Каким образом можно уменьшить потери напряжения

Существуют две возможности для снижения потерь электроэнергии: уменьшить сопротивление проводов линии электропередач и уменьшить в ней силу тока.

Чтобы уменьшить сопротивление линии, используют провода, изготовленные из материала с малым удельным сопротивлением (обычно медь или алюминий), и увеличивают их поперечное сечение. Однако этот путь малоэффективен — провода должны иметь малую массу.

Рассмотрим вторую возможность. Повышение напряжения с помощью трансформатора сопровождается понижением силы тока. Поэтому, прежде чем ток от генератора попадет в линию электропередач, он должен быть преобразован в ток высокого напряжения (и малой силы тока). Для этого на территории электростанции устанавливают повышающие трансформаторы (повышающая подстанция).

Переданная по ЛЭП электрическая энергия из-за ее высокого напряжения не может быть непосредственно использована потребителями, поэтому ее напряжение на месте потребления понижается. Для этого используются понижающие трансформаторы. Понижение напряжения происходит в несколько этапов.

Рис. 1. Условная схема высоковольтной линии передачи. Трансформаторы изменяют напряжение в нескольких точках линии. На схеме изображен только один из трех проводов высоковольтной линии.

Потери при передаче электроэнергии

При передаче электроэнергии происходят довольно большие потери, которые бьют по карману не только поставщику, но и потребителю. В условиях кризиса это особенно ощутимо. Есть ли решение у этой проблемы? Как устранить ее и возможно ли это сделать?

Электрическая сеть состоит минимум из 3-х ключевых компонентов:

Генератор;
Потребитель;
Сеть проводов или линия электропередачи.

Это идеальная схема, но на самом деле она состоит их многотысячных проводов длиной в несколько километров, оборудования и многочисленных подстанций. Все они связывают участников сети между собой. При этом на каждом звене происходят потери электроэнергии. Потребитель в результате получает электроэнергию не в отпущенном количестве, а в фактически переданном. Чтобы эти потери не достигали больших значений, поставщики ищут постоянно решения, используют разные способы и методы. Но для их подбора необходимо определить причину потери электроэнергии.

Условно делят их на:

Производственные;
Технологические;
Коммерческие.

Разберемся подробнее с каждым из них.

Коммерческие потери происходят по следующим причинам:

Погрешности расчетов и показаний;
Незаконное использование электроэнергии;
Неправильно подобранные тарифы.

Уменьшить нецелевые затраты позволяют специальные расчеты, определение категории потери. Например, технологические — это задача потребителя электроэнергии. Сократить потери возможно корректировкой тарифов или модернизацией оборудования.

Коммерческие потери влияют на прибыль поставщика, поэтому ведется особый контроль за незаконными подключениями, работают контролирующие отделы, внедряются системы сбора данных в автоматическом режиме.

Технологические потери возникают при передаче электроэнергии ЛЭП.

Причины возникновения электропотерь:

Постоянные расходы. К ним можно отнести работу оборудования вхолостую.
Высокие токи нагрузочные.
Климатические особенности. Это затраты на устранение льда и других последствий погоды.

Производственные потери — расходы для питания оборудования. Замеряют его специальными приборами.

Как уменьшить потери электропередачи?

Есть 2 варианта: уменьшить сопротивление проводов или силу тока в линии электропередач. Для первого варианта используют провода из меди, алюминия, увеличивают их поперечное сечение. При этом важно, чтобы провода были небольшого веса и рекомендуется применение перфорированных кабельных лотков. Также для уменьшения потерь используют шинопровод. Его применение позволяет сэкономить немалую сумму.

Причины возникновения электропотерь

С целью уменьшения силы тока в линии электропередач используется трансформатор или станция.

Снизить затраты также можно следующими эффективными методами:

Оптимизация схемы и работы электросети;
Модернизация оборудования.;
Уменьшение суммарной мощности;
Оптимизация нагрузки трансформаторов.

Подбор метода осуществляется специалистами индивидуально для каждого конкретного случая.

Заключение

Снижение потерь электроэнергии при передаче – комплексная работа. Безусловно, процесс этот очень непростой и часто финансово затратный, но, если добиться желаемого результата, все старания быстро окупятся. Главное — делать правильно, грамотно, учесть все детали и особенности. В этом вопросе должны быть заинтересованы 2 стороны, так, как только при таком подходе можно сократить потери и при этом существенно снизить затраты. Избежать потерь — нельзя, но минимизировать — можно. Для этого стоит использовать современное оборудование, инновационный подход и опыт ведущих специалистов.

СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Белицын Игорь Владимирович, Белицын Александр Игоревич

В статье рассматриваются вопросы снижения потерь электрической энергии. Систематизированы методы снижения потерь электрической энергии в линиях электропередачи. Также рассмотрены основные виды фактических потерь электрической энергии.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ»

СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

1 2 Белицын И.В. , Белицын А.И.

1Белицын Игорь Владимирович — кандидат педагогических наук, доцент, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова;

2Белицын Александр Игоревич — учащийся 11 Б класса, Средняя общеобразовательная школа № 101, г. Барнаул

Аннотация: в статье рассматриваются вопросы снижения потерь электрической энергии. Систематизированы методы снижения потерь электрической энергии в линиях электропередачи. Также рассмотрены основные виды фактических потерь электрической энергии.

Ключевые слова: потери электрической энергии, виды потерь, методы снижения потерь.

Производство и процесс передачи электрической энергии является сложным техническим процессом, в связи с тем, что не используются другие ресурсы, мы сталкиваемся с такой проблемой, как потери той самой энергии, которую передаем потребителю. В итоге потребитель получает только часть поступаемой энергии в сеть. Разность между выработанной и полученной энергией будет являться фактическими (отчетными) потерями.

Все фактические потери можно разделить на следующие виды:

— Технологический потери. Данный вид потерь возникает в электрических сетях при передаче энергии потребителю, обусловлено это преобразованием части передаваемой энергии в тепло в элементах сети.

— Потери, определенные допустимой погрешностью системы учета. Зависят от климатических условий и режимов работы оборудования.

— Расход на собственные нужды подстанции. Учитывается электроэнергия, которая идет на обеспечение технического функционирования подстанции. Показания регистрируются счетчиками, которые устанавливаются на трансформаторы собственных нужд.

— Коммерческие потери. Один из основных видов потерь, связанный как с хищение электроэнергии, так и проблема в сфере организациип учета потребления электроэнергии. Данный вид потерь нельзя определить автономно, а математически это будет рассчитываться, как разность отчетных потерь и суммы первых трех видов потерь, представленных, в первых трех пунктах.

Все потери, рассматриваемые выше будут являться экономическим показателем. И результат, не превышающий 10% можно считать максимально допустимым, но данный показатель условный, так как зависит от многих факторов построения системы электроснабжения. Потери электроэнергии можно разделить на три основных фактора:

1. Хищение электроэнергии, неучтенное подключение к сети.

2. В результате технических потерь, в связи с занижением полезного отпуска электроэнергии в сеть.

3. Погрешность фактически отпущенной электроэнергией в сеть и полезно отпущенной энергией потребителю.

Завышенный процент потерь будет свидетельствовать о существующих проблемах в системе электроснабжения, например, непродуктивное использование или устаревшее электрооборудование, существующие организационные проблемы в сфере сбора платы за передаваемую энергию с потребителей. В совокупности всех выше перечисленных коммерческих проблем мы получаем, что сеть с высоким процентом потерь будет малоэффективна.

Для снижения технических потерь электроэнергии целесообразно использовать следующие методы:

1. Усовершенствования (замена) электрооборудования.

2. Целесообразный выбор трансформатора.

3. Грамотная работа диспетчерского персонала. Постоянное обучения, повышение квалификации сотрудников, ведь от работы диспетчера в итоге зависит выбранный режим работы оборудования.

4. Рациональный выбор сечения кабелей при проектировании, в процессе эксплуатации для снижения потерь можно заменить на большее сечение.

5. Снизить время необходимое для обслуживания оборудования, это поспособствует снижения расхода электроэнергии на собственные нужды.

6. Периодический визуальный осмотр воздушных линий электропередач, для выявления мест, в которых может произойти обрыв, часто это связано с уже существующими скрутками. При осмотре ночью на таких участках будет сильное искрение, и необходимо заменить или участок сети, или полностью линию.

Так же можно сократить потери на этапе проектирования, с помощью использования эффективного расстояния передачи электроэнергии на целесообразном напряжении, так как большое количество энергии тратится при ее передаче на большие расстояния. Поэтому необходимо конвертировать поступаемую электроэнергию в конечный пункт на напряжение 6-10 кВ, а затем для распространения к потребителю электроэнергию необходимо преобразовывать повторно до напряжения 0,4 кВ. Все эти мероприятия также ведут к появлениям потерь, но их можно сократить при правильном проектировании.

Основным же видом коммерческих потерь является хищение электроэнергии, его условно можно разделить на три основных способа:

1. Механический. Вмешательство непосредственно в прибор учета электроэнергии, например, остановка диска вращении (при использовании индукционных счетчиков), срыв пломбы, данный вид хищения можно определить визуально.

2. Магнитный. Вмешательство путем поднесения к прибору учета неодимового магнита, в настоящее время данный способ менее распространён в связи с использованием антимагнитных пломб, на которых установлен индикатор, который при поднесении магнита срабатывает.

3. Электрический. Использование специальных приборов, для полной или частично компенсации, или же вмешательство непосредственно через линию электропередач с помощью «наброса» кабелей до прибора учета. Данный вид хищения можно определить при проведении инструментальных проверок и визуальном снятии показаний с приборов учета.

Для борьбы с данным потерями, связанными с коммерческой составляющей, используются следующие методы:

1. Использование приборов учета электроэнергии с высоким классом точности. Наиболее целесообразный на сегодняшний день класс точности 0,5.

2. Использование автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии, таких как АСКУЭ. Система используется для контроля показаний

приборов учета, то есть исключает возможность как воровства, так и занижения показаний электросчетчиков.

3. Осуществление постоянных обходов проблемных потребителей, населенных пунктов с большим показателем коммерческих потерь.

4. Применение новых технологий для определения недоучета электроэнергии. Представленные меры, это всего лишь часть мероприятий, которые

необходимы для борьбы с потерями электроэнергии в сетях, но их выполнение будет не только снижать потери, но и усовершенствовать систему электроснабжения, использовать более улучшенное оборудования и т.д. Все меры, рассмотренные в данной статье, требуют финансовых вложений и в итоге ведут к повышению экономической составляющей и улучшают качества передаваемой электроэнергии, поступающей потребителю.

1. Белицын И.В. Методы и способы уменьшения несимметрии напряжения воздушной линии электропередачи / И.В. Белицын // Международная научно-практическая конференция «Прикладные и теоретические исследования». Самара. ЦНИК «Наука и просвещение», 2017. С. 27-30.

2. Белицын И.В. Качество электроэнергии в распределенной генерации // М74 Модернизация и инновационное развитие топливно-энергетического комплекса: Материалы международной конференции, 2018. С. 69.

3. Белицын И.В. Проблемы контроля и анализа показателей качества электрической энергии и способы их решения / И.В. Белицын, Д.В. Рысев // Омский научный вестник, 2017. № 6. С. 53-58.

4. Белицын И.В., Котугин Е.А. Способ повышения точности измерений показателей качества электрической энергии // Мониторинг. Наука и технологии, 2017. № 4. С. 47-52.

5. Белицын И.В. Электромагнитная совместимость линии электропередачи с техническими системами / И.В. Белицын, Е.О. Мартко, А.Н. Попов. Computational nanotechnology, 2018. 1. 158-164.

Как бороться с потерями электроэнергии в воздушных линиях

Воздушные линии электропередач – самые простые в эксплуатации и обслуживании, однако их использование часто приводит к снижению качества электроэнергии, поступающей к пользователю. Это может проявляться в резких скачках напряжения, длительных периодах заниженного или завышенного напряжения и т. д.

24а.jpg

Причин потерь электроэнергии в воздушных линиях достаточно много. Наиболее распространенными из них являются следующие:

потери на сопротивление в воздушных линиях;
реактивная нагрузка, вызывающая неполное поглощение электроэнергии, отражение от нагрузки и циркуляцию в проводах паразитных токов;
воровство электроэнергии.

Как же бороться с потерями электроэнергии? Для этого существует ряд способов, некоторые из которых мы и рассмотрим далее.

Первый способ борьбы с потерями энергии заключается в снижении сопротивления нулевого провода. Для этого провод повторно заземляется на каждом столбе или на каждой нагрузке. Этот способ (безусловно, только при правильном выполнении) позволяет уменьшить энергопотери примерно на 50 %.

Второй эффективный способ снижения потерь электричества похож на первый. При эксплуатации воздушных электролиний часто возникают обрывы проводов, образуются скрутки и сростки, на которых отмечается локальное повышенное сопротивление. Отыскание места повреждения кабеля и его устранение позволяют ощутимо увеличить напряжение в сети. Иногда для снижения потерь электроэнергии приходится заменять воздушную линию полностью.

Еще один вариант уменьшения энергопотерь – это установка на входе в здание стабилизаторов напряжения. Если причиной падения или перепадов напряжения в воздушной сети является реактивная мощность, необходимо использование устройств для ее компенсации. Также снизить энергопотери поможет переход на трехфазное подключение, что снизит токи по каждой фазе и позволит равномерно распределять нагрузку на линию.

Как же быть, если потери электроэнергии оказываются вызваны воровством электричества? В этом случае поможет вынос электрического счетчика из здания и его установка в специальном герметичном боксе на столбе воздушной электролинии.

Перед тем, как принимать меры по уменьшению энергопотерь, нужно выяснить их причину. Поможет в этом проведение энергоаудита, который можно заказать в нашей электролаборатории.

Каким образом можно уменьшить потери напряжения