Metodyka wyznaczania strat energii elektrycznej w liniach, transformatorach i silnikach elektrycznych

Wyznaczanie strat mocy w linii

Straty mocy ΔE (kW • h) w linii transformatora dla okresu rozliczeniowego (miesiąc, kwartał, rok) w warunkach produkcyjnych, korzystając z wyników pomiarów doświadczalnych, zaleca się wyznaczyć ze wzoru

gdzie Eh.s — straty energii elektrycznej dla typowego dnia okresu rozliczeniowego, kW • h; n to liczba dni roboczych w okresie rozliczeniowym.

Straty mocy w weekend są obliczane oddzielnie.

Typowe dni okresu rozliczeniowego to:

• na podstawie wpisów w dzienniku ustalić zużycie energii dla okresu rozliczeniowego;

• na podstawie ustalonego zużycia dla okresu sprawozdawczego ustala się średnie dzienne zużycie energii elektrycznej;

• zgodnie z dziennikiem znaleziono dzień, w którym zużycie energii jest takie samo (lub zbliżone do niego) jak średnia dzienna wartość uzyskana powyżej.

Zakłada się, że znalezione w ten sposób dni i ich rzeczywisty harmonogram obciążenia są typowe.

Straty energii elektrycznej w wierszu okresu rozliczeniowego przy użyciu harmonogramu obciążenia dla typowego dnia można obliczyć za pomocą wzoru

gdzie Kf jest współczynnikiem kształtu wykresu obciążenia; Ic to średnia wartość prądu linii dla typowego dnia, A; Re — równoważna rezystancja czynna linii, Ohm; Tr to liczba godzin pracy w okresie rozliczeniowym.

W przypadku obciążeń elektrycznych większości zakładów przemysłowych Kf zwykle mieści się w zakresie 1,01-1,1. Dla przedsiębiorstwa, którego program produkcyjny i proces technologiczny są dość stałe, Kf waha się w bardzo nieznacznych granicach. Dlatego, aby obliczyć straty, współczynnik ten należy wyznaczyć 3-5 razy i uśredniając jego wartość z tych odczytów, przyjąć stałą w okresie sprawozdawczym.

W warunkach pracy Kf linii można obliczyć z wystarczającą dokładnością zgodnie z odczytami licznika energii czynnej według wzoru

gdzie n = t / Δt to liczba odczytów licznika; t — czas wyznaczenia Kf, h; Δt — czas jednego oznaczenia, h; Eai-czynne zużycie energii elektrycznej dla i-tego oznaczenia wskazań licznika, kW • h; Ea to zużycie energii elektrycznej czynnej przez czas t określony przez licznik, kW • h.

Średni prąd liniowy

gdzie Ea (Er) to zużycie energii czynnej (biernej) w typowym dniu, kW • h (kvar • h); U — napięcie sieciowe, kV; Tr to liczba godzin pracy w typowym dniu; cosφav — średnia ważona wartość współczynnika mocy w czasie Tr.

Równoważny opór w działaniu

gdzie ΔEa.s — straty energii czynnej sieci rozgałęzionej w czasie T, kW • h; I jest prądem głównej części sieci, A.

Czasami (w przypadku złożonych obwodów) bardzo trudno jest określić rezystancję równoważną za pomocą odczytów przyrządu. W takim przypadku można je określić za pomocą obliczeń.

Do linii prostej ze skoncentrowanym obciążeniem końcowym

gdzie r0 jest rezystancją czynną na 1 m linii; l — długość linii, m.

Dla linii rozgałęzionej pokazanej na ryc. 1,

gdzie Rp.l. — rezystancja czynna linii zasilającej; Ri jest rezystancją czynną odcinka linii i-ro od końca linii zasilającej do obciążenia; K3i = Pi / P1 — współczynnik obciążenia i-tego w porównaniu z najbardziej obciążonym odcinkiem, branym jako pierwszy.

Powyższy wzór wyprowadzony jest przy założeniu, że współczynniki mocy sekcji są w przybliżeniu sobie równe.

Ryż. 1. Obwód zasilający ładunek z dala od szyn warsztatowych TP

Wyznaczanie strat mocy w transformatorach

Straty energii elektrycznej czynnej w transformatorach za okres sprawozdawczy

gdzie ΔPXX. — straty mocy na biegu jałowym, kW; ΔРКЗ — strata mocy zwarciowej, kW; T0, Tr — liczba godzin przyłączenia transformatora do sieci oraz liczba godzin pracy transformatora pod obciążeniem za okres sprawozdawczy; Kz = ICp / Inom. t jest aktualnym współczynnikiem obciążenia transformatora; ICp — prąd średni transformatora w okresie sprawozdawczym, A; Inom t to prąd znamionowy transformatora, A.

Zobacz tutaj, aby uzyskać więcej informacji: Jak określić straty energii elektrycznej w transformatorze mocy

Wyznaczanie strat mocy w silnikach elektrycznych

W przypadku dużych jednostek (młyny do mielenia wiórów i włókien, wiórów, sprężarek, pomp itp.) konieczne jest uwzględnienie strat energii elektrycznej w silnikach i napędzanych przez nie mechanizmach w bilansie elektrycznym urządzenia.

Podczas stacjonarnej pracy silników elektrycznych straty w nich określane są jako suma strat w metalu uzwojeń, stalowych i mechanicznych. Straty w metalu uzwojeń są określone powyższymi wzorami, w których zamiast Ra zastępują: dla silników prądu stałego - rezystancję twornika r0, Ohm; dla silników synchronicznych — rezystancja stojana r1, Ohm; dla silników asynchronicznych — rezystancja stojana i rezystancja wirnika r1 + r2 zredukowana do stojana, Ohm.

Straty stali ΔEa.s (kW • h) określa się za pomocą przyrządów dostępnych w dużych silnikach (licznik energii czynnej, amperomierz). Do silników asynchronicznych z wirnikiem uzwojonym

gdzie P0 jest mocą wirnika otwartego określoną przez miernik lub watomierz, w kW; I1.o — prąd stojana otwartego wirnika określony przez amperomierz silnika, A.

Dla wszystkich silników, z wyjątkiem asynchronicznych z wirnikiem fazowym, straty stali nie powinny być wyodrębniane jako niezależny element bilansu elektrycznego ze względu na złożoność takiego doboru. Ponieważ straty w stali silnika w niewielkim stopniu zależą od jego obciążenia, a także od strat mechanicznych, celowe jest wyznaczanie ich tylko ogólnie z tym ostatnim.

Straty mechaniczne ΔEmech (kW • h) w zespole oraz straty elektryczne w stali zredukowanego silnika

Do maszyn prądu stałego

gdzie Px.x jest mocą biegu jałowego silnika podłączonego do mechanizmu, określoną przez licznik lub watomierz, kW; Prąd jałowy silnika Ixx określony przez amperomierz silnika, A.

Ponieważ w przypadku silników indukcyjnych z wirnikiem uzwojonym straty stali określane są według wzoru podanego wcześniej, straty mechaniczne można rozróżnić za pomocą przedostatniego wzoru.

W przypadku maszyn prądu stałego straty stali stanowią niewielki ułamek w porównaniu ze stratami mechanicznymi. Biorąc pod uwagę, że na wale silnika oprócz strat własnych występują również straty mechaniczne mechanizmu napędowego, można bez większego błędu pominąć straty w stali i przyjąć, że ostatni wzór określa straty mechaniczne silnika i mechanizm .