Потери электроэнергии. Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях

1.  ПОТЕРИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

1.1. Структура потерь электроэнергии

Вопрос рационального использования топливно-энергетических ресурсов является одним из наиболее актуальных как в нашей стране, так и за рубежом. Для достижения максимальной эффективности из использования необходимо рассматривать всю цепочку производства и потребления энергии, начиная от добычи первичных энергоносителей и их транспортировки переработки в наиболее универсальный вид энергии – электроэнергию и кончая использованием ее у потребителей. Возможности для снижения расхода энергоресурсов имеются на всех этапах. По расчетам специалистов [4], в настоящее время лишь 30% содержащейся в энергоресурсах потенциальной энергии доходит до конечных потребителей и расходуется в качестве «полезной энергии».

Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях – важная составляющая общего комплекса энергосберегающих мероприятий. Электроэнергия является единственным видом продукции, транспортировка которой осуществляется за счет расхода определенной части самой продукции, поэтому потери электроэнергии при ее передаче неизбежны, задача состоит в определении их оптимального уровня и поддержании фактических потерь на этом уровне.

Фактические (отчетные) потери определяют как разницу между электроэнергией, отпущенной в сеть с шин электрических станций W_О.С., и суммой электроэнергии, оплаченной потребителями W_П.О. и израсходованной на производственные нужды энергосистемы W_П.Н.:

DW=W_O.C.-(W_П.О.+W_П.Н.)                                                   (1.1).

Из (1.1) следует, что величина DW включает в себя не только технические потери DW_Т, характеризующие техническое состояние сетей и режимы их работы, но и  ту часть разницы из (1.1), которая обусловлена неточностью определения ее составляющих. Причем если неточности определения W_О.С. и W_П.Н. зависят лишь от погрешностей приборов учета электроэнергии (измерительные погрешности), то неточность определения W_П.О. зависит от наличия потребителей без счетчиков, оценка потребления энергии которыми производится по установленной мощности используемого оборудования или другими способами, неодновременности оплаты за электроэнергию, возможных ее хищений и т.п. Для обозначения этой составляющей потерь используется термин «коммерческие потери».

Определение технических потерь электроэнергии является важным этапом для решения следующих задач:

§  определения коммерческих потерь электроэнергии по формуле:

DW_К=DW-DW_Т,

зная которые можно определить места безучетного потребления электроэнергии.

§  Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии.

Фактическое значение технических потерь DW_Т. может быть определено только расчетом.

Значение DW_Т не является постоянной величиной, которую можно определить один раз и затем использовать в дальнейших расчетах, так как она зависит от  нагрузок, которые изменяются во времени. Технические потери разделяются на нагрузочные потери DW_Н, потери холостого хода DW_X и потери на корону DW_КОР. Классифицируют их по группам элементов сетей (потери в линиях, трансформаторах, реакторах и т.д.). Выделяют семь составляющих потерь:

§  Нагрузочные потери в линиях, силовых трансформаторах и автотрансформаторах;

§  Потери холостого хода в трансформаторах и авто трансформаторах;

§  Потери на корону в воздушных линиях;

§ Расход электроэнергии на собственные нужды подстанций;

§  Расход электроэнергии в компенсирующих устройствах – батареях статических конденсаторов, синхронных компенсаторах, генераторах, работающих в режиме синхронных компенсаторов;

§  Потери в реакторах подстанций;

§  Потери в измерительных трансформаторах тока и напряжения и их вторичных цепях, включая счетчики энергии.

Нагрузочные потери электроэнергии в элементе трехфазной сети сопротивлением R определяются  по формуле:

                                               (1.2),

где:

I(t) – полный ток в элементе в момент времени t;

Dt – интервал времени между последовательными его замерами, если последние осуществляются дискретно через равные достаточно малые промежутки времени.

Потери электроэнергии холостого хода определяют по формуле:

                       (1.3),

где:

DР_Х – потери мощности холостого хода при номинальном напряжении, приводимые в паспортных данных оборудования.

Точное определение потерь электроэнергии за интервал времени Т возможно при известных значениях параметров R и DР_Х  и функций времени I(t)  и U(t) на всем интервале . Параметры R и DР_Х обычно известны, и в расчетах их считают постоянными.

1.2. Потери электроэнергии в некоторых элементах сети

Расчетное значение потерь холостого хода в трансформаторе или шунтирующем реакторе определяют по формуле[4]:

DW_X=DP_XT                                                          (1.4.),

где:

DР_Х – номинальное значение потерь холостого хода оборудования (по паспортным данным);