Metodologie de determinare a pierderilor de energie electrică în linii, transformatoare și motoare electrice

Determinarea pierderilor de putere în linie

Pierderile de putere ΔE (kW • h) în linie, transformator pentru perioada contabilă (lună, trimestru, an) în condiții de producție, folosind rezultatele măsurătorilor experimentale, se recomandă să se determine din expresie

unde Eh.s — pierderi de energie electrică pentru o zi tipică a perioadei contabile, kW • h; n este numărul de zile lucrătoare din perioada contabilă.

Pierderile de putere în weekend sunt calculate separat.

Zilele tipice ale perioadei contabile sunt următoarele:

• conform înregistrărilor din jurnalul de bord, determinați consumul de energie pentru perioada de timp contabilă;

• în funcție de consumul stabilit pentru perioada de raportare se stabilește consumul mediu zilnic de energie electrică;

• conform jurnalului de bord se constată o zi care are același (sau aproape) consum de energie cu valoarea medie zilnică obținută mai sus.

Se presupune că zilele astfel găsite și programul lor real de încărcare sunt tipice.

Pierderile de energie electrică din rândul perioadei contabile folosind programul de încărcare pentru o zi obișnuită pot fi calculate prin formula

unde Kf este factorul de formă al graficului de sarcină; Ic este valoarea medie a curentului de linie pentru o zi obișnuită, A; Re — rezistența activă echivalentă a liniei, Ohm; Tr este numărul de ore de lucru pentru perioada contabilă.

Pentru sarcinile electrice ale majorității instalațiilor industriale, Kf este de obicei în intervalul 1,01-1,1. Pentru o întreprindere al cărei program de producție și proces tehnologic sunt destul de constante, Kf variază în limite foarte nesemnificative. Prin urmare, pentru a calcula pierderile, acest coeficient trebuie determinat de 3-5 ori și, făcând media valorii sale pe aceste citiri, să se asume o constantă în perioada de raportare.

În condiții de funcționare, Kf al liniei poate fi calculat cu suficientă precizie în funcție de citirile contorului de energie activă prin formula

unde n = t / Δt este numărul de citiri ale contorului; t — timpul de determinare a lui Kf, h; Δt — timpul unui marcaj, h; Consumul eai-activ de energie electrică pentru al-lea marcaj al citirilor contorului, kW • h; Ea este consumul de energie electrică activă pentru timpul t determinat de contor, kW • h.

Curentul mediu de linie

unde Ea (Er) este consumul de energie activă (reactivă) pentru o zi tipică, kW • h (kvar • h); U — tensiunea de linie, kV; Tr este numărul de ore de lucru într-o zi obișnuită; cosφav — valoarea medie ponderată a factorului de putere pentru timpul Tr.

Rezistență echivalentă în funcționare

unde ΔEa.s — pierderi de energie activă ale rețelei ramificate în timpul T, kW • h; I este curentul părții principale a rețelei, A.

Uneori (pentru circuite complexe) este foarte dificil să se determine rezistența echivalentă folosind citirile instrumentului. În acest caz, ele pot fi determinate prin calcul.

Pentru o linie dreaptă cu sarcină de capăt concentrată

unde r0 este rezistența activă la 1 m de linie; l — lungimea liniei, m.

Pentru linia ramificată prezentată în Fig. 1,

unde Rp.l. — rezistența activă a liniei de alimentare; Ri este rezistența activă a secțiunii de linie i-ro de la capătul liniei de alimentare până la sarcină; K3i = Pi / P1 — factorul de încărcare al i --lea în comparație cu secțiunea cea mai încărcată, luată prima.

Formula de mai sus este derivată din ipoteza că factorii de putere ai secțiunilor sunt aproximativ egali între ei.

Orez. 1. Circuitul de alimentare pentru sarcina departe de șinele atelierului TP

Determinarea pierderilor de putere la transformatoare

Pierderi de energie electrică activă în transformatoare pentru perioada de raportare

unde ΔPXX. — pierderi de putere la ralanti, kW; ΔРКЗ — pierderea de putere în scurtcircuit, kW; T0, Tr — numărul de ore de conectare a transformatorului la rețea și numărul de ore de funcționare a transformatorului sub sarcină pentru perioada de raportare; Kz = ICp / Inom. t este factorul de sarcină curent al transformatorului; ICp — curentul mediu al transformatorului pentru perioada de raportare, A; Inom t este curentul nominal al transformatorului, A.

Vezi aici pentru mai multe detalii: Cum se determină pierderea de energie electrică într-un transformator de putere

Determinarea pierderilor de putere la motoarele electrice

Pentru unitățile mari (mori pentru măcinarea așchiilor și fibrelor, așchiilor, compresoarelor, pompelor etc.) este necesar să se țină cont de pierderile de energie electrică în motoare și în mecanismele antrenate de acestea în balanța electrică a unității.

În timpul funcționării staționare a motoarelor electrice, pierderile din acestea sunt determinate ca suma pierderilor în metalul înfășurărilor, oțel și mecanic. Pierderile în metalul înfășurărilor sunt determinate de formulele de mai sus, în care în loc de Ra înlocuiesc: pentru motoarele de curent continuu — rezistența armăturii r0, Ohm; pentru motoarele sincrone — rezistența statorului r1, Ohm; pentru motoarele asincrone — rezistența statorului și rezistența rotorului r1 + r2 redusă la stator, Ohm.

Pierderile din oțel ΔEa.s (kW • h) sunt determinate cu ajutorul instrumentelor disponibile pe motoare mari (contor de energie activă, ampermetru). Pentru motoarele asincrone cu rotor bobinat

unde P0 este puterea rotorului deschis determinată de contor sau wattmetru, kW; I1.o — curentul statorului cu rotor deschis determinat de ampermetrul motorului, A.

Pentru toate motoarele, cu excepția celor asincrone cu un rotor de fază, pierderile din oțel nu trebuie separate ca element independent în balanța electrică din cauza complexității unei astfel de alegeri. Deoarece pierderile din oțelul motorului depind puțin de sarcina acestuia, precum și de pierderile mecanice, este indicat să le determinăm numai în general cu acestea din urmă.

Pierderi mecanice ΔEmech (kW • h) în unitate și pierderi electrice în oțelul motorului redus

Pentru mașini DC

unde Px.x este puterea în gol a motorului conectat la mecanism, determinată de contor sau wattmetru, kW; Curentul de mers în gol al motorului Ixx determinat de ampermetrul motorului, A.

Deoarece pentru motoarele cu inducție cu rotor bobinat, pierderile din oțel sunt determinate de formula dată mai devreme, pierderile mecanice pot fi distinse folosind penultima formulă.

Pentru mașinile cu curent continuu, pierderile din oțel sunt o mică parte în comparație cu pierderile mecanice. Având în vedere că pe arborele motorului, pe lângă pierderile proprii, există și pierderi mecanice ale mecanismului de antrenare, este posibil să se ignore pierderile din oțel fără mare eroare și să se presupună că ultima formulă determină pierderile mecanice ale motorului și mecanism .