РАСЧЕТ АКТИВНЫХ ПОТЕРЬ КОМПЛЕКТНОЙ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ CНТ ВАСИЛЕК НА ОСНОВЕ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ В MATLAB SIMULINK

CALCULATION OF ACTIVE LOSSES OF THE COMPLETE TRANSFORMER SUBSTATION OF THE GARDENING NON-COMMERCIAL PARTNERSHIP VASILEK BASED ON THE RESULTS OF MODELING IN MATLAB SIMULINK

Petrushkin Aleksandr Nikolaevich

2nd-year Master's student, Department of Electric Power and Electrical Engineering, Togliatti state University,

Russia, Togliatti

АННОТАЦИЯ

В статье представлен расчет активных потерь в комплектной трансформаторной подстанции № 2408 садоводческого некоммерческого товарищества «Василёк» на основе результатов моделирования в программной среде MATLAB/Simulink. Особое внимание уделено анализу потерь по фидерам как важному инструменту оценки энергетической эффективности и технического состояния распределительной сети 0,4 кВ. Полученные результаты могут быть использованы для обоснования мероприятий по модернизации КТП и оптимизации режимов её работы.

ABSTRACT

The article presents the calculation of active power losses in the package transformer substation No. 2408 of the non-commercial horticultural partnership "Vasilyok" based on simulation results obtained in the MATLAB/Simulink software environment. Special attention is given to the analysis of feeder losses as an important tool for assessing the energy efficiency and technical condition of the 0.4 kV distribution network. The obtained results can be used to justify modernization measures for the substation and to optimize its operating modes.

Ключевые слова: расчет активных потерь, комплектная трансформаторная подстанция; трансформатор; система электроснабжения.

Keywords: сalculation of active power losses, сompact transformer substation; transformer; power supply system.

В системах электроснабжения садоводческих некоммерческих товариществ (далее по тексту СНТ), наблюдаются проблемы, связанные с физической изношенностью оборудования, неравномерной нагрузкой и отсутствием постоянного мониторинга технического состояния силового электрооборудования. В таких условиях оценка распределения активной мощности и выявление очагов повышенных потерь становится актуальным направлением научного исследования. Расчеты активных потерь по фидерам позволяют уточнить нагрузочную характеристику отдельных участков сети, и служат основой для принятия технически обоснованных решений по модернизации и реконструкции силового электрооборудования, установленного в комплектной трансформаторной подстанции (далее по тексту КТП).

Использования программного обеспечения MATLAB/Simulink позволяет наглядно и точно воспроизвести режимы работы КТП в различных условиях, включая несимметричную нагрузку электроприемников на фидерах и учет сезонного коэффициента загрузки электроприемников. В результате чего можно создать адаптивную модель, соответствующую реальной структуре электроснабжения СНТ [1].

В таблице 1 представлены результаты моделирования КТП № 2408, которые прошли верификацию и совпали с исходными данными полученными от сетевой организации.

Таблица 1.

Исходные данные полученные в результате моделирования в MATLAB

На рисунке 1 представлена однолинейная схема ВЛ 0,4 кВ от КТП 2408/63.

Рисунок 1. Однолинейная ВЛ 0,4 кВ от КТП 2408/63 СНТ «Василек»

Произведем расчет потерь активной мощности на каждом фидере по формуле 1:

I_резi  – результирующий ток i-го фидера, А;

R_фидi – сопротивление линии i-го фидера, км.

Сопротивление линии электропередач рассчитаем по формуле 2:

r₀  – удельное сопротивление i-го проводника, Ом/км;

L_фидi  – длина линии электропередач i-го фидера, км.

Длины фидеров представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Длина фидеров от КПТ 2408 СНТ Василек

Результаты расчета активных потерь сведем в таблицу 3.

Таблица 3.

Результаты расчета активных потерь на фидерах в КТП 2408

Анализируя полученные значения потерь мощности, представленных в таблице 3, можно сделать вывод, что наибольшие потери наблюдаются на втором фидере примерно 5,5 кВт (72,6% от общей доли всех потерь по КТП2408), что объясняется как его самой высокой нагрузкой (почти 15 кВА), так и самой большой длиной линии (2,17 км). На фидере 1 потери составляют 18,9% от общего числа потерь.

Фидеры 3-6 характеризуются низкими уровнями потерь, в пределах от 50 до 270 Вт, к ним подключены потребители малой мощности, поэтому они вносят минимальный вклад в общие потери активной мощности по КТП2408.

Для фидеров 1-2 необходимо произвести реконструкцию гибкого проводника и увеличить сечение с СИП 4×16 мм² на СИП 4×25-50 мм², что существенно снизит потери активной мощности на потребителе. Также можно перераспределить нагрузку на каждом фидере, так как фидеры 3-6 работают практически на холостом ходу, с минимальной нагрузкой.

Список литературы:

1. Артюх А. Е., Пархоменко В. В., Лопатин А. А. Разработка и исследование модели трансформаторной подстанции в Simulink-MATLAB // Репозиторий БНТУ. – 2021. [электронный ресурс] – Режим доступа: https://rep.bntu.by/handle/data/107457 (дата обращения 21.07.2025).
2. Определение потерь мощности в ЛЭП. [электронный ресурс] – Режим доступа: https://220blog.ru/pro-raschet/kak-poschitat-poteri-moshhnosti-i-elektroenergii.html (дата обращения 21.07.2025).