0. Определение потерь электрической энергии в линиях и трансформаторах. Понятие о времени потерь

Потери электрической энергии в трансформаторах. Потери энергии в трансформаторах принято считать за год.

Выделяют постоянные и переменные потери

, где

- время потерь (время максимальных потерь);

- число часов работы трансформатора в год.

Если известны потери энергии за год, то - время потерь можно определить по формуле .

Существует формула для определения времени потерь через время использования максимума нагрузки, т. е. , например :

,

Где Т_М – время использования максимумов нагрузки.

Время потерь можно также определить по справочникам, где приводятся рассчитанные значения как .

Потери энергии в линиях.

Если на предприятии по всем линиям есть автоматический учет электроэнергии, то для определения потерь электроэнергии можно проинтегрировать график изменеиия тока нагрузки

-

Где R – сопротивление линии.

На практике интегрирование выполняют приближенно численными методами. Для этого преобразуют непрерывный график нагрузки в ступенчатый и определяют по формуле:

,

где N –количество ступеней длительностью Δt; I – среднеквадратичный ток на интервале Δt.

Если потери электроэнергии считают за сутки, то ступени делают получасовыми. Если за месяц, то длительность ступени принимают равной суткам. Если за год, то длительность ступени принимают равной суткам. неделе или месяцу..

Практические формулы (инженерные)

1. По среднеквадратичному току нагрузки линии

,

Где Т_г=8760 часов (если линия работала весь год без отключений);

I_СГ – среднегодовой ток, определяемый по формуле:

.

Можно считать потери и за месяц. Тогда нужно подставлять средний ток нагрузки за месяц и число часов работы за месяц.

2. По максимальному (расчетному) току и времени потерь

Д ля измерения потерь энергии можно разработать специальные счетчики потерь, в которых вместо обмотки напряжения можно использовать вторую токовую обмотку.

0. Экономия электроэнергии (регулирование активных нагрузок)

Экономию электроэнергии в промышленности и в электрических сетях предприятий является одной из актуальнейших современных задач. Все мероприятия по экономии электроэнергии условно можно разделить на четыре группы:

-конструкционные;

-технологические;

-электротехнические;

- регулированием электрических нагрузок;

Конструкционными называют мероприятия, которые принимаются на стадии разработки изделий, выпускаемых промышленностью. К конструкционным мероприятиям относятся:

• уменьшение материалоемкости изделий, например, замена массивных деталей тонкостенными, ребристыми, трубчатыми, облегченными, уменьшение габаритных размеров и массы электродвигателей и трансформаторов;

• применение новых видов изоляционных материалов в двигателях, трансформаторах, кабелях;

• замене металла синтетическими материалами и т.д.

Так, если удельная (отнесенная к номинальной мощности) масса первых автомобильных двигателей (в 1885 г.) составляла около 60 кг/кВт, то в настоящее время она находится в пределах от 4 до 8 кг/к/Вт; этот же показатель для асинхронных двигателей мощностью в 10 кВт составлял в 1891 г. (у первых серийно выпускаемых двигателей Доливо-Добровольского) 88 кг/кВт, а в настоящее время колеблется в зависимости от номинальной скорости вращения между 7 и 15 кг/кВт. Наиболее быстрое уменьшение массы, энергоемкости и стоимости имело место в развитии ЭВМ с 1960 по 1985 г., масса и потребление энергии ЭВМ одного и того же класса уменьшились в среднем в 10 000 раз и продолжают уменьшаться.

Технологические мероприятия преследуют цель уменьшить расход электроэнергии путем рациональной организации производственного процесса. Сюда относятся:

• использование вторичных энергоресурсов и отходов производства;

• уменьшение непроизводственных потерь энергии путем усиления теплоизоляции, уменьшения трения в механизмах и т.п.;

• применение интенсивных технологий (длинноходовых ШГН, интенсивных технологий повышения нефтеотдачи, и т.п.);

• применение электротехнологий в добыче и транспорте нефти;

• автоматизацию технологических процессов в целях обеспечения их оптимального протекания.

Эти мероприятия разрабатывают технологические службы предприятий, и описание их также выходит за рамки данного курса. Однако общая возможная экономия электроэнергии от внедрения этих мероприятий может оказаться весьма существенной как для предприятия, так и для отрасли или народного хозяйства в целом. Так, в 1986 г. общая экономия электроэнергии по всем предприятиям СССР от внедрения технологических и рассматриваемых ниже электротехнических мероприятий составила около 4,6 ТВт*ч, что приблизительно равно годовому производству электроэнергии на крупной электростанции мощностью 1000 МВт; доля технологических мероприятий составила при этом около 95 %. Поэтому их разработку и внедрение проводят с активным участием энергетических служб предприятий.

Электрические мероприятия в области электроприводов и электротехнологических установок также выходят за рамки данного курса. Но так как их используют не только в производственных установках, но и в системах электроснабжения (например, в установках собственных нужд электростанций и подстанций), то некоторые из них заслуживают подробного рассмотрения. Основными считают следующими:

• обеспечение оптимальной загрузки электродвигателей, трансформаторов и преобразователей; выбор оптимальных типов преобразователей, обладающих максимальным КПД в требуемой области регулирования, а также замена ими ранее установленных преобразователей других типов; сюда, в частности, относят применение тиристорного электропривода вместо системы «генератор-двигатель», замену электромашинных преобразователей частоты полупроводниковыми, замену сварочных трансформаторов и генераторов управляемыми полупроводниковыми выпрямителями;

• отключение электродвигателей и преобразователей на время ХХ;

• замену реостатных пуска и регулирования полупроводниковыми;

• замену малозагруженных двигателей и преобразователей менее мощными;

• применение устройств, основанных на использовании сверхпроводимости.

Под регулированием электрических нагрузок понимают комплекс целенаправленных мероприятий по выравниванию графиков нагрузки. В результате этих мероприятий сокращается расход электроэнергии (и существенно уменьшаются потери электроэнергии в системе электроснабжения и появляется возможность при выборе элементов этой системы уменьшить ее стоимость и материалоемкость.

Выравнивание графиков электрических нагрузок

График электрических нагрузок непрерывно изменяется. У каждого предприятия свой график электрических нагрузок.

P,Вт