Perdita di energia elettrica. Determinazione delle perdite in un trasformatore

23/01/2014

Uno dei problemi più importanti per l'industria energetica oggi è la perdita di elettricità durante il trasporto attraverso le reti. Per i consumatori, hanno un impatto negativo sulla qualità dell'approvvigionamento di elettricità e, per le società energetiche, sulla loro economia. Inoltre, le perdite di energia influiscono negativamente sul funzionamento dell'intero sistema di alimentazione. Sono chiamati effettivi o di segnalazione. Tali perdite rappresentano la differenza di energia elettrica tra quella immessa in rete e quella fornita ai consumatori.

Le perdite di energia possono essere classificate secondo varie componenti: la natura delle perdite, la classe di tensione, il gruppo di elementi, l'unità di produzione, ecc. Cercheremo di separarli secondo la natura fisica e le specificità dei metodi per determinare il valore quantitativo. Questi parametri possono essere distinti:

1. Perdite di natura tecnica. Si verificano durante la trasmissione di energia attraverso le reti elettriche e sono causati da processi fisici che si verificano nei cavi e nelle apparecchiature.

2. Elettricità, che viene spesa per garantire il funzionamento delle sottostazioni e le attività del personale. Tale energia è determinata dai contatori installati sui trasformatori ausiliari delle centrali elettriche.

3. Perdite dovute ad errori nella sua misurazione da parte degli strumenti.

4. Perdite di natura commerciale. Questi sono il furto di energia, le differenze nelle letture dei contatori e i pagamenti effettuati dai consumatori. Sono calcolati dalla differenza tra le perdite dichiarate e l'ammontare delle perdite di energia elettrica da noi indicate nei primi tre paragrafi. Le perdite di energia che si verificano a causa di un furto dipendono dal fattore umano. Questo - . Ma i primi tre componenti si verificano a seguito delle esigenze tecnologiche del processo, è su di loro che ora discuteremo.

L'elettricità è un prodotto che non richiede risorse aggiuntive per il trasporto nel percorso dal produttore al consumatore, ma si consuma. Questo processo è inevitabile. Infatti, quando si spostano i veicoli dal punto A al punto B, spendiamo benzina, gas o energia del motore elettrico e lo diamo per scontato. Non diciamo mai che durante il trasporto del carico "la perdita di benzina è stata di 10 litri", di solito si usa l'espressione "il consumo di benzina è stato di 10 litri". La quantità di elettricità utilizzata per il trasporto, come nell'esempio con le automobili, la chiamiamo perdite. L'essenza di questo termine nella rappresentazione delle persone ignoranti è cattiva processo organizzato trasporto di elettricità, che può essere associato a perdite nel trasporto di patate o grano. Per vedere il contrario, considera un esempio.

Quando ci si sposta, l'elettricità percorre centinaia di chilometri, un tale processo non può avvenire senza determinati costi. Per dimostrare più chiaramente l'immagine, confrontiamo la trasmissione energia elettrica con il trasferimento di energia termica, che sono essenzialmente molto simili. Energia termica perde anche una parte di sé durante il trasporto. Ad esempio, attraverso l'isolamento dei tubi, che non può essere perfetto. Tali perdite sono inevitabili, non vengono completamente eliminate, ma solo ridotte migliorando l'isolamento, sostituendo i tubi con altri più avanzati. Il processo richiede notevoli costi di materiale. Allo stesso tempo, il lavoro utile finalizzato al trasporto dell'energia termica stessa non viene svolto da tali perdite. Il trasporto attraverso i tubi viene effettuato a causa dell'energia consumata dalle stazioni di pompaggio. In caso di rottura di tubi e perdite acqua calda all'esterno, il termine "perdite" può essere applicato per intero. Le perdite nella trasmissione di energia elettrica sono di natura leggermente diversa. Si impegnano lavoro utile. Come nell'esempio dell'acqua, l'elettricità non può "fuoriuscire" dai fili.

La rete elettrica è un sistema di conversione e distribuzione. Le sue parti sono interconnesse da fili e cavi. Su centinaia e migliaia di chilometri che separano il produttore di energia e il consumatore, ci sono sistemi di trasformazione e derivazione, che sono dispositivi di commutazione e conduttori. La corrente che scorre in questi conduttori è il movimento ordinato degli elettroni. Quando si muovono, si scontrano con ostacoli della struttura cristallina della sostanza. Per superare questa barriera, un elettrone ha bisogno di spenderne una certa quantità Energia interna. Quest'ultimo si trasforma in energia termica e scompare senza lasciare traccia ambiente. Questa è la "perdita" di energia elettrica.

Ma motivo dichiarato lungo il quale si verificano non è l'unico. Durante un lungo viaggio, l'energia incontra un gran numero di dispositivi di commutazione sotto forma di avviatori, interruttori, interruttori e simili. Sono costituiti da contatti di potenza che hanno una resistenza maggiore rispetto ai conduttori omogenei - fili o cavi. Durante il funzionamento si verifica l'usura dei contatti, di conseguenza peggiora la conducibilità elettrica e, di conseguenza, la perdita di elettricità. Anche i contatti in luoghi in cui è presente una connessione cablata con tutti i tipi di dispositivi, dispositivi e sistemi sono importanti in questo processo. In totale, tutti i punti di connessione rappresentano una quantità significativa di perdita di energia. Le perdite di energia possono essere esacerbate dalla prevenzione e dal controllo prematuri di sezioni delle reti elettriche. Si può chiamare un motivo in più per la dispersione di elettricità: non importa quanto bene siano isolati i fili, una certa parte della corrente arriva comunque a terra.

In luoghi con isolamento elettrico obsoleto, le perdite sono naturalmente aggravate. Il loro numero è anche influenzato dal sovraccarico dell'apparecchiatura: sottostazioni di trasformazione, punti di distribuzione, cavi e linee aeree. Si può concludere che il monitoraggio tempestivo delle condizioni delle apparecchiature, la necessaria riparazione e sostituzione, il rispetto dei requisiti operativi, riducono le perdite di energia. L'aumento del numero di perdite è la prova di problemi nella rete che richiedono riattrezzature tecniche, miglioramento dei metodi e dei mezzi operativi.

Esperti internazionali hanno stabilito che le perdite di energia durante la trasmissione attraverso le reti elettriche sono considerate appropriate se il loro tasso non è superiore al 4-5%. Nel caso in cui raggiungano il 10%, sono da considerarsi il massimo consentito. IN paesi diversi i punteggi possono variare in modo significativo. Dipende dai principi dello sviluppo del sistema energetico. I fattori determinanti sono il focus su grandi centrali elettriche e lunghe linee elettriche o stazioni a bassa potenza situate in centri di carico, ecc. In paesi come Germania e Giappone, il tasso di perdita è del 4-5%. Nei paesi in cui il territorio è lungo e sistema energetico concentrata su potenti centrali elettriche, la perdita si avvicina al 10%. La Norvegia e il Canada ne sono un esempio. La generazione di energia in ogni paese è unica. Pertanto, applicare gli indicatori di qualsiasi paese a Condizioni russe completamente inutile.

La situazione in Russia suggerisce che il livello delle perdite può essere giustificato solo da calcoli per circuiti specifici e carichi di rete. Il tasso di perdita è stabilito dal Ministero dell'Energia separatamente per ciascuna società di rete. IN diverse regioni questi numeri sono diversi. La cifra media per la Russia era del 10%. L'importanza del problema cresce ogni anno. A questo proposito, c'è grande lavoro sull'analisi delle perdite e sulla loro riduzione, sono in fase di sviluppo metodi efficaci calcolo. Pertanto, AO-Energo ha presentato un'intera serie di calcoli di tutti i componenti delle perdite nelle reti di tutte le categorie. Questo complesso ha ricevuto un certificato di conformità, che è stato approvato dalla CDU dell'UES della Russia, dal Glavgosenergonadzor della Russia e dal Dipartimento delle reti elettriche della RAO UES della Russia. La fissazione delle tariffe per l'elettricità dipende anche dalle norme sulle perdite in questo settore. Le tariffe sono regolate dalle commissioni federali e regionali per l'energia. Le organizzazioni sono tenute a giustificare il livello di perdita di energia ritenuto appropriato per loro e includerlo nelle tariffe. Le commissioni per l'energia, a loro volta, analizzano queste giustificazioni e le accettano o le correggono. Il leader in termini di minima perdita di energia nel paese è la Repubblica di Khakassia. Qui la cifra è del 4%.

Lezione n. 7

Perdite di potenza ed elettricità negli elementi di rete

1. Perdite di potenza negli elementi di rete.

2. Calcolo delle perdite di potenza nelle linee elettriche.

3. Calcolo delle perdite di potenza nelle linee di trasmissione di potenza con carico uniformemente distribuito.

4. Calcolo delle perdite di potenza nei trasformatori.

5. Carichi ridotti e calcolati dei consumatori.

6. Calcolo delle perdite di energia elettrica.

7. Misure per ridurre le perdite di potenza.

Perdite di potenza negli elementi di rete

Per una caratteristica quantitativa del funzionamento degli elementi della rete elettrica, vengono considerate le sue modalità operative. Modalità Lavoro- si tratta di uno stato elettrico stazionario, caratterizzato dai valori di correnti, tensioni, potenze attive, reattive e apparenti.

Lo scopo principale del calcolo delle modalità è determinare questi parametri, sia per verificare l'ammissibilità delle modalità, sia per garantire l'efficienza del funzionamento degli elementi di rete.

La determinazione dei valori delle correnti negli elementi della rete e delle tensioni nei suoi nodi inizia con la costruzione di un quadro della distribuzione della potenza totale sull'elemento, ovvero con la determinazione delle potenze all'inizio e alla fine di ciascun elemento. Questo modello è chiamato distribuzione del flusso.

Quando si calcola la potenza all'inizio e alla fine di un elemento di rete elettrica, vengono prese in considerazione le perdite di potenza nelle resistenze dell'elemento e l'influenza delle sue conduttività.

Calcolo delle perdite di potenza nelle linee elettriche

Le perdite di potenza attiva nella sezione PTL (vedi Fig. 7.1) sono dovute alla resistenza attiva di fili e cavi, nonché all'imperfezione del loro isolamento. La potenza persa nelle resistenze attive di una linea di trasmissione di potenza trifase e spesa per il suo riscaldamento è determinata dalla formula:

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dove Assorbimento" href="/text/category/absorbtciya/" rel="bookmark">assorbimento . Le perdite sono calcolate utilizzando la formula:

Dove U

G– conducibilità attiva del LEP.

Quando si progettano linee aeree di trasmissione di potenza, la perdita di potenza alla corona tende a essere ridotta a zero scegliendo un tale diametro del filo quando la possibilità di una corona è praticamente assente.

Le perdite di potenza reattiva nella sezione PTL sono dovute alle resistenze induttive di fili e cavi. La potenza reattiva persa in una linea di trasmissione trifase viene calcolata in modo simile alla potenza persa nelle resistenze attive:

La potenza di carica della linea di trasmissione di potenza generata dalla conduzione capacitiva è calcolata dalla formula:

,

Dove U- tensione lineare all'inizio o alla fine della linea di trasmissione di potenza;

B- conducibilità reattiva del LEP.

La potenza di ricarica riduce il carico reattivo della rete e quindi riduce le perdite di potenza in essa.

Calcolo delle perdite di potenza nelle linee di trasmissione di potenza con carico uniformemente distribuito

A righe reti locali () i consumatori della stessa potenza possono trovarsi alla stessa distanza l'uno dall'altro (ad esempio,). Tali linee di trasmissione sono chiamate linee con un carico uniformemente distribuito (vedi Fig. 7.2).

In una linea di corrente alternata trifase uniformemente caricata con una lunghezza l con carico di corrente totale IO sarà la densità di corrente per unità di lunghezza IO/l. Con resistenza attiva lineare R 0 perdite di potenza attiva saranno:

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Se il carico fosse concentrato all'estremità, la perdita di potenza sarebbe definita come:

.

Confrontando le espressioni date, vediamo che le perdite di potenza nella linea con un carico uniformemente distribuito sono 3 volte inferiori.

Calcolo delle perdite di potenza nei trasformatori

Le perdite di potenza attiva e reattiva nei trasformatori e negli autotrasformatori si suddividono in perdite nell'acciaio e perdite nel rame (perdite di carico). Le perdite nell'acciaio sono perdite nella conduttanza dei trasformatori. Dipendono dalla tensione applicata. Le perdite di carico sono perdite nella resistenza dei trasformatori. Dipendono dalla corrente di carico.

Le perdite di potenza attiva nell'acciaio dei trasformatori sono perdite dovute all'inversione della magnetizzazione e alle correnti parassite. Determinato dalle perdite a vuoto del trasformatore, che sono riportate nei dati del suo passaporto.

Le perdite di potenza reattiva nell'acciaio sono determinate dalla corrente a vuoto del trasformatore, il cui valore percentuale è riportato nei dati del suo passaporto:

Le perdite di potenza negli avvolgimenti del trasformatore possono essere determinate in due modi:

Dai parametri del circuito equivalente;

secondo i dati del passaporto del trasformatore.

Le perdite di potenza secondo i parametri del circuito equivalente sono determinate dalle stesse formule della linea di trasmissione di potenza:

,

Dove S– potenza del carico;

U– tensione di linea sul lato secondario del trasformatore.

Per un trasformatore o autotrasformatore a tre avvolgimenti, le perdite di rame sono definite come la somma delle perdite di potenza di ciascuno degli avvolgimenti.

Otterremo espressioni per determinare le perdite di potenza in base ai dati del passaporto di un trasformatore a due avvolgimenti.

Le perdite di cortocircuito indicate nei dati di targa sono determinate alla corrente nominale del trasformatore

(7.1)

Per qualsiasi altro carico, le perdite nel rame del trasformatore sono

(7.2)

Dividendo l'espressione (7.1) per (7.2), otteniamo

Dove possiamo trovare https://pandia.ru/text/78/372/images/image021_30.gif" width="149" height="52">

Se nell'espressione per il calcolo, sostituiamo l'espressione per determinare la reattanza del trasformatore, otteniamo:

Pertanto, la perdita di potenza totale in un trasformatore a due avvolgimenti è pari a:

Se in una sottostazione con un carico totale S funziona in parallelo N trasformatori identici, quindi le loro resistenze equivalenti in N volte meno e conducibilità in N volte di più. Poi,

Per N trasformatori identici a tre avvolgimenti (autotrasformatori) funzionanti in parallelo, le perdite di potenza sono calcolate dalle formule:

Dove S V, S Con, S n - rispettivamente, la potenza che passa attraverso gli avvolgimenti delle tensioni superiore, media e inferiore del trasformatore.

Carichi ridotti e calcolati di consumatori

Il circuito equivalente calcolato per una sezione di rete è una configurazione piuttosto complessa, dato il schema completo sostituzione di linee di trasmissione di potenza e trasformatori. Per semplificare gli schemi di progettazione delle reti con una tensione nominale fino a 220 kV inclusi, viene introdotto il concetto di carichi "ridotti", "di progetto".

Il carico della sottostazione utilizzatore ridotto al lato della tensione più alta è la somma delle potenze di carico specificate sui bus a bassa e media tensione e delle perdite di potenza nelle resistenze e conduttanze dei trasformatori. Il carico ES ridotto al lato della tensione più alta è la somma delle capacità del generatore meno il carico dell'area locale e le perdite di potenza nelle resistenze e conduttanze dei trasformatori.

Il carico di progetto di una sottostazione o di una centrale elettrica è definito come la somma algebrica del carico ridotto e della metà della potenza di carica della linea di trasmissione di potenza collegata ai bus a più alta tensione della sottostazione o dell'alimentatore.

Le potenze di carica vengono determinate prima di calcolare la modalità in base alla tensione nominale e non reale, il che introduce un errore completamente accettabile nel calcolo.

La possibilità di semplificare lo schema di progettazione quando si utilizzano i concetti di carichi "ridotti" e "calcolati" è mostrata in fig. 7.3:

Calcolo delle perdite di energia elettrica

Durante la trasmissione dell'elettricità, parte di essa viene spesa per il riscaldamento, la creazione di campi elettromagnetici e altri effetti. Questa spesa si chiama perdita. Nel settore dell'energia elettrica, il termine “perdite” ha un significato specifico. Se in altri settori le perdite sono associate a prodotti difettosi, la perdita di elettricità è una spesa tecnologica per la sua trasmissione.

L'ammontare delle perdite di elettricità dipende dalla natura della variazione del carico nel periodo considerato. Ad esempio, in una linea di trasmissione di potenza funzionante con un carico costante, perdite di potenza nel tempo T sono calcolati come segue:

dove https://pandia.ru/text/78/372/images/image035_17.gif" align="left" width="289" height="222 src=">Supponiamo che il carico del consumatore nell'anno sia cambiato in base a programma successivo(vedi figura 7.4). Poi,

L'integrale è in realtà l'area delimitata dal grafico della variazione del quadrato della corrente. Pertanto, la perdita di elettricità attiva è proporzionale all'area della curva di carico annuale quadratica.

Poiché la tensione sulle sbarre del ricevitore di potenza cambia leggermente, il suo valore può essere considerato invariato. Sostituendo l'integrale con la somma delle aree dei rettangoli con passo Δ ti, noi abbiamo:

Le perdite di elettricità nei trasformatori per un determinato programma di carico quando si utilizzano i dati del passaporto sono calcolate dalle formule:

per due avvolgimenti

per trasformatori a tre avvolgimenti (autotrasformatori)

https://pandia.ru/text/78/372/images/image041_16.gif" width="412" height="52">,

dove https://pandia.ru/text/78/372/images/image043_12.gif" width="148" height="48">

Per le curve di carico tipiche, il valore τm determinato dal valore noto Tim:

(7.3)

Secondo questo metodo, le perdite di potenza negli elementi di rete sono calcolate dalle formule:

nelle linee elettriche

nei trasformatori a due avvolgimenti

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Valore τm in è calcolato dalla formula (7.3) dal valore Tim in, il cui valore è determinato come media ponderata:

La quantità τm per una linea di trasmissione di energia che alimenta più utenze.

Misure per ridurre le perdite di potenza

Le perdite di potenza ed elettricità raggiungono valori significativi e sono uno dei principali fattori che influenzano l'efficienza delle reti. Il loro valore è regolato dai decreti del Comitato Nazionale per la Regolazione dell'Elettricità (NERC) nelle reti con tensione fino a 35 kV e nelle reti con tensione di 35 kV e oltre.

La maggior parte delle perdite di elettricità (60 - 70%) si verificano in reti con una tensione di 6 - 10 kV. Pertanto, le seguenti misure si applicano alle reti di queste tensioni e ai ricevitori elettrici:

Utilizzo di un livello di tensione superiore (10 kV invece di 6 kV);

· Incremento del livello di tensione nella rete mediante l'utilizzo di dispositivi di regolazione della tensione;

regolazione dei flussi di potenza attiva e reattiva in collegamenti separati della rete;

· l'utilizzo di razionali circuiti di alimentazione delle utenze, che consentano un caricamento più economico delle linee di trasmissione di potenza e dei trasformatori;

Razionalizzazione delle strutture energetiche delle imprese - miglioramento cosφ, giusta scelta potenza e carico dei motori elettrici.

Un trasformatore è un dispositivo progettato per convertire l'energia elettrica della rete. Questa installazione ha due o più avvolgimenti. Nel corso del loro lavoro, i trasformatori possono convertire la frequenza e la tensione della corrente, nonché il numero di fasi della rete.

Durante l'esecuzione delle funzioni specificate, si osservano perdite di potenza nel trasformatore. Influiscono sulla quantità iniziale di elettricità che il dispositivo produce in uscita. Quali sono le perdite e l'efficienza del trasformatore, saranno discusse ulteriormente.

Dispositivo

Il trasformatore è un dispositivo statico. Funziona con l'elettricità. Non ci sono parti mobili nel design. Pertanto, è escluso un aumento dei costi dell'energia elettrica dovuto a cause meccaniche.

Durante il funzionamento delle apparecchiature elettriche, i costi dell'elettricità aumentano durante le ore non lavorative. Ciò è dovuto alla crescita delle perdite attive a vuoto nell'acciaio. Allo stesso tempo, si ha una diminuzione del carico nominale con un aumento dell'energia di tipo reattivo. Le perdite di energia che si determinano nel trasformatore si riferiscono alla potenza attiva. Appaiono nell'azionamento magnetico, sugli avvolgimenti e su altri componenti dell'unità.

Concetto di perdite

Durante il funzionamento dell'impianto, parte della potenza viene fornita al circuito primario. Si dissipa nel sistema. Pertanto, la potenza in ingresso al carico è determinata a un livello inferiore. La differenza è la riduzione di potenza totale nel trasformatore.

Esistono due tipi di motivi per i quali si verifica un aumento del consumo energetico delle apparecchiature. Sono influenzati vari fattori. Si dividono nelle seguenti tipologie:

1. Magnetico.
2. Elettrico.

Dovrebbero essere compresi per poter ridurre le perdite elettriche nel trasformatore di potenza.

Perdite magnetiche

Nel primo caso le perdite nell'acciaio del trascinamento magnetico sono costituite da correnti parassite e isteresi. Sono direttamente proporzionali alla massa del nucleo e alla sua induzione magnetica. Il ferro stesso, da cui viene ricavata la trasmissione magnetica, influisce su questa caratteristica. Pertanto, il nucleo è realizzato in acciaio elettrico. I piatti sono sottili. Tra di loro si trova uno strato di isolamento.

Inoltre, la frequenza della corrente influisce sulla riduzione della potenza del dispositivo trasformatore. Con il suo aumento aumentano anche le perdite magnetiche. Questo indicatore non è influenzato dai cambiamenti nel carico del dispositivo.

Perdite elettriche

La riduzione di potenza può essere determinata negli avvolgimenti quando sono riscaldati dalla corrente. Nelle reti, tali costi rappresentano il 4-7% di totale energia consumata. Dipendono da diversi fattori. Questi includono:

Configurazione delle reti interne, loro lunghezza e sezione.

Modalità operativa.

Il fattore di potenza medio ponderato del sistema.

Posizione dei dispositivi di compensazione.

Le perdite di potenza nei trasformatori sono un valore variabile. È influenzato dal quadrato della corrente nei circuiti.

Metodo di calcolo

Le perdite nei trasformatori possono essere calcolate secondo un certo metodo. Per fare ciò, dovrai ottenere una serie di caratteristiche iniziali del trasformatore. La tecnica presentata di seguito viene applicata alle varietà a due avvolgimenti. Per le misurazioni, sarà necessario ottenere i seguenti dati:

• Potenza nominale del sistema (NM).
• Perdite determinate al minimo (XX) e carico nominale.
• Perdita di cortocircuito (PKZ).
• La quantità di energia consumata per un certo periodo di tempo (PE).
• Numero totale di ore lavorate al mese (trimestre) (OCH).
• Il numero di ore lavorate al livello di carico nominale (LF).

Dopo aver ricevuto questi dati, misurare il fattore di potenza (angolo cos φ). Se nel sistema non è presente un misuratore di potenza reattiva, viene presa in considerazione la sua compensazione tg φ. Per fare ciò, viene misurata la tangente di perdita dielettrica. Questo valore viene convertito in fattore di potenza.

Formula di calcolo

Il fattore di carico nella metodologia presentata sarà determinato dalla seguente formula:

K \u003d Ea / NM * OCH * cos φ, dove Ea è la quantità di elettricità attiva.

Quali perdite si verificano nel trasformatore durante il periodo di caricamento possono essere calcolate utilizzando la metodologia stabilita. Per questo, viene applicata la formula:

P \u003d XX * OCH * PKZ * K² * LF.

Calcolo per trasformatori a tre avvolgimenti

La metodologia presentata sopra viene utilizzata per valutare le prestazioni dei trasformatori a due avvolgimenti. Per le apparecchiature con tre circuiti, è necessario tenere conto di una serie di dati. Sono indicati dal produttore nel passaporto.

Il calcolo include la potenza nominale di ciascun circuito, nonché le relative perdite di cortocircuito. In questo caso, il calcolo sarà effettuato secondo la seguente formula:

E \u003d ESN + ENN, dove E è la quantità effettiva di elettricità che è passata attraverso tutti i circuiti; ESS - potenza elettrica del circuito di media tensione; ENN - elettricità a bassa tensione.

Esempio di calcolo

Per facilitare la comprensione della metodologia presentata, è necessario considerare il calcolo per esempio specifico. Ad esempio, è necessario determinare l'aumento del consumo di energia in un trasformatore di potenza da 630 kVA. I dati iniziali sono più facili da presentare sotto forma di tabella.

Designazione	Decrittazione	Senso
HH	Tensione nominale, kV	6
Ea	Elettricità attiva consumata al mese, kWh	37106
nm	Potenza nominale, kVA	630
PKZ	Perdite di cortocircuito del trasformatore, kW	7,6
XX	Perdite a vuoto, kW	1,31
OC	Numero di ore lavorate sotto carico, h	720
così phi	Fattore di potenza	0,9

Sulla base dei dati ottenuti, è possibile effettuare un calcolo. Il risultato della misurazione sarà il seguente:

P = 0,38 kWh

La percentuale di perdita è 0,001. Il loro numero totale è 0,492%.

Misurazione dell'efficienza

Quando si calcolano le perdite, viene determinato anche l'indicatore azione utile. Mostra il rapporto tra la potenza di tipo attivo in ingresso e in uscita. Questo indicatore è calcolato per un sistema chiuso utilizzando la seguente formula:

Efficienza = M1 / ​​​​M2, dove M1 e M2 sono la potenza attiva del trasformatore, determinata dalla misurazione sul circuito di ingresso e uscita.

Il dato di potenza è calcolato moltiplicando la potenza nominale dell'impianto per il fattore di potenza (coseno dell'angolo j al quadrato). È preso in considerazione nella formula di cui sopra.

Nei trasformatori da 630 kVA, 1000 kVA e altri dispositivi potenti, l'indicatore può essere 0,98 o anche 0,99. Mostra quanto è efficiente l'unità. Maggiore è l'efficienza, più economicamente viene consumata l'elettricità. In questo caso, il costo dell'elettricità durante il funzionamento dell'apparecchiatura sarà minimo.

Dopo aver considerato la metodologia per il calcolo delle perdite di potenza di un trasformatore, cortocircuito e inattività, è possibile determinare l'efficienza dell'apparecchiatura, nonché la sua efficienza. Il metodo di calcolo prevede l'utilizzo di una calcolatrice speciale o l'esecuzione di calcoli in uno speciale programma per computer.

Il processo di trasferimento dell'energia elettrica non ci sorprende da molto tempo. L'elettricità è diventata così saldamente radicata nelle nostre vite che è quasi impossibile per la maggior parte di noi immaginare una situazione in cui non c'è. Negli ultimi decenni sono stati posati milioni di chilometri di cavi. Il costo per metterli in funzione e funzionare è di trilioni di rubli. Ma perché costruire linee di trasmissione estese quando puoi installare un generatore per ogni consumatore? Esiste una relazione tra la lunghezza della linea di trasmissione e la qualità dell'elettricità trasmessa? Proverò a rispondere a queste e ad altre domande.

Fili e generatori

I fautori della generazione distribuita ritengono che il futuro dell'energia risieda nell'uso di piccoli dispositivi di generazione da parte di ciascun consumatore. Potresti pensare che i supporti della linea di trasmissione a noi così familiari stiano vivendo i loro ultimi giorni. Cercherò di difendere le "vecchiette" delle linee elettriche e considerare i vantaggi che il sistema energetico riceve durante la costruzione di lunghe linee di trasmissione.

In primo luogo, il trasporto di energia elettrica è in diretta concorrenza con il trasporto di carburante ferrovia, oleodotti e gasdotti. Con la loro lontananza o assenza, la costruzione di linee elettriche è l'unica soluzione ottimale per l'alimentazione.

In secondo luogo, nell'ingegneria elettrica è dato molta attenzione riserva di potenza. Secondo le regole per la progettazione dei sistemi di alimentazione, la riserva deve garantire il funzionamento del sistema di alimentazione in caso di perdita di uno qualsiasi dei suoi elementi. Ora questo principio si chiama "N-1". Per due sistemi isolati, la riserva totale sarà maggiore che per i sistemi collegati, e una riserva minore è meno denaro speso per costose apparecchiature elettriche.

In terzo luogo, i risparmi si ottengono attraverso una migliore gestione delle risorse energetiche. Le centrali nucleari, le centrali idroelettriche (ad eccezione della piccola generazione), per ovvi motivi, sono spesso situate a distanza da principali città e insediamenti. Senza le linee di trasmissione di energia, "l'atomo pacifico" e l'energia idroelettrica non sarebbero stati utilizzati per lo scopo previsto. Un ampio sistema di alimentazione consente inoltre di ottimizzare il caricamento di altri tipi di centrali elettriche. La chiave per l'ottimizzazione è la gestione della coda di download. In primo luogo, vengono caricate le centrali elettriche con una produzione più economica di ogni kWh, quindi le centrali elettriche con quelle più costose. Non dimenticare i fusi orari! Quando il consumo di energia raggiunge il picco a Mosca, questa cifra non è elevata a Yakutsk. Fornendo elettricità a basso costo a diversi fusi orari, stabilizziamo il carico dei generatori e riduciamo al minimo il costo di generazione dell'elettricità.

Non dimenticare il consumatore finale: maggiori sono le opportunità che abbiamo per fornirgli energia elettrica da fonti diverse, più meno probabile che un giorno la sua alimentazione verrà interrotta.

Gli svantaggi della costruzione di una rete elettrica estesa includono: controllo di spedizione complesso, il difficile compito di controllo e funzionamento automatici protezione relè, l'emergere della necessità di un ulteriore controllo e regolazione della frequenza della potenza trasmessa.

Tuttavia, queste carenze non possono essere compensate effetto positivo dalla costruzione di un vasto sistema energetico. Sviluppo sistemi moderni il controllo delle emergenze e le tecnologie informatiche semplificano gradualmente il processo di controllo del dispacciamento e aumentano l'affidabilità delle reti elettriche.

Costante o variabile?

Esistono due approcci fondamentali alla trasmissione dell'elettricità: l'uso della corrente alternata o continua. Senza entrare nei dettagli, notiamo che per brevi distanze è molto più efficiente utilizzare la corrente alternata. Ma quando si trasmette elettricità su distanze superiori a 300 km, la praticità dell'utilizzo della corrente alternata non è più così ovvia.

Ciò è dovuto principalmente alle caratteristiche dell'onda dell'onda elettromagnetica trasmessa. Per una frequenza di 50 Hz, la lunghezza d'onda è di circa 6000 km. Si scopre che, a seconda della lunghezza della linea di trasmissione, esistono limitazioni fisiche sulla potenza trasmessa. La potenza massima può essere trasmessa a lunghezze di linea di trasmissione dell'ordine di 3000 km, che è la metà della lunghezza dell'onda trasmessa. A proposito, la stessa quantità di energia viene trasmessa su linee elettriche con una lunghezza 10 volte inferiore. Con linee di altre dimensioni, la quantità di potenza può raggiungere solo la metà di questo valore.

Nel 1968, in URSS fu condotto un esperimento unico e finora l'unico al mondo per trasferire la potenza su una distanza di 2858 km. È stato assemblato uno schema di trasmissione artificiale, comprese le sezioni Volgograd-Mosca-Kuibyshev (ora Samara)-Chelyabinsk-Sverdlovsk (ora Ekaterinburg) a una tensione di 500 kV. Gli studi teorici sulle lunghe file sono stati confermati sperimentalmente.

Tra i detentori del record in termini di lunghezza, si può individuare una linea di trasmissione elettrica posata in Cina a 2.200 km dalla provincia orientale di Hami alla città di Zhengzhou (la capitale della provincia di Henan). Va notato che la sua messa in servizio completa è prevista per il 2014.

Inoltre, non dimenticare la tensione delle linee. Da scuola conosciamo la legge Joule-Lenz P=io? R, che postula che la perdita di energia elettrica dipenda dal valore della corrente elettrica nel filo e dal materiale di cui è composto. La potenza trasmessa attraverso le linee elettriche è il prodotto di corrente e tensione. Maggiore è la tensione, minore è la corrente nel filo e quindi minore è il livello di perdite di elettricità durante la trasmissione. Da qui la conseguenza: se vogliamo trasmettere elettricità su lunghe distanze, è necessario scegliere la tensione più alta possibile.

Quando si utilizza la corrente alternata in linee di trasmissione estese, sorgono una serie di problemi tecnologici. il problema principale associati ai parametri reattivi delle linee elettriche. La resistenza capacitiva e induttiva dei fili ha un impatto significativo sulla tensione e sulle perdite di potenza durante la trasmissione, diventa necessario mantenere il livello di tensione al livello adeguato e compensare la componente reattiva, il che aumenta significativamente il costo di posa di un chilometro di filo. L'alta tensione impone l'uso di più ghirlande di isolamento e impone anche un limite alla sezione trasversale del filo. Tutti insieme aumentano il peso totale dell'intera struttura e comportano la necessità di utilizzare torri di trasmissione di potenza più stabili e complesse.

Questi problemi possono essere evitati utilizzando linee DC. I fili utilizzati nelle linee DC sono più economici e durano più a lungo in funzione grazie all'assenza di scariche parziali nell'isolamento. I parametri di trasmissione reattivi non hanno un impatto significativo sulle perdite. È più efficiente trasferire la potenza dai generatori attraverso linee di corrente continua, poiché è possibile selezionare la velocità di rotazione ottimale del rotore del generatore, che aumenta l'efficienza del suo utilizzo. Gli svantaggi dell'utilizzo di linee DC sono alto prezzo raddrizzatori, inverter e vari filtri per compensare le inevitabili armoniche superiori durante la conversione da CA a CC.

Ma maggiore è la lunghezza della linea elettrica, più efficiente è utilizzare le linee DC. Esiste una certa lunghezza critica della linea di trasmissione, che ci consente di valutare la fattibilità dell'utilizzo della corrente continua, a parità di altre condizioni. Secondo i ricercatori americani, per le linee in cavo, l'effetto è evidente a lunghezze superiori agli 80 km, ma questo valore è in costante diminuzione con lo sviluppo delle tecnologie e la riduzione del costo dei componenti necessari.

La linea a corrente continua più lunga del mondo si trova di nuovo in Cina. Collega la diga di Xiangjiaba con Shanghai. La sua lunghezza è di quasi 2000 km a una tensione di 800 kV. Molte linee DC si trovano in Europa. In Russia, si possono distinguere separatamente il collegamento CC Vyborg che collega Russia e Finlandia e la linea CC ad alta tensione Volgograd-Donbass con una lunghezza di quasi 500 km e una tensione di 400 kV.

fili freddi

Fondamentalmente nuovo approccio alla trasmissione di energia elettrica si apre il fenomeno della superconduttività. Ricordiamo che la perdita di energia elettrica nel filo dipende, oltre che dalla tensione, anche dal materiale del filo. I materiali superconduttori hanno una resistenza quasi nulla, che teoricamente consente la trasmissione di energia elettrica senza perdite su lunghe distanze. Lo svantaggio dell'utilizzo di questa tecnologia è la necessità di un raffreddamento costante della linea, che a volte porta al fatto che il costo del sistema di raffreddamento supera notevolmente la perdita di energia elettrica quando si utilizza un materiale non superconduttore convenzionale. Un design tipico di una tale linea di trasmissione di potenza è costituito da diversi circuiti: un filo, che è racchiuso in un involucro con elio liquido, che li circonda con un involucro fatto di nitrogeno liquido e isolamento termico meno esotico all'esterno. La progettazione di tali linee viene eseguita quotidianamente, ma non sempre arriva all'implementazione pratica. Il progetto di maggior successo può essere considerato la linea costruita da American Superconductor a New York, e il progetto più ambizioso è la linea di trasmissione in Corea, con una lunghezza di circa 3000 km.

Addio fili!

L'idea di non utilizzare affatto i cavi per la trasmissione dell'energia elettrica è nata molto tempo fa. Non possono ispirare gli esperimenti condotti da Nikola Tesla tra la fine del XIX e l'inizio del XX secolo? Secondo i suoi contemporanei, nel 1899 a Colorado Springs, Tesla riuscì a far accendere duecento lampadine senza utilizzare alcun filo. Sfortunatamente, non ci sono quasi registrazioni del suo lavoro, e ripetere successi simili poteva solo cento anni dopo. La tecnologia WiTricity, sviluppata dal professore del MIT Marin Soljacic, consente la trasmissione di energia elettrica senza l'utilizzo di fili. L'idea è di sincronizzare il generatore e il ricevitore. Quando viene raggiunta la risonanza, il campo magnetico alternato eccitato viene convertito dall'emettitore nel ricevitore in una corrente elettrica. Nel 2007 è stato condotto con successo un esperimento su tale trasmissione di elettricità su una distanza di diversi metri.

Sfortunatamente, l'attuale livello di sviluppo tecnologico non consente un uso efficiente dei materiali superconduttori e della tecnologia di trasmissione wireless dell'energia elettrica. Le linee elettriche nella loro forma abituale decoreranno i campi e le periferie delle città per molto tempo a venire, ma anche uso corretto consente di apportare notevoli benefici allo sviluppo dell'intero settore energetico mondiale.

La perdita di energia umana e il suo accumulo è un processo costante. E tu, caro lettore, devi sapere come mantenere l'equilibrio della tua energia interna e smaltirla correttamente. Perché abbiamo bisogno di energia, ho scritto nell'articolo

Possiamo aumentare costantemente la nostra energia diversi modi. E ci sono parecchi metodi. Ma se riempi un contenitore con acqua in cui sono presenti dei buchi, questo contenitore non verrà mai riempito, perché. ci sarà una costante fuoriuscita di acqua da questi fori.

Così è con la nostra energia. Finché non capiamo e sappiamo da dove proviene la perdita, non saremo in grado di aumentare il nostro livello di energia.
Nel processo di osservazione e realizzazione dell'applicazione delle tue forze o del loro spreco, impari a cogliere le perdite di energia e a fermarle.

E quindi, come si verifica la perdita di energia umana:

• Invidia, gelosia, malizia, irritazione, odio e rabbia,
• Sostituzione della coscienza individuale con quella pubblica
• Timori di evitare ciò che non vuoi
• Visualizzazione di informazioni negative
• Senso di colpa e rimpianto per quanto è stato fatto
• Preoccupazioni e preoccupazioni per i soldi
• Cercando di essere accettato nella società o un desiderio eccessivo di compiacere
• Bugie e tentativi di nascondere queste bugie
• Droghe, alcol
• Malattie
• Rivivere costantemente eventi passati

1. Il più grande mangiatore della tua energia sei te stesso.
Queste sono controversie con te stesso su ciò che è possibile e ciò che non lo è, dubbi costanti, la tua reazione a ciò che diranno gli altri e molto altro ...

Smettila di terrorizzarti! Fai solo ciò che ritieni giusto e importante per te. Le voci dentro di te si placheranno gradualmente e anche i critici dall'esterno si calmeranno. Non dipenderai più da loro. Dopotutto, la vita dipende da te.

Il successo nella tua vita è il tuo risultato che ottieni, e anche i tuoi errori sono il tuo risultato. Non otterrai mai alcun risultato se non ci provi. E alla fine della tua vita incolperai tutti i consiglieri, tutti i sostenitori, tranne te stesso, se non impari a scegliere le tue decisioni. D'ora in poi, scegli tu la tua strada.

Scrivi una costituzione per la tua indipendenza e rispettala. Compi azioni non standard, anche se a qualcuno sembrano folli, ma permetti a te stesso di essere chi sei veramente e senza voltarti indietro, pur mantenendo la tua integrità.

Mi piace molto questa espressione:
Balla come se nessuno potesse vederti, canta come se nessuno potesse sentirti, ama come se nessuno ti avesse mai fatto del male, vivi come il paradiso in terra!

2. Metti fuori i "focolai di attenzione".
Se una persona non sa come controllare la sua attenzione, questo porta alla perdita di energia. Quali sono i fuochi?
Questo è tutto ciò che non ti permette di rilassarti o concentrarti.

Cosa potrebbe essere? Ad esempio, hanno parcheggiato l'auto in un luogo dove puoi essere multato. Ci penserai costantemente e non sarai in grado di concentrarti su qualcosa di molto importante. Oppure, partendo per le vacanze, chiudi i rubinetti generali con l'acqua.

Delega il controllo su qualsiasi azione a qualcuno che può farlo e non dovrai ricordare costantemente qualcosa e tenerlo in testa. Sviluppa in te stesso l'abitudine di organizzare le cose con un minimo di "focolai di attenzione" e sarai in grado di fare molte più cose grazie alla ridistribuzione dell'energia.

Oppure, per esempio, se dai troppa attenzione a qualcosa o qualcuno che ti fa arrabbiare, ti infastidisce. Ad esempio, discutendo di qualcuno, macinando tutto questo ancora e ancora, c'è una perdita di energia molto forte, perché. Focalizzi la tua attenzione su di esso e ti arrabbi. Stai riversando la tua energia emotiva. Invece, potrebbero essere indirizzati a risolvere i loro compiti più importanti.

Confucio ha detto questo al riguardo:
Non è spaventoso che tu sia stato ingannato, derubato o calunniato, ma che ci pensi costantemente e lo ricordi.

L'energia è dove si trova la nostra attenzione.
Non siamo bravi a gestire la nostra attenzione. Il cervello riceve costantemente tonnellate di informazioni utili o inutili e siamo costantemente distratti da qualcosa. La nostra attenzione vaga senza sforzo. Ed è molto difficile concentrarsi.

3.Comunicazione con persone negative
Cambia il tuo ambiente. Cerca positivo e gente di successo, quelli che ti supportano e comunicano con loro. Limita la comunicazione con persone negative, smetti di parlare di "tutto va male" e "niente funzionerà". Questo è un grande consumo di energia. Prova a pensare in modo positivo. C'è sempre qualcosa di buono in ogni situazione, devi solo trovarlo.

Con chi comunichi è un riflesso di chi sei veramente.
Imparare a credere in ciò che pensi sia giusto e non dubitare del tuo percorso è il primo passo per liberare il tuo uragano interiore di energia.

4. Perfezionismo
Questa è una misura sopravvalutata di se stessi e degli altri. Non perdere troppo tempo in dettagli insignificanti.
Il perfezionismo include:
-eccessivamente standard elevati(porta a una forte diminuzione della soddisfazione per i risultati delle loro attività);
-concentrazione sugli errori e looping, che ostacola ulteriori progressi;
-dubbi sulla qualità dello svolgimento delle attività;
- suscettibilità alle aspettative elevate;
- suscettibilità alle critiche;
-squilibrio nella valutazione di sé e degli altri.

Il perfezionismo ostacola il raggiungimento dei risultati. Per la voglia di fare tutto da soli il modo migliore, molti talentuosi e persone intelligenti cercando di fare tutto perfettamente e non ottenendo nulla nella vita.

A causa del perfezionismo, c'è una forte perdita di energia umana. Non possiamo permetterci di rallentare per l'abitudine di portare tutto alla perfezione, perché la perfezione è una cosa soggettiva e dedicarci molto tempo non è comunque ragionevole.

5. Rabbia
Smetti di dare la tua attenzione, denaro, tempo a tutti a destra ea sinistra. Non lasciarci sedere sul tuo collo, giustificandolo con pietà e valori morali che ti sono stati imposti.
La rabbia non deve essere sfogata.

La rabbia è un chiaro indicatore di quando il tuo subconscio ti sta segnalando che non stai facendo quello che vuoi. E su questo segnale puoi prendere una decisione: dare l'energia di questa rabbia per continuare a non fare nulla, oppure prendere una decisione e iniziare a fare. A volte devi essere arrabbiato con te stesso. Questa è una fonte per un aumento di energia, ma per l'azione. Basta non usare la rabbia per accusare te stesso e gli altri di tutti i peccati mortali e dei tuoi fallimenti.

6. Risentimento e malcontento.
Una volta mi è stato insegnato uno tecnica importante. È vero, a quel tempo non sospettavo che questa fosse una delle tecniche per prevenire la dispersione di energia. Non accumulare risentimento, anche se ti sembra che siano meschini o poco significativi, esprimi e discuti sempre. Metti le carte in tavola. A persone diverse percezione emotiva potrebbe essere diverso. E ciò che a una persona sembra una sciocchezza, a un'altra può sembrare
molto importante. O vice versa.

Da allora, l'ho preso come regola di comunicazione con le persone. Grazie a questa regola, oggi mi sono quasi sconosciute sensazioni come una pietra sul cuore o un verme che divora una nutria. Ma questi sono colossali sprechi di energia.

Pulisci le relazioni. Se desideri da tempo dire qualcosa a qualcuno, discutilo. Migliora il rapporto, facilita la comunicazione e ti toglie un mucchio di mattoni dal cuore. Inoltre, ci sono vie d'uscita dalla situazione per una comprensione e una soluzione comuni del problema.

7. Impara a perdonare e chiedi perdono.
Pertanto, bloccherai il canale più potente per la perdita della tua energia.
Sentirai un tale sollievo, come se ti fosse caduta una borsa pesante dalle spalle!

E così, ho fornito esempi delle principali perdite di energia.

Per riassumere, come puoi prevenire la perdita di energia umana:

Prima di pompare energia, impara a gestire efficacemente ciò che hai. Rimuovi le distrazioni, tappa le perdite, elimina gli zoccoli. Inizia a padroneggiare la gestione dell'energia con la prevenzione della tua, per così dire, "intensità energetica". Grande lavoro, ma gratificante. Anche i piccoli successi lungo la strada ti torneranno immediatamente centuplicati.

P.S. Forse sai in quale altro modo si verifica la perdita di energia umana, sarò lieto dei tuoi commenti e aggiunte. E non dimenticare di cliccare sui pulsanti social. Reti se trovi utile questo articolo per i tuoi amici.