Справочник строителя | Потери напряжения, мощности и энергии
ПОТЕРИ МОЩНОСТИ И ЭНЕРГИИ В ГОРОДСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ
В последние годы чрезвычайную актуальность приобул вопрос снижения потерь электрической энергии в электрических сетях. В связи с этим осуществляют нормирование потерь электроэнергии и определяют нормативные характеристики потерь элементов электрических сетей (линий и трансформаторов). С целью нормирования потерь используют укрупненную структуру потерь, включающую в себя четыре составляющие:
технические потери (потери в активных сопротивлениях линий и трансформаторов, а также в стали трансформаторов);
расход электроэнергии на собственные нужды подстанций;
недоучет электрической энергии из-за погрешностей измерительных трансформаторов, потерь напряжения во вторичных цепях трансформаторов напряжения, погрешностей электрических счетчиков;
коммерческие потери, обусловленные хищениями электрической энергии, задержками в платежах за потребленную энергию и др. По неофициальным данным, доля коммерческих потерь в электрических сетях напряжением до 1 кВ по Российской Федерации достигает до 20...30% от передаваемой по этим сетям электрической энергии.
В ряде материалов первые две составляющие называют техническими потерями при транспортировке электроэнергии, а сумму третьей составляющей и потери, обусловленные хищениями, виновники которых не установлены, называют потерями при реализации электрической энергии. Минусом такой классификации является неучет задержек в платежах за потребленную электроэнергию.
Прохождение токов по линиям и силовым трансформаторам электрических сетей вызывает потери мощности и электрической энергии, т. е. технические потери. Основное значение имеют потери в линиях.
Потери активной мощности в линии трехфазного тока при симметричной нагрузке определяются по формуле
ΔРЛ = 3I2 R,
где I — ток в линейном проводе; R — активное сопротивление линии.
Потери электрической энергии в линии вычисляются по формуле
ΔW = 3I2PACЧ R • TРАСЧ,
где IРАСЧ — некоторый расчетный ток, которым заменяют изменяющийся ток нагрузки линии; TРАСЧ — расчетное время.
Трудность расчета потерь электроэнергии заключается в том, что ток линии изменяется от некоторого максимального до некоторого минимального значения, причем график изменений имеет случайный характер.
При бытовой нагрузке всегда наблюдается вечерний максимум электропотребления с током IMAX и дневной его минимум. Принципов расчета потерь несколько; здесь упрощенно будет рассмотрен только один — по максимальному току IMAX и годовому времени максимальных потерь г. Это означает, что в качестве расчетного тока принят IMAX, а расчетного времени — время максимальных потерь τ.
Максимальный ток линии IMAX — это действующее значение тока наибольшей нагрузки линии, наблюдаемой в течение 30 минут (например, в вечерний максимум нагрузки).
Время максимальных потерь τ — расчетное время, в течение которого линия, работая в течение года с постоянной нагрузкой при токе IMAX, имела бы те же потери электрической энергии, как и при работе по действительному графику нагрузки.
Время максимальных потерь х определяется по нормативным документам и зависит от продолжительности максимума нагрузки TMAX. Так, при ТМАХ = 3500 ч (жилые дома с электроплитами) время максимальных потерь τ = 2000 ч, а для жилых домов с газовыми плитами ТМАХ = 3000 ч, время максимальных потерь τ = 1600 ч.
Таким образом, потери электрической энергии в линии за год можно определить по выражению
ΔWЛ=3l2MAXRτ.
Обычно в распределительных электрических сетях наибольший вклад в потери вносят линии напряжением до 1 кВ (10—12% потерь от передаваемой энергии), а коммерческие потери в тех же линиях могут составлять 20% и выше. В силовых трансформаторах эта доля часто составляет 2—3%, а в линиях распределительной сети напряжением выше 1 кВ — 3—6%. Основные способы снижения потерь энергии следующие:
правильный выбор сечений линейных проводов линий, в первую очередь, на головных участках магистральных линий. Рекомендуется при возможности увеличивать сечения проводов головных участков (в том числе линий 0,4 кВ);
симметрирование нагрузок по фазам на линиях напряжением до 1 кВ;
увеличение сечения нулевых проводов линий напряжением до 1 кВ (сечения линейных и рабочих нулевых проводов целесообразно иметь равными, а в ряде случаев — при больших однофазных нагрузках — сечение нулевого провода должно быть больше сечения линейного провода);
рациональное построение сети, прежде всего уменьшение протяженности линий напряжением до 1 кВ;
уменьшение числа включенных ненагруженных и слабозагруженных силовых трансформаторов;
правильный выбор силовых трансформаторов ТП (в нормальном максимальном режиме трансформаторы должны быть загружены примерно на 70%);
правильный выбор точек разреза, т. е. мест деления на две части линий с двусторонним питанием.
Точкой разреза линии с двусторонним питанием называют место установки коммутационного аппарата (разъединителя, выключателя нагрузки и др.), который обеспечивает совместную или раздельную работу источников питания потребителей, подключенных к линии. При отключенном положении этого аппарата часть потребителей, подключенных к линии, питается от одного источника, а другая — от другого. Благодаря этому уменьшается ток короткого замыкания, а при правильном выборе точки разреза удается во многих случаях снизить потери электроэнергии в магистральной линии.
Возможно, что в районах с негустой застройкой (дачные участки, коттеджи и др.) окажется целесообразной прокладка магистральных линий напряжением 6—10 кВ с самонесущими изолированными проводами (СИП) и маломощными силовыми трансформаторами (до 100 кВА).
Основным путем сокращения финансовых потерь энергоснабжающей организации при реализации электроэнергии в бытовой сфере является снижение коммерческих потерь электрической энергии. С этой целью передовые предприятия рекомендуют:
использовать современный парк электрических счетчиков, т. е. заменить устаревшие физически и морально приборы на современные, имеющие более высокую точность;
совершенствовать систему приема платежей от населения за потребленную электрическую энергию и работу с неплательщиками с целью обеспечения своевременности оплаты. Многие добросовестные абоненты просто не имеют времени для траты его в очередях в кассах Сбербанка. Поэтому предприятия энергосбыта должны вести работу по улучшению условий приема оплаты за электроэнергию (в частности, привлекать администрации населенных пунктов к сбору платежей за потребленную населением электрическую энергию);
повышать материальную заинтересованность персонала в снижении коммерческих потерь энергии (некоторые сетевые предприятия оставляют для материального поощрения персонала до 50% от дохода, обусловленного выявлением хищений электроэнергии);
практиковать применение линий с самонесущими изолированными проводами, с целью затруднения хищения электроэнергии непосредственно с ВЛ;
выполнять электрические вводы кабелем или коаксиальным силовым проводом с возможностью визуального контроля ввода вплоть до приборов учета;
применять выносные (вне квартиры, дома и др.) специальные шкафы учета с затрудненным доступом к токоведущим частям, с целью исключения хищения электроэнергии;
использовать специальные приборы для выявления неконтролируемого потребления электрической энергии (могут использоваться, например, УЗО дифференциального типа).
Отметим, что задача снижения коммерческих потерь является трудно решаемой из-за большого числа потреби гелей, недостаточного количества касс Сбербанка, принимающих оплату, малого штата контролеров, сложное гей, связанных с доступом к приборам учета в частном Гекторе, емкой и длительной процедуры отключения злостного неплательщика от электрической сети, а также ввиду отсутствия достаточно дешевой и удобной в экспортации информационно-измерительной системы контроля и учета электроэнергии (ИИСКУЭ) в сетях напряжением до 1 кВ.
Следует сказать также, что на цифру коммерческих потерь электроэнергии влияют как раз не самые бедные слои населения (пенсионеры и др.), а индивидуальные предприниматели и малые предприятия, стремящиеся любой немой максимизировать доходы от своей деятельности.
В настоящее время имеются публикации о разработанных ИИСКУЭ для сетей напряжением до 1 кВ и об их практическом применении. Однако реальное внедрение этих систем в практику затрудняется из-за отсутствия финансирования.
Решение проблемы коммерческих потерь электрической энергии затрудняется также разделением функций в электроэнергетике: финансовыми потоками занимаются предприятия энергосбыта, а финансовые убытки за потери энергии несут электросетевые предприятия. В результате вместо работы по снижению потерь энергии зачастую происходит так называемое перекрестное субсидирование (фактически, часто за коммерческие потери в бытовой сфере платят промышленные предприятия). Очевидно, что вышеуказанное разделение функций не способствует повышению экономичности работы распределительных электрических сетей.
По вышеназванным причинам, проблема снижения коммерческих потерь электроэнергии еще далека от решения.
Вернуться к списку
|
Распечатать
|
