Мощность потерь это: 5. Потери мощности в электрических сетях

Содержание

5. Потери мощности в электрических сетях

5.1. Классификация потерь мощности

Потерями мощности называется мощность, потребляемая элементами сети при передаче энергии или просто при нахождении сети под напряжением. Они подразделяются на потери активной и реактивной мощности, на условно-постоянные и условно-переменные потери, а также на потери в линиях, трансформаторах и других элементах сети.

Условно-переменными (нагрузочными) называются потери, которые возникают в продольных ветвях схем замещения элементов сети. Эти потери пропорциональны квадрату тока нагрузки, который сильно меняется во времени. Поэтому нагрузочные потери также подвержены большим изменениям.

Условно-постоянными называются потери, возникающие в поперечных ветвях схем замещения. Эти потери приближенно можно считать пропорциональными квадрату напряжения. Они мало зависят от тока нагрузки и возникают даже при его отсутствии, то есть на холостом ходу.

Поэтому их называют также потерями холостого хода. Поскольку напряжение в сети мало меняется во времени, то потери холостого хода остаются почти постоянными.

5.2. Потери мощности в линиях

Нагрузочные потери активной мощности в линии электропередачи

. (5.1)

Так как ток в линии связан с модулем передаваемой мощности соотношением , то выражение для этих потерь можно записать в виде

. (5.2)

Аналогично определяются нагрузочные потери реактивной и полной мощности:

, (5.3)

. (5.4)

К условно-постоянным потерям активной мощности в линиях относятся потери на коронный разряд, потери в изоляторах, а также диэлектрические потери в изоляции кабелей и воздушных линий с изолированными проводами. Потери на коронный разряд зависят от радиуса провода, напряжения сети и погодных условий.

Чем меньше радиус провода, выше напряжение и больше влажность воздуха, тем больше эти потери. Поэтому в линиях сверхвысокого напряжения для снижения потерь на коронный разряд каждая фаза расщепляется на несколько проводов, в результате чего увеличивается эквивалентный радиус провода.

Условно-постоянные потери реактивной мощности в линиях – это потери в емкости. Поскольку емкость генерирует реактивную мощность, то они отрицательны и вместо них обычно используется обратная им по знаку величина зарядной мощности. Для линии в целом эта мощность равна

, (5.5)

где U_ср.кв – среднеквадратичное напряжение в линии, которое при приближенных расчетах может быть принято равным номинальному напряжению.

Суммарные потери полной мощности в линиях определяются по выражению

, (5. 6)

где ΔР_кор – потери мощности на коронный разряд.

5.3. Потери мощности в трансформаторах

Нагрузочные потери мощности в двухобмоточных трансформаторах определяются аналогично потерям в линиях по выражениям

, ,, (5.7)

где S – мощность, передаваемая через трансформаторную подстанцию; U – фактическое или номинальное напряжение на стороне высшего напряжения.

Условно-постоянные потери мощности в трансформаторах – это потери холостого хода. Суммарные потери полной мощности в двухобмоточных трансформаторах равны

. (5.8)

Потери мощности можно также выразить через каталожные данные трансформаторов, подставив (3.13) в формулы (5.7):

, (5.9)

. (5.10)

Потери в силовом трансформаторе | Дактекс

Дартекс
Cтатьи
Потери в силовом трансформаторе

30.11.2021

Основные характеристики трансформатора – это напряжение первичной и вторичной обмотки, а также мощность трансформатора. Мощность подается от первичной обмотки на вторичную электромагнитным путем. При этом не вся мощность из электрической сети доходит до нагрузки, которая питает потребителей. Разница мощности, которая поступает на первичную обмотку и мощности, которая возникает во вторичной обмотке называется потерями трансформатора.

Виды потерь силового трансформатора

Так как силовой трансформатор, является статическим электромагнитным устройством – то он не имеет движущихся деталей. Это значит, что механические потери такому оборудованию не свойственны. Потери в нем – это потери активной мощности. Они происходят в магнитном сердечнике, обмотках и других частях оборудования. Во время разных режимов работы трансформатора величина потерь меняется.

Потери холостого хода трансформатора

На холостом ходу к вторичной обмотке трансформатора не подключена нагрузка. Поэтому весь ток, который подается на первичную обмотку, идет на намагничивание сердечника. Такие потери принято назвать магнитными и обозначать Рм. Общее значение потерь холостого хода рассчитывается при номинальной силе тока и напряжении.

Ро = Рм+I2о * r1,

Iо – сила тока в первичной обмотке,

r1 – это сопротивление первичной обмотки.

Потери холостого хода – это постоянная цифра, которая зависит от суммы намагничивающей и активной части. А эти величины неизменны, так как на них влияют характеристики обмотки и магнитного сердечника. По значению потерь холостого хода можно судить о работе трансформатора.

Основные потери в обмотках трансформатора

В трансформаторе под нагрузкой электромагнитная мощность, которая поступает на первичную обмотку, передается вторичной. При этом во вторичной обмотке возникает электрический ток I2, а в первичной – ток I1. Первичный ток напрямую зависит от тока нагрузки I2.

Часть мощности теряется в обмотках. Эти потери называются общими потерями мощности под нагрузкой – Рнагр. Они пропорциональны квадратам первичного и вторичного тока, а также значениям сопротивления обмоток.

Рнагр = I21r1 + I22r2,

где I1 и I2 — токи в первичной и вторичной обмотках,

r1 и r2 — значения сопротивлений первичной и вторичной обмоток.

Как видите, потери под нагрузкой полностью зависят от нагрузки трансформатора. Поэтому они носят непостоянный характер.

Дополнительные потери в обмотках трансформатора

В обмотках трансформатора и ферромагнитном сердечнике возникают не только токи нагрузки. Есть токи, которые появляются и замыкаются внутри проводов или внутри пластин магнитопровода – они называются вихревыми токами. Есть токи, которые появляются между параллельными витками обмотки или между отдельными пластинами сердечника – это циркулирующие токи. Направление этих побочных потоков перпендикулярно основному току в обмотках и сердечнике. Поэтому появление вихревых и циркулирующих токов снижает эффективность работы трансформатора.

Кроме обмоток, добавочные потери возникают в стенках самого бака, в прессующих кольцах, в ярмовых балках и других элементах конструкции трансформатора.

Конструкторы электромагнитного оборудования постоянно ищут способы уменьшения потерь и увеличения КПД трансформатора. Например, магнитный сердечник трансформатора делается не монолитным, а набирается из отдельных тонких пластин, которые тщательно изолируются. Изоляция отдельных витков обмоток также положительно сказывается на КПД оборудования. У современных силовых трансформаторов полезная мощность КПД достигает 90% и выше.

означает все применимые убытки, включая, помимо прочего, следующее: (a) любые потери при передаче или преобразовании между счетчиком(ами) коммерческого учета CAISO и пунктом доставки; и (b) Коэффициент потерь при распределении, если применимо.
означает коммерческое предприятие малого бизнеса, которое не менее чем на пятьдесят один процент (51%) принадлежит одному (1) или нескольким лицам, находящимся в неблагоприятном экономическом положении. «Лицо, находящееся в неблагоприятном экономическом положении» определено в Приложении B-1, Определения, в Уведомлении о требованиях для программы малого бизнеса (SBE).
определяется как Убыток, превышающий лимит Полиса, понесенный из-за, помимо прочего, неспособности Компании произвести расчет в рамках лимита Полиса или по причине предполагаемой или фактической небрежности, мошенничества или недобросовестности. при отклонении предложения об урегулировании, или при подготовке защиты, или при судебном разбирательстве любого иска против его застрахованного или перестрахованного лица, или при подготовке или рассмотрении апелляции в результате такого действия.
означает экономически неблагополучный бизнес, который: является независимым и продолжающимся бизнесом для получения прибыли; выполняет коммерчески полезную функцию; принадлежит и контролируется лицами, проживающими в Соединенных Штатах или на их территориях; имеет средний валовой годовой доход за три года, непосредственно предшествующих подаче заявки на сертификацию в качестве SBE, которые не превышают следующих пределов: (a) строительство — 14 000 000 долларов США; (b) профессиональные или личные услуги — 2 000 000 долларов США и (c) поставщики — 7 000 000 долларов США; и имеет (или находится в процессе) сертификацию Агентством в качестве SBE и соответствует другим критериям сертификации, описанным в заявке SBE. Чтобы определить, соответствует ли фирма приведенным выше определениям экономического размера, Агентство будет использовать три самые последние налоговые декларации фирмы (т. е. 1040 с Приложением C для индивидуальных предпринимателей, 1065 с K-1 для партнерств и 1120 для корпорации). Как только бизнес достигает 3-летнего среднего порога размера для соответствующей отрасли, бизнес перестает быть экономически неблагополучным, он не соответствует требованиям SBE и не будет учитываться при выполнении требований (или целей) заключения контрактов с SBE.
означает значительный физический ущерб имуществу, ущерб очистным сооружениям, который может привести к их выходу из строя, или существенную и необратимую потерю природных ресурсов, которая может произойти при отсутствии байпаса. Серьезный материальный ущерб не означает экономический ущерб, вызванный задержками в производстве.
означает бизнес, который является продолжающимся, независимым, коммерческим бизнесом, который выполняет коммерчески полезную функцию с местонахождением в Теннесси и имеет общую валовую выручку не более десяти миллионов долларов (10 000 000 долларов США) в среднем за трехлетний период или на постоянной основе работает не более девяноста девяти (99) человек.
означает сохранение экосистем и естественных местообитаний, а также поддержание и восстановление жизнеспособных популяций видов в их естественной среде, а в случае одомашненных или культивируемых видов — в среде, в которой они развили свои отличительные свойства.
означает инсектицидный продукт, предназначенный, прежде всего, для использования на домашних газонах и в садах для защиты растений от насекомых или других членистоногих. Несмотря на требования раздела 6(c), аэрозоль «Инсектициды для газонов и садов» может претендовать на уничтожение насекомых или других членистоногих.
означает все объекты, транспортные средства и инструменты, находящиеся в государственной или частной собственности, которые используются в общедоступных службах или для общедоступных услуг по перевозке людей или грузов.
означает физическое повреждение или уничтожение материального имущества, включая потерю возможности его использования. Материальное имущество включает стоимость воссоздания или замены акций, облигаций, документов, ипотечных кредитов, банковских депозитов и аналогичных инструментов, но не включает стоимость, представленную такими инструментами.
означает состояние разложения или развития грибка (за исключением оидиума), внутреннего заражения насекомыми или внутреннего повреждения насекомыми с признаками распада тканей или экскрементов насекомых, которые отрицательно влияют на качество столового винограда;
означает физическое повреждение, поломку или выход из строя Вашего Оборудования, на которое распространяется действие, в результате непредвиденного и непреднамеренного события, произошедшего либо в результате обращения (например, падение Оборудования, на которое распространяется действие гарантии, или в результате контакта с жидкостью), либо в результате внешнего события (например, экстремальных условий окружающей среды). или атмосферные условия). Повреждение должно повлиять на функциональность Вашего Оборудования, на которое распространяется покрытие, включая трещины на экране дисплея, влияющие на видимость дисплея.

Производство электроэнергии производится на электростанциях, которые находятся далеко от нагрузки. Поэтому между электростанциями и нужными потребителями проложены протяженные проводники. В связи с этим потеря мощности в линиях электропередачи является распространенной проблемой . В статье будут рассмотрены потери мощности и способы их уменьшения.

и линиях электропередачи . Энергия теряется в виде тепла в проводниках.
В трансмиссии есть проводники, основной задачей которых является сопротивление потоку тока. Сопротивление на километр невелико, но на линиях электропередачи оно может иметь огромное влияние. Таким образом, это приводит к выделению тепла в проводнике и повышению температуры в проводнике. В свою очередь, происходит повышение температуры проводника, что увеличивает сопротивление проводника, что вызывает потери в линии передачи.
Каковы потери мощности в линиях электропередачи?
Один из частых вопросов, который возникает у большинства людей, заключается в том, сколько энергии теряется при попадании электричества в ваш дом?» Однако, чтобы ответить на этот вопрос, вам потребуется разбить его на пошаговое руководство, чтобы вы могли понять, как произведенное электричество попадает в вашу резиденцию.

Производство электричества
Важно отметить, что разные элементы могут управлять разными силовыми установками. Например, электростанции работают на природном газе, угле, нефти и других атомных топливах. Однако не имеет значения, какое сырье производит энергию; все эти заводы работают по одному и тому же принципу.
Энергоемкие материалы можно сжигать для выделения тепла. Затем тепло превращает воду в пар, заставляя вращаться турбину, которая используется для выработки электроэнергии. Хотя это один из самых эффективных способов производства электроэнергии, только ⅔ произведенной энергии превращается в электричество. Другая энергия теряется из-за термодинамических ограничений в процессе.
Передача и распределение
Поскольку большинство электростанций находятся далеко от жилых домов, необходим стратегический способ распределения энергии. Первый этап передачи включал использование высоковольтных линий, передающих электричество на большие расстояния. Причина, по которой используется высокое напряжение, заключается в том, что оно помогает поддерживать низкие потери мощности. Затем распределение энергии поступает к трансформаторам.
Трансформаторы получают питание , которое может составлять 120 вольт и более, что делает его безопасным для проникновения в ваш дом, не вызывая поражения электрическим током. Однако на этапе распределения происходят потери мощности в линиях электропередачи.
Различная мощность теряется на разных этапах
1-2% энергии теряется в повышающем трансформаторе с момента выработки электроэнергии до ее передачи.
2-4% энергии теряется в линиях электропередачи
1-2% энергии теряется при переходе от линии передачи к распределению.
4-6% энергии теряется при распределении
Таким образом, средние потери мощности между электростанцией и потребителями колеблются в пределах 8-15%.
Как уменьшить потери мощности в линиях электропередачи
Учитывая высокие потери энергии, лучше выяснить, что вы можете использовать, чтобы уменьшить потери энергии. Однако сначала нужно понять, что величина получаемой потери энергии зависит от энергии, передаваемой по линиям электропередач. Таким образом, если в системе имеется высокая энергия, потери энергии также становятся высокими.
Когда большие токи используются для наведения большего количества тепла на электрические проводники, это приводит к значительным потерям энергии в виде тепла. В основном это происходит, когда мощность передается через удаленное место от электростанции. Таким образом, чтобы уменьшить и предотвратить потерю энергии, ток должен быть высоким, а ток небольшим, в зависимости от требуемой мощности.
Другой способ предотвращения потери энергии — использование цепных изоляторов для уменьшения вероятности разряда между проводником и опорной конструкцией. Причина в том, что когда они встречаются, происходит потеря энергии. Что нужно отметить, так это то, что цепи изолятора могут иметь длину 2 м.
Но лучший способ справиться с потерями электроэнергии — это научиться рассчитывать потери мощности. Формула, используемая для расчета мощности, заключается в том, что ток (I) протекает через элемент вашей цепи, теряя при этом напряжение (V). Затем мощность (P) рассеивается токоведущим элементом.
Какая формула используется для определения потерь в линии?
P= I x V
Этапы расчета потерь в линии передачи
Начните с записи количества энергии, необходимой в пункте назначения. Вы можете получить количество, используя формулу P = I x V. Этот вопрос даст вам по крайней мере ⅔ необходимой энергии.
Определите общее сопротивление вашей цепи. Сопротивление (R) = длина волны (L), деленная на площадь поперечного сечения (A). Р = Л/А.
Вычислите квадрат вашего электрического тока, а затем умножьте его на сопротивление.
Подставьте рассчитанные значения и используйте их, чтобы представить потери в десятичном виде. Затем вы умножаете его на 100, чтобы получить процент потерянной мощности.
Используя эту формулу потери мощности, вы можете легко определить количество потерянной мощности.