Berechnung von Stromverlusten in Stromnetzen

Um zu verstehen, was einen Stromverlust in elektrischen Netzen ausmacht, müssen Sie das Stromversorgungssystem selbst verstehen. Es besteht aus einer Reihe von Strukturelementen, von denen jedes unter bestimmten Voraussetzungen zu den Nebenkosten beiträgt. Darüber hinaus können sie mit der Notwendigkeit verbunden sein, den eigenen Bedarf an Hilfseinrichtungen von Umspannwerken zu decken. Daraus folgt, dass auf Verluste in Stromkreisen praktisch nicht verzichtet werden kann.

Typen und Struktur

Verluste in Stromnetzen aus Sicht der Energieeinsparung sind die Differenz zwischen dem vom Versorger gelieferten Strom und der Energie, die der Verbraucher tatsächlich erhält. Um ihren realen Wert zu vereinheitlichen und zu berechnen, wurde folgende Einteilung vorgenommen:

• Verluste technischer Art;
• Betriebskosten (kommerziell);
• tatsächlicher Mehraufwand.

Technische Verluste sind auf die Besonderheiten der Verlegung von Stromversorgungsleitungen sowie auf die Verlustleistung an den Kontakten zurückzuführen. Dazu gehört auch die Auswahl eines Teils der gelieferten elektrischen Energie für den Bedarf von Nebenaggregaten. Die technologische Komponente beinhaltet die Kosten in den Lastkreisen und die Klimakomponente.

Der zweite Faktor - kommerziell - wird normalerweise mit nicht behebbaren Gründen wie dem Fehler von Instrumenten, die die kontrollierten Parameter messen, in Verbindung gebracht. Es berücksichtigt auch eine Reihe von Nuancen im Zusammenhang mit fehlerhaften Verbrauchsanzeigen und Energiediebstahl.

Die durchgeführten Studien belegen überzeugend, dass die maximalen Kosten bei der Energieübertragung über Hochspannungsleitungen (bis zu 64 Prozent) sinken.

Die meisten davon sind Aufwendungen für die Luftionisation aufgrund der Koronarentladung (17%). Die tatsächlichen Verluste werden als Verluste bezeichnet, die zu Beginn ermittelt wurden - die Differenz zwischen dem freigesetzten Produkt und seiner verbrauchten Menge. Mit ihrer vereinfachten Berechnung addieren sich die beiden beschriebenen Komponenten manchmal einfach. In der Praxis erweist sich die Berechnungsmethode dieses Indikators jedoch als etwas anders. Um sie zu bestimmen, wird eine bewährte Methode zur Berechnung von Verlusten in Drähten unter Berücksichtigung aller anderen Komponenten verwendet.

Ihr tatsächlicher Wert entspricht nach einer speziellen Formel dem Energiefluss in das Netz abzüglich folgender Komponenten:

• das Volumen, das ein privater Verbraucher erhält;
• fließt in andere Zweige des Stromnetzes;
• eigenen technologischen Bedarf.

Anschließend wird das Ergebnis durch die ins Netz eingespeiste Strommenge abzüglich des Verbrauchs bei verlustfreien Verbrauchern abzüglich der Ströme und des Nebenbedarfs geteilt. In der letzten Phase des Abrechnungsvorgangs wird die endgültige Zahl mit 100 % multipliziert. Wenn Sie das Ergebnis in absoluten Werten erhalten möchten, ist die Verwendung dieser Methode auf die Berechnung nur eines Zählers beschränkt.

Lastermittlung ohne Overhead

In die zuvor betrachtete Formel wird das Konzept der verlustfreien Last eingeführt, das mit Hilfe von handelsüblichen Messgeräten, die an Umspannwerken installiert sind, ermittelt wird.Jedes Unternehmen oder jede Regierungsorganisation zahlt unabhängig für Verluste im Stromnetz, die von einem separaten Zähler am Anschlusspunkt erfasst werden. „Durchflüsse“ werden auch auf die Kategorie des Energieverbrauchs ohne Verluste bezogen (dies ist bequemer zu berechnen). Sie meinen den Teil davon, der von einem Energiesystem in ein anderes umgeleitet wird. Um diese Volumina zu erfassen, werden auch separate Messgeräte verwendet.

Eigenbedarf

Eigenbedarfe werden in der Regel als tatsächliche Verluste kategorisiert. In diesem Indikator ist es üblich, die Kosten für die Erhaltung der Gesundheit der folgenden Objekte zu fixieren:

• Umspannwerke mit darin installierten Transformatoren;
• Verwaltungsgebäude, Nebengebäude usw.

Jeder der Artikel ist im für diesen Verbrauchertyp normierten Anteil im Gesamtbetrag enthalten.

Den größten Beitrag leisten regionale Umspannwerke, da sie die wichtigsten Servicegeräte beherbergen. Es stellt den normalen Betrieb der für die Stromumwandlung verantwortlichen Knoten sowie die Lieferung an den Verbraucher sicher.

Um den Wert dieser Kosten zu ermitteln, installieren Umspannwerke eigene Messgeräte.

Eine Liste von Verbrauchern, die traditionell der betreffenden Kategorie angehören:

• Belüftungssysteme, die eine vollständige Kühlung einer Transformatorenausrüstung gewährleisten;
• Heizungs- und Lüftungssysteme für Technikräume sowie darin installierte Beleuchtungsnetze;
• Beleuchtungseinrichtungen in Sektoren und Gebieten neben Umspannwerken;
• Ausstattung von Räumlichkeiten zum Aufladen von Batterien;
  
• Heizsysteme für Außenanlagen (insbesondere zur Steuerung von Luftschaltern);
• Kompressoren und Zubehör.

Diese Art von Ausrüstung umfasst Geräte und Werkzeuge, die für Reparaturarbeiten sowie für die Restaurierung von Hilfsgeräten verwendet werden.

Kommerzielle Komponente

Diese Komponente betrifft zunächst die Eigenschaften von Messgeräten von Endverbrauchern (insbesondere deren Fehler). Um diese Schadensart zu reduzieren, wurden eine Reihe konkreter Maßnahmen entwickelt, die sich in der Praxis erfolgreich bewährt haben. In die Kategorie Gewerbe fallen nicht nur Fehler bei der Abrechnung eines bestimmten Verbrauchers, sondern auch unberücksichtigte Stromdiebstahl. Im ersten Fall treten sie am häufigsten aus folgenden Gründen auf:

• der Stromlieferungsvertrag unvollständige oder nicht ganz richtige Angaben über den Verbraucher und die zu dem ihm abgetretenen Gegenstand gehörende Bilanz enthält;
• Fehler bei der Anzeige des ausgewählten Tarifs;
• fehlende Kontrolle über den Betrieb von Messgeräten (dieser Fall ist insbesondere für Gartengenossenschaften und SNT typisch);
• Ungenauigkeiten, die sich aus der Korrektur von zuvor ausgestellten Rechnungen usw. ergeben.

Typische Fehler, die durch die umstrittene Definition der Grenzen des bilanziellen Eigentums des Objekts verursacht werden, werden in der von der Gesetzgebung der Russischen Föderation vorgeschriebenen Weise behoben.

Das Problem des Diebstahls ist in allen zivilisierten Ländern schwer zu lösen. Diese illegalen Handlungen werden von den zuständigen Behörden ständig unterdrückt, Fälle werden an lokale Gerichte weitergeleitet. Der Höhepunkt solcher Diebstähle liegt traditionell in der Wintersaison und in den Regionen des Landes, in denen es Probleme mit der zentralen Wärmeversorgung gibt.

Dies bestätigt nur die Verflechtung der kommerziellen Kostenkomponenten für jede der Kategorien von Energieressourcen.

Die Hauptursachen für Stromlecks

Ein kompetenter Ansatz zur Berechnung von Stromverlusten setzt voraus, dass die Gründe für deren Entstehung berücksichtigt werden.Bei der Untersuchung eines Problems sollten Sie die Abfallquellen gemäß der bereits bekannten Klassifizierung trennen. Sie sollten mit der technischen Komponente beginnen, die normalerweise mit folgenden Elementen verbunden ist:

• Transformer;
• Hochspannungskabel oder Freileitung;
• Line-Service-Ausrüstung.

Jeder Leistungstransformator hat mehrere Wicklungen, deren Rahmen an einem ferromagnetischen Kern befestigt ist. In ihm geht der größte Teil des Stroms verloren, der in Wärme umgewandelt wird (er verflüchtigt sich dann einfach in den Weltraum).

Die Höhe der Verluste in verschiedenen Elementen des Stromnetzes wird auch durch seine Betriebsart beeinflusst: Leerlauf oder „unter Last“. Im ersten Fall werden sie unabhängig von internen und externen Faktoren als konstant bewertet. Beim Anschluss eines Verbrauchers hängt die Höhe der Verluste vom Wert des Laststroms im Stromkreis ab, der sich täglich ändert. Zur Auswertung werden daher statische Beobachtungen für einen bestimmten Zeitraum (z. B. für einen Monat) durchgeführt.

Sprengstoffverluste von Stromleitungen entstehen beim Transport von Energieträgern durch Leckagen im Zusammenhang mit Koronaentladungen sowie durch Erwärmung von Leitern. Die Kategorie der Betriebsmittel umfasst Anlagen und Geräte, die an der Erzeugung, dem Transport sowie der Abrechnung und dem Verbrauch der gelieferten Energie beteiligt sind. Die Werte der Mehrverluste in dieser Kategorie ändern sich im Allgemeinen nicht im Laufe der Zeit oder werden durch Stromzähler berücksichtigt.

Das Konzept eines normativen Indikators

Unter diesem Begriff versteht man eine in der Praxis bestätigte und wirtschaftlich gerechtfertigte Schadenshöhe für einen bestimmten Zeitraum. Bei der Zulassung der Norm werden alle bisher betrachteten Komponenten berücksichtigt, für die jeweils eine separate Analyse durchgeführt wird. Anhand der Ergebnisse wird der tatsächliche (absolute) Wert berechnet und mögliche Optionen zur Reduzierung dieses Indikators geprüft.

Der normierte Wert bleibt nicht die ganze Zeit konstant, sondern wird laufend korrigiert.

Absolute Indikatoren bedeuten in diesem Fall die Differenz zwischen der an den Verbraucher übertragenen Leistung und den technologischen (variablen) Verlusten. Die normativen Werte für den letzten Parameter werden nach den entsprechenden Formeln berechnet.

Wer zahlt für den Stromausfall

Um zu bestimmen, wer den Overhead im Netzwerk bezahlen soll, sollten Sie die spezifische Situation sowie eine Reihe weiterer Kriterien berücksichtigen. Wenn es um die Wiederauffüllung der technologischen Verluste geht, müssen die Verbraucher – natürliche oder juristische Personen – bezahlen.

Sie wird nicht direkt berücksichtigt, ist aber in den bestehenden Tarifen enthalten.

Bei der Begleichung der Stromrechnung zahlt jeder Verbraucher mit der Netzorganisation für alle Arten von Verlusten in Übertragungsleitungen und Transformatoren. Bei der kommerziellen Komponente ist eine Überschreitung des Indikators über den normierten Wert von dem Unternehmen zu zahlen, das den Energieträger an den Kunden liefert.

Möglichkeiten, Verluste zu reduzieren

Es ist möglich, die Nebenkosten zu reduzieren, indem die kaufmännischen und technologischen Komponenten der Gesamtverluste reduziert werden. Im zweiten Fall kann dies durch die folgenden besonderen Maßnahmen erfolgen:

• Optimierung von Schaltungslösungen und Betriebsmodi des Stromnetzes;
• Untersuchung statistischer Daten und Identifizierung von Knoten der maximalen Belastungen;
• Reduzierung der durch das Netz gepumpten Gesamtleistung aufgrund einer Erhöhung des Blindanteils;
• Optimierung von Transformatorlastlinien;
• Ausrüstung aufzurüsten und verschiedene Ansätze für den Lastausgleich anzuwenden.

Diese Maßnahmen ermöglichen es, den Gesamtverbrauch und die Verluste erheblich zu reduzieren und eine hohe Qualität der Spannung im Netz sicherzustellen (es wird nicht "durchhängen").

Berechnungsmethode und Beispiel

Zur ungefähren Berechnung von Verlusten in Stromleitungen sind folgende Techniken bekannt:

• Betriebsberechnungen;
• tägliche Berechnungen;
• Bestimmung maximaler Verluste für einen bestimmten Zeitraum;
• Verwendung aggregierter Daten.

Vollständige Informationen zu den behördlich zugelassenen Methoden zur Bestimmung dieses Parameters finden Sie in den entsprechenden Zulassungsdokumenten.

Betrachten Sie als Beispiel die Berechnung der Verluste in einem Hochspannungs-Netzeinspeiser mit einem Transformator ТП 6-20 / 04kV.

Bei der Implementierung der Methode der Online-Kostenberechnung werden in Abhängigkeit vom linearen Spannungsabfall zunächst die Phasenpotentiale auf den Schienen des Umspannwerks am entferntesten Punkt bei maximaler Belastung gemessen. Nach den Messergebnissen wird die absolute und relative Abnahme von DU in Prozent erkannt: Sie wird in Relation zu ihrem durchschnittlichen Phasenwert auf den 0,4 kV TP 6-20-Bussen gesetzt.

Der Energieverlust W in der 0,4-kV-Leitung (in Prozent der Stromlieferungen ins Netz) lässt sich nach folgender Formel ermitteln:

W = 0,7 Kn x DU x t / T, Wo

• Кн - Koeffizient, der das Phasenungleichgewicht oder die ungleichmäßige Verteilung unter den Verbrauchern berücksichtigt;
• U ist der Spannungsverlust in der Last (am entferntesten Punkt der Leitung, dh gemäß dem berechneten Maximum);
• T ist die Beobachtungszeit (in Stunden);
• t ist der Wert der Zeitdimension, die das Ausfüllen des Fahrplans zur Überprüfung der Nutzleistungsübertragung an den Verbraucher charakterisiert.

Nachdem wir die Werte der Parameter für einen bestimmten Feeder gemäß einer der im Internet (TP-4) bereitgestellten Tabellen ausgewählt und mit einem Taschenrechner in die Formel eingesetzt haben, erhalten wir einen Wert von 11,4 Prozent.

Für Feeder anderer Marken kann der erforderliche Wert der technologischen Verluste anhand derselben Tabellen mit den darin angegebenen Daten berechnet werden.

Im Internet sind eine Vielzahl von Online-Zahlungsmethoden weit verbreitet, die jeder bei Bedarf nutzen kann.