Studying the influence of a load size and power factor on the absolute error in calculating the total losses of active power in the power supply system
DOI:
https://doi.org/10.17213/0136-3360-2023-4-144-155Keywords:
active power losses, absolute error in loss calculation, power factor, power transformer load factor, power supply systemAbstract
In accordance with previously developed methods, active power losses in the power supply system are calculated separately in power lines and in power transformers, without taking into account their mutual influence on each other, which leads to an error in calculating technical losses in the power supply system. A new systematic approach is proposed, which involves considering power consumers and the power supply system as a single complex. Studies assessing the influence of the magnitude and power factor of the load on the absolute error in calculating losses separately by component and by type of equipment have been carried out. The article describes a method for calculating total losses in the power supply system, the novelty of which lies in the fact that the totality of elements of the power supply system and the loads associated with the general operating mode is considered as a whole, which makes it possible to take into account their mutual influence on each other. The analysis of the totality of data on the change in the magnitude of the load factor of power transformers and load power coefficients obtained as a result of the measurements was carried out. Based on the calculations performed and the graphical dependencies presented, it was concluded that the maximum absolute error in calculating losses using the developed method varies slightly in the given ranges of load value and power factor. At the same time, the maximum absolute error in calculating the losses value when using the method of calculating losses separately by component and by type of equipment, in the same ranges of magnitude and load power factor, is 1.7 times greater than the proposed method. If we carry out a similar comparison for the aggregates using median values, then the use of the developed method allows us to reduce the absolute error in calculating losses by 4.5 times. The developed method for calculating losses makes it possible to reduce the absolute error in calculating losses in the elements of the power supply system, compared to using calculations separately for the components of process losses and by type of equipment.
References
Савинцев Ю.М. Новые аспекты рациональной эксплуатации энергоэффективных трансформаторов // Энергоэксперт. 2021. № 1 (77). С. 48 – 54.
Савинцев Ю.М. Выбор поставщика – элемент стратегии внедрения энергоэффективных трансформаторов // Энергия единой сети. 2019. № 2 (44). С. 48 – 56.
Суеркулов М.А., Попова И.Э., Суеркулов С.М. Компенсация реактивной мощности, обеспечивающая максимальный КПД трансформатора // Изв. Кыргызского гос. техн. ун-та им. И. Раззакова. 2017. № 1-1 (41). С. 72 – 77.
Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов. М.: Энергоатомиздат, 1986. 527 с.
Васютинский С.Б. Вопросы теории и расчета трансформаторов. Л.: Энергия, 1970. 432 с.
Лизунов С.Д., Лоханин А.К. Силовые трансформаторы. Справочная книга. М.: Энергоиздат, 2004. 616 с.
Цаплин Л.Н. Потери мощности и энергии в линиях и трансформаторах // Синергия наук. 2017. № 16. С. 362 – 369.
Puma F.A., Ugarte L.F., Sarmiento D.N., Lacusta E., De Almeida M.C. Assessment of losses in distribution transformers con-nected to special and conventional components using smart meters // Conference on innovative smart grid technologies (ISGT). 2019. Art. no. 8895355
Дуль И.И., Фурсанов М.И. Совершенствование метода выбора номинальной мощности силовых трансформаторов // В сб.: Наука – образованию, производству, экономике. Материалы 12-й Междунар. научно-техн. конф. Минск, 29-31 мая 2014 г. Минск: Белорусский нац. техн. ун., 2014. С. 62 – 63.
Бухвал А.В., Швек Р.Р., Юндин М.А. К вопросу о потерях электроэнергии в силовом трансформаторе 10/0,4 кВ // Ин-новации в сельском хозяйстве. 2015. № 1 (11). С. 26 – 28.
Расчет потерь электрической энергии в неизолированных проводах воздушной линии электропередачи при вариации нагрузки / О.А. Филатов, Е.В. Петрова, Н.В. Кириченко, С.С. Гиршин, А.А. Бубенчиков, А.Я. Бигун // Динамика систем, меха-низмов и машин. 2012. № 1. С. 202 – 205.
Мухаметзянова А.Ф., Грачева Е.И. Повышение эффективности эксплуатации трансформаторов, применяемых в си-стемах промышленного электроснабжения // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2014. Т. 2. № 1 (6). С. 117 – 126.
Гольдштейн В.Г., Инаходова Л.М., Казанцев А.А. Исследование электрических режимов при использовании иннова-ционных конструкций силовых трансформаторов в системах электроснабжения нефтегазодобывающих компаний // Интеллек-туальная электротехника. 2020. № 3 (11). С. 64 – 72.
Khismatullin A.S. Method for increasing oil resources transformers with longterm operation // IOP conference series: materials science and engineering. Art. no. 022058.
Yuanyuan S., Bo W., Peng W., Xiuguang L. Optimization scheduling method of power grid energy-saving based on fuzzy de-cision // 6-th International symposium on computer and information processing technology (ISCIPT). 2021. P. 321 – 324.
Ермаков И.И., Киселёв В.В. Обобщённая теория электрических и магнитных цепей. Казань: КазВАКУ, 2007. 126 с.
Ермаков И.И., Киселев В.В., Кузнецов Б.В. К вопросу повышения КПД классических трансформаторов // Изв. вузов. Проблемы энергетики. 2012. № 3-4. С. 60 – 65.
Джендубаев А.-З.Р. Точный расчет по каталожным данным коэффициента полезного действия силовых трансформато-ров электросетей // Изв. вузов. Электромеханика. 2009. № 5. С. 34 – 37.
Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. М.: Энергия, 1980. 928 с.
Зависимость намагничивающего тока силовых трансформаторов от характера нагрузки / Д.В. Гуков, С.Д. Загуляев, С.М. Иваньков, О.С. Бычкова. // В сб.: Современные проблемы электроэнергетики и пути их решения. Материалы III Всерос-сийской научно-техн. конф. Махачкала, 21-22 декабря 2018 г. Махачкала: Дагестанский гос. техн. ун., 2018. С. 44 – 49.
Способ измерения намагничивающего тока трансформатора, работающего под нагрузкой / Д.В. Гуков, А.Д. Гуков, И.О. Прутчиков, В.Е. Прокофьев, А.Е. Спиридонов, В.В. Камлюк, В.Н. Солдатов // Патент РФ № 2328749 МПК G01R 19/00.
Способ определения комплексного значения совокупных потерь полной мощности в системе электроснабжения/ В.С. Ливенцов, С.С. Костинский, А.И. Троицкий, Н.С. Савелов // Изв. вузов. Электромеханика. 2022. Т.65. № 4. С. 97 – 107. DOI:10.17213/0136-3360-2023-4-97-107
Фурсанов М.И., Радкевич В.Н. Об оптимальных режимах работы силовых трансформаторов // Изв. вузов и энергети-ческих объединений СНГ. Энергетика. 2008. №2. С. 32 – 38.
Фурсанов М.И. Оптимальные уровни потерь в распределительных электрических сетях // Энергетика. Изв. вузов и энергетических объединений СНГ. 2014. № 5. С. 15 – 26.
Галимова А.А. Критерий выбора коэффициента загрузки силового трансформатора при проектировании подстанций распределительных сетей // Изв. вузов. Проблемы энергетики. 2013. № 5-6. С. 66 – 71.
Савина Н.В., Яненко А.Г. Оптимизация коэффициентов загрузки распределительных силовых трансформаторов в условиях эксплуатации // В сб.: Энергетика: управление, качество и эффективность использования энергоресурсов. Труды IX Международной научно-техн. конф. Благовещенск, 11-12 марта 2019 г. Благовещенск: Амурский гос. ун., 2019. С. 86 – 91.
Алимова А.Н. Взаимосвязь характеристик силовых трансформаторов и их нагрузочной способности // В сб.: Тинчу-ринские чтения. Материалы XIV Международной молодежной науч. конф. Казань, 23-26 апреля 2019 г. Казань: Казанский гос. энергетический ун., 2019. С. 169 – 176.
Коновалов Ю.В., Наумова Л.А., Поляков С.О. Применение системы мониторинга трансформаторного
парка для обеспечения минимизации потерь электроэнергии // Современные технологии и научно-технический прогресс. 2019. С. 232 –233.
Потери электрической энергии в сетях 0,38 кВ, питающих сельскохозяйственную нагрузку / Г.С. Кудряшев, А.Н. Третьяков, О.Н. Шпак, С.С. Поляков // Актуальные вопросы аграрной науки. 2020. С. 19 – 27.
Васильева К.В. Автоматизированная система диагностики технического состояния магнитной системы сухих
трехфазных силовых трансформаторов распределительных электрических сетей: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.14.02. Новочеркасск, 2022. 24 с.
Ефременко В.М. Беляевский Р.В. Анализ зависимости коэффициента реактивной мощности от коэффициента загрузки силовых трансформаторов // Вестник Кузбасского гос. техн. ун-та. 2010. № 1 (77). С. 107 – 109.
Елфимова В.Н. Компенсация реактивной мощности в электрических сетях 0,4 кВ// В сб.: Молодежь и системная мо-дернизация страны. Материалы 4-й Международной науч. конф. студентов и молодых ученых. Курск, 21-22 мая 2019 г. Курск: Юго-Западный гос. ун., 2019. С. 27-30.
Карчин В.В., Сидорова В.Т., Леухин А.Н. Улучшение показателей качества электроэнергии в сельские распределительные сети 0,4 кВ с помощью компенсации реактивной мощности // Изв. вузов. Проблемы энергетики. 2015. № 1-2. С. 61 – 67.
Карчин В.В., Сидорова В.Т., Федотов А.И. Компенсация реактивной мощности в сельских распределительных сетях 0,4 кВ для улучшения качества электроэнергии // Изв. вузов. Проблемы энергетики. 2015. № 5-6. С. 101 – 106.
Савинцев Ю.М. Анализ технических характеристик распределительных трансформаторов основных трансформатор-ных заводов // Энергоэксперт. 2020. № 4. С. 48 – 52.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
https://orcid.org/0000-0002-7955-939
