Izračun izgub električne energije v električnih omrežjih

Da bi razumeli, kakšne so izgube električne energije v električnih omrežjih, morate razumeti sam sistem oskrbe z električno energijo. Sestavljen je iz številnih strukturnih elementov, od katerih vsak pod določenimi pogoji prispeva k režijskim stroškom. Poleg tega so lahko povezani s potrebo po zadovoljevanju lastnih potreb po pomožni opremi transformatorskih postaj. Iz tega sledi, da je skoraj nemogoče storiti brez izgub v električnih tokokrogih.

Vrste in struktura

Izgube v elektroenergetskih omrežjih z vidika varčevanja z energijo so razlika med količino električne energije, ki jo dobavi dobavitelj, in energijo, ki jo potrošnik dejansko prejme. Za standardizacijo in izračun njihove realne vrednosti je bila sprejeta naslednja klasifikacija:

• tehnološke izgube;
• operativni (komercialni) stroški;
• dejanski neproizvodni stroški.

Tehnične izgube povzročajo posebnosti polaganja napajalnih vodov, pa tudi disipacija energije na kontaktih.Sem spada tudi selekcija dela dobavljene električne energije za potrebe pomožne opreme. Tehnološka komponenta vključuje stroške v bremenskih krogih in klimatsko komponento.

Drugi dejavnik - komercialni - je običajno povezan s tako neizogibnimi razlogi, kot je napaka instrumentov za merjenje nadzorovanih parametrov. Upošteva tudi številne nianse glede napačnih odčitkov porabe in kraje energije.

Izvedene študije prepričljivo dokazujejo, da največji delež stroškov predstavlja prenos energije po visokonapetostnih daljnovodih (do 64 odstotkov).

Večino predstavljajo stroški ionizacije zraka zaradi koronarne razelektritve (17 %). Dejanske izgube so tiste, ki so bile ugotovljene na samem začetku - razlika med dobavljenim proizvodom in njegovo porabljeno količino. Pri poenostavljenem izračunu se včasih obe opisani komponenti preprosto seštejeta. Vendar se v praksi izkaže, da je tehnika izračuna tega kazalnika nekoliko drugačna. Za njegovo določitev se uporablja časovno preizkušena metodologija za izračun izgub v žicah ob upoštevanju vseh drugih komponent.

Njihova dejanska vrednost je po posebni formuli enaka dotoku energije v omrežje minus naslednje komponente:

• količina, ki jo prejme zasebni potrošnik;
• teče v druge veje energetskega sistema;
• lastne tehnološke potrebe.

Nato dobljeni rezultat delimo s količino električne energije, ki vstopa v omrežje, minus poraba v obremenitvah, kjer ni izgub, minus pretoki in pomožne potrebe. Na zadnji stopnji poravnave se končna številka pomnoži s 100%.Če želite dobiti rezultat v absolutnih vrednostih, je uporaba te metode omejena na izračune samo števca.

Določitev obremenitve brez neproduktivnih stroškov (tokov)

V predhodno obravnavani formuli je uveden koncept obremenitve brez izgub, določen s pomočjo komercialnih merilnih naprav, nameščenih na razdelilnih postajah. Vsako podjetje ali državna organizacija samostojno plača izgube v električnem omrežju, ki jih zabeleži ločen števec na priključni točki. "Tokovi" so prav tako razvrščeni kot poraba energije brez izgub (zaradi tega so izračuni bolj priročni). Pomenijo tisti njen del, ki je preusmerjen iz enega energetskega sistema v drugega. Za beleženje teh prostornin se uporabljajo tudi ločeni merilni instrumenti.

Lastne potrebe

Lastne potrebe običajno uvrščamo v posebno kategorijo, uvrščeno med dejanske izgube. V tem kazalniku je običajno evidentirati stroške vzdrževanja delovanja naslednjih objektov:

• razdelilne postaje z nameščenimi transformatorji;
• upravne stavbe, pomožne stavbe itd.

Vsak artikel je vključen v skupni znesek v razmerju, normaliziranem za dano vrsto potrošnika.

Največji prispevek imajo območne razdelilne postaje, saj je v njih glavna servisna oprema. Zagotavlja normalne načine delovanja enot, odgovornih za pretvorbo električne energije, kot tudi njeno dostavo potrošniku.

Za evidentiranje višine teh stroškov transformatorske postaje namestijo lastne merilne naprave.

Seznam potrošnikov, ki tradicionalno spadajo v to kategorijo:

• prezračevalni sistemi, ki zagotavljajo popolno hlajenje kompleta transformatorske opreme;
• ogrevalni in prezračevalni sistemi za tehnološke prostore ter v njih nameščena svetlobna omrežja;
• svetlobne naprave, ki se nahajajo v sektorjih in območjih, ki mejijo na transformatorske postaje;
• oprema prostorov za polnjenje baterij;
  
• ogrevalni sistemi za zunanje instalacije (zlasti za krmiljenje zračnih stikal);
• kompresorji in pomožni mehanizmi.

Tovrstna oprema vključuje tudi naprave in orodja, ki se uporabljajo za popravila, kot tudi za obnovo pomožne opreme.

Komercialna komponenta

Prvič, ta komponenta zadeva značilnosti merilnih naprav, ki pripadajo končnim potrošnikom (zlasti njihove napake). Za zmanjšanje tovrstnih izgub je bilo razvitih in v praksi uspešno uporabljenih več posebnih ukrepov. V komercialno kategorijo ne sodijo samo napake pri izstavljanju računov določenemu odjemalcu, ampak tudi neobračunane kraje električne energije. V prvem primeru se najpogosteje pojavijo iz naslednjih razlogov:

• pogodba o dobavi električne energije vsebuje nepopolne ali ne povsem pravilne podatke o potrošniku in bilanci stanja objekta, ki mu je dodeljen;
• napaka pri določanju izbrane tarife;
• pomanjkanje nadzora nad delovanjem merilnih naprav (ta primer je značilen zlasti za vrtne zadruge in SNT);
• nepravilnosti, ki nastanejo pri popravljanju predhodno izdanih računov ipd.

Tipične napake, ki jih povzroča sporna določitev meja bilance stanja objekta, se rešujejo na način, ki ga določa zakonodaja Ruske federacije.

Problem kraje je v vseh civiliziranih državah težko rešljiv. Ta nezakonita dejanja pristojni organi nenehno zatirajo, zadeve v zvezi z njimi se pošiljajo lokalnim sodiščem. Vrhunec takšnih tatvin se tradicionalno zgodi pozimi in ravno v tistih regijah države, kjer obstajajo težave s centralizirano oskrbo s toploto.

To le potrjuje medsebojno povezanost komercialnih komponent stroškov za vsako kategorijo energentov.

Glavni vzroki puščanja električne energije

Kompetenten pristop k izračunu izgub električne energije vključuje upoštevanje razlogov, zakaj se pojavijo. Pri preučevanju problema je treba ločiti vire neproduktivnih stroškov v skladu z že znano klasifikacijo. Začeti morate s tehnično komponento, ki je običajno povezana z naslednjimi elementi:

• transformatorji;
• visokonapetostni kabel ali nadzemni vod;
• opremo, ki služi liniji.

Vsak močnostni transformator ima več navitij, katerih okvir je nameščen na feromagnetnem jedru. Tu se izgubi večina električne energije, ki se pretvori v toploto (ta se nato preprosto razprši v prostor).

Na količino izgub v različnih elementih električnega omrežja vpliva tudi njegov način delovanja: prosti tek ali "pod obremenitvijo". V prvem primeru so ocenjeni kot stalni, neodvisni od notranjih in zunanjih dejavnikov. Pri priključitvi porabnika je stopnja izgub odvisna od velikosti obremenitvenega toka v tokokrogu, ki se spreminja vsak dan.Zato se za njegovo oceno izvajajo statična opazovanja za določeno obdobje (na primer za mesec).

Izgube v visokonapetostnih daljnovodih nastanejo med transportom energije zaradi puščanja, povezanega s koronsko razelektritvijo, pa tudi zaradi segrevanja prevodnikov. Kategorija servisne opreme vključuje instalacije in naprave, ki sodelujejo pri proizvodnji, transportu ter obračunu in porabi dobavljene energije. Vrednosti presežnih izgub v tej kategoriji se na splošno ne spreminjajo skozi čas ali se upoštevajo z električnimi števci.

Koncept standardnega indikatorja

Ta izraz se nanaša na praktično dokazano in ekonomsko upravičeno višino izgub v določenem časovnem obdobju. Pri potrditvi standarda se upoštevajo vse predhodno obravnavane komponente, za vsako izmed njih pa se izvede posebna analiza. Na podlagi njihovih rezultatov se izračuna dejanska (absolutna) vrednost in upoštevajo možne možnosti za zmanjšanje tega kazalnika.

Normalizirana vrednost ne ostane konstantna ves čas - se nenehno prilagaja.

V tem primeru absolutni kazalniki pomenijo razliko med močjo, preneseno na potrošnika, in tehnološkimi (spremenljivimi) izgubami. Standardne vrednosti za zadnji parameter se izračunajo z ustreznimi formulami.

Kdo plača izgube električne energije

Če želite določiti, kdo mora plačati neproduktivne stroške električne energije v omrežju, morate upoštevati specifično situacijo, pa tudi številne dodatne kriterije. Ko gre za stroške obnavljanja tehnoloških izgub, njihovo plačilo pade na ramena potrošnikov - fizičnih ali pravnih oseb.

Ne upošteva se neposredno, ampak je vključeno v obstoječe tarife.

Pri plačilu računov za elektriko vsak odjemalec plača omrežni organizaciji vse vrste izgub v daljnovodih in transformatorjih. V primeru komercialne komponente mora podjetje, ki odjemalcu dobavlja vir energije, plačati vsak presežek kazalnika nad normirano vrednostjo.

Načini za zmanjšanje izgub

Neproduktivne stroške je mogoče zmanjšati z zmanjšanjem komercialne in tehnološke komponente skupnih izgub. V drugem primeru je to mogoče storiti z naslednjimi posebnimi ukrepi:

• optimizacija veznih rešitev in načinov delovanja električnega omrežja;
• preučevanje statističnih podatkov in prepoznavanje vozlišč največjih obremenitev;
• zmanjšanje skupne črpane moči skozi omrežje zaradi povečanja jalove komponente;
• optimizacija obremenitve transformatorjev;
• posodabljanje opreme in uporaba različnih pristopov za uravnoteženje obremenitve.

S temi ukrepi je mogoče bistveno zmanjšati skupno porabo in izgube ter zagotoviti visoko kakovost napetosti v omrežju (ne bo »sedla«).

Metoda izračuna in primer

Znane so naslednje metode za približen izračun izgub v električnih vodih:

• operativni izračuni;
• dnevni izračuni;
• določitev največjih izgub v določenem časovnem obdobju;
• uporaba zbirnih podatkov.

Vse informacije o uradno odobrenih metodah za določanje tega parametra najdete v ustrezni regulativni dokumentaciji.

Kot primer si oglejmo izračun izgub v visokonapetostnem daljnovodu s transformatorjem 6-20/04 kV.

Pri izvajanju metode obratovalnega izračuna stroškov glede na linearni padec napetosti se najprej izmerijo vrednosti faznih potencialov na vodilih transformatorske postaje na najbolj oddaljeni točki pri največji obremenitvi. Na podlagi rezultatov meritev se določi absolutno in relativno zmanjšanje DU v odstotkih: vzame se glede na njegovo povprečno fazno vrednost na vodilih 0,4 kV TP 6-20.

Izgube energije W v vodu 0,4 kV (kot odstotek električne energije, dobavljene v omrežje), je mogoče ugotoviti z naslednjo formulo:

W = 0,7 Kn x DU x t / T, kje

• Kn – koeficient, ki upošteva fazno neravnovesje ali neenakomerno porazdelitev med potrošniki;
• U - izguba napetosti v obremenitvi (na najbolj oddaljeni točki proge, to je izračunana največ);
• T – čas opazovanja (v urah);
• t je vrednost časovne dimenzije, ki označuje dokončanje časovnega razporeda za prenos uporabne moči do porabnika.

Z izbiro vrednosti parametrov za določen podajalnik iz ene od tabel, objavljenih na internetu (TP-4) in jih nadomestimo v formulo, s pomočjo kalkulatorja dobimo vrednost 11,4 odstotka.

Za podajalnike drugih znamk je mogoče izračunati zahtevano vrednost tehnoloških izgub z uporabo istih tabel z navedenimi podatki.

Na spletu je na voljo veliko različnih načinov spletnega plačevanja, ki jih po potrebi lahko uporabi vsak.