Shoyimova, S. P. Ztráty elektřiny a způsoby, jak s nimi bojovat / S. P. Shoyimova. — Text: bezprostřední // Mladý vědec. – 2015. – č. 23 (103). – s. 278-280. — URL: https://moluch.ru/archive/103/23801/ (datum přístupu: 22.11.2023. XNUMX. XNUMX).
Článek představuje hlavní problémy elektroenergetiky, jako jsou ztráty elektrické energie. Analýza zdrojů ztrát v elektrické sítě.
Klíčová slova: elektřina, elektrická síť, zdroje energie, zatížení sítě, energetický výkon.
Elektrická energie je jediným typem produktu, který nepoužívá jiné zdroje k tomu, aby ji přesunul z míst výroby do míst spotřeby. K tomu se spotřebuje část přenesené elektřiny, takže její ztráty jsou nevyhnutelné, úkolem je určit jejich ekonomicky oprávněnou úroveň. Snížení ztrát elektřiny v elektrických sítích na tuto úroveň je jednou z důležitých oblastí úspory energie [1]. Růst energetických ztrát v elektrických sítích je dán působením zcela objektivních zákonitostí ve vývoji celé energetiky jako celku. Mezi hlavní patří: tendence koncentrovat výrobu elektřiny ve velkých elektrárnách; neustálý růst zátěže elektrické sítě, spojený s přirozeným růstem zátěže spotřebitelů a zpožděním tempa růstu kapacity sítě od tempa růstu spotřeby elektřiny a výrobní kapacity. Ztráty elektřiny v elektrických sítích jsou ekonomickým ukazatelem stavu sítí. Podle mezinárodních expertů by v oblasti energetiky relativní ztráty elektřiny při jejím přenosu v elektrických sítích neměly přesáhnout 4 %. Za maximální přípustné lze považovat ztráty elektřiny ve výši 10 % [2]. Na základě úrovně ztrát elektřiny lze vyvozovat závěry o potřebě a objemu realizace energeticky úsporných opatření. Skutečné ztráty jsou definovány jako rozdíl elektřiny dodané do sítě a uvolněné ze sítě spotřebitelům, lze je rozdělit do tří složek: 1) technické ztráty elektřiny způsobené fyzikálními procesy ve vodičích a elektrických zařízeních, ke kterým dochází při přenosu elektřiny prostřednictvím elektrických sítí, zahrnují spotřebu elektřiny pro vlastní potřebu rozvoden; 2) ztráty elektřiny v důsledku chyb v systému měření zpravidla představují podhodnocení elektřiny vzhledem k technickým vlastnostem a provozním režimům elektroměrů v zařízení; 3) obchodní ztráty způsobené neoprávněným odběrem elektrické energie, nedodržením plateb za elektřinu spotřebiteli v domácnostech s odečty elektroměrů a dalšími důvody v oblasti organizace kontroly spotřeby energie. Obchodní ztráty nemají nezávislý matematický popis a v důsledku toho je nelze samostatně vypočítat. Jejich hodnota se stanoví jako rozdíl mezi skutečnými ztrátami a součtem prvních dvou složek, které představují technologické ztráty. Ztráty elektřiny v sítích určují tři hlavní faktory [1]: 1. Kvůli chybě měření skutečně dodávané energie do sítě a užitečné elektřiny dodávané spotřebitelům. 2. Z důvodu podcenění užitečné nabídky v důsledku technických ztrát. 3. Z důvodu nezapočtených přípojek spotřebitelů (zejména krádeže elektřiny). Vysoké ztráty energie v sítích zpravidla indikují buď nějaké hromadící se problémy v sítích pro přenos energie, nebo neefektivní provoz zařízení. Jakékoli ztráty elektřiny v sítích, které překročí určitou minimální úroveň, jsou totiž signálem pro odborníka, to znamená, že je nutné stávající areál zrekonstruovat nebo technicky dovybavit. Pokud je úroveň ztráty napájení příliš vysoká, znamená to zjevné problémy související s následujícími problémy: 1. Pomalý rozvoj elektrické sítě; 2. Zastaralé technické vybavení; 3. Nedokonalost metod správy sítě; 4. Nedokonalost metod měření elektřiny; 5. Neefektivita v procesu vybírání poplatků za dodanou elektřinu. Samozřejmě v ideálním stavu by ztráty elektřiny v sítích měly zcela chybět, ale vždy dochází k nenapravitelným technickým ztrátám (vlivem fyzikálních procesů přenosu elektřiny, její přeměny a distribuce), určené výpočtem s určitou chybou [2].
Způsoby boje se ztrátami: První metoda je založena na snížení odporu nulového vodiče. Jak víte, proud protéká dvěma vodiči: nulovým a fázovým. Pokud je zvětšení průřezu fázového vodiče poměrně drahé (náklady na měď nebo hliník plus demontážní a instalační práce), lze odpor nulového vodiče snížit zcela jednoduše a velmi levně. Tato metoda se používá od doby, kdy bylo položeno první elektrické vedení, ale dnes se často nepoužívá. Skládá se z opětovného uzemnění nulového vodiče na každém pólu elektrického vedení a/nebo na každé zátěži. V tomto případě je paralelně s odporem nulového vodiče připojen zemní odpor mezi nulu transformátoru rozvodny a nulu spotřebitele. Druhá nejjednodušší metoda je také založena na snížení odporu. Pouze v tomto případě je nutné zkontrolovat oba vodiče nulu a fázi. Při provozu venkovního vedení dochází vlivem lomů drátu ke vzniku míst lokálního zvýšení odporu – zákrutů, spojů apod. Při provozu dochází v těchto místech k lokálnímu ohřevu a další degradaci drátu, hrozící přetržení. Taková místa jsou viditelná v noci kvůli jiskření a záři. Elektrické vedení je nutné pravidelně vizuálně kontrolovat a zvlášť vadné úseky nebo celé vedení vyměnit. Pro opravy je nejlepší použít samonosné hliníkové izolované kabely SIP. Říká se jim samonosné, protože nevyžadují ocelové lanko pro zavěšení a nelámou se pod tíhou sněhu a ledu. Takové kabely jsou odolné a existují speciální příslušenství pro snadné a pohodlné připevnění ke sloupům a budovám. Třetím způsobem je výměna použitého vzduchového vedení za nové. 4. Metoda je založena na použití speciálních stabilizátorů napětí na vstupu do domu nebo jiného zařízení. Takové stabilizátory se dodávají v jednofázových i třífázových typech. Zvyšují cos φ a zajišťují stabilizaci výstupního napětí v rozmezí ±5 %, při změně vstupního napětí ±30 %. Jejich výkonový rozsah se může pohybovat od stovek W až po stovky kW [1]. 5. Způsob kompenzace ztrát elektřiny. Toto je způsob, jak používat zařízení pro kompenzaci jalového výkonu. Pokud je zátěž induktivní, např. různé elektromotory, tak to jsou kondenzátory, pokud je to kapacitní, tak to jsou speciální induktory.Nejúčinnějším řešením je vyjmout elektroměr z budovy a nainstalovat na podpěru elektrického vedení ve speciální uzavřené krabici. Ve stejné krabici je instalován vstupní jistič s požárním RCD a svodiče přepětí. Tento způsob snížení ztrát pomocí třífázového připojení. Tímto zapojením se sníží proudy v každé fázi a následně se sníží ztráty ve vedení a zatížení může být rovnoměrně rozloženo.
- Artemyev A.V., Savchenko O.V. Výpočet, analýza a regulace ztrát elektřiny v elektrických sítích: Průvodce pro praktické výpočty. – M.: Nakladatelství NC ENAS, 2004. – S. 280.: ill.
- Zhelezko Yu. S. Ztráty elektřiny. Reaktivní síla. Kvalita energie: Průvodce praktickými výpočty. – M.: ENAS, 2009. – S. 456.
Základní pojmy (vygenerováno automaticky): neutrální vodič, ztráta elektřiny, síť, ztráta, snížení odporu, elektrická energie.
Kabakov, A. A. Současný stav problému výpočtu a analýzy ztrát elektřiny / A. A. Kabakov, A. A. Popov. — Text: bezprostřední // Mladý vědec. – 2017. – č. 12 (146). — S. 56-59. — URL: https://moluch.ru/archive/146/41090/ (datum přístupu: 22.11.2023. XNUMX. XNUMX).
Článek je věnován studiu současného stavu problematiky výpočtu a analýzy ztrát elektřiny. Je uvedena moderní klasifikace ztrát a jsou uvažovány metody výpočtu technologických ztrát elektřiny.
Klíčová slova: ztráty elektřiny, klasifikace, provozní účinnost, kompenzační zařízení, výpočetní metody
Článek je věnován studiu současného stavu problematiky výpočtu a analýzy ztrát elektrického výkonu. Je uvedena moderní klasifikace ztrát a jsou uvažovány metody výpočtu technologických ztrát elektrické energie.
Klíčová slova: energetické ztráty, klasifikace, účinnost práce, kompenzační zařízení, výpočetní metody
Problematika ztrát elektřiny a jejich výpočtu se zabývá energetiky již velmi dlouho, protože ztráty jsou jedním z hlavních ukazatelů účinnosti organizací zásobujících energii. Tento ukazatel jasně ukazuje na hromadící se problémy, které vyžadují urgentní řešení při rozvoji, rekonstrukci a technickém dovybavení elektrických sítí. Navzdory tomu v současnosti vychází velmi málo osvětové literatury na toto téma, což má nepříznivý vliv na úroveň znalostí budoucích specialistů. Zároveň je však publikováno poměrně velké množství vědeckých článků, kde jsou objasňována stará data a navrhována nová řešení problémů souvisejících s výpočtem, regulací a snižováním ztrát elektrické energie, což umožňuje nejrozsáhlejší a nejúplnější pochopení tématu jeho rysy, jakož i aktuální problémy existující v tomto okamžiku.
Moderní klasifikace ztrát elektřiny.
Hlavním a hlavním ukazatelem provozní efektivity distribučních společností jsou skutečné ztráty elektrické energie (EL). Skutečné nebo hlášené ztráty elektřiny se obvykle nazývají rozdíl mezi příjmem (dodávkou) elektrické energie do elektrické sítě a výdejem elektrické energie ze sítě.
Některé součásti OOPP byly vzájemně kombinovány a nazývaly se technologické ztráty elektřiny při jejím přenosu elektrickými sítěmi ke spotřebitelům (TPE). Tyto zahrnují:
- Ztráty v elektrických přenosových vedeních (PTL) a zařízeních elektrické sítě spojené s fyzikálními procesy probíhajícími v tomto zařízení při přenosu elektřiny v souladu s jejich technickými vlastnostmi a provozními režimy, spotřeba elektřiny pro vlastní potřebu rozvoden (technické ztráty);
- Ztráty způsobené chybou elektroměrného systému při jeho měření.
Technické ztráty elektřiny se skládají z podmíněně konstantních a zátěžových ztrát a jsou stanoveny v souladu s „Metodikou pro výpočet technologických ztrát elektřiny při jejím přenosu elektrickými sítěmi v základním období“ [1, s. 2].
Podmíněně konstantní ztráty jsou součástí technických ztrát, které nejsou závislé na přenášeném výkonu. Obsahují:
- Výkonové ztráty výkonových transformátorů naprázdno;
- Koronové ztráty ve venkovních vedeních 110 kV a více, jakož i ztráty svodovými proudy přes izolátory elektrického vedení a táním ledu;
- Ztráty v kompenzačních zařízeních, bočníkových reaktorech, spojovacích vodičích, izolaci kabelů a přípojnicích rozváděčů rozvoden;
- Ztráty ve ventilových pojistkách, supresorech přepětí a vysokofrekvenčních komunikačních spojovacích zařízeních;
- Ztráty v systému měření elektřiny a spotřeba elektřiny pro vlastní potřebu rozvoden.
Zde můžeme zdůraznit, že ztráty způsobené chybou měřicího systému jsou určeny v závislosti na chybách proudových transformátorů, napěťových transformátorů, měřičů a připojovacích vodičů.
Zatěžovací (variabilní) ztráty jsou ztráty v elektrických instalacích, které jsou závislé na zatížení jimi přenášeném.
Rozdíl mezi FEL a TEL odpovídá netechnickým ztrátám, které se zase nazývají komerční energetické ztráty (CEL).
V současné době je tedy zvětšená struktura energetických ztrát v elektrických sítích znázorněná na obrázku 1 [1, s. 27].
Rýže. 1. Struktura elektrických ztrát v elektrických sítích
Tato klasifikace součástí OOP však není bez nevýhod. Klasifikace některých složek ztrát jako podmíněně konstantní by tedy měla být považována za kontroverzní.
Například ztráty v přípojnicích rozváděčů a připojovacích vodičů rozvoden závisí na druhé mocnině proudu, který jimi protéká, to znamená, že souvisejí spíše se ztrátami zátěže než s podmíněně konstantními ztrátami.
Mezi podmíněně trvalé ztráty patří také ztráty způsobené koronovými vodiči a svodovými proudy v izolaci nadzemního elektrického vedení [3, s. 156]. Na rozdíl např. od ztrát transformátorů naprázdno, které jsou díky relativní stabilitě napětí skutečně v čase relativně stabilní, jsou tyto ztráty klasifikovány jako podmíněně konstantní pouze z důvodu složitosti jejich přesného výpočtu. Ve skutečnosti se tyto ztráty mohou v průběhu roku velmi výrazně lišit v závislosti na povětrnostních podmínkách a provozním napětí elektrického vedení. Tyto ztráty lze označit jako samostatnou skupinu klimatických ztrát v rámci technické PE.
Do samostatné složky můžete zahrnout i do technického PE spotřebu elektrické energie pro vlastní potřebu rozvoden a na tání ledu.
Rovněž není zcela striktní klasifikovat ztráty v systému měření elektřiny jako podmíněně konstantní. Ztráty v proudových transformátorech a proudových obvodech elektroměrů, které jsou součástí měřicích systémů, se mění se změnou zatížení přípojky, na které jsou instalovány. Ty lze zase klasifikovat jako ztráty zatížení.
Vznik KPI je určen následující skupinou faktorů:
- Metody výpočtu užitečné dovolené;
- Řízení spotřeby energie;
- Kupní síla obyvatelstva;
- Chyby ve výpočtu složek technologických ztrát.
Na základě výše uvedeného je třeba poznamenat, že moderní klasifikace složek ztrát elektřiny v elektrických sítích je podrobnější a opodstatněnější na rozdíl od klasifikace používané dříve, například v 80. letech minulého století [2, s. 9]. Pak bylo zvykem rozlišovat ztráty technické (technologická spotřeba energie na její přenos elektrickými sítěmi) jako součást ztrát na zátěži a ztráty naprázdno, dále ztráty komerční, které zahrnovaly ztráty jak vlivem nedokonalých systémů měření, tak i subjektivních faktorů, jako např. jako krádež elektřiny.
Přehled metod výpočtu složek ztrát elektřiny.
Je známo, že technologické PE se určují výpočtem. Metody pro výpočet TPE jsou poměrně četné a rozmanité. Obzvláště početná je skupina metod pro výpočet ztrát zatížením. Tato různorodost je spojena s rozdílem v informační podpoře sítí různých tříd (mezisystémové komunikace, uzavřené a radiální sítě, sítě 0,38 kV) a typu výpočtů (retrospektivní na základě provozních dat, provozní nebo výhledové). V posledních letech bylo vyvinuto značné množství metod pro výpočet TPE.
Moderní návody [1, s. 14] pro výpočet ztrát zatížení jsou regulovány následující metody, uspořádané v pořadí klesající přesnosti výpočtu:
- Provozní výpočty;
- Vypořádací dny;
- Střední zatížení;
- Počet hodin největší ztráty energie;
- Odhady ztrát založené na zobecněných informacích o vzorcích a zatížení sítě.
V současnosti neexistují žádné metody pro výpočet řady složek komerčních ztrát elektřiny. Tyto komponenty na základě klasifikace zahrnují:
- Účtovací ztráty a krádeže elektřiny;
- Ztráty v důsledku přítomnosti spotřebitelů bez vlastníka;
- „Sezónní složka“ KPI.
Je zřejmé, že nedostatek metod pro výpočet těchto složek KPI je způsoben tím, že je neurčují fyzikální a technické zákony, ale takzvaný lidský faktor.
Jak bylo uvedeno výše, nejpočetnější metody pro výpočet energetických ztrát zátěže, které jsou v aktuálním návodu [1, s. 56] jsou reprezentovány pěti hlavními přístupy. Poslední dvě metody (počet hodin největších ztrát výkonu a odhady ztrát na základě zobecněných informací o síťových okruzích a zátěžích) nejsou zajímavé z hlediska jejich použití v automatizovaných systémech, které využívají informační schopnosti ADMS a AIIS KUE. .
Z výše uvedeného vyplývá, že v podmínkách fungování automatizovaného systému, který umožňuje určování energetických ztrát pomocí informací z ASDU a AIIS KUE, by metody výpočtu technické PE v sítích vysokého napětí měly vycházet ze zásad stanovených v metody provozních výpočtů a průměrného zatížení. V těchto podmínkách není vhodné používat metodu dne výpočtu.
Přehled současného stavu problematiky výpočtu a analýzy ztrát elektřiny nám umožňuje vyvodit následující závěry:
- Moderní klasifikace PE komponentů, mnohem propracovanější a podrobnější ve srovnání s klasifikací používanou v minulém století, stále není bez nedostatků a vyžaduje další upřesnění a zpřesnění.
- Existuje naléhavá potřeba vyvinout matematický aparát, modely a metody pro správné využití informací z ASDU a AIIS KUE, vytvořit nové a přizpůsobit stávající algoritmy a software, což vyžaduje vytvoření metod pro výpočet energetických ztrát, které umožní využití informací schopnosti AIIS KUE.
- O organizaci práce Ministerstva energetiky Ruské federace na schvalování norem pro technologické ztráty elektřiny při jejím přenosu elektrickými sítěmi. Schváleno nařízením Ministerstva energetiky Ruska ze dne 30. prosince 2008 č. 326. – 119 s.
- O organizaci práce na snížení ztrát elektřiny v elektrických sítích: objednávka RAO UES Ruska OJSC ze dne 01.06.2005 č. 338 / M.: Nakladatelství. RAO „UES Ruska“, 2005, – 15 s.
- Vorotnitsky V. E., Zhelezko Yu. S., Kazantsev V. N. Ztráty elektřiny v elektrických sítích energetických systémů. – M.: Energoatomizdat, 1983. – 368 s.
Základní pojmy (vygenerováno automaticky): ztráta, síť, způsob výpočtu, ztrátový výkon, spotřeba elektřiny, vlastní potřeby rozvoden, technologické ztráty elektřiny, elektrická energie, minulé století, nečinnost.
