6. Потери энергии

6.1. Общие положения

Потери энергии связаны с потерями активной мощности соотношением

, (6.1)

где Т – расчетный период, который чаще всего равен 1 году (8760 часов).

Потери энергии представляют собой один из самых важных показателей экономичности электроэнергетических систем. По существующим данным, суммарные потери электроэнергии в сетях составляют 10-15% энергии, отпущенной от источников питания.

Как и потери мощности, потери энергии подразделяются на нагрузочные и условно-постоянные. Так как условно-постоянные потери мощности мало зависят от времени, то они могут быть вынесены за знак интеграла, и тогда формула (6.1) примет вид

, (6.2)

где ΔP_nocm – условно-постоянные потери мощности в данном элементе сети; Т_в – время, в течение которого элемент сети находится под напряжением (время включения). Если отсутствуют другие данные, то при расчете годовых потерь энергии принимают Т_в = 8760 ч.

Потери энергии, определяемые по выражению (6.1), называют также техническими. Наряду с ними в электроэнергетике существует понятие отчетных потерь энергии, которые представляют собой разность показаний электросчетчиков энергии, установленных у источников питания и потребителей. Разница между отчетными и техническими потерями называется коммерческими потерями, наличие которых обусловлено неточностью расчета технических потерь, погрешностями измерения электроэнергии, а также ее хищениями.

Непосредственное вычисление потерь по формуле (6.1) является затруднительным, так как закон изменения потерь мощности во времени обычно не имеет математического описания. Поэтому на практике для расчета потерь энергии используют приближенные методы, среди которых наиболее распространены метод средних нагрузок и метод времени максимальных потерь.

6.2. Метод средних нагрузок

Выразим нагрузочные потери энергии через ток:

, (6.3)

где I_ск – среднеквадратичный ток за период времени Т, который можно приближенно вычислить через средний ток I_ср по формуле

, (6.4)

где k_ф – коэффициент формы графика нагрузки; так как среднеквадратичные величины больше средних или равны им, то k_ф  1.

Средний ток при допущениях U = const и cos = const равен

. (6.5)

где P_ср и W – средняя активная мощность и энергия, передаваемая через элемент сети за период времени Т.

Подставим (6.5) в (6.4) и (6.4) в (6.3):

. (6.6)

Величина W определяются по показаниям электросчетчиков, а значения коэффициента формы по справочным либо статистическим данным.

Порядок расчета:

1. Вычисляются нагрузочные потери энергии в каждом элементе сети по выражению (6.6);

2. Определяются условно-постоянные потери энергии в каждом элементе сети по формуле (6.2);

3. Вычисляются суммарные потери энергии в сети.

Погрешности метода средних нагрузок обусловлены неточностью значений коэффициента формы, а также допущением, что коэффициент мощности и напряжение не меняются во времени.