Потери электроэнергии при транспортировании энергосбережение в народном хозяйстве. Альтернативные источники энергии.
Альтернативные источники энергии

электронный журнал

Потери электроэнергии при транспортировании энергосбережение в народном хозяйстве.



Потери электроэнергии при транспортировании Энергосбережение в народном хозяйстве По́тери электроэнергии при́ тра́нспортировании Про́изведенная на́ кру́пных ист́очниках (ТЭ́С, ко́тельные) энергия до́лжна бы́ть до́ставлена по́требителям. Осн́овные ви́ды по́требляемой энергии - электроэнергия и те́плота. По́требители электроэнергии имеются по́всюду. Про́изводиться же́ она в сра́внительно не́многих ме́стах, бли́зких к ист́очникам то́пливо- и ги́дроресурсов. Электроэнергию не́ удаётся ко́нсервировать в бо́льших ма́сштабах. Она до́лжна бы́ть по́треблена сра́зу же́ по́сле по́лучения. По́этому во́зникает не́обходимость в пе́редаче электроэнергии на́ бо́льшие ра́сстояния. Ка́чество электроэнергии, кро́ме си́лы по́требляемой то́ка и по́дведенного на́пряжения, ха́рактеризуется еще дву́мя ва́жными па́раметрами: ча́стота (до́лжна бы́ть 50 ге́рц, отќлонения да́же на́ 0.1 Гц ухудшает ра́боту мно́гих при́боров и апп́аратов); "ко́синус фи́" - ко́синус угл́а ме́жду ве́кторами на́пряжения и си́лы то́ка: этот па́раметр на́зывается еще ко́эффициентом мо́щности, т.к. он ра́вен отн́ошению акт́ивной мо́щности к по́лной. Та́ким обр́азом, для́ ко́нтроля электроэнергии, отп́ускаемой по́требителю, не́обходимо иметь сле́дующие при́боры: амп́ерметр, во́льтметр, ча́стотомер, изм́еритель cosц, электросчетчик. Особенность электроэнергии ка́к то́вара - не́посредственное по́требление про́изведенного, т.к. в электроснабжении по́ка не́т акќумуляторов со́ответствующей мо́щности. По́этому не́обходимо со́гласо́вывать вы́ход энергии у про́изводителя, ра́сходование у по́требителя, по́тери при́ тра́нспортировке. Ест́ественно, ме́роприятия по́ энергосбережению не́мыслимы бе́з пра́вильного учета по́токов энергии. При́ ухудшении ка́чества электроэнергии по́требитель впра́ве тре́бовать уменьшение ее це́ны. Электрическая энергия ра́спределяется по́ ли́ниям электропередач ЛЭ́П. Ли́ния электропередачи (ЛЭ́П) - электроустановка для́ пе́редачи электрической энергии на́ ра́сстояние, со́стоящая из про́водников то́ка и вспо́могательных уст́ройств. ЛЭ́П явл́яется одн́им из осн́овных зве́ньев электрических си́стем и вме́сте с электрическими по́дстанциями обр́азуют электрические се́ти. Ли́нии электропередачи мо́гут бы́ть пе́ременного или по́стоянного то́ка, во́здушными или ка́бельными, ра́зличного электрического на́пряжения и ко́нструктивного исп́олнения. Со́временные электропередачи све́рх и уль́травысокого на́пряжения пре́дставляют со́бой "электронные мо́сты" дли́ной ты́сячи - со́тни ки́лометров, со́единяющие мо́щные электростанции, где́ ко́нцентрированно про́изводится электроэнергия, с кру́пными це́нтрами энергопотребления. Вы́бор но́минально́го на́пряжения ЛЭ́П опр́еделяется пе́редаваемой мо́щностью и ра́сстоянием; ра́зличают ЛЭ́П ни́зкого (до́ 1кВ), сре́днего (3…35 кВ), вы́сокого (110…220 кВ), све́рхвысокого (330…1000 кВ) и уль́травысокого (бо́лее 1000 кВ) на́пряжения. По́всеместно исп́ользуются гла́вным обр́азом тре́хфазные ЛЭ́П пе́ременного то́ка. На́ ри́с.2.1 пре́дставлена схе́ма осн́овной электрической се́ти энергосистемы Ре́спублики Бе́ларусь. Ри́сунок 2.1 - Схе́ма осн́овной электрической се́ти энергосистемы Ре́спублики Бе́ларусь Пе́ремещение лю́бых ма́териальных пре́дметов из одн́ого ме́ста в дру́гое тре́бует за́трат энергоносителей. При́ их пе́реиещении с по́мощью авт́отранспорта ра́сходуется бе́нзин или дру́гие угл́еводороды, с по́мощью электродвигателей - электроэнергия и т.п. Электрическая же́ энергия явл́яется единственным ви́дом про́дукции, ко́торая для́ сво́его пе́ремещения на́ со́тни ки́лометров от электрических ста́нций к по́требителям ра́сходует ча́сть са́мой се́бя, не́ тре́буя для́ этого дру́гих ре́сурсов. Для́ по́нимания уникальности про́цесса тра́нспортировки электроэнергии це́лесообразно сра́внить его с про́цессом тра́нспортировки те́пловой энергии. Ча́сть те́пловой энергии в про́цессе тра́нспортировки та́к же́ те́ряется - уходит че́рез те́пловую изоляцию тру́б (изоляция не́ мо́жет бы́ть идеальной). Эти по́тери явл́яются те́хнологическими (не́избежными), они не́ мо́гут бы́ть уст́ранены по́лностью, хо́тя мо́гут бы́ть уменьшены улучшением изоляции тру́б, в то́м чи́сле и с по́мощью их за́мены на́ тру́бы из бо́лее со́вершенных ма́териалов, что́ тре́бует бо́льших ка́питаловложений. Вме́сте с те́м та́кие по́тери не́ со́вершают по́лезной ра́боты по́ тра́нспортировке са́мой те́пловой энергии по́ тру́бам: ее тра́нспортировка осуществляется за́ сче́т ра́схода дру́гой энергии (электрической), по́требляемой дви́гателями на́сосных ста́нций. Иногда тру́бы ра́зрушаются, и го́рячая во́да хле́щет на́ружу. К этой ча́сти по́терь те́рмин "по́тери" при́меним в по́лной ме́ре. По́тери при́ тра́нспортировке электроэнергии имеют со́всем дру́гие сво́йства. Те́хнологические (не́избежные) по́тери электроэнергии со́вершают по́лезную ра́боту. А си́туаций, ко́гда электроэнергия "хле́щет на́ружу" из про́водов, фи́зически не́ мо́жет бы́ть. Фа́ктические (отч́етные) по́тери электроэнергии опр́еделяют ка́к ра́зность электроэнергии, по́ступившей в се́ть, и электроэнергии, отп́ущенной из се́ти по́требителям. Эти по́тери вклю́чают в се́бя со́ставляющие ра́зличной при́роды: по́тери в элементах се́ти, имеющие чи́сто фи́зический ха́рактер, ра́сход электроэнергии на́ ра́боту оборудования, уст́ановленного на́ по́дстанциях и обеспечивающего пе́редачу электроэнергии, по́грешности фи́ксации электроэнергии при́борами ее учета и, на́конец, хи́щения электроэнергии пу́тем во́здействия на́ сче́тчики, не́уплату или не́полную опл́ату по́казаний сче́тчиков и т. п. При́менение ко́ все́м этим со́ставляющим, особенно к по́следней, те́рмина "ра́сход" пре́дставляется не́ впо́лне адекватным. С по́зиций ло́гики к те́хнологическому ра́сходу мо́жно бе́сспорно отн́ести те́хнические по́тери в элементах се́ти и ра́сход электроэнергии на́ со́бственные ну́жды (СН) по́дстанций. Эти про́цессы со́провождаются фи́зическим ра́сходом энергии. Фи́зическим ра́сходом энергии явл́яются и ее хи́щения, одн́ако эту со́ставляющую по́терь не́льзя отн́ести к те́хнологическому ра́сходу, та́к ка́к хи́щения электроэнергии не́ явл́яются особенностями те́хнологического про́цесса пе́редачи электроэнергии. Си́стема учета электроэнергии со́стоит из изм́ерительных тра́нсформаторов то́ка (ТТ), на́пряжения (ТН) и со́бственно при́боров учета. Эти уст́ройства не́ мо́гут бы́ть идеальными и, ка́к бу́дет по́казано в да́льнейшем, отр́ицательные по́грешности изм́ерительных уст́ройств, при́водящие к не́доучету электроэнергии, явл́яются объ́ективным, фи́зически объ́яснимым их сво́йством. И хо́тя по́грешности при́боров фи́зически не́ изм́еняют ко́личество энергии, а ли́шь не́точно отр́ажают его, они явл́яются элементами те́хнологического про́цесса. По́этому не́доучет электроэнергии, обусловленный по́грешностями уст́ройств си́стемы учета, та́кже отн́осится к те́хнологическим по́терям. Вме́сте с те́м те́хнологический ра́сход мо́жет бы́ть не́рационально бо́льшим. При́ этом к его не́рациональной ча́сти при́менение те́рмина "по́тери" имеет опр́еделенную ло́гику. Ра́зделение по́терь на́ со́ставляющие мо́жет про́водиться по́ ра́зным кри́териям: ха́рактеру по́терь (по́стоянные, пе́ременные), кла́ссам на́пряжения, гру́ппам элементов, про́изводственным по́дразделениям и т. п. Для́ це́лей анализа и но́рмирования по́терь це́лесообразно исп́ользовать укр́упненную стру́ктуру по́терь электроэнергии, в ко́торой по́тери ра́зделены на́ со́ставляющие исх́одя из их Энергосбережение в народном хозяйстве фи́зической при́роды и спе́цифики ме́тодов опр́еделения их ко́личественных зна́чений. На́ осн́ове та́кого по́дхода фа́ктические по́тери мо́гут бы́ть ра́зделены на́ че́тыре со́ставляющие: 1) те́хнические по́тери электроэнергии, обусловленные фи́зическими про́цессами, про́исходящими при́ пе́редаче электроэнергии по́ электрическим се́тям и вы́ражающимися в пре́образовании ча́сти электроэнергии в те́пло в элементах се́тей. Те́оретически те́хнические по́тери мо́гут бы́ть изм́ерены при́ уст́ановке со́ответствующих при́боров, фи́ксирующих по́ступление и отп́уск электроэнергии на́ ра́ссматриваемом объ́екте. Пра́ктически же́ оценить де́йствительное их зна́чение с при́емлемой то́чностью с по́мощью сре́дств изм́ерения не́льзя. Для́ отд́ельного элемента это объ́ясняется сра́внительно ма́лым зна́чением по́терь, со́поставимым с по́грешностью при́боров учета. На́пример, изм́ерение по́терь в ли́нии, фа́ктические по́тери энергии в ко́торой со́ставляют 2 %, с по́мощью при́боров, имеющих по́грешность +0,5 %, мо́жет при́вести к ре́зультату от 1,5 до́ 2,5 %. Для́ объ́ектов, имеющих бо́льшое ко́личество то́чек по́ступления и отп́уска электроэнергии (электрическая се́ть), уст́ановка спе́циальных при́боров во́ все́х то́чках и обеспечение си́нхронного сня́тия их по́казаний пра́ктически не́реальна (особенно для́ опр́еделения по́терь мо́щности). Во́ все́х этих то́чках сче́тчики электроэнергии и та́к уст́ановлены, одн́ако мы́ не́ мо́жем ска́зать, что́ ра́зность их по́казаний и ест́ь де́йствительное зна́чение те́хнических по́терь. Это свя́зано с те́рриториальной ра́збросанностью мно́гочисленных при́боров и не́возможностью обеспечения по́лного ко́нтроля пра́вильности их по́казаний и отс́утствия слу́чаев во́здействия на́ ни́х дру́гих ли́ц. Ра́зность по́казаний этих при́боров пре́дставляет со́бой фа́ктические по́тери, из ко́торых сле́дует вы́делить исќомую со́ставляющую. По́этому мо́жно утв́ерждать, что́ изм́ерить те́хнические по́тери на́ ре́альном се́тевом объ́екте не́льзя. Их зна́чение мо́жно по́лучить то́лько ра́счетным пу́тем на́ осн́ове изв́естных за́конов электротехники; 2) ра́сход электроэнергии на́ СН по́дстанций, не́обходимый для́ обеспечения ра́боты те́хнологического оборудования по́дстанций и жи́знедеятельности обс́луживающего пе́рсонала. Этот ра́сход ре́гистрируется сче́тчиками, уст́ановленными на́ тра́нсформаторах СН по́дстанций; 3) по́тери электроэнергии, обусловленные по́грешностями ее изм́ерения (не́доучет электроэнергии, ме́трологические по́тери). Эти по́тери по́лучают ра́счетным пу́тем на́ осн́ове да́нных о ме́трологических ха́рактеристиках и ре́жимах ра́боты при́боров, исп́ользуемых для́ изм́ерения энергии (ТТ, ТН и са́мих электросчетчиков). В ра́счет ме́трологических по́терь вклю́чают все́ при́боры учета отп́уска электроэнергии из се́ти, в то́м чи́сле и при́боры учета ра́схода электроэнергии на́ СН по́дстанций; 4) ко́ммерческие по́тери, обусловленные хи́щениями электроэнергии, не́соответствием по́казаний сче́тчиков опл́ате электроэнергии бы́товыми по́требителями и дру́гими при́чинами в сфе́ре орѓанизации ко́нтроля за́ по́треблением энергии. Ко́ммерческие по́тери не́ имеют са́мостоятельного ма́тема́тического описания и, ка́к сле́дствие, не́ мо́гут бы́ть ра́ссчитаны авт́ономно. Их зна́чение опр́еделяют ка́к ра́зницу ме́жду фа́ктическими по́терями и су́ммой пе́рвых тре́х со́ставляющих. Три́ пе́рвые со́ставляющие укр́упненной стру́ктуры по́терь обусловлены те́хнологическими по́требностями про́цесса пе́редачи электроэнергии по́ се́тям и инс́трументального учета ее по́ступления и отп́уска. Су́мма этих со́ставляющих хо́рошо описывается те́рмином те́хнологические по́тери. Че́твертая со́ставляющая - ко́ммерческие по́тери - пре́дставляет со́бой во́здействие "че́ловече́ского фа́ктора" и вклю́чает в се́бя все́ про́явления та́кого во́здействия: со́знательные хи́щения электроэнергии не́которыми абонентами с по́мощью изм́енения по́казаний сче́тчиков, по́требление энергии по́мимо сче́тчиков, не́уплату или не́полную опл́ату по́казаний сче́тчиков, опр́еделение по́ступления и отп́уска электроэнергии по́ не́которым то́чкам учета ра́счетным пу́тем (при́ не́совпадении гра́ниц ба́лансовой при́надлежности се́тей и ме́ст уст́ановки при́боров учета) и т. п. Стру́ктура по́терь, в ко́торой укр́упненные со́ставляющие по́терь сгру́ппированы по́ ра́зличным кри́териям, при́ведена на́ ри́с. 2.2. Ка́ждая со́ставляющая по́терь имеет сво́ю бо́лее де́тальную стру́ктуру. На́грузочные по́тери вклю́чают в се́бя по́тери: - в про́водах ли́ний пе́редачи; - си́ловых тра́нсформаторах и авт́отрансформаторах; - то́коограничивающих ре́акторах; - за́градителях вы́сокочастотной свя́зи; - тра́нсформаторах то́ка; - со́единительных про́водах и ши́нах ра́спределительных уст́ройств (РУ́) по́дстанций. По́следние две́ со́ставляющие в си́лу отс́утствия пра́ктики их по́элементных ра́счетов и не́значительной ве́личины обычно опр́еделяют на́ осн́ове удельных по́терь, ра́ссчитанных для́ сре́дних усл́овий, и вклю́чают в со́став усл́овно-по́стоянных по́терь. Ри́сунок 2.2 - Стру́ктура фа́ктических по́терь электроэнергии Электроэнергия - чи́стый и до́рогой про́дукт, тра́нспорт ко́торого отр́аботан до́статочно со́вершенно; по́тери электроэнергии на́ ЛЭ́П со́поставлены с за́тратами, уменьшающие их. По́тери акт́ивной и ре́активной энергии на́ ЛЭ́П пе́ременного то́ка со́ставляют по́рядка 10%, по́стоянного то́ка - не́сколько ме́ньше, и уменьшение по́терь свя́зано с пе́рерасходом до́рогих ма́териалов и уст́ановкой сло́жного оборудования. По́требление энергии по́дразумевает пре́образование у по́требителя по́лучение энергии в фо́рму, тре́бующуюся по́требителю, или для́ со́здания опр́еделенных усл́овий, про́дукта, де́йствия (ме́ханическая энергия, хи́мические пре́образования, те́мпературной уровень и т.д.). Электрическая энергия по́требляется пра́ктически в мо́мент ее вы́работки. Осн́овные по́требители - электродвигатели, на́греватели, апп́араты хи́мического про́изводства, осв́етители. Ча́ще исп́ользуется пе́ременный тре́хфазный то́к. При́ за́данном на́пряжении для́ по́лучения одн́ой и то́й же́ мо́щности тре́буется те́м бо́льшая си́ла то́ка, че́м ме́ньше cosц (угол ме́жду ве́кторами то́ка и на́пряжения). Увеличение си́лы то́ка при́водит к по́терям энергии на́ на́грев в со́единяющих электрогенераторы и при́емники ли́ниях электропередачи и к до́полнительной на́грузке ге́нераторов, т.е. пе́рерасход то́плива на́ ТЭ́С. По́этому исп́ользуются спе́циальные уст́ройства ме́жду ге́нераторами и при́емниками - та́к на́зываемые си́нхронные ко́мпенсаторы (это ба́тареи ко́нденсаторов или вра́щающаяся электромашина) - для́ ко́мпенсации сдви́га фа́з и увеличения cosц до́ 1. Для́ пре́дприятий, по́требляющих электроэнергию, до́лжно бы́ть cosц >0,9. Есл́и исп́ользуется дви́гатель, уст́ановленная мо́щность ко́торого бо́льше тре́буемой, cosц уменьшается, т.к. бе́сполезно "про́качивается" по́ обм́откам дви́гателя ре́активная мо́щность, идущая на́ пе́ремагничивание обм́оток, не́ про́изводящая ме́ханической ра́боты (на́ что́ тра́тится акт́ивная мо́щность). По́этому пра́вильный по́дбор электродвигателей, особенно по́ мо́щности - ва́жный фа́ктор энергосбережения. При́ исп́ользовании электроэнергии для́ на́грева и ве́дения хи́мических про́цессов сле́дует уменьшать не́произвольные те́пловые по́токи и обр́азования ра́зного ви́да отх́одов. Энергопотери при передаче электроэнергии неизбежное зло?

Статьи

  • Энергосбережение в народном хозяйстве
  • Публикации об энергосбережении на тему снижение потерь электроэнергии при транспортировке . Электропроводящие смазки
  • Энергопотери при передаче электроэнергии неизбежное зло?
  • Реферат Потери электрической и тепловой энергии при транспортировке
  • Коммерческие потери электроэнергии и их снижение
  • Работа по теме Сборник рефератов Ч2. Глава Нормирование потерь электрической энергии.. ВУЗ ОмГТУ.
  • Потери энергии при ее производстве и потреблении
  • Основы энергосбережения . Энергия и ее виды Энергию используемую в народном хозяйстве в быту можно разделить на не
  • Снижение потерь энергоресурсов при производстве и транспортировке как способ энергосбережения
  • VI. Порядок определения потерь в электрических сетях и оплаты этих потерь КонсультантПлюс