Официальный сайт — mrsk-1.ru Чтобы понять, что представляют собой потери электроэнергии в электрических сетях, потребуется разобраться с самой системой электроснабжения. Она состоит из ряда конструктивных элементов, каждый из которых в определенных условиях вносит вклад в непроизводительные издержки. Кроме того, они могут быть связаны с необходимостью удовлетворения собственных потребностей на вспомогательное оборудование подстанций. Из этого следует вывод, что без потерь в электрических цепях обойтись практически невозможно.
Основные причины утечек электроэнергии
Большая часть энергии, произведенная трансформатором, рассеивается
Грамотный подход к расчету потерь электроэнергии подразумевает учет причин, по которым они возникают. При исследовании проблемы следует разделять источники непроизводительных расходов в соответствии с уже знакомой классификацией. Начать следует с технической составляющей, которую обычно увязывают с такими элементами:
У любого силового трансформатора имеется несколько обмоток, каркас которых крепится на ферромагнитном сердечнике. В нем и теряется большая часть электроэнергии, трансформируемой в тепло (оно затем просто рассеивается в пространство).
На величину потерь в различных элементах электросети также влияет режим ее работы: холостой ход или «под нагрузкой». В первом случае они оцениваются как постоянные, не зависящие от внутренних и сторонних факторов. При подключении потребителя уровень потерь зависит от величины нагрузочного тока в цепи, который каждый день меняется. Поэтому для его оценки проводятся статические наблюдения за определенный период (за месяц, например).
Потери в ВВ линиях электропередач образуются при транспортировке энергоносителя из-за утечек, связанных с коронным разрядом, а также из-за нагрева проводников. К категории обслуживающего оборудования относят установки и приборы, участвующие в генерации, транспортировке, а также в учете и потреблении отпускаемой энергии. Величины сверхнормативных потерь этой категории в основном не меняются со временем или же учитываются посредством электросчетчиков.
Основные причины потерь электроэнергии
Разобравшись со структурой, перейдем к причинам, вызывающим нецелевой расход в каждой из перечисленных выше категорий. Начнем с составляющих технологического фактора:
Потери в силовых трансформаторах подстанций
Нецелевой расход в других элементах не входит в данную категорию, ввиду сложностей таких расчетов и незначительного объема затрат. Для этого предусмотрена следующая составляющая.
Учитывая последний фактор, следует учитывать затраты электроэнергии на расплавление льда.
Актуальным вопросом в современной электроэнергетике являются потери электроэнергии, которые тесно переплетаются с финансовой составляющей. Это своего рода резерв получения дополнительной выгоды, повышение рентабельности производственного процесса. Попытаемся разобраться со всеми гранями этого вопроса и дать четкое представление о тонкостях потерь электроэнергии в сетях.
Что такое потери электрической энергии?
Под потерями электроэнергии в широком смысле следует понимать разницу между поступлениями в сети и фактическим потреблением (полезным отпуском). Расчет потерь предполагает определение двух величин, что выполняется через учет электрической энергии. Одни стоят непосредственно на подстанции, другие у потребителей.
Потери могут рассчитываться в относительных и абсолютных величинах. В первом случае исчисление выполняется в процентах, во втором – в киловатт-часах. Структура разделена на две основных категории по причине возникновения. Общие потери именуются фактическими и являются основой эффективности работы подразделения.
Где выполняется расчет?
Расчет потерь электроэнергии в электрических сетях выполняется по следующим направлениям:
Физические причины появления и где возникают
Сущность технических потерь заключается в несовершенстве технологии и проводников, используемых в современной электроэнергетике. В процессе генерации, передачи и трансформации электроэнергии возникают физические явления, которые и создают условия утечки тока, нагрев проводников или прочие моменты. Технические потери могут возникать в следующих элементах:
Для каждого вида элементов электрической сети, для которой рассчитываются технические потери, имеется разделение на потери холостого хода и нагрузочные потери. Первые считаются постоянной величиной, вторые зависят от уровня пропуска и определяются для анализируемого периода, зачастую за месяц.
Основное направление повышения эффективности в электроэнергетике
Коммерческие потери электроэнергии считаются сложно прогнозируемой величиной, так как зависят от потребителей, от их желания обмануть предприятие или государство. Основой указанных проблем являются:
Фактические потери
Для расчета фактических потерь необходимо сложить коммерческую и техническую составляющую. Однако реальный расчет этого показателя осуществляется по-другому, формула потерь электроэнергии следующая:
Величина потерь = (Поступления в сеть – Полезный отпуск – Перетоки в другие энергосистемы – Собственные нужды) / (Поступления в сеть – Беспотерьные – Перетоки – Собственные нужды) * 100%
Зная каждый элемент, определяют фактические потери в процентном отношении. Для вычисления требуемого параметра в абсолютных величинах необходимо выполнить расчеты только числителя.
Какие потребители считаются беспотерьными и что такое перетоки?
В представленной выше формуле используется понятие «беспотерьные», которое определяется по коммерческим приборам учета на подстанциях высокого напряжения. Предприятие или организация самостоятельно несут расходы на потери электроэнергии, которые учитываются прибором учета в точке подключения к сетям.
Что касается перетоков, то они также относятся к беспотерьным, хотя высказывание не совсем корректное. В общем понимании это электрическая энергия, которая из одной энергосистемы отправляется в другую. Учет осуществляется также с использованием приборов.
Собственные нужды и потери электрической энергии
Собственные нужды необходимо отнести к особой категории и разделу фактических потерь. Для работы электросетей требуются затраты на поддержание функционирования подстанций, расчетно-кассовых центров, административных и функциональных зданий РЭСов. Все эти величины фиксируются и отражаются в представленном параметре.
Методики расчета технических потерь на предприятиях электроэнергетики
Потери электроэнергии в электрических сетях осуществляется по двум основным методикам:
Каждый вариант обладает особенностями и эффективностью. Необходимо понимать, что выбор варианта зависит и от финансовой стороны вопроса.
Расчет норматива потерь
Расчет потерь электроэнергии в сетях во многих странах СНГ и Европы осуществляется с применением данной методологии. Как отмечалось выше, процесс предполагает использование специализированного софта, в котором имеются нормативные величины и топология схемы электрических сетей.
Для получения информации о технических потерях от сотрудника организации потребуется внести характеристики пропуска по фидеру активной и реактивной энергии, определить максимальные значения по активной и реактивной мощности.
Необходимо отметить, что погрешность таких моделей может доходить до 25 % только при расчете потерь электроэнергии в линии. К представленному методу следует относиться в качестве математической, примерной величине. В этом и выражается несовершенство методологии просчета технических потерь в электрических сетях.
Используемое программное обеспечение для расчета
На текущий момент существует огромное количество программного софта, который выполняет расчет норматива технических потерь. Выбор того или иного продукта зависит от стоимости обслуживания, региональности и других важных моментов. В Республике Беларусь основной программой считается DWRES.
Софт разрабатывался группой ученых и программистов Белорусского Национального Технического Университета под руководством профессора Фурсанова Н.И. Инструмент для расчета норматива потерь специфичен, обладает рядом системных достоинств и недостатков.
Для рынка России особой популярностью пользуется ПО «РПТ 3», который разрабатывался специалистами ОАО «НТЦ Электроэнергетики». Софт весьма неплохой, выполняет поставленные задачи, но также обладает рядом отрицательных сторон. Тем не менее расчет нормативных величин осуществляется в полной мере.
Составление небаланса в высоковольтных и распределительных сетях
Потери электроэнергии технического плана можно выявить через другой метод. О нем уже говорилось выше – предполагается, что все высоковольтные или распределительные сети обвязаны приборами учета. Они помогают определить величину максимально точно. Кроме этого, подобная методика обеспечивает реальную борьбу с неплательщиками, воровством и неправильное использование энергооборудования.
Следует отметить, что подобный подход, несмотря на эффективность, неприменим в современных условиях. Для этого необходимы серьезные мероприятия с большими затратами на реализацию обвязки всех потребителей электронными учетами с передачей данных (АСКУЭ).
Как сократить технические потери
Снизить потери в линиях, трансформаторных подстанциях помогают следующие направления:
Сокращение коммерческой составляющей потерь
Потери электроэнергии по коммерческой части предполагают использование следующих методов:
Потери электроэнергии в электрических сетях – важный показатель, который обладает существенным потенциалом для коммерческих организаций энергетического бизнеса. Сокращение фактических потерь приводит к росту получаемой прибыли, а это влияет на рентабельность. В заключение необходимо отметить, что оптимальный уровень потерь должен составлять 3-5 % в зависимости от района.
Фактический коэффициент использования максимальной нагрузки
Сначала объясню, почему расчёт ведётся через потери при максимальном токе с последующим введением коэффициента его использования, а не сразу высчитываются потери по средней нагрузке.
Дело в том, что потребление, как правило, очень неравномерно. Максимальное количество киловатт-часов набегает именно во время пиковых нагрузок, например, при включении бойлеров, обогревателей, чайников, электронасосов и т.п. А чем больше нагрузка на провод, тем выше потери в нём. Поэтому расчёт через потери на максимальном токе с последующим введением коэффициента использования даёт более точные цифры, чем синтетический расчёт сферического коня в вакууме по среднему потреблению.
Вообще, коэффициент использования максимальной нагрузки можно довольно точно прикинуть именно для вашего дома и для конкретного месяца — это отношение средней активной мощности к максимальной за тот же период.
Сначала подсчитаем, сколько бы нагорело за час при коэффициенте 1, то есть, если бы максимальная нагрузка была включена постоянно:
16А * 230В * 0,9 = 3312 Вт (0,9 — это коэффициент мощности для современного СНТ)
За месяц это будет:
3312 * 24 * 31 = 2464128 Вт = 2464 кВт
Предположим, по факту у вас нагорело за месяц всего 250 кВт. Тогда коэффициент использования максимальной нагрузки в этом месяце у вас будет равным:
250 кВт / 2464 кВт = 0,1.
Если же вы нажгли 750 кВт, то коэффициент будет:
750 кВт / 2464 кВт = 0,3.
Общая практика показывает, что в среднем коэффициент использования в современном частном жилом домовладении находится в районе 0,2.
Понятие норматива потерь
Под данным термином подразумевается установка экономически обоснованных критериев нецелевого расхода за определенный период. При нормировании учитываются все составляющие. Каждая из них тщательно анализируется отдельно. По итогу производятся вычисления с учетом фактического (абсолютного) уровня затрат за прошедший период и анализа различных возможностей, позволяющих реализовать выявленные резервы для снижения потерь. То есть, нормативы не статичны, а регулярно пересматриваются.
Под абсолютным уровнем затрат в данном случае подразумевается сальдо между переданной электроэнергией и техническими (относительными) потерями. Нормативы технологических потерь определяются путем соответствующих вычислений.
Классификация потерь электрической энергии.
Энергоснабжающая
организация (ЭСО) эксплуатирующая
электрические сети и реализующая
(продающая) электроэнергию потребителям
вырабатывает и/или получает необходимое
количество электрической энергии.
Производственная
деятельность ЭСО состоит в управлении
этой энергией и ее поставке потребителю
до границы балансовой принадлежности
электрических сетей с минимально
возможными потерями.
Международные
эксперты устанавливают следующие
пределы общих потерь электроэнергии:
По энергосистемам
России фактические потери имеют величину
от 6,7% до 33,6%, а в распределительных
сетях потери доходят до 40-50% от
электроэнергии поступившей в сеть.
Потери
электроэнергии в электрической сети
обусловлены техническими и организационными
причинами.
Технические
потери (Wт)
происходят по причине физических
процессов в линиях электропередачи и
оборудовании сетей при передаче
электрической энергии, а также по причине
расхода электрической энергии на
собственные нужды подстанций.
Технические
потери электроэнергии в электрических
сетях это сумма условно-постоянных
(ΔWуп)
и нагрузочных потерь (ΔWн).
Условно-постоянные
потери включают в себя:
и в устройствах
присоединений высокочастотной связи
(ВЧ связи);
Нагрузочные
(переменные) потери в элементах сети
зависят от нагрузки линий электропередачи
(воздушных и кабельных), силовых
трансформаторов, токоограничивающих
реакторов подстанций.
Технические
потери электрической энергии (ΔWт)
и потери, обусловленные погрешностью
системы учета электроэнергии (ΔWпогр)
называют технологическими потерями
(расходом) электроэнергии (ТПЭ)
Фактические
(отчетные) потери
электроэнергии
(ΔWф)
представляют собой разность между
поступлением электрической энергии
(ΔWпост)
в электрическую
сеть и отпуском электрической энергии
из сети собственным потребителям
(ΔWотп),
отпуска электроэнергии прочим подключенным
к сети объектам (ΔWп)
и расходом электроэнергии на
производственные нужды подстанций
(ΔWпн).
Отпуск электроэнергии
в сеть электросетевого предприятия.
Фактические
потери также называют общими потерями.
Разница между
фактическими потерями и техническими
потерями образует так называемые
коммерческие потери (ΔWк)
За
рубежом к коммерческим потерям (Wк)
относят также и электроэнергию, которая
не оплачена потребителем (Wнеоп).
Виды и структура потерь
Под потерями подразумевается разница между отпущенной потребителям электроэнергией и фактически поступившей к ним. Для нормирования потерь и расчетов их фактической величины, была принята следующая классификация:
Ниже представлен среднестатистический график потерь типовой электрокомпании.
Примерная структура потерь
Как видно из графика наибольшие расходы связаны с передачей по воздушным линиям (ЛЭП), это составляет около 64% от общего числа потерь. На втором месте эффект коронированния (ионизация воздуха рядом с проводами ВЛ и, как следствие, возникновение разрядных токов между ними) – 17%.
Коронный разряд на изоляторе ЛЭП
Исходя из представленного графика, можно констатировать, что наибольший процент нецелевых расходов приходится на технологический фактор.
Расчет потерь электроэнергии в электрических сетях
Величина постоянных потерь электроэнергии в элементах электрической сети составляет
где – время включения или время работы элементов электрической сети в течение года. Для воздушных и кабельных линий и трансформаторов при выполнении проектных расчетов принимается = 8760 ч.
Суммарная величина потерь электроэнергии в сети составляет
Рассмотрим способы определения переменных потерь в электрической сети. Пусть для элемента электрической сети, например воздушной линии, имеющей активное сопротивление , известен годовой график нагрузки. Этот график представляется в виде ступенчатого графика по продолжительности каждой нагрузки . (рис. 8.1,).
Энергия, передаваемая в течение года через рассматриваемый элемент сети, выразится как
Эта энергия представляет собой площадь фигуры, ограниченной графиком нагрузки.
На этом же графике построим прямоугольник с высотой, равной наибольшей нагрузке , и площадью, равной площади действительного графика нагрузки. Основанием этого прямоугольника будет время . Это время называется продолжительностью использования наибольшей нагрузки.
Потери мощности в рассматриваемом элементе сети для каждого -го интервала времени составят
где cos– коэффициент мощности нагрузки.
На рис. 8.1,приведен ступенчатый график потерь мощности, построенный по выражению (8.4). Площадь этого графика равна годовым переменным потерям электроэнергии в рассматриваемом элементе сети
Рис. 8.1. Графики нагрузки по продолжительности для определения времени () и времени ()
Соседние файлы в папке ГОСы pdf
Расчёт потерь при максимальном токе
Посчитаем, каковы будут потери (Вт*ч) при максимальном токе, на который рассчитан отвод:
На вводах многих садовых домиков стоят автоматические выключатели на 16А. Посчитаем потери: 16² * 0,126 = 32,26 Вт*ч.
Замечу, что если на вводе стоит автомат с номиналом, заведомо превышающем фактические максимальные токи, то следует использовать значение фактических максимальных токов, которые можно посчитать исходя из суммарной мощности одновременно включаемого электрооборудования.
Коммерческая составляющая
Отсутствие контроля работы приборов учета приводят к неучтенным хищениям электроэнергии
В первую очередь эта составляющая касается характеристик приборов учета, принадлежащих конечным потребителям (их погрешности, в частности). Для снижения этого типа потерь разработан ряд конкретных мер, успешно применяемых на практике. К категории коммерческих относят не только ошибки при выписывании счетов конкретному потребителю, но и неучтенные хищения электроэнергии. В первом случае они чаще всего возникают по следующим причинам:
Характерные ошибки, вызванные спорным определением границ балансовой принадлежности объекта, решаются в порядке, установленном законодательством РФ.
Проблема хищений с трудом решается во всех цивилизованных странах. Эти противозаконные действия постоянно пресекаются соответствующими органами, дела по ним направляются в местные судебные инстанции. Пик таких хищений традиционно приходится на зимнюю пору и именно в тех регионах страны, где бывают проблемы с централизованным теплоснабжением.
Это только подтверждает взаимосвязанность коммерческих составляющих издержек по каждой из категорий энергоресурсов.
Кто платит за потери электричества
Чтобы определиться с тем, кто должен оплатить непроизводительные расходы электроэнергии в сети, следует учитывать конкретную ситуацию, а также ряд дополнительных критериев. Когда речь заходит о расходах на восполнение технологических потерь, их оплата ложится на плечи потребителей – частных или юридических лиц.
Она учитывается не напрямую, а закладывается в существующие тарифы.
Каждый потребитель при оплате счетов за электричество рассчитывается с сетевой организацией за всевозможные потери в линиях передач и трансформаторах. В случае с коммерческой составляющей за всякое превышение показателя сверх нормируемого значения платить приходится компании, отпускающей энергоресурс клиенту.
Методика и пример расчета
Известны следующие методики приблизительного подсчета потерь в линиях электропередач:
С полной информацией об официально утвержденных методиках определения этого параметра можно ознакомиться в соответствующей нормативной документации.
Расчет потерь в силовом трансформаторе
В качестве примера рассмотрим расчет потерь в фидере высоковольтной линии с трансформатором ТП 6-20/04кВ.
При реализации метода оперативного расчета издержек в зависимости от линейного падения напряжения сначала измеряются величины фазных потенциалов на шинах трансформаторной подстанции в самой удаленной точке при максимальной нагрузке. По результатам проведенных измерений узнается абсолютное и относительное снижение DU в процентах: оно берется по отношению к его среднестатистическому фазному значению на шинах 0,4 кВ ТП 6-20.
Потери энергии W в линии напряжением 0,4 кВ (в процентах от отгрузки электроэнергии в сеть) можно узнать по следующей формуле:
W = 0,7 Kн х DU х t /T, где
Выбрав значения параметров для конкретного фидера по одной из выложенных в Интернете таблиц (ТП-4) и подставив их в формулу, с помощью калькулятора получим значение 11,4 процента.
Для фидеров других марок искомую величину технологических потерь удается посчитать с помощью тех же таблиц с приведенными в них данными.
В Интернете широко представлены самые различные методы онлайн расчетов, которыми при необходимости может воспользоваться любой желающий.
Потери в электросетях с точки зрения энергосбережения – это разница между отпущенным поставщиком объемом электричества и той энергией, которую по факту получает потребитель. С целью нормирования и подсчета их реальной величины была принята следующая классификация:
Технические потери обусловлены особенностями прокладки линий электроснабжения, а также рассеянием энергии на контактах. Сюда же входит отбор части поставляемой электрической энергии на нужды вспомогательного оборудования. Технологическая составляющая включает расходы в нагрузочных цепях и климатическую компоненту.
Второй фактор – коммерческий – обычно увязывается с такими неустранимыми причинами, как погрешность приборов, измеряющих контролируемые параметры. В нем также учитывается ряд нюансов, касающихся ошибочных снятий показаний по потреблению и хищений энергии.
Проведенные исследования убедительно доказывают, что максимальный уровень издержек приходится на передачу энергии высоковольтными линиями ЛЭП (до 64 процентов).
Коронный разряд на линии ЛЭП
Большую их часть составляют расходы на ионизацию воздуха из-за коронарного разряда (17%). Фактическими называют потери, которые были определены в самом начале – разница между отпущенным продуктом и его потребленным объемом. При их упрощенном расчете иногда две описанные составляющие просто складываются. Однако на практике техника вычисления этого показателя оказывается несколько иной. Для его определения применяется проверенная временем методика расчета потерь в проводах с учетом всех остальных компонентов.
Фактическая их величина согласно специальной формуле равна притоку энергии в сеть за минусом следующих составляющих:
Затем полученный результат делится на поступающий в сеть объем электроэнергии минус потребление в нагрузках, где потери отсутствуют, минус перетоки и собственные нужды. На завершающем этапе расчетной операции итоговая цифра умножается на 100%. Если требуется получить результат в абсолютных значениях, при использовании этого метода ограничиваются расчетами одного только числителя.
Определение нагрузки, обходящейся без непроизводительных расходов (перетоки)
В рассмотренной ранее формуле введено понятие нагрузки без потерь, определяемой посредством приборов коммерческого учета, устанавливаемых на подстанциях. Любое предприятие или государственная организация самостоятельно оплачивают потери в электрической сети, фиксируемые отдельным счетчиком в точке подключения. «Перетоки» также относят к категории расходов энергии без потерь (так удобнее вести расчет). Под ними понимается та ее часть, которая из одной энергосистемы перенаправляется в другую. Для учета этих объемов также применяются отдельные измерительные приборы.
Расчёт сопротивления провода
Сначала посчитаем сопротивление провода (Ом/м) по формуле:
Обычно отводы делаются СИПом сечением 16 мм². СИП — алюминиевый провод. Итого получаем 0,0287 / 16 = 0,00179 Ом/м.
Кстати, при желании в удельное сопротивление материала провода можно ввести поправку на его температуру под нагрузкой. В данном случае взято сопротивление материала при 20°С.
Расчёт сопротивления линии
Теперь рассчитываем сопротивление линии (Ом) заданной длины:
Обычно длина отвода находится в районе 20-30 метров. Кроме того, надо учитывать не только длину самого отвода, но и длину вводного кабеля, идущего по дому до счётчика. Как правило, этот кабель медный и его сечение уже. Поэтому надо вычислить его эквивалентную длину, приведя её к материалу и сечению самого отвода.
Например, 8 метров медного кабеля сечением 6 мм² эквивалентно по сопротивлению алюминиевому проводу сечением 16 мм² длиной 13,2 метра. Таким образом, прикидываем, что средняя длина отвода будет 35 метров. Удваиваем её, поскольку ток проходит по двум проводам, итого 70 метров.
Поскольку считаем отвод, то коэффициент распределения нагрузки у нас будет равен единице. В случае расчёта потерь в линии освещения с равномерным распределением светильников по всей или части её длины применяются другие соответствующие коэффициенты.
Итого сопротивление отвода равно 0,00179 * 70 / 1 = 0,126 Ом.
Расчёт электропотерь в СНТ. Потери в однофазных линиях и отводах.
Многих садоводов волнует вопрос разницы в показаниях между счётчиком на опоре и контрольным счётчиком внутри дома после перехода на прямые договора с поставщиком. Не слишком ли эта разница велика?
Счётчик на опоре в любом случае будет считать больше, ведь он учитывает также и потери в отводе до дома. Но какова величина этих потерь?
Потери, хотя и очень приблизительно, можно оценить расчётом, и сейчас я расскажу, как это сделать. Существует несколько методов теоретического расчёта. Наиболее простым и доступным для широкого круга потребителей, на мой взгляд, является нижеописанный.
Расчёт будет включать в себя 4 этапа.
Расходы на поддержку работы подстанций
К данной категории отнесены затраты электрической энергии на функционирование вспомогательных устройств. Такое оборудование необходимо для нормальной эксплуатации основных узлов, отвечающих за преобразование электроэнергии и ее распределение. Фиксация затрат осуществляется приборами учета. Приведем список основных потребителей, относящихся к данной категории:
Способы уменьшения потерь в электрических сетях
Снизить затраты можно путем оптимизации технической и коммерческой составляющей. В первом случае следует принять следующие меры:
Уменьшить коммерческие затраты можно следующим образом:
Кто платит за потери электричества?
Все зависит от определяющих критериев. Если речь идет о технологических факторах и расходах на поддержку работы сопутствующего оборудования, то оплата потерь закладывается в тарифы для потребителей.
Совсем по иному обстоит дело с коммерческой составляющей, при превышении заложенной нормы потерь, вся экономическая нагрузка считается расходами компании, осуществляющей отпуск электроэнергии потребителям.
Способы снижения потерь
Сократить непроизводительные расходы удается за счет снижения коммерческой и технологической составляющих суммарных потерь. Во втором случае сделать это можно принятием следующих особых мер:
Указанные меры позволяют заметно снизить суммарное потребление и потери и обеспечить высокое качество напряжения в сети (оно не будет «проседать»).
Потери в силовых трансформаторах подстанции
Собственные нужды обычно относят к особой категории, классифицируемой как фактические потери. В этом показателе принято фиксировать затраты на поддержание работоспособности следующих объектов:
Каждая из статей входит в итоговую сумму в пропорции, нормируемой для данного вида потребителя.
Самый весомый вклад вносят районные подстанции, поскольку в них размещается основное обслуживающее оборудование. Оно обеспечивает нормальные режимы эксплуатации узлов, ответственных за преобразование электроэнергии, а также ее доставку к потребителю.
Зарядное помещение для тяговых АКБ
Для фиксации величины этих затрат на подстанциях устанавливаются собственные приборы учета.
Список потребителей, традиционно относящихся к рассматриваемой категории:
К этому же типу оборудования относят приспособления и инструменты, используемые для проведения ремонтных работ, а также при восстановлении вспомогательной аппаратуры.
Потери электроэнергии в электрических сетях
Потери электроэнергии в электрических сетях неминуемы, поэтому важно чтобы они не превышали экономически обоснованного уровня. Превышение норм технологического расхода говорит о возникших проблемах. Чтобы исправить ситуацию необходимо установить причины возникновения нецелевых затрат и выбрать способы их снижения. Собранная в статье информация описывает многие аспекты этой непростой задачи.
Расход электроэнергии на ее транспорт
При передаче электроэнергии от электростанций к потребителям часть этой электроэнергии теряется в элементах электрической сети. Здесь речь пойдет о потерях активной мощности и электроэнергии.
Стоимость потерянной электроэнергии учитывается как составная часть сопоставительных затрат при оценке вариантов решений, а потери мощности учитываются при проектировании развития электрических сетей для оценки максимума нагрузки.
Т а б л и ц а 8.1
Ориентировочные значения потерь электроэнергии в сетях различных напряжений в процентах от суммарного поступления электроэнергии в эти сети приведены в табл. 8.2
Т а б л и ц а 8.2
Указанными значениями можно пользоваться при составлении предварительного баланса электроэнергии по системе.
Часть электроэнергии по закону Джоуля-Ленца выделяется в виде тепла в активных сопротивлениях проводников воздушных и кабельных линий электропередачи и в активных сопротивлениях обмоток трансформаторов и автотрансформаторов. Это так называемые переменные потери W’, зависящие от протекающего по элементу сети тока (мощности) нагрузки.
Другая часть электроэнергии расходуется в активных проводимостях элементов электрической сети: потери на корону в воздушных линиях электропередачи, потери от токов утечки через изоляцию воздушных и кабельных линий, потери холостого хода в сердечниках трансформаторов и автотрансформаторов. Это так называемые постоянные потери W», не зависящие от протекающего по элементу тока (мощности) нагрузки.
Понятие постоянные потери является условным, поскольку эти потери зависят от уровня напряжения в сети. Как правило, постоянные потери рассчитываются по номинальному напряжению сети.
Ориентировочная структура потерь электроэнергии по элементам электрической сети показана в табл. 8.3. Под другими элементами электрической сети подразумеваются конденсаторные батареи, синхронные компенсаторы, реакторы.
Рассмотрим основные составляющие постоянных потерь. Потери мощности на корону в сильной степени зависят от погодных условий. Потери на корону в зависимости от напряжения , сечения , типа опор (стальные, железобетонные) и погодных условий указаны в табл. 8.4.
Т а б л и ц а 8.4
Если сечение провода отличается от данных, приведенных в табл. 8.4, то потери мощности на корону можно пересчитать по формуле
где табличное (табл. 8.4) значение потерь на корону;
и табличное (табл. 8.4) и фактическое сечение провода. Потери мощности от токов утечки по изоляции ВЛ в зависимости от
погодных условий и напряжения ВЛ указаны в табл. 8.5.
Т а б л и ц а 8.5
данных по трансформаторам.
Понятие нормативного показателя
Под этим термином понимается подтвержденная на практике и экономически обоснованная величина потерь за определенный промежуток времени. При утверждении норматива учитываются все рассмотренные ранее составляющие, для каждой из которых проводится отдельный анализ. По их результатам вычисляется фактическое (абсолютное) значение и рассматриваются возможные варианты снижения этого показателя.
Нормируемое значение не остается все время постоянным – непрерывно корректируется.
Под абсолютными показателями в данном случае понимается разница между переданной потребителю мощностью и технологическими (переменными) потерями. Нормативные значения для последнего параметра вычисляются по соответствующим формулам.
Под данными затратами подразумевается сальдо между абсолютными (фактическими) и техническими потерями. В идеале такая разница должна стремиться к нулю, но на практике это не реально. В первую очередь это связано с особенностями приборов учета отпущенной электроэнергии и электросчетчиков, установленных у конечных потребителей. Речь идет о погрешности. Существует ряд конкретных мероприятий для уменьшения потерь такого вида.
К данной составляющей также относятся ошибки в счетах, выставленных потребителю и хищения электроэнергии. В первом случае подобная ситуация может возникнуть по следующим причинам:
Что касается хищений, то эта проблема имеет место во всех странах. Как правило, такими противозаконными действиями занимаются недобросовестные бытовые потребители. Заметим, что иногда возникают инциденты и с предприятиями, но такие случаи довольно редки, поэтому не являются определяющими. Характерно, что пик хищений приходится на холодное время года, причем в тех регионах, где имеются проблемы с теплоснабжением.
Различают три способа хищения (занижения показаний прибора учета):
Магнит может воздействовать только некоторые старые модели электросчетчиков
Практически все современные приборы учета «обмануть» вышеописанными способами не удастся. Мало того, подобные попытки вмешательства могут быть зафиксированы устройством и занесены в память, что приведет к печальным последствиям.
Методика и пример расчета потерь электроэнергии
На практике применяют следующие методики для определения потерь:
Полную информацию по каждой из представленных выше методик, можно найти в нормативных документах.
В завершении приведем пример вычисления затрат в силовом трансформаторе TM 630-6-0,4. Формула для расчета и ее описание приведены ниже, она подходит для большинства видов подобных устройств.
Для понимания процесса следует ознакомиться с основными характеристиками TM 630-6-0,4.
Параметры TM 630/6/0,4
Теперь переходим к расчету.
Расчёт потерь за расчётный период
Теперь осталось посчитать потери за расчётный период (Вт*ч):
Считаем потери за месяц: 32,26 * 24 * 31 * 0,2 = 4,8 кВт*ч.
Если рассчитываем потери в линии освещения, то вместо 24 часов ставим, например, 10.
Теперь высчитываем процент потерь. Например, если мы нажгли за месяц 500 кВт, то потери будут около 1% .
Заключение
Никакой теоретический расчёт, конечно, не может являться точным. Он может быть лишь оценочным, для приблизительного представления самого порядка технологических потерь.
Повысить точность расчёта можно, например, введя температурную поправку на удельное сопротивление материала провода в связи с его повышенной температурой при работе под нагрузкой. Также можно более точно подогнать коэффициент использования максимальной нагрузки именно под свой случай, хотя практически осуществить сложно.
Для облегчения расчётов мною написана специальная программа под Windows для расчёта электропотерь:
В программе расчёт однофазных отводов вынесен на вторую вкладку. На последней вкладке имеется подробная встроенная справка. Также в программе можно произвести расчёт потерь в трёхфазных линиях (первая вкладка). На третьей вкладке имеется калькулятор эквивалентной длины провода. Надеюсь, программа окажется вам полезной.