Metodologia per la determinazione delle perdite tecnologiche nelle reti elettriche. Calcolo delle perdite di energia elettrica nelle reti elettriche

Perdite di elettricità in reti elettriche accadono abbastanza spesso e ci sono ragioni per questo. Le perdite nelle reti elettriche sono considerate le differenze tra l'energia elettrica trasmessa sulle linee elettriche e l'energia registrata consumata dal consumatore. Consideriamo quali misure sono disponibili per ridurre le perdite.

Perdite di potenza nelle linee elettriche: distanza dalla centrale elettrica

La contabilità e il pagamento di tutti i tipi di perdite sono regolati dalla legge. Quando si trasporta energia su lunghe distanze dal produttore al consumatore, parte dell’elettricità viene persa. Questo accade da vari motivi, uno dei quali è il livello di tensione consumato da un consumatore tipico (220 o 380 V). Se si trasporta tale tensione elettrica direttamente dai generatori delle stazioni, è necessario posare reti elettriche con un diametro di filo elettrico che fornisca a tutti la corrente elettrica richiesta. I cavi elettrici avranno una sezione trasversale molto grande.

Non sarà possibile posizionarli sulle linee elettriche, a causa del peso inimmaginabile, posarli nel terreno per lunghe distanze risulterà molto costoso.

Per eliminare questo fattore nelle reti elettriche, usano linee ad alta tensione trasmissioni di energia elettrica. Trasferendo energia con tale tensione elettrica, viene sprecata molte volte a causa del contatto di scarsa qualità dei conduttori elettrici, che nel corso degli anni aumenta la loro resistenza. Le perdite aumentano con l'aumentare dell'umidità dell'aria: aumenta la corrente di dispersione sugli isolanti e sulla corona. Le perdite nei cavi aumentano anche quando i parametri di isolamento dei cavi elettrici vengono ridotti. Il fornitore di energia elettrica ha inviato l'elettricità all'organizzazione fornitrice.

Di conseguenza, deve portare i parametri nei parametri richiesti durante la trasmissione:

1. Convertire i prodotti ricevuti in una tensione elettrica di 6-10 kV.
2. Distribuire i cavi ai punti di ricezione.
3. Quindi riconvertirlo in tensione elettrica in fili da 0,4 kV.

Ancora una volta perdite, trasformazione durante il funzionamento di trasformatori elettrici da 6-10 kV e 0,4 kV. Il consumatore medio riceve energia alla tensione richiesta - 380-220 V. I trasformatori hanno la propria efficienza e sono progettati per un carico specifico. Se si esagera con la potenza o, al contrario, se questa è inferiore a quella calcolata, le perdite nella rete elettrica aumenteranno, indipendentemente dalla volontà del fornitore.

Un altro punto è la discrepanza tra la potenza del trasformatore, che converte 6-10 kV in 220 V. Se i consumatori consumano più energia della potenza specificata nel passaporto del trasformatore, si guasta o non può fornire i parametri di uscita richiesti. Come risultato di una diminuzione della tensione elettrica elettrodomestici operano in violazione del regime del passaporto e, quindi, i consumi aumentano.

Cosa determina la perdita di tensione nei cavi?

Il consumatore prendeva la sua tensione di 220 o 380 V dal contatore elettrico. Ora l'energia che andrà persa potrà essere trasferita al consumatore finale.

Composto da:

1. Perdite di riscaldamento dei cavi elettrici in caso di aumento del consumo dovuto ai calcoli.
2. Scarso contatto elettrico nei dispositivi di commutazione elettrici.
3. Natura capacitiva e induttiva del carico elettrico.

Ciò include anche l'utilizzo di vecchi apparecchi di illuminazione, apparecchiature di refrigerazione e altri dispositivi tecnici obsoleti.

Misure globali per ridurre le perdite di elettricità

Consideriamo le misure per ridurre le perdite di energia elettrica in un cottage e in un condominio.

Necessario:

1. Per combatterlo, è necessario utilizzare conduttori elettrici adatti al carico. Oggi nelle reti elettriche è necessario monitorare la conformità dei parametri dei cavi elettrici e la potenza consumata. In una situazione in cui è impossibile regolare questi parametri e introdurre indicatori normali, dovrai sopportare il fatto che l'elettricità viene sprecata nel riscaldamento dei conduttori, quindi i parametri del loro isolamento cambiano e aumenta il rischio di incendio nella stanza.
2. Scarso contatto elettrico: negli interruttori si tratta dell'uso di design innovativi con buoni contatti elettrici non ossidanti. Qualsiasi ossido aumenta la resistenza. La stessa tecnica viene utilizzata negli antipasti. Interruttori – sistema di accensione/spegnimento dovrebbe usare metallo resistente all'umidità e resistente alle alte temperature condizioni di temperatura. Il contatto dipende dalla pressatura di alta qualità del polo verso il positivo.
3. Carico reattivo. Tutti gli apparecchi elettrici che non siano lampadine a incandescenza piastre elettriche i vecchi modelli hanno una componente reattiva del consumo energetico. Qualsiasi induttanza, quando viene applicata corrente, resiste al flusso di energia che la attraversa a causa dello sviluppo dell'induzione magnetica. Dopo un certo periodo, un fenomeno come l'induzione magnetica, che impediva il passaggio della corrente, ne aiuta il flusso e immette elettricità nella rete elettrica, il che è dannoso per le reti elettriche generali. Si sviluppa un processo speciale chiamato correnti parassite che distorcono le normali letture dei contatori e apportano modifiche negative ai parametri dell'energia fornita. La stessa cosa accade con un carico elettrico capacitivo. Le correnti rovinano i parametri dell'energia fornita al consumatore. La lotta sta nell'uso di moderni compensatori, a seconda dei parametri del carico elettrico.
4. Utilizzo di vecchi sistemi di illuminazione (lampade ad incandescenza). La loro efficienza è massima del 3-5%. Il restante 95% va al riscaldamento del filamento e, di conseguenza, al riscaldamento ambiente e alle radiazioni che una persona non percepisce. Pertanto, non è razionale migliorare qui. Sono comparsi altri tipi di alimentazione luminosa: lampadine fluorescenti, LED, che sono state utilizzate attivamente oggi. Coefficiente azione utile le lampadine fluorescenti raggiungono il 7% e per i LED la percentuale è vicina al 20. L'uso dei LED consente di risparmiare denaro in questo momento e durante il funzionamento grazie alla durabilità: compensazione delle spese fino a 50.000 ore.

È anche impossibile non dire che puoi ridurre le perdite di elettricità nella tua casa installando uno stabilizzatore di tensione. Secondo il municipio si può trovare presso aziende specializzate.

Come calcolare le perdite di elettricità: condizioni

Il modo più semplice per calcolare le perdite è in una rete elettrica in cui viene utilizzato solo un tipo di cavo elettrico con una sezione trasversale, ad esempio, se in casa sono installati solo cavi elettrici in alluminio con una sezione trasversale di 35 mm. Nella vita non si incontrano quasi mai sistemi con un solo tipo di cavo elettrico; solitamente per alimentare edifici e strutture si utilizzano cavi elettrici diversi. In una situazione del genere, per ottenere risultati accurati, è necessario contare separatamente le singole sezioni e linee dell'impianto elettrico con una varietà di cavi elettrici.

Le perdite nella rete elettrica al trasformatore e prima di esso di solito non vengono prese in considerazione, poiché i singoli dispositivi elettrici per la misurazione dell'elettricità consumata vengono inseriti nel circuito elettrico dopo tali apparecchiature speciali.

Importante:

1. Il calcolo delle perdite di energia in un trasformatore viene effettuato sulla base dei documenti tecnici di tale dispositivo, che indicheranno tutti i parametri richiesti.
2. Va detto che gli eventuali calcoli vengono eseguiti al fine di determinare il valore delle perdite massime durante la trasmissione di corrente.
3. Quando si effettuano i calcoli, è necessario tenere conto della potenza della rete elettrica del magazzino, impresa manifatturiera o un altro oggetto è sufficiente per alimentare tutti i consumatori di energia ad esso collegati, ovvero il sistema può funzionare senza sovratensione anche al carico massimo, su ciascun oggetto incluso.

La quantità di energia elettrica assegnata risulta dal contratto stipulato con il fornitore di energia. L'entità delle perdite dipende sempre dalla potenza della rete elettrica e dal suo consumo attraverso il vaso. Maggiore è la tensione elettrica consumata dagli oggetti, maggiori saranno le perdite.

Perdite tecniche di elettricità nelle reti

Perdite tecniche di energia: le perdite causate dai processi fisici di trasporto, distribuzione e trasformazione dell'elettricità vengono identificate attraverso calcoli. La formula utilizzata per il calcolo è: P=I*U.

1. La potenza è uguale alla corrente moltiplicata per la tensione.
2. Aumentando la tensione durante la trasmissione di energia nelle reti elettriche, la corrente può essere ridotta in modo significativo, il che consentirà di utilizzare cavi elettrici con una sezione trasversale molto più piccola.
3. Il problema è che ci sono delle perdite nel trasformatore che qualcuno deve compensare.

Le perdite tecnologiche sono suddivise in condizionatamente costanti e variabili (a seconda del carico elettrico).

Quali sono le perdite di potenza commerciale?

Le perdite di energia commerciale sono perdite elettriche, definite come la differenza tra perdite assolute e tecnologiche.

Ho bisogno di sapere:

1. Idealmente, le perdite di energia elettrica commerciale nella rete elettrica dovrebbero essere pari a zero.
2. È ovvio però che in realtà l'approvvigionamento della rete elettrica, la fornitura utile e le perdite tecniche vengono determinate con errori.
3. Le loro differenze sono infatti gli elementi strutturali delle perdite elettriche commerciali.

Se possibile, essi dovrebbero essere ridotti al minimo attraverso l'attuazione di determinate misure. Se ciò non è possibile, è necessario apportare modifiche alle letture del contatore per compensare gli errori sistematici di misurazione energia elettrica.

Possibili perdite di elettricità nelle reti elettriche (video)

Le perdite di energia elettrica nelle reti elettriche comportano costi aggiuntivi. Pertanto, è importante controllarli.

Caratteristiche di calcolo degli standard di perdita energetica per territorio organizzazioni di rete

Papkov B.V., dottore in ingegneria. Scienze, Vukolov V. Yu., ingegnere.NSTU im. R. E. Alekseeva, Nizhny Novgorod

Le caratteristiche del calcolo degli standard di perdita per le organizzazioni della rete territoriale in condizioni moderne. Vengono presentati i risultati di uno studio sui metodi per il calcolo delle perdite nelle reti a bassa tensione.

Le questioni relative al trasporto e alla distribuzione dell'energia elettrica e della potenza attraverso le reti elettriche sono risolte nelle condizioni del monopolio naturale delle organizzazioni di rete territoriale (TGO). Efficienza economica il loro funzionamento dipende in gran parte dalla validità dei materiali forniti ai servizi di regolazione tariffaria statale. Allo stesso tempo, sono necessari seri sforzi per calcolare gli standard per le perdite di energia elettrica.

Numerosi problemi che sorgono nelle fasi di preparazione dei materiali di supporto per gli standard di perdita, il loro esame, considerazione e approvazione rimangono irrisolti. Attualmente, il TSO deve superare le seguenti difficoltà:

la necessità di raccogliere ed elaborare dati iniziali affidabili per il calcolo degli standard di perdita; numero insufficiente di personale per raccogliere ed elaborare i dati di misurazione dei carichi della rete elettrica, identificare il consumo di elettricità non contrattuale e non contabilizzato; mancanza di moderni dispositivi di misurazione dell'elettricità per il calcolo affidabile dei bilanci elettrici sia per la rete nel suo insieme che per le sue singole parti: sottostazioni, linee, sezioni dedicate della rete, ecc.;

mancanza di dispositivi di misurazione dell'elettricità per separare le perdite di elettricità dal proprio consumo e per la fornitura di servizi per la trasmissione di elettricità agli abbonati; software specializzato di una serie di TSO; le risorse materiali, finanziarie e umane necessarie per l'attuazione pratica di programmi e misure per ridurre le perdite; quadro normativo per contrastare il consumo di energia elettrica non contrattuale e senza contatore;

la complessità e l'intensità del lavoro nel calcolo degli standard di perdita (specialmente nelle reti di distribuzione a 0,4 kV), l'impossibilità pratica di valutarne in modo affidabile l'accuratezza;

sviluppo insufficiente di metodi per una valutazione affidabile dell'efficienza tecnica ed economica di misure e programmi per ridurre le perdite di elettricità;

difficoltà nell'elaborazione, condivisione e approvazione dei bilanci elettrici previsionali consolidati per il periodo regolato a causa della mancanza di metodi adeguati e di statistiche affidabili sulla dinamica delle componenti del bilancio.

Particolare attenzione va prestata al calcolo delle perdite elettriche nelle reti a 0,4 kV per la loro eccezionale importanza sociale (nell'insieme della Russia rappresentano circa il 40% della lunghezza totale di tutte le reti elettriche). A questa tensione, l'energia elettrica viene consumata dai ricevitori elettrici finali: nella chimica su larga scala - 40-50%, nell'ingegneria meccanica - 90-95%, nel settore dei servizi pubblici - quasi il 100%. La qualità e l'efficienza dell'alimentazione elettrica ai consumatori dipendono in gran parte dall'affidabilità delle reti da 0,4 kV e dal loro carico.

Il calcolo degli standard di perdita nelle reti da 0,4 kV è uno dei più laboriosi. Ciò è dovuto alle seguenti caratteristiche:

eterogeneità delle informazioni del circuito iniziale e sua bassa affidabilità;

ramificazione di linee aeree 0,4 kV, nel calcolo delle perdite in cui è richiesta la presenza di circuiti di supporto con parametri adeguati;

dinamica dei cambiamenti nel circuito e soprattutto nei parametri operativi;

esecuzione di tratti di rete con diverso numero di fasi;

caricamento irregolare delle fasi; tensioni di fase irregolari sui bus del trasformatore di alimentazione.

Va sottolineato che i metodi per il calcolo delle perdite di potenza e di elettricità nelle reti a 0,4 kV devono essere adattati al massimo al circuito e ai parametri operativi disponibili nelle condizioni operative delle reti, tenendo conto del volume delle informazioni iniziali.

Sondaggio su 10 TSO Regione di Nižnij Novgorod, l'esecuzione dei calcoli degli standard di perdita, il loro esame e approvazione consentono di strutturare i TSO creati nei seguenti gruppi:

1. successori di JSC-Energo;
2. creato sulla base dei servizi del capo ingegnere energetico di un'impresa industriale in conformità con le restrizioni della legislazione antimonopolio;
3. creato per garantire il funzionamento delle apparecchiature elettriche rimaste “orfane” durante l'attuazione della riforma del mercato nel campo della produzione industriale e agricola.

L'emergere di organizzazioni - successori legali di AO-energos precedentemente esistenti - è associato alla ristrutturazione e liquidazione della RAO UES della Russia. Il calcolo e l'approvazione degli standard di perdita per i TSO di questo gruppo richiedono un intervento minimo da parte di ricercatori terzi, poiché questo compito non è nuovo per loro: hanno una storia abbastanza lunga, personale con una vasta esperienza di calcolo e la massima disponibilità di informazioni. Materiali metodologici si concentrano principalmente sulle caratteristiche operative di questo particolare gruppo di TSO.

Un'analisi dei problemi associati alla determinazione degli standard di perdita per le imprese del secondo gruppo mostra che oggi esiste una grave carenza di personale pronto ad applicare la metodologia esistente per il calcolo degli standard di perdita, che non è adatta alle reali condizioni operative di tali TSO. IN in questo caso Si consiglia di coinvolgere società esterne specializzate per i calcoli e l'approvazione degli standard di perdita. Allo stesso tempo, non è necessario disporre di costosi software certificati speciali messi a disposizione da ricercatori di terze parti. Se consideriamo il compito di approvare una tariffa per i servizi di trasporto dell’energia elettrica attraverso le reti di impianti come un compito più generale, in cui il calcolo dello standard di perdita è solo una sua componente (seppur importante), allora si pone un problema giuridico di legalità utilizzo di informazioni tecniche ed economiche retrospettive nel contesto del cambiamento della forma di manutenzione delle apparecchiature elettriche.

Quando si calcolano le perdite nelle reti da 0,4 kV di tali TSO, il problema più acuto è la divisione di un sistema di alimentazione unificato in parti di trasporto e tecnologiche. Quest'ultimo si riferisce a tratti della rete di trasporto che provvedono direttamente alla conversione finale dell'energia elettrica in altre tipologie. Tenendo conto dell'effettiva distribuzione dei punti di connessione per consumatori di terze parti, del volume di fornitura utile per livello di tensione e della complessità del calcolo delle perdite nelle reti da 0,4 kV, in quasi tutti i casi è consigliabile classificare completamente queste reti come parte tecnologica .

I TSO classificati nel terzo gruppo si formano a seguito di misure forzate adottate dallo stato e dalle imprese private per eliminare la situazione inaccettabile quando, a causa dell'abbandono di attività non essenziali o del fallimento di varie imprese, un gran numero di impianti elettrici (prevalentemente con tensione 10-6-0,4 kV) è stato abbandonato dai precedenti proprietari. Attualmente, le condizioni tecniche di molti di questi impianti elettrici possono essere definite insoddisfacenti. Tuttavia, la loro rimozione dal lavoro è impossibile a causa della rilevanza sociale. Tenendo conto di ciò, nelle regioni è in corso di attuazione un programma per il ripristino delle reti fatiscenti e “orfane”, il cui finanziamento è assicurato, anche a livello centrale, dal bilancio federale. Nella maggior parte dei casi, le apparecchiature elettriche vengono accettate in bilancio dai governi locali, che risolvono il problema di garantirne il normale funzionamento. Sulla base dell'esperienza della regione di Nizhny Novgorod, possiamo concludere che la principale direzione di utilizzo di questa attrezzatura è la sua locazione a società specializzate statali e private.

A causa della dispersione delle reti di tali TSO in diverse regioni amministrative per risolvere i problemi di trasmissione e distribuzione dell'elettricità, garantendo l'operatività delle reti elettriche (installazione, regolazione, riparazione e manutenzione apparecchiature elettriche e mezzi di protezione delle reti elettriche), sono possibili due modi: creare il proprio servizio di manutenzione e riparazione (che, a causa della copertura di un vasto territorio, porterà ad un aumento della durata della manutenzione delle apparecchiature) o concludere contratti di manutenzione con servizi di JSC-Energo. In questo caso l'efficienza sarà assicurata, ma la fattibilità dell'esistenza di organizzazioni di questo tipo perde di significato. Attualmente, i TSO del terzo gruppo stanno portando avanti i lavori per l'installazione di unità di misurazione dell'elettricità, finanziati nell'ambito del programma regionale per il ripristino delle reti fatiscenti e da altre fonti. Le questioni relative all'organizzazione di un sistema di raccolta ed elaborazione delle informazioni sulle letture dei contatori di energia elettrica vengono risolte con il coinvolgimento di organizzazioni specializzate. Tuttavia, il costo e il volume elevati lavoro necessario, così come le contraddizioni esistenti tra i partecipanti al processo di formazione di un sistema di misurazione dell'elettricità richiederanno molto tempo per il loro completo completamento.

Nell'attuale sistema di fissazione delle tariffe per il trasporto di energia elettrica, la base del calcolo sono le informazioni sulle caratteristiche tecniche ed economiche del materiale elettrico utilizzato e le informazioni retrospettive sui costi effettivi di gestione del TSO nel periodo (base) precedente. Per i TSO del terzo gruppo di nuova creazione, questo è un ostacolo insormontabile.

Dal punto di vista del calcolo dello standard per le perdite elettriche, i TSO di questa classe creano i maggiori problemi. I principali:

non ci sono praticamente dati sul passaporto per le apparecchiature elettriche;

non sono presenti schemi unifilari delle reti elettriche, schemi di supporto delle linee elettriche aeree (BJI) e schemi di tracciato delle linee in cavo posato (CL);

Alcune sezioni delle linee aeree e delle linee in cavo di tali reti non hanno connessioni dirette con altre apparecchiature dei TSO considerati e sono elementi di connessioni di altri TSO.

In questa situazione è possibile utilizzare metodi decisionali in condizioni di carenza e incertezza delle informazioni iniziali. Ciò consente di ottenere risultati positivi semplicemente perché viene data una ragionevole preferenza a quelle opzioni che risultano essere le più flessibili e garantiscono la massima efficienza. Uno di questi è il metodo delle valutazioni degli esperti. La sua applicazione per ogni specifico TSO del terzo gruppo rappresenta l'unico modo possibile per quantificare gli indicatori necessari per calcolare le perdite di energia elettrica fase iniziale funzionamento delle organizzazioni di rete.

Ad esempio, consideriamo le caratteristiche del calcolo degli standard per le perdite di elettricità per un'organizzazione (convenzionalmente chiamata TSO-energo), le cui apparecchiature elettriche sono disperse sul territorio di 17 distretti della regione di Nizhny Novgorod. Le fonti delle informazioni iniziali sulle apparecchiature elettriche e sulle modalità operative di TSO-energo al momento dell'inizio dell'indagine erano contratti di locazione per apparecchiature e strutture elettriche, contratti per servizi tecnici e operativi conclusi dalla sua amministrazione con le filiali locali di OJSC Nizhnovenergo e con il fornitore garante di elettricità nella regione. A causa dell’impossibilità nella fase iniziale del funzionamento di TSO-Energo come organizzazione della rete elettrica di contabilizzare l’energia elettrica trasportata utilizzando contatori elettrici, i volumi di elettricità trasmessa sono stati determinati mediante calcolo.

Durante l'ispezione degli impianti elettrici sono state ottenute ulteriori informazioni sulle reti a 0,4 kV alimentate da sottostazioni di trasformazione affittate da TSO-Energo dalle amministrazioni di soli due distretti della regione. Come risultato dell'analisi dei dati ottenuti, gli esperti hanno determinato qualitativamente la configurazione delle reti da 0,4 kV dell'organizzazione in studio, hanno diviso la lunghezza totale (numero totale di campate) degli alimentatori da 0,4 kV in sezioni e diramazioni principali (tenendo conto del numero di fasi) e valori medi ottenuti di parametri come numero di alimentatori da 0,4 kV per sottostazione di trasformazione (2.3); la sezione di testa dell'alimentatore della linea di trasmissione di energia è di 0,4 kV (38,5 mm 2), la sezione del cavo (50 mm 2) e delle linee elettriche aeree (35 mm") è di 6 kV.

Le informazioni sulle reti elettriche a 0,4 kV in tutti i 17 distretti sono strutturate sulla base dell'estrapolazione dei risultati di un'analisi dei circuiti di supporto delle reti elettriche basata su un campione di due. Secondo il parere degli esperti queste aree sono tipiche di TSO-energo e l'estrapolazione dei risultati del campionamento non falsa quadro generale configurazione delle reti dell'organizzazione nel suo complesso. Di seguito sono riportati i valori ottenuti dallo standard per le perdite di energia elettrica AW Hn3, migliaia di kWh (%), per un periodo di regolazione di 1 anno, per reti 6-10 e 0,4 kV:

6-10 kV 3378,33 (3,78)

0,4 kV 12452,89 (8,00)

Totale 15831,22 (9,96)

Nella situazione attuale, tenendo conto dello stato degli impianti elettrici della maggior parte dei TSO, la maggioranza

Un metodo più efficace, e talvolta l'unico possibile, per calcolare le perdite nelle reti da 0,4 kV era il metodo di stima delle perdite utilizzando informazioni generalizzate sui circuiti e sui carichi di rete. Tuttavia, secondo l'ultima edizione, il suo utilizzo è possibile solo quando la rete a bassa tensione è alimentata da almeno 100 sottostazioni di trasformazione, il che limita notevolmente l'uso del metodo per il calcolo delle perdite nelle reti TSO. Qui è possibile una situazione in cui lo standard per le perdite di elettricità nelle reti a bassa tensione, ottenuto mediante calcolo e giustificato dalla presenza di documenti giustificativi, sarà significativamente inferiore alle perdite riportate in esse a causa della complessità e talvolta dell'impossibilità di raccogliere i dati iniziali informazioni per i calcoli. Ciò potrebbe portare ulteriormente al fallimento dei TSO e all’emergere di reti elettriche “orfane”. Pertanto, sono stati studiati diversi metodi per il calcolo degli standard per le perdite di elettricità nelle reti a bassa tensione al fine di condurre un'analisi comparativa dell'accuratezza del calcolo di ciascuno degli approcci in essi proposti.

Per calcolare gli standard per le perdite di energia elettrica nelle reti a 0,4 kV con schemi noti, vengono utilizzati gli stessi algoritmi delle reti a 6-10 kV, che vengono implementati utilizzando il metodo del carico medio o il metodo del numero di ore di maggiori perdite di potenza. Allo stesso tempo, i metodi esistenti forniscono metodi di valutazione speciali che determinano la procedura per il calcolo degli standard di perdita nelle reti a bassa tensione (un metodo per valutare le perdite utilizzando informazioni generalizzate sui circuiti e sui carichi di rete, nonché un metodo per valutare le perdite utilizzando la tensione misurata valori di perdita).

Per effettuare un'analisi numerica dell'accuratezza dei calcoli, le perdite di energia elettrica vengono determinate utilizzando i metodi indicati basati sul circuito di alimentazione per i consumatori domestici di 0,4 kV. Il modello di progettazione della rete a 0,4 kV è presentato in figura (dove N è il carico). Avere una quantità completa di informazioni sulla sua configurazione e modalità consente di calcolare le perdite di potenza AW utilizzando cinque metodi. I risultati del calcolo sono presentati nella tabella. 1.

Energia industriale n. i, 2010

Tabella 1

Metodo di calcolo	UN W, kWh (%)	8 W,%
Metodo dei giorni stagionali caratteristici	11997,51 (3,837)
Metodo del carico medio	12613,638 (4,034)
Metodo del numero di ore di maggiore perdita di potenza	12981,83 (4,152)
Metodo di stima della perdita utilizzando i valori di perdita di tensione misurati	8702,49 (2,783)
Metodo per stimare le perdite utilizzando informazioni generalizzate sui circuiti e sui carichi della rete	11867,21 (3,796)

I risultati più attendibili sono quelli ottenuti calcolando elemento per elemento la rete a 0,4 kV utilizzando il metodo dei giorni caratteristici stagionali. È necessario però avere informazioni complete sulla configurazione della rete, marche e sezioni dei cavi, correnti in fase e fili neutri, che è molto difficile da ottenere. Da questo punto di vista è più semplice calcolare le perdite di energia elettrica utilizzando il metodo del carico medio oppure il metodo del numero di ore di maggiori perdite di potenza. Ma l'uso di questi metodi richiede anche un calcolo elemento per elemento della rete molto laborioso in presenza di informazioni iniziali su correnti e flussi potenza attiva lungo linee la cui raccolta è praticamente impossibile anche per molte organizzazioni di rete. L'analisi dei risultati delle perdite nel modello di calcolo applicando il metodo del carico medio e il metodo del numero di ore di maggiori perdite di potenza mostra una sovrastima delle perdite di energia elettrica rispetto al risultato ottenuto con il metodo del giorno caratteristico stagionale.

L'utilizzo del metodo per stimare le perdite di elettricità basato sui valori misurati delle perdite di tensione nelle condizioni del modello di rete in esame porta ad una significativa sottostima dello standard per le perdite in esame. Le perdite di tensione nelle linee da 0,4 kV non possono essere misurate completamente e la loro affidabilità non può essere valutata controllando i risultati del calcolo. A questo proposito, il metodo è piuttosto teorico; non è applicabile ai calcoli pratici, i cui risultati devono essere accettati dall'organismo di regolamentazione.

Pertanto, secondo gli studi effettuati, il metodo più efficace sembra essere quello di stimare le perdite di energia elettrica utilizzando informazioni generalizzate sui modelli e sui carichi della rete. È il meno laborioso dal punto di vista della raccolta di informazioni sufficienti sul circuito iniziale per il calcolo. I risultati utilizzati nel modello di calcolo presentano una piccola discrepanza con i dati di calcolo elemento per elemento, anche a livello di determinazione delle perdite in due alimentatori alimentati da una sottostazione di trasformazione. Tenendo conto dei circuiti reali a bassa tensione dei TSO esistenti, in cui il numero di alimentatori da 0,4 kV raggiunge diverse decine e centinaia, l'errore nell'applicazione di questo metodo per stimare le perdite sarà ancora inferiore rispetto al livello del modello di calcolo considerato. Un altro vantaggio di questo metodo è la capacità di determinare simultaneamente le perdite in un numero arbitrario di linee elettriche. I suoi principali svantaggi includono l'impossibilità di un'analisi dettagliata delle perdite nella rete da 0,4 kV e lo sviluppo, sulla base dei dati ottenuti, di misure per ridurle. Tuttavia, quando si approvano gli standard per le perdite di elettricità nel loro complesso per l'organizzazione della rete presso il Ministero dell'Energia della Federazione Russa, questo compito non è quello principale.

L'esperienza positiva dell'esame di una serie di organizzazioni di rete consente di analizzare la dinamica dei cambiamenti negli standard per le perdite di energia elettrica nelle reti dei TGO considerati. Come oggetto di studio sono state scelte due organizzazioni del secondo gruppo (convenzionalmente denominate TSO-1 e TSO-2) e sei del terzo gruppo (TSO-3 - TSO-8). Risultati del calcolo dei loro standard di perdita nel 2008-2009. sono presentati in tabella. 2.

Di conseguenza, si è riscontrato che è impossibile identificare tendenze uniformi nei cambiamenti degli standard di perdita in generale per i soggetti considerati

Tabella 2

Organizzazione	Standard di perdita per i TSO in generale, %
	nel 2008	nel 2009
TSO-1
TSO-2
TSO-3
TSO-4
TSO-5
TSO-6
TSO-7
TSO-8
Generalmente

qualsiasi organizzazione, pertanto è necessario sviluppare misure per ridurre le perdite per ciascun TCO separatamente.

Conclusioni

1. Le principali direzioni per aumentare la validità del razionamento delle perdite di elettricità nelle reti elettriche sono lo sviluppo, la creazione e l'implementazione di sistemi automatizzati di informazione e misurazione per la misurazione commerciale per i mercati elettrici, le organizzazioni di rete e le imprese.
2. Il metodo più semplice ed efficace, e talvolta l'unico possibile da utilizzare in questa fase di sviluppo delle organizzazioni di rete, è il metodo di valutazione delle perdite utilizzando informazioni generalizzate sui modelli e sui carichi della rete.
3. Un'analisi dettagliata dei risultati del calcolo delle perdite tecniche nelle reti da 0,4 kV determina l'efficacia dello sviluppo di misure per ridurle, pertanto è necessario continuare la ricerca sui metodi per calcolare le perdite in queste reti.

Riferimenti

1. Ordine calcolo e giustificazione degli standard per le perdite tecnologiche dell'elettricità durante la sua trasmissione attraverso le reti elettriche (approvato con ordinanza del Ministero dell'Industria e dell'Energia della Russia del 4 ottobre 2005 n. 267). - M.: CPTI e TO ORGRES, 2005.
2. Vukolov V. Yu., Papkov B. V. Caratteristiche del calcolo degli standard di perdita per le organizzazioni della rete elettrica. Sistema energetico: gestione, concorrenza, educazione. - Nel libro: sab.

relazioni della III conferenza scientifica e pratica internazionale. T. 2. Ekaterinburg: USTU-UPI, 2008.

Le perdite di elettricità nelle reti elettriche sono inevitabili, quindi è importante che non superino un livello economicamente giustificato. Il superamento degli standard di consumo tecnologico indica problemi che sono sorti. Per correggere la situazione, è necessario stabilire le cause dei costi non target e scegliere le modalità per ridurli. Le informazioni raccolte nell'articolo descrivono molti aspetti di questo difficile compito.

Tipi e struttura delle perdite

• Per perdite si intende la differenza tra l'elettricità fornita ai consumatori e l'energia effettivamente ricevuta da loro. Per normalizzare le perdite e calcolarne l’effettivo valore è stata adottata la seguente classificazione:
• Fattore tecnologico. Dipende direttamente dai processi fisici caratteristici e può cambiare sotto l'influenza della componente di carico, dei costi semifissi e delle condizioni climatiche. Costi operativi apparecchiature ausiliarie e fornitura condizioni necessarie
• per il lavoro del personale tecnico.

Componente commerciale. Questa categoria include errori nei dispositivi di misurazione, nonché altri fattori che causano la sottomisurazione dell'elettricità.

Di seguito è riportato il grafico delle perdite medie per una tipica azienda elettrica. Come si può vedere dal grafico legate alla trasmissione tramite linee aeree (elettrodotti), rappresentano circa il 64% delle perdite totali. Al secondo posto c'è l'effetto corona (ionizzazione dell'aria vicino ai cavi della linea aerea e, di conseguenza, la formazione di correnti di scarica tra di essi) – 17%.

Sulla base del grafico presentato, si può affermare che la percentuale maggiore di spese non mirate ricade sul fattore tecnologico.

Principali cause delle perdite di energia elettrica

Capita la struttura, passiamo alle motivazioni che determinano una spesa inadeguata in ciascuna delle categorie sopra elencate. Cominciamo con le componenti del fattore tecnologico:

1. Perdite di carico si verificano nelle linee elettriche, nelle apparecchiature e vari elementi reti elettriche. Tali costi dipendono direttamente dal carico totale. Questo componente include:

• Le perdite nelle linee elettriche sono direttamente correlate alla forza attuale. Ecco perché, quando si trasmette elettricità su lunghe distanze, viene utilizzato il principio di aumentarla più volte, il che contribuisce a una riduzione proporzionale della corrente e, di conseguenza, dei costi.
• Consumo nei trasformatori di natura magnetica ed elettrica (). Ad esempio, di seguito è riportata una tabella che mostra i dati sui costi per i trasformatori di tensione delle sottostazioni nelle reti da 10 kV.

Il consumo non target di altri elementi non è incluso in questa categoria a causa della complessità di tali calcoli e dell'importo insignificante dei costi. Per questo, viene fornito il seguente componente.

1. Categoria di spese semifisse. Comprende i costi associati al normale funzionamento delle apparecchiature elettriche, tra cui:

• Funzionamento a vuoto delle centrali elettriche.
• Costi delle apparecchiature che forniscono la compensazione del carico reattivo.
• Altri tipi di costi in vari dispositivi, le cui caratteristiche non dipendono dal carico. Gli esempi includono l'isolamento dell'alimentazione, i dispositivi di misurazione nelle reti da 0,38 kV, la misurazione dei trasformatori di corrente, i limitatori di sovratensione, ecc.

Tenendo conto di quest'ultimo fattore, è necessario tenere conto dei costi energetici per lo scioglimento del ghiaccio.

Costi per il sostegno al funzionamento delle sottostazioni

In questa categoria rientra il costo dell'energia elettrica per il funzionamento dei dispositivi ausiliari. Tali apparecchiature sono necessarie per il normale funzionamento delle principali unità responsabili della conversione dell'elettricità e della sua distribuzione. I costi vengono registrati utilizzando dispositivi di misurazione. Ecco un elenco dei principali consumatori appartenenti a questa categoria:

• sistemi di ventilazione e raffreddamento per apparecchiature di trasformazione;
• riscaldamento e ventilazione del locale tecnologico, nonché corpi illuminanti interni;
• illuminazione delle aree adiacenti alle cabine;
• apparecchiature per caricare batterie;
• circuiti operativi e sistemi di monitoraggio e controllo;
• sistemi di riscaldamento per apparecchiature esterne, come moduli di controllo dell'interruttore automatico dell'aria;
• vari tipi di apparecchiature per compressori;
• meccanismi ausiliari;
• attrezzature per lavori di riparazione, apparecchiature di comunicazione e altri dispositivi.

Componente commerciale

Questi costi significano l'equilibrio tra assoluto (effettivo) e perdite tecniche. Idealmente, tale differenza dovrebbe tendere a zero, ma nella pratica ciò non è realistico. Ciò è dovuto principalmente alle caratteristiche dei contatori elettrici e dei contatori elettrici installati presso i consumatori finali. Si tratta di errore. Esistono una serie di misure specifiche per ridurre perdite di questo tipo.

In questa componente rientrano anche gli errori nelle bollette emesse ai consumatori e i furti di energia elettrica. Nel primo caso, una situazione simile può verificarsi per i seguenti motivi:

• il contratto per la fornitura di energia elettrica contiene informazioni incomplete o errate sul consumatore;
• tariffa erroneamente indicata;
• mancanza di controllo sui dati del contatore;
• errori relativi a conti precedentemente rettificati, ecc.

Per quanto riguarda i furti, questo problema si verifica in tutti i paesi. Di norma, tali azioni illegali vengono eseguite da persone senza scrupoli consumatori domestici. Si noti che a volte si verificano incidenti con le imprese, ma tali casi sono piuttosto rari e quindi non sono decisivi. È tipico che il picco dei furti si verifichi durante la stagione fredda e in quelle regioni dove ci sono problemi con l'approvvigionamento di calore.

Esistono tre metodi di furto (sottostimando le letture dei contatori):

1. Meccanico. Ciò significa un intervento appropriato nel funzionamento del dispositivo. Ciò può rallentare la rotazione del disco direttamente impatto meccanico, modificando la posizione del contatore elettrico inclinandolo di 45° (per lo stesso scopo). A volte viene utilizzato un metodo più barbaro, ovvero i sigilli vengono rotti e il meccanismo viene sbilanciato. Uno specialista esperto rileverà immediatamente l'interferenza meccanica.
2. Elettrico. Potrebbe essere come una connessione illegale a linea aerea mediante "lancio", un metodo per investire la fase della corrente di carico, nonché l'utilizzo dispositivi speciali per un risarcimento totale o parziale. Inoltre, ci sono opzioni con bypass circuito corrente contatore o fase di commutazione e zero.
3. Magnetico. A questo metodo Un magnete al neodimio viene inserito nel corpo del misuratore a induzione.

Quasi tutto dispositivi moderni Non sarà possibile “ingannare” la contabilità utilizzando i metodi sopra descritti. Inoltre, tali tentativi di interferenza possono essere registrati dal dispositivo e archiviati in memoria, il che porterà a conseguenze disastrose.

Il concetto di standard di perdita

Con questo termine si intende la definizione di criteri economicamente validi per le spese non-obiettivo per un certo periodo. Durante la standardizzazione, tutti i componenti vengono presi in considerazione. Ciascuno di essi viene attentamente analizzato separatamente. Di conseguenza, i calcoli vengono effettuati tenendo conto del livello effettivo (assoluto) dei costi per il periodo passato e di un'analisi di varie opportunità che consentono di realizzare le riserve identificate per ridurre le perdite. Cioè, gli standard non sono statici, ma vengono regolarmente rivisti.

Il livello assoluto dei costi in questo caso significa il saldo tra l'elettricità trasferita e le perdite tecniche (relative). Gli standard di perdita tecnologica sono determinati mediante calcoli appropriati.

Chi paga per la perdita di energia elettrica?

Tutto dipende dai criteri di definizione. Se stiamo parlando sui fattori tecnologici e sui costi di supporto al funzionamento delle relative apparecchiature, il pagamento per le perdite è incluso nelle tariffe per i consumatori.

Completamente diversa è la situazione per la componente commerciale; se viene superato il tasso di perdita stabilito, l'intero carico economico viene considerato una spesa per l'azienda che fornisce l'energia elettrica ai consumatori.

Modi per ridurre le perdite nelle reti elettriche

I costi possono essere ridotti ottimizzando le componenti tecniche e commerciali. Nel primo caso dovranno essere adottate le seguenti misure:

• Ottimizzazione del circuito e modalità operativa della rete elettrica.
• Studio della stabilità statica e individuazione dei nodi di carico potenti.
• Declino potenza totale a causa della componente reattiva. Di conseguenza, la quota di potenza attiva aumenterà, il che avrà un impatto positivo sulla lotta contro le perdite.
• Ottimizzazione del carico del trasformatore.
• Ammodernamento delle attrezzature.
• Vari metodi di bilanciamento del carico. Ad esempio, ciò può essere fatto introducendo un sistema di pagamento multitariffa, in cui all'ora carico massimo aumento dei costi kW/h Ciò ridurrà significativamente il consumo di elettricità durante determinati periodi della giornata, di conseguenza la tensione effettiva non “abbasserà” al di sotto degli standard accettabili;

Puoi ridurre i costi aziendali:

• ricerca regolare di connessioni non autorizzate;
• creazione o ampliamento di unità esercitanti il ​​controllo;
• controllare le letture;
• automazione della raccolta e dell’elaborazione dei dati.

Metodologia ed esempio per il calcolo delle perdite di energia elettrica

In pratica, per determinare le perdite vengono utilizzati i seguenti metodi:

• esecuzione di calcoli operativi;
• criterio quotidiano;
• calcolo dei carichi medi;
• analisi delle maggiori perdite di potenza trasmessa per giorno e ora;
• accesso a dati generalizzati.

Informazioni complete su ciascuno dei metodi sopra presentati possono essere trovate nei documenti normativi.

Infine, diamo un esempio di calcolo dei costi in trasformatore di potenza TM 630-6-0.4. Di seguito è riportata la formula di calcolo e la sua descrizione; è adatta alla maggior parte dei tipi di dispositivi simili.

Calcolo delle perdite in un trasformatore di potenza

Per comprendere il processo, dovresti familiarizzare con le caratteristiche principali di TM 630-6-0.4.

Ora passiamo al calcolo.

L'importo delle perdite permanenti di elettricità negli elementi della rete elettrica è

W"=(R k+ R sì+ R xx) T su = R"T su, (8.1)

Dove T on – tempo di accensione o tempo di funzionamento degli elementi della rete elettrica durante tutto l'anno. Per aria e linee via cavo e trasformatori durante l'esecuzione dei calcoli di progettazione T acceso = 8760 ore.

L'importo totale delle perdite di elettricità nella rete è

W=W"+W". (8.2)

Consideriamo i modi per determinare le perdite variabili nella rete elettrica. Consideriamo un elemento di una rete elettrica, ad esempio una linea aerea, avente una resistenza attiva R, il programma di carico annuale è noto. Questo grafico è presentato come un grafico a fasi per la durata D T i di ciascun carico R io. (Fig. 8.1, UN).

L'energia trasmessa durante l'anno attraverso l'elemento di rete in esame sarà espressa come

W= . (8.3)

Questa energia rappresenta l'area della figura limitata dal diagramma di carico.

Sullo stesso grafico costruiremo un rettangolo con altezza pari al carico maggiore R massimo e area, area uguale programma di carico effettivo. La base di questo rettangolo sarà il tempo T massimo Questa volta è chiamato durata di utilizzo del carico più pesante. Durante questo periodo, quando l'elemento di rete funziona con il carico più elevato, attraverso di esso verrà trasmessa la stessa elettricità di quando funziona secondo il programma di carico annuale effettivo. Valori medi T max per vari settori sono riportati in formato .

Perdite di potenza nell'elemento di rete considerato per ciascuno io-esimo intervallo di tempo sarà

R io =( S io/ U nom) 2 R=(P io/ U nom cos) 2 R, (8.4)

dove cos è il fattore di potenza del carico.

Nella fig. 8.1, B viene mostrato un grafico graduale delle perdite di potenza, costruito utilizzando l'espressione (8.4). L'area di questo grafico è pari alle perdite elettriche variabili annuali nell'elemento di rete in esame

a) b)

Riso. 8.1. Grafici di carico della durata per i tempi

T massimo( UN) e tempo massimo ( B)

W"= . (8.5)

Per analogia con la Fig. 8.1, UN costruire un rettangolo con altezza pari alle perdite maggiori R max , e un'area pari all'area del grafico effettivo delle perdite elettriche. La base di questo rettangolo sarà tempo massimo. Questa volta è chiamato momento di maggiore perdita di potenza. Durante questo periodo, quando l'elemento di rete funziona con il carico più elevato, le perdite di elettricità al suo interno saranno le stesse di quando funziona secondo il programma di carico annuale effettivo.

Comunicazione tra T max e max sono stabiliti approssimativamente dalla dipendenza empirica

massimo =(0,124+ T massimo 10 -4) 2 8760. (8,6)

Nella progettazione a lungo termine delle reti elettriche, il programma di carico dei consumatori è, di regola, sconosciuto. Solo il più grande è noto con un certo grado di certezza. carico di progettazione R massimo

Per i consumatori tipici, la letteratura di riferimento fornisce valori T massimo In questo caso, le perdite annuali variabili di energia elettrica in un elemento della rete elettrica sono determinate dall'espressione

W"=P massimo massimo, (8.7)

dove max viene calcolato utilizzando l'espressione (8.6).

Domande di sicurezza alla sezione 8

1. Spiegare i termini “perdite fisse” e “perdite variabili” di elettricità.

2. Nominare le componenti delle perdite permanenti.

3. Qual è il numero di ore di utilizzo del carico più pesante?

4. Qual è il numero di ore di maggiore perdita di potenza?

5. Come vengono calcolate le perdite energetiche variabili durante la progettazione?

reti elettriche?

Lunghezza linea (m)/Materiale cavo:		Rame Alluminio
Sezione del cavo (mm?):	0,5mm? 0,75mm? 1,0mm? 1,5 mm? 2,5 mm? 4,0 millimetri? 6,0mm? 10,0mm? 16,0mm? 25,0 millimetri? 35,0mm? 50,0mm? 70,0mm? 95,0 millimetri? 120mm?
Potenza del carico (W) o corrente (A):
Tensione di rete (V):		Energia	1 fase
Fattore di potenza (cos?):		Attuale	3 fasi
Temperatura del cavo (°C):

Quando si progettano reti e sistemi elettrici con basse correnti, sono spesso necessari calcoli delle perdite di tensione in cavi e fili. Questi calcoli sono necessari per selezionare il cavo più ottimale. A scelta sbagliata conduttore, il sistema di alimentazione si guasterà molto rapidamente o non si avvierà affatto. Da evitare possibili errori, si consiglia di utilizzare un calcolatore online della perdita di tensione. I dati ottenuti utilizzando la calcolatrice forniranno stabilità e lavoro sicuro linee e reti.

Cause di perdita di energia durante la trasmissione di energia elettrica

Perdite significative si verificano a causa di un’eccessiva dispersione. A causa del calore eccessivo, il cavo può diventare molto caldo, soprattutto in caso di carichi pesanti e calcoli errati delle perdite di corrente. Il calore eccessivo provoca danni all'isolamento, creando vera minaccia salute e vita delle persone.

Le perdite di elettricità si verificano spesso a causa di cavi troppo lunghi, quando alta potenza carichi. In caso di utilizzo prolungato i costi dell'energia elettrica aumentano notevolmente. Calcoli errati possono causare malfunzionamenti dell'apparecchiatura, ad es. allarme antifurto. La perdita di tensione in un cavo diventa importante quando l'alimentazione dell'apparecchiatura lo ha bassa tensione permanente o AC, nominale da 12 a 48V.

Come calcolare la perdita di tensione

Evitare possibili problemi un calcolatore di perdita di tensione che funziona modalità in linea. La tabella dei dati di origine contiene dati sulla lunghezza del cavo, sulla sua sezione trasversale e sul materiale di cui è composto. Per i calcoli saranno necessarie informazioni sulla potenza del carico, sulla tensione e sulla corrente. Inoltre, vengono presi in considerazione il fattore di potenza e le caratteristiche di temperatura del cavo. Dopo aver premuto il pulsante, vengono visualizzati i dati sulle perdite di energia in percentuale, indicatori di resistenza del conduttore, potenza reattiva e la tensione sperimentata dal carico.

La formula di calcolo di base è la seguente: ΔU=IхRL, dove ΔU indica la perdita di tensione sulla linea di compensazione, I è la corrente consumata, determinata principalmente dai parametri del consumatore. RL riflette la resistenza del cavo, a seconda della sua lunghezza e sezione trasversale. È quest'ultimo valore che gioca un ruolo decisivo nella perdita di potenza nei fili e nei cavi.

Opportunità di ridurre le perdite

Il modo principale per ridurre le perdite in un cavo è aumentarne l'area della sezione trasversale. Inoltre è possibile ridurre la lunghezza del conduttore e ridurre il carico. Tuttavia, gli ultimi due metodi non possono sempre essere utilizzati, a causa di ragioni tecniche. Pertanto, in molti casi l'unica opzione Ciò che rimane è una riduzione della resistenza del cavo dovuta all'aumento della sezione trasversale.

Uno svantaggio significativo di una grande sezione trasversale è considerato una crescita notevole costi materiali. La differenza diventa evidente quando i sistemi di cavi si estendono su lunghe distanze. Pertanto, in fase di progettazione, è necessario selezionare immediatamente un cavo con la sezione richiesta, per il quale sarà necessario calcolare la perdita di potenza utilizzando una calcolatrice. Questo programma ha grande valore durante l'elaborazione di progetti per lavori di installazione elettrica, poiché i calcoli manuali richiedono molto tempo e in modalità calcolatore in linea Il calcolo richiede letteralmente pochi secondi.