1. Визначення втрат електроенергії.

Плановий показник електроенергії в мережах визначається у відсотках електроенергії, що надійшла в мережу даної енергосистеми. З огляду на, що абсолютні втрати електроенергії в мережах становлять значну величину (у системах електропостачання підприємств втрати в мережах становлять близько 10 % від споживаної електроенергії), слід зазначити, що сам термін «втрати» не зовсім точно передає технічний зміст цього показника.

Об'єктивно він являє собою необхідну технологічну витрату електроенергії в системі, пов'язаний з її передачею й розподілом по електромережах. Тому іноді замість «втрат» застосовується термін «технологічна витрата на передачу електроенергії».

У структурі втрат по елементах мережі основна частина втрат доводиться на втрати у двигунах (близько 40%) і розподільні лінії (близько 35%), втрати в трансформаторах становлять близько 15 %.

Приблизно 25% втрат становлять втрати, що практично не залежать від навантаження, так називані умовно^-постійні, і близько 75% - умовно-змінні втрати.

Із загальних втрат технічному аналізу піддається тільки частина, називана технічними втратами, інша частина (близько 10%), так називані, комерційні втрати, - пов'язана з недосконалістю системи обліку електроенергії.

На підприємствах можуть бути розроблені заходи щодо зниження втрат, які діляться на три групи:

• режимні - забезпечення оптимального завантаження генераторів і синхронних компенсаторів реактивною потужністю, своєчасне перемикань пристроїв регулювання напруг трансформаторів (РПН і ПБВ), відключення реакторів у режимах більших навантажень;

• організаційні - скорочення строків ремонту основного устаткування й сполучення ремонтів послідовно включених елементів, ремонт устаткування під напругою, удосконалювання обліку електроенергії, скорочення витрати електроенергії на власні потреби, контроль за використанням активною й реактивною електроенергією й т.п.;

• реконструкція об'єктів - уведення нових пристроїв, що компенсують, заміна устаткування більше зробленої конструкції, автоматизація регулювання напруги.

Всі ці заходи вимагають вкладення матеріальних ресурсів, тому доцільність заходу повинна проводитися на основі порівняння техніко-економічних показників різних варіантів.

Середнє значення струму якої-небудь ділянки мережі визначається за допомогою покотль лічильників, наявних на даній ділянці. Відмінність середньоквадратичного значення струму, по якому повинні розраховуватися втрати електроенергії від середнього враховується коефіцієнтом форми графіка навантаження:

I_ск=k_фI_ср, (109)

де I_ск -середньоквадратичне значення струму, I_ср – середнє значення струму.

Для більшості підприємств коефіцієнт форми k_ф перебуває в межах 1,05-1,1. Менші значення k_ф відповідають навантаженням з більшим числом приймачів.

Втрати електроенергії за розглянутий період рекомендується визначати як добуток втрат електроенергії за одні діб облікового періоду, називані характерними, на число робочої доби в періоді. Втрати електроенергії у вихідні дні розраховуються окремо.

Характерні відносно споживання електроенергії доба перебувають у такий спосіб:

1. визначається витрата електроенергії за обліковий період часу,

2. потім розраховується середньодобова витрата електроенергії,

3. по оперативних журналах перебувають доба, що мають близький до знайденого витрату електроенергії, як й отримана середньодобова витрата,

4. знайдені в такий спосіб доба і їхній дійсний графік навантаження приймаються за характерні.

Втрати в лініях.

Втрати електроенергії в електричній мережі за обліковий період:

, (110)

де I_ср – середнє за характерну добу значення струму лінії, R_э – еквівалентний активний опір лінії, що спричиняються теплові втрати, Т_р – число робочих годин за обліковий період. Середній струм за характерну добу можна знайти:

, (111)

де Э_а, Ер – витрата активної й реактивної енергії за характерну добу.

При визначенні реактивних втрат енергії використають аналогічні формули:

. (112)

Еквівалентним опором, активним R_э або реактивним Х_э, називається опір деякої нерозгалуженої лінії, струм якого дорівнює току головної ділянки мережі, а втрати електроенергії дорівнюють втратам у мережі:

и. (113)

Тому що визначити еквівалентні опори за показниками приладу досить важко, те рекомендується визначати їхній розрахунковим шляхом з виправленням, що враховує відмінність дійсно минаючих струмів від розрахункових. Тоді втрати активної й реактивної потужності:

і (114)

Мережі напругою 6-35 кВ мають невелику довжину, тому струм активної й реактивної проводимостей у них незначні в порівнянні зі струмами навантаження лінії.

Лінії більше високих напруг мають більшу довжину й володіють крім активного й індуктивного опору проводів ще й активної й реактивної проводимостями.

Активна провідність G_л обумовлена активними втратами на корону (корона особлива форма електричного розряду, пов'язана з іонізацією повітря навколо проводи). Одним з факторів, що впливають на зменшення втрат від корони, є збільшення перетину проводи ВЛ, або його розщеплення.

Втрати в трансформаторах. Втрати активної електроенергії:

, (115)

де ∆Р_х^’=∆P_x+k_и∆Q_x – наведені втрати потужності холостого ходу трансформаторів, ∆Р_к^’=∆P_к+k_и∆Q_к наведені втрати потужності короткого замикання, k_з=I_ср/I_ном.т – коефіцієнт завантаження трансформатора по струму, k_и – коефіцієнт втрат, що залежить від передачі реактивної потужності (звичайно приймається 0,07), Т₀ – повне число годин трансформатора під напругою, Т_р – число годин роботи трансформатора під навантаженням, ∆Q_x=S_номI_х/100 – постійна складова втрат реактивної потужності холостого ходу, ∆Q_к=S_номu_к/100 – реактивна потужність, споживана трансформатором при повнім завантаженні.

Втрати реактивної енергії за обліковий період:

. (116)

Втрати електроенергії у двигунах. Для великих окремих агрегатів виникає необхідність ураховувати в електробалансі втрати електроенергії у двигунах і приводять ними в русі механізмів.

При сталому режимі роботи електродвигунів втрати в них визначаються як сума втрат в обмотці, сталі й механічних. Втрати в обмотці для двигунів змінного струму визначаються:

, (117)

де r_э – для синхронних двигунів – опір статора, для асинхронних двигунів – опір статора й наведеної до статора опір ротора.

Втрати в сталі визначаються за допомогою приладів, якими оснащені великі двигуни. Але втрати в сталі не слід виділяти самостійною статтею в електробалансі, через складність такого виділення. Оскільки втрати в сталі мало залежать від його навантаження, як і втрати механічні, те їх доцільно визначати лише в сумі.

Для машин змінного струму механічні втрати й втрати в сталі визначаються:

∆Э_мех+ ∆Э_ст=(Р_х-3I_x²r_э)Т_р, (118)

де Р_х – потужність холостого ходу двигуна визначається по лічильнику, або ваттметру.

Для машин постійного струму втрати в сталі становлять незначну частину в порівнянні з механічними втратами. З огляду на до того ж, що на валу двигуна, крім власних втрат, є ще механічні втрати механізму, що приводить, можна з достатнім ступенем точності зневажити втратами в сталі й уважати механічні втрати двигуна й механізму:

∆Э_мех=(Р_х-I_x²r₀)Т_р, (119)

де r₀ – опір якоря.