Почему расходуется электроэнергия и как происходит расчет
Расчет потерь электроэнергии – обязательная часть работ при электрификации любых зданий и сооружений, так как при передаче электроэнергии определенная ее часть уходит на нагрев оборудования, на появляющееся электромагнитное поле и возможные иные эффекты.
В большинстве других сфер определение «потерь» всегда связано с убытками, неисправным оборудованием и другими возможными ситуациями, которых можно избежать с помощью специальных мер. В энергетике «потери» - это расход на передачу электроэнергии, а потому избежать такого явления попросту невозможно.
Пример проекта наружного электроснабжения
Уровень потерь при передаче энергии зависит от многих факторов, но главный из них – это характер изменения нагрузки на сеть, который рассматривается в рамках определенного временного отрезка. На линиях электропередач, работающих с постоянной нагрузкой, величина потери электроэнергии расчет происходит по следующей формуле:
Здесь:
P - это общие потери мощности из-за проводимости линии и ее сопротивления,
t – время, в течение которого происходит передача энергии.
При изменении нагрузки на электрическую сеть в электроснабжении дома, уровень потерь на передачу может рассчитываться с помощью различных формул. Все методы расчета можно разделить на вероятно-статистические и детерминированные.
Самым качественным детерминированным способом расчета потерь при передаче энергии является методика, предполагающая работу по графику нагрузок на обеспечение электричеством отдельных потребителей.
Интеграл в данном соотношении представляет собой фактическую площадь, которая ограничена графиком передачи тока. То есть потери электроэнергии будут пропорциональны квадратному графику нагрузки.
Учитывая факт слабых изменений напряжения на точках потребления электроэнергии, которыми можно пренебречь, интеграл можно заменить суммой площадей прямоугольников, тогда формула расчета будет представлять собой:
Расчет потерь для трансформаторов
Если говорить о потерях электричества для трансформаторов, то в расчетах по графику нагрузки следует обязательно учитывать некоторые величины, имеющиеся в техническом описании оборудования.
Для двухобмоточных трансформаторов, формула расчета потерь будет представлять собой:
Для трехобмоточных:
Данный способ расчета потерь энергии отличается высочайшей точностью, однако такие вычисления требуют от человека великолепных знаний и умений.
Стоит помнить, что график нагрузки для отдельных потребителей не всегда известен, а потому этим способом расчета можно пользоваться далеко не в каждом случае. В такой ситуации следует воспользоваться другим детерминированным способом расчета, основанном на двух важных условиях:
- Наибольший уровень потерь электроэнергии в любой сети достигается во время максимума нагрузки.
- Из графика активной мощности сети можно вывести график реактивной мощности.
В данной формуле основной величиной выступает время максимальных потерь в сети – tм.
tм – период времени, в течение которого сеть работает с максимальной мощностью, потребляется максимальный уровень энергии и достигается максимальная величина потерь за сутки. В итоге выводится следующая формула:
В практических условиях величины потерь для реактивной и активной нагрузки на максимуме усредняют, а потому пользуются следующей формулой:
Величину tм для использования в расчетах можно найти по следующему соотношению:
В итоге, на основе этих данных выводится конечная формула расчета электрических потерь, выглядящая для трансформаторов и линий электропередач по-разному.
Для расчета потерь на линии пользуются формулой:
Для двухобмоточных трансформаторов:
Для трехобмоточных:
Для определения величины потерь следует найти tмв, которая рассчитывается по формуле:
С помощью данных формул можно высчитать потери на любых электроустановках, к примеру, на столбовой или мачтовой трансформаторной подстанции типового проекта.
Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:
