Трансмиссиядагы энергия жоготууларын эсептөө
Электр системасында электр станциясында өндүрүлгөн электр энергиясынын баары эле кардарга жетпейт. Анын бир бөлүгү электр станциясынан, көмөкчордондон, электр берүү линиясынан жана бөлүштүрүү тармагынан өткөн жолдо "жоголгон". Бул жоготуулар энергия жоготуулары деп аталат. Электр берүүдөгү энергия жоготууларын эсептөө натыйжалуулукту жогорулатуу, эксплуатациялык чыгымдарды азайтуу, жабдуулардын кубаттуулугун аныктоо жана камсыздоонун сапатын жана ишенимдүүлүгүн сактоо үчүн абдан маанилүү. Бул макалада электр берүү линияларындагы энергия жоготууларын эсептөөнүн концепциясы, себептери жана практикалык ыкмалары талкууланат.
1. Берүү энергиясынын жоготуулары деген эмне?
Өткөрүү энергиясынын жоготуулары - бул жөнөтүүчү тараптан жөнөтүлгөн электр энергиясы менен берүү системасынын кабыл алуучу тарабынан алынган энергиянын ортосундагы айырма . Жөнөкөй сөз менен айтканда:
Энергиянын жоголушу = Жөнөтүлгөн энергия – Алынган энергия
Бул жоготуулар жөн гана бухгалтердик көрсөткүчтөр эмес; алар чындыгында өткөргүчтөрдө, трансформатордун өзөгүндө жылуулукка айланат жана электр жана магнит талаасынын кубулуштарынын натыйжасы болуп саналат. Система деңгээлинде жоготуулар, адатта, энергия үчүн кВт/саат же берилген жүктөмдөгү кубаттуулук үчүн кВт/МВт менен көрсөтүлөт. Пайыздык жоготуулар да көп колдонулат:
Жоготуу пайызы = (Жоготуу күчү / Жөнөтүү күчү) × 100%
2. Берүү жоготууларынын негизги себептери
Трансмиссиядагы жоготуулар, адатта, бир нече компоненттерге бөлүнөт:
а) Жездин жоголушу (I²R жоголушу)
Бул каналдагы эң басымдуу. Ток каршылыкка ээ болгон өткөргүч аркылуу өткөндө, төмөнкүдөй өлчөмдө жылуулук пайда болот:
P\жоготуу = I² × R
Ток күчөгөн сайын жоготуулар квадраттык түрдө көбөйөт. Ошондуктан, ошол эле кубаттуулук үчүн өткөрүү чыңалуусун жогорулатуу токту азайтып, жоготууларды автоматтык түрдө азайтат.
б) Теринин таасиринен жана жакындыгынан улам жоготуулар
Күйүк өзгөрмө ток, ток өткөргүчтүн бети аркылуу агат. Бул туруктуу токтун каршылыгына салыштырмалуу натыйжалуу каршылыкты жогорулатат. Жанаша жайгашкан өткөргүчтөрдө токтун бөлүштүрүлүшүнө да таасир этет (жакындык эффектиси). Экөө тең I²R жоготууларын көбөйтөт, айрыкча системалык жыштыктарда (Индонезияда 50 Гц), бирок таасири чоңураак өткөргүчтөрдө көбүрөөк байкалат.
в) Коронавирустун жоготуусу
Корона өткөргүчтүн айланасындагы электр талаасы абаны иондоштуруу үчүн жетиштүү күчтүү болгондо пайда болот, бул ышкырык ызы-чууну, радио тоскоолдуктарын жана кубаттуулуктун жоголушун пайда кылат. Корона жогорку чыңалууда, өткөргүчтүн орой беттеринде, нымдуу аба ырайында же жамгырда күчөйт. Корона жоготуулары олуттуу болот. системада ЭГВ/УГВ.
г) Диэлектриктик жоготуу жана изоляциянын агып кетиши
Изоляторлор жана материалдар Изоляциянын диэлектрикалык жоготуусу аз. Мындан тышкары, бетинде агып кетүү тогу пайда болот, айрыкча изолятор кир же ным болгондо. Бул маани, адатта, I²R жоготуусунан кичине болот, бирок ал дагы эле деталдуу изилдөөлөрдө эсептелет.
д) Байланыштуу жабдуулардагы (трансформаторлор жана реакторлор) жоготуулар
Тактап айтканда, "линия" болбосо да, электр берүү линиялары дээрлик ар дайым көмөкчү станцияларды жана трансформаторлорду камтыйт. Трансформаторлордо төмөнкүлөр бар:
– Жүксүз жоготуу (өзөктүн жоготуусу): жүктөмгө карата салыштырмалуу туруктуу.
– Жүктүн жоголушу (жездин жоголушу): токко/жүктөөгө көз каранды.
Эгерде изилдөөнүн максаты шинадан шинага "системалык берүүдөгү жоготуулар" болсо, анда трансформатордун жоготуулары, адатта, эске алынат.
3. Эсептөө үчүн керектүү маалыматтар
Техникалык жактан алганда, берүүдөгү жоготууларды эсептөө үчүн жалпысынан төмөнкүлөр талап кылынат:
1. Кабыл алуучу/жөнөтүүчү тараптагы P (MW) жана Q (MVAr) жүк/бөлүштүрүү же кубаттуулук.
2. Системанын чыңалуу (кВ), системанын 1-фазасы/3-фазасы.
3. Каналдын параметрлери: каршылык R (Ω), реактивдүүлүк X (Ω) жана зарыл болсо, сыйымдуулук/өткөргүчтүк (π модели).
4. Линиянын узундугу (км) жана өткөргүчтүн түрү, ар бир кмге R аныктоо үчүн.
5. Күнүмдүк/айлык/жылдык энергия жоготууларын эсептөөдө жүктүн профилин убакытка карата эсептөө.
4. Жөнөкөй ыкманы колдонуп, электр энергиясынын жоготууларын эсептөө
а) 3 фазалуу система
3 фазалуу линиялар үчүн жездин жалпы кубаттуулугунун жоголушу:
P\жоготуу = 3 × I² × R\фаза
Эгер белгилүү болсо өткөрүлүп берилген активдүү кубат жана фактор дая:
– P = √3 × V\_LL × I × cos φ
Андан кийин ток:
– I = P / (√3 × V\_LL × cos φ)
Мен белгилүү болгондон кийин, аны I²R жоготуу формуласына киргизиңиз.
Кыскача мисал:
Мисалы, 150 кВ өткөргүч, 50 МВт кубаттуулук, кубаттуулук коэффициенти 0,9, фазадагы жалпы каршылык 2 Ом.
Учурдагы:
I = 50×10⁶ / (√3 × 150×10³ × 0,9) ≈ 214 A
Жоготууга аракет кылыңыз:
Жоготуу = 3 × 214² × 2 ≈ 275 кВт
Бул жоготуулар ток күчүнө (жүктөөгө) жана линиянын жалпы каршылыгына өтө сезгич экенин көрсөтүп турат.
б) Кмге R параметрин колдонуу
Эгерде R ар бир км үчүн белгилүү болсо, мисалы, ар бир фазага 0,06 Ω/км жана узундугу 80 км болсо:
R_фазасы = 0,06 × 80 = 4,8 Ω
Андан кийин ошол эле формуланы колдонуңуз.
5. Электр энергиясынын жоготууларынан (кВт) энергия жоготууларын (кВт) эсептегиле.
Кубаттуулуктун жоготуулары (кВт) жүктүн өзгөрүшүнө жараша убакыттын өтүшү менен өзгөрөт. Берилген аралыкта кубаттуулуктун туруктуу жоготууларын эске алганда:
Жоготуу = Жоготуу × т
Эгерде 10 саат бою жоготуу 275 кВт болсо:
E\_жоготуу = 275 × 10 = 2.750 кВт/саат
Реалдуу эсептөө үчүн сааттык жүктөө маалыматтарын (жүктөө профили) колдонуңуз. Саатына I → саатына P\_жоготуу → бардык сааттар боюнча сумманы эсептеңиз:
Күнүмдүк чыгым = Σ (чыгым, саат × 1 саат)
P\_жоготуу ∝ I² болгондуктан, орточо токко негизделген эсептөөлөр дайыма эле так боло бербейт. Интервалдык маалыматтарды (мисалы, 15 мүнөт же 1 саат) колдонгон жакшы.
6. Өркүндөтүлгөн ыкма: кубаттуулук агымы (жүк агымы) аркылуу жоготууларды эсептөө
Көп шиналуу берүү тармактарында жоготууларды бир формула менен эсептөө оңой эмес, анткени ток бир нече линиялар боюнча бөлүнөт жана шина чыңалуулары ар кандай болот. Кеңири таралган ыкма - бул программалык камсыздоону (ETAP, DIgSILENT PowerFactory, PSS/E, OpenDSS же pandapower) колдонуу менен кубат агымын изилдөө.
Концептуалдык жактан:
– Сызыктагы кубаттуулуктун жоготуусун жөнөтүүчү жана кабыл алуучу тараптардагы комплекстүү кубаттуулуктун айырмасынан эсептөөгө болот:
Жоготуу = Жөнөтүү – Алуу
менен P\_loss = Re(S\_loss) болот.
– Же болбосо, кубат агымынын натыйжасында каналдын тогун жана R маанисинен:
P\жоготуу = 3 × |I|² × R.
Бул ыкма трансформатордун жоготууларын, шунт жоготууларын, ошондой эле трансформатордун кран жөндөөлөрүнүн жана реактивдүү компенсациянын таасирин эсептөөгө мүмкүндүк берет.
7. Берүүдөгү жоготууларды кантип азайтуу керек
Жоготуулар эсептелгенден кийин, кийинки кадам - бул азайтуу. Айрым кеңири таралган стратегияларга төмөнкүлөр кирет:
1. Токту (жана I²R жоготууларын) азайтуу үчүн берүү чыңалуусун жогорулатыңыз.
2. Каршылык көрсөтүүнү азайтуу жана коронаны басуу үчүн чоңураак кесилиштери же бириктиргичтери бар өткөргүчтөрдү колдонуу.
3. Реактивдүү кубаттуулукту компенсациялоо (конденсатор, STATCOM, SVC) реактивдүү токту азайтуу жана кубаттуулук коэффициентин жакшыртуу үчүн.
4. Тармактын иштешин оптималдаштыруу (кайра жөнөтүү, баскычты орнотуу, кайра конфигурациялоо, жолду тандоо).
5. Начар беттерден улам пайда болгон агып кетүүлөрдү жана корона көйгөйлөрүн азайтуу үчүн изоляторлорду жана өткөргүчтөрдү техникалык тейлөө.
8. Кесимпулан
Электр энергиясын берүүдөгү энергия жоготууларын эсептөө электр системасынын натыйжалуулугун жогорулатуудагы маанилүү кадам болуп саналат. Эң чоң жоготуулар, адатта, I²Rден келип чыгат, ага линиянын тогу жана каршылык күчтүү таасир этет, ал эми корона жана изоляциянын агып кетиши жогорку чыңалууда жана белгилүү бир экологиялык шарттарда олуттуу болушу мүмкүн. Жөнөкөй эсептөөлөрдү токтун жана каршылыктын негизги формулаларын колдонуу менен жүргүзүүгө болот, ал эми татаал тармактар үчүн кубаттуулук агымын талдоо талап кылынат. Операторлор жана системаны пландаштыруучулар себептерин жана эсептөө ыкмаларын түшүнүү менен, жоготууларды минималдаштыруу жана электр энергиясын бөлүштүрүүнүн ишенимдүүлүгүн жогорулатуу үчүн тиешелүү чараларды аныктай алышат.
Кааласаңыз, мен бул макаланы белгилүү бир контекстке ылайыкташтыра алам (мисалы, 70 кВ/150 кВ/500 кВ), сааттык эсептөөлөрдүн мисал таблицасын кошо алам же корона формуласын жана линиянын π моделин кошо алам.
