обязательств, например, за количество электроэнергии, перерасходованной или недоиспользованной по сравнению с величиной, определенной договором, за нарушение потребителем показателей качества электрической энергии и др. Штрафы могут предъявляться и потребителями к поставщику за некачественное электроснабжение, в частности, за перерывы электропитания, вызывающие существенный производственный ущерб.

Льготные тарифы – как правило, тариф на электроэнергию, потребляемую в ночные часы. Кроме этого другие льготы потребителям в настоящее время предоставляются редко.

Для самостоятельной теоретической подготовки рекомендуется проработать литературу [2].
1.2. Порядок выполнения работы

1) Принять исходные данные по табл. 1 и 2 в соответствии с последней и предпоследней цифрами присвоенного студенту шифра.

2) Построить в соответствии с исходными данными суточный график потребления активной и реактивной мощности.

3) Определить основные показатели суточного графика нагрузки по формулам (1) – (4).

4) Рассчитать оплату электрической энергии за год для заданного графика нагрузки по различным тарифам: одноставочному – по формуле (5), двуставочному – по формулам (6) и (7), дифференцированному – (8) и (9).

5) Выбрать какой из тарифов является предпочтительным для потребителя при заданном графике нагрузки.
Таблица 1

Потребление активной Р, МВт, и реактивной Q, Мвар, мощности для различных вариантов потребителей


Часы

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Р

Q

Р

Q

Р

Q

Р

Q

Р

Q

Р

Q

Р

Q

Р

Q

Р

Q

Р

Q

0–1

2,7

1,5

2,0

1,3

5,1

3,3

2,2

1,3

3,0

2,0

2,3

1,4

3,7

2,4

4,2

3,1

4,7

3,4

5,2

3,7

1–2

1,8

1,4

1,5

0,9

4,2

2,6

1,6

0,9

2,1

1,3

1,9

1,2

2,8

1,7

3,3

2,4

3,9

2,5

4,6

2,9

2–3

1,1

0,7

1,0

0,6

4,0

2,5

1,2

0,7

1,4

0,9

1,2

0,6

2,3

1,4

3,1

2,0

3,4

2,3

3,9

1,7

3–4

1,7

1,0

1,5

0,9

3,8

2,4

1,3

0,7

1,8

1,1

1,8

1,3

2,8

1,7

2,9

1,9

3,5

2,3

4,2

2,9

4–5

2,8

2,1

2,2

1,4

4,4

2,6

2,7

2,0

3,4

2,1

2,9

2,4

3,5

2,2

3,8

2,7

4,3

2,8

5,9

3,8

5–6

3,9

2,4

3,0

2,1

5,6

3,4

3,5

2,3

4,7

3,0

4,2

3,3

5,0

3,3

4,9

3,2

5,8

3,6

8,1

5,7

6–7

5,2

3,3

4,5

3,2

6,5

3,9

5,0

3,1

6,9

4,9

5,5

4,1

6,5

4,5

6,0

4,2

7,3

4,4

9,2

7,4

7–8

7,5

5,2

6,8

4,8

7,0

4,9

7,7

5,2

8,4

5,2

7,3

6,0

8,8

5,9

6,5

5,2

9,5

6,5

10,7

8,2

8–9

8,7

5,5

7,9

5,5

9,8

6,0

9,2

5,5

12,4

6,9

8,5

6,3

9,9

6,8

8,0

6,3

10,6

6,9

12,3

9,1

9–10

10,2

6,0

8,7

6,0

9,6

5,9

9,4

5,6

12,6

7,1

10,0

6,8

10,9

7,9

8,6

6,1

10,6

6,7

12,5

9,3

10–11

9,8

5,9

9,9

5,5

9,5

5,7

9,8

5,7

11,9

7,0

9,6

6,5

10,7

7,4

8,4

5,7

10,6

7,1

11,8

8,6

11–12

9,7

5,7

9,8

5,9

9,4

5,6

9,7

5,7

11,8

6,9

9,5

6,1

10,6

7,8

8,3

5,6

10,5

7,3

11,7

8,5

12–13

9,4

5,6

9,5

5,8

9,1

5,5

8,9

5,5

11,3

6,6

9,2

5,9

10,5

7,7

8,0

5,5

9,4

7,0

11,2

8,2

13–14

7,6

5,1

8,0

5,6

8,3

5,4

8,3

5,4

10,5

6,2

7,9

5,3

9,0

7,5

7,2

5,4

8,6

6,4

10,8

7,7

14–15

7,7

5,0

7,5

4,9

7,6

5,0

7,4

4,9

10,7

6,1

8,0

5,1

8,5

6,9

6,4

5,0

7,4

5,9

10,0

7,9


Окончание табл. 1



Часы

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Р

Q

Р

Q

Р

Q

Р

Q

Р

Q

Р

Q

Р

Q

Р

Q

Р

Q

Р

Q

15–16

8,5

5,3

7,8

5,1

8,0

5,2

8,6

5,3

10,9

6,4

8,8

5,4

8,8

7,2

7,0

5,4

8,9

6,1

10,2

8,3

16–17

8,8

5,7

8,0

5,2

8,4

5,3

8,8

5,6

11,4

6,5

9,1

5,9

9,0

7,3

7,4

5,5

9,1

6,4

11,6

8,4

17–18

9,1

5,6

8,5

5,1

8,7

5,6

9,0

5,6

11,7

6,8

10,2

5,8

9,5

7,2

7,7

5,8

9,3

6,9

11,9

8,7

18–19

9,6

5,8

9,0

5,4

9,2

5,8

9,9

6,0

12,5

7,3

10,5

6,0

10,0

7,7

8,3

6,1

9,9

7,3

12,9

9,4

19–20

10,8

6,3

10,0

6,1

9,8

5,9

10,1

6,1

12,7

7,4

11,7

6,5

11,0

8,6

8,9

7,4

10,4

7,6

13,1

9,5

20–21

10,4

6,1

10,5

6,2

9,6

5,9

10,3

6,6

12,0

7,0

11,3

6,2

11,5

8,7

8,7

7,2

10,2

7,7

13,0

9,7

21–22

9,2

5,6

9,0

5,5

8,9

5,5

9,5

5,8

11,6

6,6

10,6

5,5

10,0

6,2

7,3

6,4

9,3

6,6

10,5

8,3

22–23

7,7

5,0

7,0

4,9

7,1

4,4

7,4

5,0

9,8

5,6

8,3

5,0

7,6

6,1

6,9

6,2

8,7

6,4

10,3

8,1

23–0

3,5

2,1

3,0

2,0

5,8

3,5

3,6

2,4

6,6

4,7

5,1

3,4

6,7

5,7

4,2

3,5

6,3

4,7

6,2

4,9





Таблица 2

Стоимость 1 кВтч электрической энергии, р.

Вид

тарифа

Буквенное

обозначение

тарифа

Предпоследняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Одноставочный

Т

1,35

0,85

1,50

1,65

0,70

0,76

1,80

1,40

1,10

1,90

Двуставочный

ТW

0,95

0,60

1,05

1,15

0,50

0,55

1,26

1,00

0,77

1,33

ТР

2700

1750

3000

3300

1400

1520

3500

2750

2200

3800

Двуставочный с оплатой максимума

ТР1

1200

755

1330

1465

620

670

1600

1245

986

1680

ТР2

1350

850

1500

1650

650

700

1800

1410

950

1850

Дифференциро-ванный

Т1

0,55

0,35

0,65

0,80

0,30

0,35

0,72

0,56

0,44

0,75

Т2

1,35

0,85

1,50

1,65

0,70

0,76

1,80

1,42

1,10

1,90

Т3

1,50

0,95

1,65

1,85

0,80

0,85

2,05

1,55

1,22

2,15

Дифференциро-ванный с оплатой

максимума

Т1

0,40

0,26

0,45

0,50

0,20

0,31

0,54

0,40

0,35

0,57

Т2

0,80

0,50

0,90

1,10

0,40

0,50

1,05

0,80

0,70

1,14

Т3

1,20

0,75

1,35

1,50

0,65

0,80

1,55

1,30

0,95

1,70

ТР

2150

1355

2380

2620

1120

1200

2860

2225

1750

3025





  1   2


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации