ಪ್ರಸರಣದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡುವುದು

ಪ್ರಸರಣದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟದ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ

Dalam sistem ketenagalistrikan, energi listrik yang dibangkitkan di pembangkit tidak seluruhnya sampai ke pelanggan. Sebagiannya “hilang” di sepanjang perjalanan dari pembangkit, gardu induk, jaringan transmisi, hingga jaringan distribusi. Kehilangan ini dikenal sebagai rugi-rugi energi (losses) . Menghitung rugi-rugi energi dalam transmisi penting untuk meningkatkan efisiensi, menekan biaya operasi, menentukan kapasitas peralatan, serta menjaga kualitas dan keandalan pasokan. Artikel ini membahas konsep, penyebab, dan cara menghitung rugi-rugi energi pada saluran transmisi secara praktis.

1. ಪ್ರಸರಣ ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟಗಳು ಯಾವುವು?

Rugi-rugi energi transmisi adalah selisih antara energi listrik yang dikirim dari sisi pengirim (sending end) dan energi yang diterima di sisi penerima (receiving end) pada ಪ್ರಸರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆ. Secara sederhana:

ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟ = ಕಳುಹಿಸಿದ ಶಕ್ತಿ - ಸ್ವೀಕರಿಸಿದ ಶಕ್ತಿ

Rugi ini bukan sekadar angka akuntansi, melainkan benar-benar berubah menjadi panas pada konduktor, inti trafo, maupun akibat fenomena ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ dan magnet. Di tingkat sistem, rugi-rugi biasa dinyatakan dalam kWh untuk energi, atau kW/MW untuk daya pada kondisi beban tertentu. Presentase rugi-rugi juga sering dipakai:

ನಷ್ಟದ ಶೇಕಡಾವಾರು = (ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟ / ಕಳುಹಿಸುವ ಶಕ್ತಿ) × 100%

2. ಪ್ರಸರಣ ನಷ್ಟಗಳ ಮುಖ್ಯ ಕಾರಣಗಳು

ಪ್ರಸರಣ ನಷ್ಟಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹಲವಾರು ಘಟಕಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ:

a) ತಾಮ್ರ ನಷ್ಟ (I²R ನಷ್ಟ)
ಇದು ಚಾನಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಬಲವಾಗಿದೆ. ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವಾಹಕದ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಹರಿಯುವಾಗ, ಶಾಖವು ಈ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ:

P\_ನಷ್ಟ = I² × R

ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ನಷ್ಟಗಳು ಚತುರ್ಭುಜವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಅದೇ ಶಕ್ತಿಗೆ ಪ್ರಸರಣ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ ನಷ್ಟಗಳು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತವೆ.

ಬಿ) ಚರ್ಮದ ಪರಿಣಾಮ ಮತ್ತು ಸಾಮೀಪ್ಯದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ನಷ್ಟಗಳು
ಪಾದ ಪರ್ಯಾಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ, arus cenderung mengalir di permukaan konduktor. Hal ini meningkatkan resistansi efektif dibanding resistansi DC. Pada konduktor berdekatan, distribusi arus juga terpengaruh (proximity effect). Keduanya meningkatkan rugi I²R terutama pada frekuensi sistem (50 Hz di Indonesia) meskipun dampaknya lebih terasa pada konduktor besar.

ಸಿ) ಕೊರೊನಾ ನಷ್ಟ
Korona terjadi saat medan listrik di sekitar konduktor cukup tinggi hingga mengionisasi udara, menimbulkan suara mendesis, interferensi radio, dan rugi daya. Korona meningkat pada tegangan tinggi, permukaan konduktor kasar, cuaca lembap, atau saat hujan. Rugi korona cenderung signifikan ಸಿಸ್ಟಂನಲ್ಲಿ EHV/UHV.

ಡಿ) ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ನಷ್ಟ ಮತ್ತು ನಿರೋಧನ ಸೋರಿಕೆ
Isolator dan material isolasi memiliki rugi dielektrik kecil. Selain itu ada kebocoran arus permukaan terutama saat isolator kotor atau basah. Nilainya biasanya lebih kecil dibanding rugi I²R, tetapi tetap dihitung dalam studi detail.

ಇ) ಸಂಬಂಧಿತ ಉಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿನ ನಷ್ಟಗಳು (ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ಗಳು)
ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾಗಿ "ಲೈನ್" ಅಲ್ಲದಿದ್ದರೂ, ಪ್ರಸರಣ ಲೈನ್‌ಗಳು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಯಾವಾಗಲೂ ಸಬ್‌ಸ್ಟೇಷನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್‌ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ. ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್‌ಗಳು ಇವುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ:
– No-load loss (core loss) : relatif konstan terhadap beban.
– Load loss (copper loss) : bergantung pada arus/beban.

ಅಧ್ಯಯನದ ಉದ್ದೇಶವು ಬಸ್‌ನಿಂದ ಬಸ್‌ಗೆ "ಸಿಸ್ಟಮ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಷನ್ ನಷ್ಟಗಳು" ಆಗಿದ್ದರೆ, ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್ ನಷ್ಟಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

3. ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಕ್ಕೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಡೇಟಾ

ತಾಂತ್ರಿಕವಾಗಿ ಪ್ರಸರಣ ನಷ್ಟವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ದತ್ತಾಂಶಗಳು:
1. P (MW) dan Q (MVAr) beban/penyaluran atau daya pada ujung penerima/pengirim.
2. Tegangan sistem (kV) , jenis sistem 1 fasa/3 fasa.
3. Parameter saluran: resistansi R (Ω), reaktansi X (Ω), dan jika perlu kapasitansi/konduktansi (model π).
4. Panjang saluran (km) dan jenis konduktor untuk menentukan R per km.
5. Profil beban terhadap waktu bila menghitung energi rugi harian/bulanan/tahunan.

4. Menghitung rugi-rugi daya dengan pendekatan sederhana

a) 3-ಹಂತದ ವ್ಯವಸ್ಥೆ
3-ಹಂತದ ಮಾರ್ಗಗಳಿಗೆ, ಒಟ್ಟು ತಾಮ್ರದ ವಿದ್ಯುತ್ ನಷ್ಟ:

P\_ನಷ್ಟ = 3 × I² × R\_ಹಂತ

Jika diketahui daya aktif yang ditransmisikan dan faktor daya:
– P = √3 × V\_LL × I × cos φ
ನಂತರ ಪ್ರಸ್ತುತ:
– I = P / (√3 × V\_LL × cos φ)

ನಾನು ಯಾರೆಂದು ತಿಳಿದ ನಂತರ, ಅದನ್ನು I²R ನಷ್ಟ ಸೂತ್ರದಲ್ಲಿ ನಮೂದಿಸಿ.

ಒಂದು ಸಣ್ಣ ಉದಾಹರಣೆ:
ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 150 kV ಪ್ರಸರಣ, 50 MW ಶಕ್ತಿ, ವಿದ್ಯುತ್ ಅಂಶ 0,9, ಪ್ರತಿ ಹಂತಕ್ಕೆ ಒಟ್ಟು ಪ್ರತಿರೋಧ 2 Ω.
ಪ್ರಸ್ತುತ:
I = 50×10⁶ / (√3 × 150×10³ × 0,9) ≈ 214 ಎ
ನಷ್ಟ ಮಾಡಿ:
P\_ನಷ್ಟ = 3 × 214² × 2 ≈ 275 kW

ನಷ್ಟಗಳು ಪ್ರವಾಹ (ಲೋಡ್) ಮತ್ತು ರೇಖೆಯ ಒಟ್ಟು ಪ್ರತಿರೋಧಕ್ಕೆ ಬಹಳ ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಎಂದು ಇದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಬಿ) ಪ್ರತಿ ಕಿ.ಮೀ.ಗೆ R ನಿಯತಾಂಕವನ್ನು ಬಳಸುವುದು
R ಪ್ರತಿ ಕಿ.ಮೀ.ಗೆ ತಿಳಿದಿದ್ದರೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಪ್ರತಿ ಹಂತಕ್ಕೆ 0,06 Ω/ಕಿ.ಮೀ., ಮತ್ತು ಉದ್ದ 80 ಕಿ.ಮೀ. ಆಗಿದ್ದರೆ:
R\_ಹಂತ = 0,06 × 80 = 4,8 Ω
ನಂತರ ಅದೇ ಸೂತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಿ.

5. ವಿದ್ಯುತ್ ನಷ್ಟಗಳಿಂದ (kW) ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟಗಳನ್ನು (kWh) ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ

ವಿದ್ಯುತ್ ನಷ್ಟಗಳು (kW) ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ ಹೊರೆ ಬದಲಾದಂತೆ ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮಧ್ಯಂತರದಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರ ವಿದ್ಯುತ್ ನಷ್ಟವನ್ನು ಊಹಿಸಿದರೆ:

E\_loss = P\_loss × t

10 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ P\_loss = 275 kW ಆಗಿದ್ದರೆ:
E\_loss = 275 × 10 = 2.750 kWh

ಹೆಚ್ಚು ವಾಸ್ತವಿಕ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಕ್ಕಾಗಿ, ಗಂಟೆಯ ಲೋಡ್ ಡೇಟಾವನ್ನು (ಲೋಡ್ ಪ್ರೊಫೈಲ್) ಬಳಸಿ. ಪ್ರತಿ ಗಂಟೆಗೆ I ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ → ಪ್ರತಿ ಗಂಟೆಗೆ P\_ನಷ್ಟ → ಎಲ್ಲಾ ಗಂಟೆಗಳ ಮೊತ್ತ:

ದೈನಂದಿನ E\_ನಷ್ಟ = Σ (P\_ನಷ್ಟ,ಗಂಟೆ × 1 ಗಂಟೆ)

P\_loss ∝ I² ಆಗಿರುವುದರಿಂದ, ಸರಾಸರಿ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳು ಯಾವಾಗಲೂ ನಿಖರವಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಮಧ್ಯಂತರ ಡೇಟಾವನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಉತ್ತಮ (ಉದಾ., 15 ನಿಮಿಷಗಳು ಅಥವಾ 1 ಗಂಟೆ).

6. ಸುಧಾರಿತ ವಿಧಾನ: ವಿದ್ಯುತ್ ಹರಿವಿನ ಮೂಲಕ ನಷ್ಟದ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ (ಲೋಡ್ ಹರಿವು)

Pada jaringan transmisi multi-bus, rugi tidak mudah dihitung dengan satu rumus karena arus terbagi ke banyak saluran dan tegangan bus berbeda-beda. Metode yang lazim adalah studi aliran daya (power flow) memakai perangkat lunak (ETAP, DIgSILENT PowerFactory, PSS/E, OpenDSS, atau pandapower).

ಕಲ್ಪನಾತ್ಮಕವಾಗಿ:
– ಕಳುಹಿಸುವ ಮತ್ತು ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ತುದಿಗಳಲ್ಲಿನ ಸಂಕೀರ್ಣ ವಿದ್ಯುತ್‌ನಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಿಂದ ಮಾರ್ಗದಲ್ಲಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ನಷ್ಟವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು:
ನಷ್ಟ = ನಷ್ಟ - ಕಳುಹಿಸುವಿಕೆ - ಕಳುಹಿಸುವಿಕೆ - ಸ್ವೀಕರಿಸುವಿಕೆ - ಸ್ವೀಕರಿಸುವಿಕೆ - ಸ್ವೀಕರಿಸುವಿಕೆ - ಸ್ವೀಕರಿಸುವಿಕೆ - ಸ್ವೀಕರಿಸುವಿಕೆ - ಸ್ವೀಕರಿಸುವಿಕೆ - ಸ್ವೀಕರಿಸುವಿಕೆ - ಸ್ವೀಕರಿಸುವಿಕೆ - ಸ್ವೀಕರಿಸುವಿಕೆ - ಸ್ವೀಕರಿಸುವಿಕೆ - ಸ್ವೀಕರಿಸುವಿಕೆ - ಸ್ವೀಕರಿಸುವಿಕೆ - ಸ್ವೀಕರಿಸುವಿಕೆ - ಸ್ವೀಕರಿಸುವಿಕೆ - ಸ್ವೀಕರಿಸುವಿಕೆ - ಸ್ವೀಕರಿಸುವಿಕೆ - ಸ್ವೀಕರಿಸುವಿಕೆ
dengan P\_loss = Re(S\_loss) .
– ಪರ್ಯಾಯವಾಗಿ, ವಿದ್ಯುತ್ ಹರಿವಿನ ಫಲಿತಾಂಶದ ಚಾನಲ್ ಕರೆಂಟ್ ಮತ್ತು R ಮೌಲ್ಯದಿಂದ:
P\_loss = 3 × |I|² × R .

ಈ ವಿಧಾನವು ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್ ನಷ್ಟಗಳು, ಷಂಟ್ ನಷ್ಟಗಳು, ಹಾಗೆಯೇ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್ ಟ್ಯಾಪ್ ಸೆಟ್ಟಿಂಗ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಪರಿಹಾರದ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಸಹ ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.

7. ಪ್ರಸರಣ ನಷ್ಟವನ್ನು ಹೇಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು

ನಷ್ಟಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದ ನಂತರ, ಮುಂದಿನ ಹಂತವು ತಗ್ಗಿಸುವಿಕೆಯಾಗಿದೆ. ಕೆಲವು ಸಾಮಾನ್ಯ ತಂತ್ರಗಳು ಸೇರಿವೆ:
1. Menaikkan tegangan transmisi untuk menurunkan arus (dan rugi I²R).
2. Menggunakan konduktor berpenampang lebih besar atau bundling untuk menurunkan resistansi dan menekan korona.
3. Kompensasi daya reaktif (kapasitor, STATCOM, SVC) agar arus reaktif berkurang dan faktor daya membaik.
4. Optimasi operasi jaringan (re-dispatch, pengaturan tap, re-konfigurasi, pemilihan jalur).
5. Perawatan isolator dan konduktor untuk mengurangi kebocoran dan masalah korona akibat permukaan yang buruk.

8. ಕೆಸಿಂಪುಲನ್

Menghitung rugi-rugi energi dalam transmisi adalah langkah utama dalam meningkatkan efisiensi sistem tenaga. Rugi terbesar umumnya berasal dari I²R yang sangat dipengaruhi arus dan resistansi saluran, sementara korona dan kebocoran isolasi dapat menjadi signifikan pada tegangan tinggi dan kondisi lingkungan tertentu. Perhitungan sederhana bisa dilakukan dengan rumus dasar arus dan resistansi, sedangkan untuk jaringan kompleks diperlukan analisis aliran daya. Dengan memahami penyebab dan cara perhitungannya, operator dan perencana sistem dapat menentukan tindakan yang tepat untuk menekan rugi dan meningkatkan keandalan penyaluran ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿ.

ನೀವು ಬಯಸಿದರೆ, ನಾನು ಈ ಲೇಖನವನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸಂದರ್ಭಕ್ಕೆ (ಉದಾ. 70 kV/150 kV/500 kV) ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು, ಗಂಟೆಯ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳ ಉದಾಹರಣೆಯ ಕೋಷ್ಟಕವನ್ನು ಸೇರಿಸಬಹುದು, ಅಥವಾ ಕರೋನಾ ಸೂತ್ರ ಮತ್ತು ಸಾಲಿನ π ಮಾದರಿಯನ್ನು ಸೇರಿಸಬಹುದು.