13.3. Метод среднеквадратичных параметров режима

В данном методе используется искусственный прием, заключающийся в замене реальной нагрузки участка сети, изменяющейся во времени в течение периода Т, некоторой среднеквадратичной нагрузкой, неизменной за период Т и дающей те же самые потери электроэнергии. В качестве нагрузки может использоваться ток или полная мощность. С учетом формулы (13.8) можно записать:

где I_ск, S_ск – среднеквадратичные ток и мощность.

Из формул (13.22) следует:

или

т. е. среднеквадратичные параметры режимов I_ск и S_ск зависят от характера графиков нагрузки I(t) и S(t).

Конечно, если известны графики нагрузки участка сети, то лучше использовать непосредственно метод расчета характерных режимов. Однако если однажды заблаговременно провести исследования и установить связь между среднеквадратичными параметрами режима и параметрами графиков нагрузки, то в дальнейшем многочисленные расчеты потерь электроэнергии существенно упрощаются. Так, установлена эмпирическая зависимость вида

где I_нб – наибольше значение тока из графика нагрузки, являющееся характерной величиной и используемое для других целей (выбора площади сечения проводов, проверки их по допустимому току нагрева и др.).

Известна также зависимость среднеквадратичного тока от среднего тока и коэффициента формы графика нагрузки:

где значение I_cр за время Т равно

Таким образом, по методу среднеквадратичных параметров нагрузочные потери электроэнергии находятся по формулам

или

На практике метод среднеквадратичных параметров может быть использован при определении нагрузочных потерь электроэнергии в разомкнутых распределительных сетях напряжением 6–35 кВ. Что касается замкнутых сетей напряжением 110 кВ и выше, то его вряд ли можно рекомендовать, т.к. в них нет тесной корреляционной связи между Т_нб, k_ф и параметрами графиков нагрузки в узлах электрической сети.

13.4. Метод времени наибольших потерь

Метод основан на том, что определяют т. н. время наибольших потерь τ, в течение которого при пропускании по сети наибольшей неизменной нагрузки получаются те же потери электроэнергии, что и при переменной нагрузке в соответствии с действительным графиком нагрузки за рассматриваемый период Т. Такая замена действительного режима нагрузки сети на искусственный с неизменной наибольшей нагрузкой позволяет записать следующие уравнения:

где I_нб – наибольший ток; S_нб – наибольшая мощность.

Отсюда время наибольших потерь

или

Из формул (13.29) и (13.30) следует, что время наибольших потерь связано с характером графиков нагрузки I(t) или S(t). Поэтому, очевидно, что можно установить связь между временем наибольших потерь и различными характерными параметрами графиков нагрузки, такими как время использования наибольшей нагрузки, коэффициент мощности, отношение наименьшей нагрузки к наибольшей и др. Для установления такой связи необходимо провести специальные исследования, задаваясь различными графиками нагрузки, описывающими наиболее характерные режимы работы потребителей. На основании таких исследований предложены различные эмпирические соотношения.

Так, связь между временем наибольших потерь и временем использования наибольшей нагрузки устанавливает формула

Недостатком данной формулы является то, что в нее входит время использования наибольшей полной мощности, нахождение которого связано с определенными трудностями и допущениями.

Учет коэффициентов мощности cosϕ произведен в зависимостях τ = f(T_нб), приведенных на рис. 13.2, которые, однако, предполагают cos = const в течение всего расчетного периода, т. е. идентичность суточных графиков активной и реактивной мощности. Эти зависимости, как и зависимость (13.31), дают меньшие погрешности при расчете потерь энергии в разомкнутых электрических сетях.

Для проектных расчетов как в распределительных сетях, так и в питающих сетях 110 кВ и выше рекомендуется формула

где Т_{нб а} – время использования наибольшей активной мощности; Р_нб, Р_нм – наибольшая и наименьшая активная мощность за рассматриваемый период.

Здесь параметры Т_{нб а}, Р_нб, Р_нм при проектировании сети могут быть определены достаточно легко. Однако и эта формула не учитывает изменения cos во времени, а также зависимость времени наибольших потерь от формы графика нагрузки.

Таким образом, по данному методу расчет потерь электроэнергии ведут по формулам

или

Несмотря на отмеченные недостатки, данный метод широко используется на практике из-за его простоты, особенно в проектных расчетах.