РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И
ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ» (ТЕМА «ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ
ПОТЕРЬ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ»)
И МЕТОДИКА ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В УЧРЕЖДЕНИЯХ СРЕДНЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ПОТЕРЬ И СНИЖЕНИЯ КАЧЕСТВА
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПРИ ЕЕ ТРАНСПОРТИРОВКЕ 6
1.1. Природа потерь электроэнергии при передаче и распределении и их структура 6
1.1.1. Структура потерь электроэнергии 12
1.1.2. Технологические, технические, коммерческие потери 13
1.2. Методы расчета нагрузочных потерь в электрических сетях 18
1.3. Высшие гармонические составляющие тока и напряжений и их источники в
электрических сетях 25
1.4. Основные мероприятия по сокращению технологических потерь 37
Выводы к главе 1 40
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА «ОПРЕДЕЛЕНИЕ
УДЕЛЬНЫХ ПОТЕРЬ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ЛИНИЯХ
ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ» 42
2.1 Мощность и потери энергии в цепи переменного тока 42
2.2Организация и проведение лабораторных работ и практических занятий 44
2.3 Лабораторный практикум по теме «Определение удельных потерь активной мощности в линиях электропередач» 46
2.4. Структура методических указаний для обучающихся по выполнению
лабораторных работ и практических заданий 48
2.4.1. Оформление лабораторных работ и практических занятий 49
Заключение 50
Список использованной литературы 51
Приложения
Актуальность темы. У большинства населения Земли понятия «энергосбережение» и «энергоэффективность», как правило, ассоциируются с эффективностью использования энергии в сфере конечного потребления - в жилищно-коммунальном хозяйстве, в быту, в обрабатывающих отраслях промышленности и т.п. Электроэнергетика и сырьевые секторы ТЭК оказываются вне зоны внимания. И только специалистам известно, что энергоемкость товаров и услуг и интегральный показатель - удельная энергоемкость валового внутреннего продукта (ВВП) в значительной мере определяются энергетической эффективностью всех звеньев технологической цепочки, предшествующих потреблению электрической и тепловой энергии: поиск, разведка и добыча энергетического сырья - преобразование его в электрическую и тепловую энергию - доставка ее потребителям.
Для России с ее огромной территорией и, соответственно, большими длинами линий электропередач (по данным Минэнерго на сегодня их суммарная протяженность составляет 2 647,8 тыс. км) повышение энергоэффективности передачи и распределения электрической энергии всегда было чрезвычайно актуальной проблемой. Она усугубляется еще и высокими удельными потерями электроэнергии при ее транспортировке - около 12% в России в сравнении с 6-7% в развитых странах. (За 90-е годы они увеличились на 3-3,5% в то время как среднемировой уровень потерь продолжал снижаться). Руководство страны и отрасли ставит задачу - снизить потери электроэнергии в электрических сетях Российской Федерации до 8% к 2030 г.
В последние десятилетия все в большей мере на потери энергии влияет постоянный рост нелинейных нагрузок, обусловленный, прежде всего, увеличением доли электропотребления бытовым оборудованием и приборами. Это вызывает рост доли высших гармонических составляющих тока и напряжения в электрических сетях. Кроме нелинейных нагрузок, источниками высших гармоник являются нелинейности элементов сети и возможные резонансные режимы их работы. Высшие гармоники тока, помимо снижения
качества электроэнергии, вызывают добавочные потери электроэнергии. Добавочные потери возникают также вследствие несимметричности параметров элементов сети и несимметричности режимов. В настоящее время эти составляющие потерь не учитываются при расчете потерь электроэнергии в российских сетях и, соответственно, при формировании тарифов на электроэнергию, что усложняет составление баланса переданной и потребленной электроэнергии. Для разработки методов борьбы с ними необходимы целенаправленные исследования их природы и количественных характеристик. И эта проблема актуальна не только для отечественной энергетики - убытки от низкого качества электроэнергии исчисляются миллиардами долларов и в других развитых странах.
Цель выпускной квалификационной работы Костенко Д.К.. - разработка лабораторного практикума для изучения темы «Определение удельных потерь активной мощности в ЛЭП» курса Энергосбережение в системах электроснабжения и электропотребления», составление методических рекомендаций преподавателям ОУ СПО.
В ходе выполнения работы были выдвинуты следующие задачи:
- ознакомиться с содержанием учебно-методической, справочной и технической литературы по определению удельных потерь активной мощности в ЛЭП, решения ряда вопросов энергосбережения реактивной мощности ЛЭП техническими средствами;
- рассмотреть содержание курса «Энергосбережение в системах электроснабжения и электропотребления», роль, значение лабораторных практикумов по энергетическим дисциплинам и методику их использования в учебно-воспитательном процессе ОУ СПО;
- разработать методические рекомендации по организации лабораторного практикума курса «Энергосбережение в системах электроснабжения и электропотребления» по определению удельных потерь активной мощности в ЛЭП в учебных заведениях среднего профессионального образования.
Объект исследования. Определение удельных потерь активной мощности линий электропередач по дисциплине образовательного курса «Энергосбережение в системах электроснабжения и электропотребления».
Предметом исследования являются потери активной мощности в линиях электропередач и методика изучения этой технологической проблемы в учебных заведениях СПО.
Методы исследований. Для решения задач, поставленных в настоящей работе, использовались: описательные методы организации физических и вычислительных экспериментов, сопоставление полученных результатов с материалами и результатами расчетов, полученных другими авторами при изучении литературы.
По итогам выполнения данной бакалаврской работы можно сделать следующие основные выводы:
электрическая энергия, передаваемая по электрическим сетям, для своего перемещения расходует часть самой себя. Часть выработанной электроэнергии расходуется в электрических сетях на создание электрических и магнитных полей и является необходимым технологическим расходом на ее передачу. Для выявления очагов максимальных потерь, а также проведения необходимых мероприятий по их снижению необходимо проанализировать структурные составляющие потерь электроэнергии. Наибольшее значение в настоящее время имеют технические потери, т.к. именно они являются основой для расчета планируемых нормативов потерь электроэнергии.
Процесс расчета потерь электроэнергии является достаточно трудоемким. Для облегчения подобных расчетов существуют различные программы, которые имеют простой и удобный интерфейс и позволяют произвести необходимые расчеты гораздо быстрее.
В ВКР были решены поставленные задачи, исследована тема «Определение удельных потерь активной мощности» и составлен лабораторный практикум по данной теме. Раскрыты ключевые понятия данной темы, и в подробностях раскрыты с точки зрения применения в средних профессиональных образовательных учреждениях.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
