Постановление N 246 от 02.05.2007 об утверждении Инструкции по расчету потерь активной и реактивной электрической энергии в элементах сети, находящихся на балансе потребителя

НАЦИОНАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЕГУЛИРОВАНИЮ В ЭНЕРГЕТИКЕ

ПОСТАНОВЛЕНИЕ

об утверждении Инструкции по расчету потерь активной и

реактивной электрической энергии в элементах сети,

находящихся на балансе потребителя

N 246  от  02.05.2007

 (в силу 06.07.2007) 

Мониторул Офичиал N 94-97 ст.415 от 06.07.2007

* * *

В целях установления метода определения потерь активной и реактивной электрической энергии в элементах сети, находящихся на балансе потребителя и расположенных между точкой разграничения и точкой учета использованной электрической энергии, в случаях, предусмотренных Положением о поставке и использовании электрической энергии, утвержденным Постановлением Правительства № 1194 от 22.11.2005 г., Административный совет Национального агентства по регулированию в энергетике

ПОСТАНОВЛЯЕТ:

1. Утвердить Инструкцию по расчету потерь активной и реактивной электрической энергии в элементах сети, находящихся на балансе потребителя.

2. Настоящая инструкция является обязательной для всех распределительных предприятий электрической энергии независимо от формы собственности, которые согласно законодательству регламентируются Национальным агентством по регулированию в энергетике (НАРЭ).

3. Аннулировать Инструкцию по расчету потерь в силовых трансформаторах, состоящих на балансе потребителя, утвержденную Постановлением Административного совета НАРЭ № 51 от 14.03.2002 г., и Инструкцию по расчету потерь электроэнергии в линиях электропередачи, находящихся на балансе потребителя, утвержденную Постановлением Административного совета НАРЭ № 69 от 15.11.2002 г.

Утверждено

Постановлением

Административного

совета НАРЭ

№ 246 от 2 мая 2007 г.

ИНСТРУКЦИЯ

по расчету потерь активной и реактивной электрической энергии

в элементах сети, находящихся на балансе потребителя

1. ЦЕЛЬ

Целью данной инструкции является установление метода определения технических потерь активной и реактивной электрической энергии в элементах сети, являющихся собственностью потребителя и находящихся между разграничительным пунктом и точкой учета потребленной электрической энергии.

2. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящая инструкция применяется для определения технических потерь активной и реактивной электрической энергии в элементах сети, являющихся собственностью потребителя, в ситуациях, предусмотренных Положением о поставке и использовании электрической энергии, утвержденным Постановлением Правительства № 1194 от 22.11.2005 года, когда точка учета электрической энергии не совпадает с разграничительным пунктом.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

3.1. Определения

В понимании настоящей инструкции приведенные ниже понятия имеют следующее значение:

расчетный период - период, для которого осуществляется расчет потерь электрической энергии;

потери электрической (энергии) мощности - технологическое потребление электрической (энергии) мощности, относящееся к передаче электрической мощности (энергии) через элементы сети;

постоянные потери (энергии) мощности - потери (энергии) мощности:

в трансформаторе из-за намагничивания сердечника и вихревых токов, а также гистерезиса;

в линиях из-за эффекта короны и токов утечки через изоляторы;

переменные потери (энергии) мощности - потери (энергии) мощности в обмотках трансформатора и в проводах электрической линии при передаче электрической (энергии) мощности через них.

3.2. Обозначения

4. МЕТОД РАСЧЕТА ТЕХНИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ЭНЕРГИИ В ЭЛЕМЕНТАХ СЕТИ, ЯВЛЯЮЩИХСЯ

СОБСТВЕННОСТЬЮ ПОТРЕБИТЕЛЯ

4.1. Гипотезы расчета

При расчете технических потерь электрической энергии в трансформаторе используются технические параметры (данные) трансформатора, приведенные в его техническом паспорте. В случае если у потребителя нет такого паспорта, тогда технические параметры трансформатора берутся из приложения № 1 к настоящей инструкции.

В зависимости от характеристик средства учета, установленного у потребителя, определено три информационных случая, относительно которых рассчитываются технические потери электрической энергии в элементах сети.

Случай А. Известны все параметры, необходимые для расчета технических потерь электрической энергии в элементах сети, включая параметры режима потребления (W_a, W_r, часовой график нагрузки, cosφ). Такой случай характерен для современных средств учета.

Случай В. Известно количество активной (W_a) и реактивной (W_r) энергии, переданное через элементы сети и зарегистрированное средством учета в течение расчетного периода. Средство учета не имеет возможность регистрировать параметры режима потребления (часовой график нагрузки), необходимые для расчета технических потерь электрической энергии в элементах сети.

Случай С. Известно только количество активной (W_a) энергии, переданное через элементы сети в течение расчетного периода и зарегистрированное средством учета. Средство учета не имеет возможность регистрировать параметры режима потребления, необходимые для расчета технических потерь электрической энергии в элементах сети.

4.2. Алгоритм расчета технических потерь электрической энергии в силовых трансформаторах

4.2.1. Общие замечания

Передача мощности и энергии через трансформатор приводит к потерям активной и реактивной мощности:

∆P = ∆P₀ + ∆P_s         (1)

∆Q = ∆Q₀ + ∆Q_s         (2),

а также к потерям активной и реактивной энергии:

∆W_a = ∆W_0,a + ∆W_s,a         (3)

∆W_r = ∆W_0,r + ∆W_s,r           (4)

4.2.2. Метод расчета постоянных потерь

4.2.2.1. Постоянные потери мощности ∆P₀ и ∆Q₀ определяются на основе технических параметров трансформатора. Потери ∆P₀ представляют собой справочные/паспортные данные трансформатора, а потери ∆Q₀ рассчитываются согласно формуле:

         (5),

где ток I₀% и мощность трансформатора S_n являются справочными/паспортными данными.

4.2.2.2. Постоянные потери энергии ∆W_0,a и ∆W_0,r определяются согласно выражениям:

∆W_0,a = ∆P₀ x T_f         (6)

∆W_0,r = ∆Q₀ x T_f         (7)

4.2.3. Метод расчета переменных потерь

4.2.3.1. В настоящей инструкции переменные потери энергии в трансформаторах определяются методом времени наибольших потерь.

4.2.3.2. Переменные потери активной и реактивной энергии в течение расчетного периода для случаев А и В определяются согласно следующим формулам:

где:

T_M и τ для случая А определяются согласно формулам (15) и (16) и

для случая В – согласно п.4.2.4;

∆P_sc представляют собой справочный/паспортный параметр;

∆Q_sc определяются по формуле:

         (10)

Напряжение короткого замыкания u_sc% и мощность трансформатора S_nom (kVA) и активные потери короткого замыкания ∆P_sc (kW) являются справочными/паспортными параметрами.

4.2.3.3. Переменные потери активной и реактивной энергии в трансформаторе в течение расчетного периода для случая С определяются, используя следующие выражения:

где:

T_M и τ для случая С определяются согласно п.4.2.4;

∆P_sc представляет собой справочный/паспортный параметр,

∆Q_sc рассчитывается согласно формуле (10);

W_a определяется на основе показаний средства учета для расчетного периода (является известным параметром);

tgφ  рассчитывается, имея значение коэффициента мощности cosφ, согласно формуле:

         (13)

4.2.3.4. Для расчета количества потерь энергии в трансформаторе потребителя в случае В коэффициент мощности рассчитывается по формуле:

         (14),

а для расчета количества реактивной энергии и значения потерь энергии в трансформаторе потребителя в случае С используется коэффициент мощности cosφ =0,75, указанный в контракте на поставку электрической энергии.

4.2.3.5. Время использования максимальной нагрузки T_M , как и время наибольших потерь τ для случая A определяются приближенно согласно формулам:

         (15)

         (16),

где:

S_t – полная мощность нагрузки трансформатора в течение часа t расчетного периода;

S_M – максимальная мощность, зарегистрированная в течение расчетного периода.

4.2.3.6. Значения T_M и τ для случаев В и С определяются приближенно согласно пункту 4.2.4. Значения времени наибольших потерь τ, приведенные в таблице № 1, определяются согласно формуле:

         (17)

Месячные значения времен T_M и τ рассчитываются согласно формулам:

T_{M, месяц} = T_{M, год} /12 и τ _месяц = τ _год / 12.

4.2.4. Расчет времен T_M и τ для случаев В и С

4.2.4.1 Вычисление времени максимальной нагрузки T_M производится, применяя так называемый метод T_M -мобил.

4.2.4.2 Расчетные значения параметров T_M и τ (часы – в течение расчетного периода), в конечном итоге, выбираются из серии конкретных значений, приведенных в таблице № 1.

Данные месячные значения соответствуют годовым значениям, приведенным в таблице № 2.

4.2.4.3. Выбор значений для расчета T_M и τ производится, применяя вспомогательный расчетный параметр W⁺, вычисленный по формуле W_i⁺ = S_nom x cosφ x T_Mi для всех значений T_M, приведенных в таблице № 1.

Способ выбора значения T_M следующий: для известных значений параметров S_nom и cosφ и для заданного значения W_a определяется то минимальное значение T_M из серии конкретных значений 167, 333 и т.д. (смотри таблицу № 1), для которой выполняется условие:

W_a <</u> 0,9 x W⁺ (T_M).

4.2.5. В приложении № 2 приведены примеры расчета потерь электрической энергии в трансформаторах для тех трех случаев, приведенных в п.4.1.

4.3. Алгоритм расчета технических потерь электрической энергии в линиях

4.3.1. Общие положения

4.3.1.1. Передача мощности и энергии по линии вызывает потери активной и реактивной мощности

∆P = ∆P₀ + ∆P_s         (1)

∆Q = ∆Q₀ + ∆Q_s         (2),

а также потери активной и реактивной энергии

∆W_a = ∆W_0,a + ∆W_s,a       (3)

∆W_r = ∆W_0,r + ∆W_s,r         (4)

4.3.1.2. Ввиду своих малых значений, реактивные потери в линии не учитываются. Таким образом: ∆Q=0 и, соответственно, ∆W_r =0.

4.3.1.3. Ввиду того что активные постоянные потери в линиях с номинальным напряжением ниже 110 кВ малы, их не учитывают. Таким образом: ∆P₀=0 и, соответственно, ∆W_0,a =0.

4.3.2. Расчет сопротивления линии

Сопротивление линии рассчитывается согласно формуле:

где:

k_r - коэффициент скрутки (1 – для одножильного провода; 1.02 – для многожильного провода);

k_tr - коэффициент трассы, который учитывает удлинение линии за счет провисания проводов воздушной линии электропередачи или непрямолинейной прокладки кабеля (принимается равным 1,03);

k_c - коэффициент, который учитывает увеличение сопротивления переменному току за счет поверхностного эффекта и эффекта близости, а также за счет потерь, обусловленных токами, индуцированными в кабельных оболочках (k_c=1 - для ЛЭП; для кабеля – в соответствии с приведенной ниже таблицей):

ρ₂₀ - удельное сопротивление материала провода при температуре 20°C, Ом·мм²/м (0,0175 – для меди; 0,0295 – для алюминия; 0,134 – для стали);

l - длина линии, км (указанная в контракте на поставку электроэнергии);

q - сечение провода, мм² (указанное в контракте на поставку электроэнергии);

Следует отметить, что в случае сталеалюминиевого провода берется только сечение алюминия.

4.3.3. Порядок расчета переменных активных потерь в линии.

4.3.3.1. В настоящей инструкции переменные потери электроэнергии в линии определяются методом средних нагрузок [1,2,4].

4.3.3.2. Переменные потери активной энергии в линии в течение расчетного периода определяются по формуле:

где:

T_f - период работы линии в течение расчетного периода, ч;

W_a - рассчитывается на основании показаний средства учета за расчетный период (этот параметр известен), квт-ч;

W_r - в ситуации А и ситуации В рассчитывается на основании показаний средства учета за расчетный период (этот параметр известен), квар.ч,

а в ситуации С рассчитывается по формуле:

где cosφ – это коэффициент мощности, указанный в контракте на поставку электроэнергии;

K_f - коэффициент формы графика нагрузки.

Для ситуации В и ситуации С K_f=1.15, а для Ситуации А K_f рассчитывается по следующей формуле:

         (7),

где

S_t - кажущаяся мощность нагрузки линии, соответствующая часу t периода фактурации;

U_nom - номинальное напряжение линии, указанное в контракте, кВ;

R - сопротивление линии, рассчитанное согласно п.5.2.2, Ом.

4.3.3.3. В случае однофазной линии переменные потери активной энергии рассчитываются по формуле (6), затем умножая на 2/3.

4.3.4. Примеры расчета потерь энергии в линии для различных ситуаций представлены в приложении 3.

Приложение № 1

  Технические параметры силовых трансформаторов

Приложение № 2

Примеры, иллюстрирующие методологию расчета

Пример 1 (случай А)

Требуется определить технические потери электроэнергии в трансформаторе 10/0,4 kV, принадлежащем потребителю, за период с 4 октября по 3 ноября. В данный период времени трансформатор работал 528 часов. Средство учета, установленное на напряжение 0,4 kV трансформатора, имеет возможность регистрировать активную и реактивную составляющие нагрузки. На основе показаний средства учета, используя формулы (15) и (16), были рассчитаны T_M = 447 h и τ = 413 h.

Также известны:

• номинальная мощность трансформатора: S_nom = 630 kVA;

• номинальное (первичное) напряжение трансформатора: U_nom = 630 kV;

• потребление активной и реактивной энергии, определенное на основе показаний средств учета для данного периода: W_a = 201000 kWh и W_r = 96480 kvarh;

• технические параметры трансформатора: u_sc%=5,5%; ∆P_sc =8,5 kW; ∆P₀ =1,31 kW; I₀%= 2,0%.

Решение:

1. За расчетный период принимается фактический период работы трансформатора: T_f = 528 h.

2. Постоянные потери энергии в трансформаторе за расчетный период:

∆W_0,a = ∆P₀ x T_f = 1,31 x 528 = 691,68 kWh

∆W_0,r = ∆Q₀ x T_f = 12,532 x 528 = 6616,896 kvarh

где

3. Переменные потери энергии в трансформаторе за расчетный период:

где

4. Общие потери энергии в трансформаторе за расчетный период:

∆W_a = ∆W_0,a + ∆W_s,a = 691,68 + 2200,499 = 2892 kWh

∆W_r = ∆W_0,r + ∆W_s,r = 6616,896 + 8695,915 = 15313 kvarh.

Пример 2 (случай В)

Требуется определить технические потери электроэнергии в трансформаторе, принадлежащем потребителю, за период с 13 апреля по 12 мая. В течение данного периода времени трансформатор работал 696 часов. Средство учета установлено на стороне 0,4 kV трансформатора и регистрирует потребление активной и реактивной энергии.

Также известны:

• номинальная мощность трансформатора: S_nom = 400 kVA;

• номинальное (первичное) напряжение трансформатора: U_nom = 10 kV;

• потребление активной и реактивной энергии, определенное на основе показаний средства учета для данного периода: W_a = 53954 kWh и W_r = 39062 kvarh;

• технические параметры трансформатора: u_sc%=4,5%; ∆P_sc =5,9 kW; ∆P₀ =0,95 kW; I₀%= 2,1%.

Решение:

1. Расчетный период равен фактическому периоду работы трансформатора: T_f = 696 h.

2. Коэффициент мощности cosφ:

3. Периоды T_M и τ.

Для значений S_nom = 400 kVA, cosφ = 0,81 и W_a = 53954 kWh применяем требования пункта 5.2.4 для расчета T_M и τ.

Итак, получаем T_M= 333 h и τ =200 h.

4. Постоянные потери энергии в трансформаторе за расчетный период:

∆W_0,a = ∆P₀ x T_f = 0,95 x 696 = 661,2 kWh

∆W_0,r = ∆Q₀ x T_f = 8,346 x 696 = 5808,816 kvarh

где

5. Переменные потери энергии в трансформаторе за расчетный период:

где

6. Общие потери энергии в трансформаторе за расчетный период:

∆W_a = ∆W_0,a + ∆W_s,a = 661,2 + 295,087 = 956 kWh

∆W_r = ∆W_0,r + ∆W_s,r = 5808,816 + 850,502 = 6659 kvarh.

Пример 3 (случай С)

Требуется определить технические потери в трансформаторе 10/0,4 kV, принадлежащем потребителю, за период равный 28 дням. Средство учета установлено на стороне 0,4 kV трансформатора и регистрирует только количество активной энергии.

Также известно:

• номинальная мощность трансформатора: S_nom = 63 kVA;

• номинальное (первичное) напряжение трансформатора: U_nom = 10 kV;

• значение коэффициента мощности, указанного в контракте на поставку электрической энергии: cosφ = 0,75;

• потребление активной энергии, регистрируемое счетчиком за данный период: W_a = 20100 kWh;

• технические параметры трансформатора: u_sc% = 4,7%; ∆P_sc=1,47 kW; ∆P₀ = 0,24 kW; I₀%= 2,8%

Решение:

1. Период расчета: T_f = 28 x 24 = 672 h.

2. Периоды T_M и τ для расчетного периода.

Для значений S_nom = 63 kVA, cosφ = 0,75 и W_a = 20100 kWh применяем требования пункта 5.2.4 для получения T_M и τ.

Итак, получаем T_M= 500 h и τ =383 h.

3. Постоянные потери энергии в трансформаторе за расчетный период:

∆W_0,a = ∆P₀ x T_f = 0,24 x 672 = 161,28 kWh

∆W_0,r = ∆Q₀ x T_f = 1,748 x 672 = 1174,656 kvarh,

где

4. Переменные потери энергии в трансформаторе за расчетный период:

где

5. Общие потери энергии в трансформаторе за расчетный период:

∆W_a = ∆W_0,a + ∆W_s,a = 161,28 + 407,528 = 569 kWh

∆W_r = ∆W_0,r + ∆W_s,r = 1174,656 + 712,48 = 1887 kvarh.

Приложение 3

Примеры, иллюстрирующие методику расчета технических потерь

электрической энергии в линиях

Пример 1 (ситуация А)

Требуется определить технические потери активной электроэнергии в ВЛЭП 10 кВ потребителя за период с 4 октября по 3 ноября. В указанном периоде линия работала в течение 528 часов. Линия связывает разграничительный пункт и трансформатор 10/0,4 кВ – собственность потребителя. Энергия, поступившая в трансформатор в течение периода работы линии, составила: активная – 203892 кВт.ч и реактивная – 111793 квар.ч. Средство учета, установленное на стороне 0,4 кВ трансформатора, имеет возможность регистрации графика активной и реактивной нагрузки. На основании показаний средства учета, используя формулу (7), был рассчитан K_f = 1,18.

Также известны:

• длина линии: l=1,5 км;

• сечение линии: q=70 мм²;

• провод: алюминиевый, многожильный.

 Решение:

1. Период работы линии представляет собой реальное время ее работы: T_f = 528 ч.

2. Сопротивление линии:

3. Переменные потери активной энергии в линии за период расчета:

Пример 2 (ситуация В)

Требуется определить технические потери активной электроэнергии в кабельной линии электропередачи 10 кВ потребителя за период с 13 апреля по 12 мая. В указанный период линия работала в течении 696 часов. Линия связывает разграничительный пункт и трансформатор 10/0,4 кВ – собственность потребителя. Средство учета, установленное на стороне 10 кВ трансформатора, имеет возможность регистрировать потребление активной и реактивной энергии. Энергия, поступившая в трансформатор в течение периода работы линии, составила: активная – 54910 квт.ч и реактивная – 45721 квар.ч.

Также известны:

• длина линии: l=0,15 км;

• сечение линии: q=50 мм²;

• провод: алюминиевый, многожильный.

Решение:

1. Период работы линии представляет собой реальное время ее работы: T_f = 696 ч.

2. Сопротивление линии:

3. Переменные потери активной энергии в линии за период расчета:

Пример 3 (ситуация С)

Требуется определить технические потери активной электроэнергии в кабельной линии электропередачи 0,38 кВ потребителя за период, равный 28 дням. Потребитель был обязан установить счетчик реактивной энергии, но предписание не было выполнено. В период расчета средство учета, установленное на противоположной разграничительной точке конце линии, регистрирует только потребление активной энергии. Потребление активной энергии, зарегистрированное в течение периода работы линии, составило: 20100 квт-ч.

Также известны:

• коэффициент мощности, применяемый в приведенных условиях cosφ = 0,75 :

• длина линии: l = 0,05 км;

• сечение линии: q = 25 мм²;

• провод: медный, одножильный.

Решение:

1. Период работы линии представляет собой реальное время ее работы: T_f = 28 x 24 = 672 ч.

2. Сопротивление линии:

3. Расчетное потребление реактивной энергии:

4. Переменные потери активной энергии в линии за расчетный период:

Пример 4 (ситуация С)

Требуется определить технические потери активной электроэнергии в кабельной линии электропередачи 0,38 кВ потребителя за период, равный 30 дням. Средство учета, установленное в противоположном разграничительному пункту конце линии, регистрирует только потребление активной энергии. Согласно нормам, потребитель не обязан устанавливать у себя счетчик реактивной энергии. Потребление активной энергии, зарегистрированное в течение периода работы, составило: 6100 квт-ч.

Также известны:

• коэффициент мощности cosφ = 0,92 :

• длина линии: l = 0,1 км;

• сечение линии: q = 35 мм²;

• провод: медный, одножильный.

Решение:

1. Период работы линии представляет собой реальное время ее работы: T_f = 30 x 24 = 720 ч.

2. Сопротивление линии:

3. Расчетное потребление реактивной энергии:

4. Переменные потери активной энергии в линии за расчетный период: