Calcolo delle perdite di elettricità nelle reti elettriche

Per capire cosa costituisce una perdita di elettricità nelle reti elettriche, è necessario comprendere il sistema di alimentazione stesso. Consiste in una serie di elementi strutturali, ciascuno dei quali, a determinate condizioni, contribuisce ai costi non produttivi. Inoltre, possono essere associati alla necessità di soddisfare le proprie esigenze di apparecchiature ausiliarie delle sottostazioni. Da ciò ne consegue che è praticamente impossibile fare a meno delle perdite nei circuiti elettrici.

Tipi e struttura

Le perdite nelle reti elettriche dal punto di vista del risparmio energetico sono la differenza tra l'energia elettrica fornita dal fornitore e l'energia che il consumatore effettivamente riceve. Al fine di uniformare e calcolare il loro valore reale è stata adottata la seguente classificazione:

• perdite di natura tecnologica;
• costi operativi (commerciali);
• sovraccarico effettivo.

Le perdite tecniche sono dovute alle peculiarità della posa delle linee di alimentazione, nonché alla dissipazione di energia ai contatti. Ciò include anche la selezione di parte dell'energia elettrica fornita per le esigenze delle apparecchiature ausiliarie. La componente tecnologica comprende i costi nei circuiti di carico e la componente climatica.

Il secondo fattore - commerciale - è solitamente associato a ragioni irrecuperabili come l'errore degli strumenti che misurano i parametri controllati. Tiene inoltre conto di una serie di sfumature relative a letture errate dei consumi e al furto di energia.

Gli studi effettuati dimostrano in modo convincente che il livello massimo dei costi ricade sulla trasmissione di energia tramite linee elettriche ad alta tensione (fino al 64 percento).

La maggior parte di esse sono spese per la ionizzazione dell'aria dovuta alla scarica coronarica (17%). Le perdite effettive sono chiamate perdite, che sono state determinate all'inizio: la differenza tra il prodotto rilasciato e il suo volume consumato. Con il loro calcolo semplificato, a volte le due componenti descritte si sommano semplicemente. Tuttavia, in pratica, la tecnica per calcolare questo indicatore risulta essere leggermente diversa. Per determinarlo, viene utilizzata una metodologia collaudata per il calcolo delle perdite nei fili, tenendo conto di tutti gli altri componenti.

Il loro valore effettivo secondo una formula speciale è uguale al flusso di energia nella rete meno i seguenti componenti:

• il volume ricevuto da un consumatore privato;
• flussi verso altri rami del sistema elettrico;
• proprie esigenze tecnologiche.

Quindi il risultato viene diviso per la quantità di elettricità immessa in rete meno il consumo nei carichi dove non ci sono perdite, meno i flussi e le esigenze ausiliarie. Nella fase finale dell'operazione di regolamento, la cifra finale viene moltiplicata per il 100%. Se si desidera ottenere il risultato in valori assoluti, l'utilizzo di questo metodo è limitato al calcolo di un solo numeratore.

Determinazione del carico senza spese generali

Nella formula precedentemente considerata, viene introdotto il concetto di carico senza perdite, che è determinato mediante dispositivi di misurazione commerciali installati nelle sottostazioni.Qualsiasi impresa o organizzazione governativa paga autonomamente le perdite nella rete elettrica, registrate da un contatore separato nel punto di connessione. I "flussi" sono anche riferiti alla categoria del consumo di energia senza perdite (questo è più conveniente da calcolare). Significano quella parte di esso che viene reindirizzata da un sistema di alimentazione a un altro. Per tenere conto di questi volumi vengono utilizzati anche strumenti di misura separati.

I propri bisogni

I propri bisogni sono generalmente classificati come perdite effettive. In questo indicatore, è consuetudine fissare i costi di mantenimento della salute dei seguenti oggetti:

• sottostazioni con trasformatori installati al loro interno;
• edifici amministrativi, edifici ausiliari, ecc.

Ciascuno degli articoli è incluso nell'importo totale nella proporzione normalizzata per questo tipo di consumatore.

Il contributo più significativo è dato dalle sottostazioni regionali, in quanto ospitano le principali apparecchiature di servizio. Garantisce il normale funzionamento dei nodi responsabili della trasformazione dell'energia elettrica, nonché la sua consegna al consumatore.

Per fissare il valore di questi costi, le sottostazioni installano i propri dispositivi di misurazione.

Un elenco di consumatori tradizionalmente appartenenti alla categoria in questione:

• sistemi di ventilazione che garantiscono il raffreddamento completo di un insieme di apparecchiature del trasformatore;
• impianti di riscaldamento e ventilazione per locali tecnologici, nonché reti di illuminazione installate negli stessi;
• dispositivi di illuminazione situati in settori e territori adiacenti alle sottostazioni;
• attrezzatura dei locali per la ricarica delle batterie;
  
• sistemi di riscaldamento per installazioni all'aperto (in particolare per il controllo di interruttori dell'aria);
• compressori e accessori.

Questo tipo di attrezzatura include dispositivi e strumenti utilizzati per lavori di riparazione, nonché per il ripristino di attrezzature ausiliarie.

Componente commerciale

Tale componente riguarda innanzitutto le caratteristiche dei dispositivi di misura appartenenti agli utenti finali (i loro errori, in particolare). Per ridurre questo tipo di perdita, sono state sviluppate una serie di misure specifiche che sono state applicate con successo nella pratica. La categoria commerciale include non solo errori nella fatturazione di un consumatore specifico, ma anche furto di elettricità non contabilizzato. Nel primo caso, si verificano più spesso per i seguenti motivi:

• il contratto di fornitura di energia elettrica contiene informazioni incomplete o non del tutto corrette sul consumatore e sullo stato patrimoniale appartenente all'oggetto a lui assegnato;
• errore nell'indicazione della tariffa selezionata;
• mancanza di controllo sul funzionamento dei dispositivi di misurazione (questo caso è tipico delle cooperative di giardini e SNT, in particolare);
• inesattezze derivanti dalla rettifica di fatture precedentemente emesse, ecc.

Gli errori tipici causati dalla controversa definizione dei confini della proprietà patrimoniale dell'oggetto sono risolti secondo le modalità prescritte dalla legislazione della Federazione Russa.

Il problema del furto è di difficile soluzione in tutti i paesi civili. Queste azioni illegali vengono costantemente represse dalle autorità competenti, i casi su di esse vengono inviati ai tribunali locali. Il picco di tali furti cade tradizionalmente nella stagione invernale ed è in quelle regioni del Paese dove ci sono problemi con la fornitura centralizzata di calore.

Ciò non fa che confermare l'interconnessione delle componenti commerciali dei costi per ciascuna delle categorie di risorse energetiche.

Le principali cause delle dispersioni di corrente

Un approccio competente al calcolo delle perdite di elettricità implica tenere conto dei motivi per cui si verificano.Quando si indaga su un problema, è necessario separare le fonti di rifiuti secondo la classificazione già nota. Dovresti iniziare con il componente tecnico, che di solito è associato ai seguenti elementi:

• trasformatori;
• cavo ad alta tensione o linea aerea;
• apparecchiature di servizio di linea.

Qualsiasi trasformatore di potenza ha diversi avvolgimenti, il cui telaio è fissato a un nucleo ferromagnetico. In esso, la maggior parte dell'elettricità viene persa, che viene trasformata in calore (quindi semplicemente si dissipa nello spazio).

L'entità delle perdite nei vari elementi della rete elettrica è anche influenzata dalla sua modalità di funzionamento: inattiva o "sotto carico". Nel primo caso, sono valutati come costanti, indipendenti da fattori interni ed esterni. Quando un consumatore è collegato, il livello delle perdite dipende dal valore della corrente di carico nel circuito, che cambia ogni giorno. Pertanto, per valutarlo, vengono effettuate osservazioni statiche per un certo periodo (per un mese, ad esempio).

Le perdite negli esplosivi delle linee elettriche si formano durante il trasporto del vettore energetico a causa di perdite associate alla scarica corona, nonché a causa del riscaldamento dei conduttori. La categoria delle apparecchiature di servizio comprende gli impianti e i dispositivi coinvolti nella generazione, nel trasporto, nonché nella contabilizzazione e nel consumo dell'energia fornita. I valori delle perdite in eccesso in questa categoria generalmente non cambiano nel tempo o vengono presi in considerazione mediante contatori elettrici.

Il concetto di indicatore normativo

Questo termine è inteso come un importo di perdite confermato nella pratica ed economicamente giustificato per un certo periodo di tempo. Quando si approva lo standard, vengono presi in considerazione tutti i componenti precedentemente considerati, per ciascuno dei quali viene eseguita un'analisi separata. Sulla base dei loro risultati, viene calcolato il valore effettivo (assoluto) e vengono considerate le possibili opzioni per ridurre questo indicatore.

Il valore normalizzato non rimane sempre costante: viene continuamente corretto.

In questo caso, gli indicatori assoluti indicano la differenza tra la potenza trasmessa al consumatore e le perdite tecnologiche (variabili). I valori normativi per l'ultimo parametro sono calcolati secondo le formule corrispondenti.

Chi paga per la perdita di elettricità

Per determinare chi dovrebbe pagare per le spese generali nella rete, dovresti prendere in considerazione la situazione specifica, nonché una serie di criteri aggiuntivi. Quando si tratta dei costi di ricostituzione delle perdite tecnologiche, il loro pagamento ricade sulle spalle dei consumatori - persone fisiche o giuridiche.

Non viene preso in considerazione direttamente, ma è incluso nelle tariffe esistenti.

Quando paga le bollette dell'elettricità, ogni consumatore paga con l'organizzazione di rete per tutti i tipi di perdite nelle linee di trasmissione e nei trasformatori. Nel caso della componente commerciale, l'eventuale eccedenza dell'indicatore rispetto al valore standardizzato è a carico dell'azienda fornitrice della risorsa energetica al cliente.

Modi per ridurre le perdite

È possibile ridurre i costi improduttivi riducendo le componenti commerciali e tecnologiche delle perdite totali. Nel secondo caso, ciò può essere fatto adottando le seguenti misure speciali:

• ottimizzazione delle soluzioni circuitali e delle modalità operative della rete elettrica;
• studio dei dati statistici e individuazione dei nodi di carico massimo;
• riduzione della potenza totale immessa in rete per aumento della componente reattiva;
• ottimizzazione delle linee di carico del trasformatore;
• aggiornare le apparecchiature e applicare diversi approcci al bilanciamento del carico.

Queste misure consentono di ridurre significativamente il consumo totale e le perdite e garantire un'elevata qualità della tensione nella rete (non si "abbassa").

Metodo di calcolo ed esempio

Le seguenti tecniche sono note per il calcolo approssimativo delle perdite nelle linee elettriche:

• calcoli operativi;
• calcoli giornalieri;
• determinazione delle perdite massime per un certo periodo di tempo;
• utilizzo di dati aggregati.

Informazioni complete sui metodi ufficialmente approvati per determinare questo parametro sono disponibili nei documenti normativi pertinenti.

Ad esempio, si consideri il calcolo delle perdite in una linea di alimentazione ad alta tensione con un trasformatore ТП 6-20 / 04kV.

Quando si implementa il metodo di calcolo online dei costi, a seconda della caduta di tensione lineare, i potenziali di fase sui bus della sottostazione di trasformazione vengono prima misurati nel punto più lontano al carico massimo. In base ai risultati delle misurazioni, viene riconosciuta la diminuzione assoluta e relativa di DU in percentuale: viene presa in relazione al suo valore medio di fase sui bus TP 6-20 da 0,4 kV.

La perdita di energia W nella linea 0,4 kV (in percentuale della spedizione di energia elettrica in rete) può essere ricavata dalla seguente formula:

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

• Кн - coefficiente che tiene conto dello squilibrio di fase o della distribuzione non uniforme tra i consumatori;
• U è la perdita di tensione nel carico (nel punto più lontano della linea, cioè secondo il massimo calcolato);
• T è il tempo di osservazione (in ore);
• t è il valore della dimensione temporale, che caratterizza la compilazione della scheda di verifica della trasmissione di potenza utile all'utenza.

Dopo aver selezionato i valori dei parametri per un alimentatore specifico secondo una delle tabelle disposte su Internet (TP-4) e sostituendoli nella formula, utilizzando una calcolatrice, otteniamo un valore dell'11,4 percento.

Per gli alimentatori di altri marchi, il valore richiesto delle perdite tecnologiche può essere calcolato utilizzando le stesse tabelle con i dati forniti in esse.

Una varietà di metodi di pagamento online è ampiamente rappresentata su Internet, che chiunque può utilizzare se necessario.