Потери электроэнергии в распределительных электрических сетях. Нагрузочные потери электроэнергии

В прошлом номере журнала мы опубликовали материал Юрия Железко, посвященный нормированию технологических потерь электроэнергии в сетях низкого и среднего напряжения. Автор изложил свою методику определения норматива. Сегодня мы представляем иной взгляд на ту же тему Валерия Эдуардовича Воротницкого.

Анализ зарубежного опыта показывает , что рост потерь электроэнергии в сетях – это объективный процесс для стран с кризисной экономикой и реформируемой энергетикой, признак имеющихся разрывов между платежеспособностью потребителей и тарифами на электроэнергию, показатель недостаточности инвестиций в сетевую инфраструктуру и систему учета электроэнергии, отсутствия полномасштабных автоматизированных информационных систем по сбору и передаче данных о полезном отпуске электроэнергии, структуре потоков электроэнергии по ступеням напряжения, балансам электроэнергии в электрических сетях.
В странах, где перечисленные факторы имеют место, потери электроэнергии в электрических сетях, как правило, высоки и имеют тенденцию к росту. Динамика потерь в отечественных электрических сетях за последние 10-12 лет показывает, что Россия в этом смысле не является исключением.
Стоимость потерь – это часть затрат на передачу и распределение электроэнергии по электрическим сетям. Чем больше потери, тем выше эти затраты и соответственно тарифы на электроэнергию для конечных потребителей. Известно, что часть потерь является технологическим расходом электроэнергии, необходимым для преодоления сопротивления сети и доставки потребителям выработанной на электростанциях электроэнергии. Этот технологически необходимый расход электроэнергии должен оплачиваться потребителем. Он-то, по существу, и является нормативом потерь.
Потери, обусловленные неоптимальными режимами работы электрической сети, погрешностями системы учета электроэнергии, недостатками в энергосбытовой деятельности, являются прямыми убытками энергоснабжающих организаций и, безусловно, должны снижаться. Вот почему Федеральная энергетическая комиссия России как главный государственный орган исполнительной власти, призванный сдерживать рост тарифов на электроэнергию, устанавливает нормативы потерь электроэнергии в электрических сетях и методы их расчета. Вокруг этих методов в настоящее время ведутся достаточно острые дискуссии как научного, так и чисто практического плана. Имеются, в частности, предложения по методике учета некоторых дополнительных составляющих норматива потерь .
Цель настоящей статьи – изложить один из подходов к нормированию потерь, который был озвучен автором в ноябре 2002 г. на Международном научно-техническом семинаре «Нормирование, анализ и снижение потерь электроэнергии в электрических сетях – 2002» и получил поддержку как на самом семинаре, так и в некоторых публикациях специалистов по потерям электроэнергии, в частности в .

Структура норматива потерь
В основе норматива потерь лежат технические потери электроэнергии в электрических сетях, обусловленные физическими процессами передачи и распределения электроэнергии, определяемые расчетным путем и включающие «переменные» и условно-постоянные потери, а также нормативный расход электроэнергии на собственные нужды подстанций .
В соответствии со статьями 247, 252, 253 и 254 главы 25 Налогового кодекса РФ, норматив потерь электроэнергии в электрических сетях можно определить как экономически обоснованный и документально подтвержденный технологический расход электроэнергии при ее транспортировке при условии, что этот расход произведен для осуществления деятельности, направленной на получение дохода.
Согласно п. 58 и таблице п.1.3 Постановления ФЭК РФ N 37-Э/1 от 14.05.2003 , в норматив потерь должны включаться:

потери холостого хода в трансформаторах, батареях статических конденсаторов и статических компенсаторов, шунтирующих реакторах, синхронных компенсаторах (СК) и генераторах, работающих в режиме СК;
потери на корону в линиях;
расход электроэнергии на собственные нужды подстанций;
прочие обоснованные и документально подтвержденные условно-постоянные потери;
нагрузочные переменные потери в электрических сетях;
потери в связи с погрешностями приборов учета электроэнергии.

Какие потери имеем?
К настоящему времени разработано достаточно большое количество методов расчета технических потерь электроэнергии. Эти методы – результат многолетней работы большой армии специалистов, которые в различные годы посвятили себя уточнению расчетов потерь в сетях. Защищено большое количество кандидатских и докторских диссертаций по этой тематике, а вопрос и поныне остается актуальным и до конца не изученным. Это связано с тем, что отсутствует полная и достоверная информация о нагрузках электрических сетей всех ступеней напряжения. Причем, чем ниже номинальное напряжение сети, тем менее полная и достоверная информация о нагрузках имеется в наличии.
Различия методов, предложенных отдельными специалистами, в основном заключаются в попытках или восполнить недостающую информацию, или повысить ее точность за счет обобщения, использования статистических данных за аналогичные прошедшие периоды и т.п. Начало унификации методов расчета технических потерь и установления нормативов потерь совпадает примерно с началом активного внедрения вычислительной техники в практику расчетов режимов электрических сетей в середине 60-х годов XX века.
Первые нормативы потерь были установлены во Временных нормативах по эксплуатации городских и сельских электрических сетей, утвержденных приказом Министерства коммунального хозяйства РСФСР N 334 от 30.11.1964.
За последние тридцать лет был выпущен ряд отраслевых инструкций по методам расчета потерь электроэнергии в электрических сетях всех ступеней напряжения. Так, в 1976 г. была введена в действие Временная инструкция по расчету и анализу потерь электроэнергии в электрических сетях энергосистем, разработанная «Уралтехэнерго», в 1987 г. – Инструкция по расчету и анализу технологического расхода электрической энергии на передачу по электрическим сетям энергосистем и энергообъединений , разработанная ВНИИЭ и «Уралтехэнерго», и в 2001 г. – Методические рекомендации по определению потерь электрической энергии в городских электрических сетях напряжением 10(6) – 0,4 кВ, разработанные «Роскоммунэнерго» и ЗАО «АСУ Мособлэлектро».
Перечисленные нормативные документы сыграли свою положительную роль. В соответствии с этими документами было разработано достаточно большое количество вычислительных программ для ЭВМ. В основе программ лежат практически одни и те же методы расчетов потерь. Отличия программ состоят в основном в их сервисных возможностях, в количестве учитываемых составляющих потерь, объеме и количестве решаемых задач.
Большинство энергосистем и коммунальных электрических сетей, используя ту или иную программу расчета, могут в настоящее время сравнительно точно рассчитать переменные и условно-постоянные потери электроэнергии в электрических сетях 6 – 750 кВ. Значительную трудность представляет пока расчет потерь в сетях 0,38 кВ в связи с большими объемами этих сетей и малым количеством информации или ее отсутствием о нагрузках этих сетей и об их параметрах (схемах, марках проводов и т.п.). Результаты расчетов по этим программам почти повсеместно показывают, что суммарные технические потери в сетях 0,38-750 кВ не превышают 10-12% от отпуска электроэнергии в сеть. При этом, чем выше ступень напряжения сети, тем, очевидно, ниже относительные потери электроэнергии в ней. Уровень 10-12% считается максимально возможным для потерь электроэнергии в электрических сетях большинства стран с развитой экономикой . Оптимальные же потери находятся в диапазоне 4-6%. Эти цифры подтверждаются докризисным уровнем потерь в электрических сетях энергосистем бывшего СССР в середине – конце 80-х годов прошлого века.
Что же делать в таком случае энергосистемам, у которых фактические потери достигли значений 20-25%? Как правило, в таких энергосистемах значительную долю суммарного полезного отпуска (до 40%) составляют бытовые и мелкомоторные потребители. Здесь наметились два основных пути. Первый путь тяжелый, но правильный – разработка, согласование с региональными энергетическими комиссиями, утверждение и практическая реализация программ снижения технических и коммерческих потерь электроэнергии. Обеспечение за счет этих программ сначала замедления роста, а затем снижения потерь в сетях.
Второй, более легкий путь – поиск объективных причин роста потерь, обоснование и лоббирование в РЭК повышенного до уровня фактических норматива потерь. Сказанное иллюстрируется таблицей по нормативам потерь в сетях некоторых энергосистем по данным ОАО «Инженерный центр ЕЭС филиала «Фирма ОРГРЭС».
Эти два пути полностью соответствуют известному выражению: «Тот, кто хочет работать, ищет способы, как работу выполнить, тот, кто не хочет или не может, – ищет причины, почему работу сделать нельзя».
Очевидно, что первый путь выгоден абсолютно всем: энергоснабжающим организациям, потребителям, местным администрациям. В этом заинтересованы также РЭК и Госэнергонадзор, так как, снижая потери в сетях, энергоснабжающие организации повышают рентабельность своей работы, а потребители за счет уменьшения стоимости услуг на передачу и распределение электроэнергии получают соответствующее снижение тарифов на электроэнергию. Вместе с тем понятно, что практическая реализация этого пути требует значительных организационных, технических, физических и финансовых усилий. Наши расчеты показывают, что для снижения потерь в сетях на 1 млн. кВт.ч в год нужно затратить около 1 млн. руб. на внедрение соответствующих мероприятий. Второй путь – тупиковый, так как, чем больше потерь будет включено в тариф, тем выше будет тариф на электроэнергию для конечного потребителя, тем больше будет стимулов у этого потребителя к хищению электроэнергии и тем больше вероятность роста потерь и следующего увеличения норматива и т.д.
Задача же, как известно, перед всеми стоит прямо противоположная – остановить рост потерь и добиться их снижения. При этом, как показывают энергетические обследования энергосистем, резервы снижения потерь есть как в сетях с уровнем потерь 20-25%, так и в сетях с потерями 6-8%. Для того, чтобы это сделать практически, необходимо:

провести достаточно глубокий расчет и анализ потерь, их структуры и динамики;
определить обоснованные уровни нормативных потерь;
разработать, согласовать, утвердить, обеспечить финансовыми, материальными, людскими ресурсами и внедрить мероприятия по снижению потерь.

Обоснованный норматив потерь
Превышение фактических потерь в сетях над техническими в два раза и более вынуждают, как уже было сказано выше, и разработчиков методов нормирования потерь, и сами энергосистемы искать дополнительные составляющие норматива потерь.
По общему мнению, такой составляющей, которая, кроме технических потерь, может быть учтена в нормативе, является составляющая, обусловленная погрешностями приборов учета электроэнергии. Это нашло отражение в Постановлении ФЭК РФ от 14.05.03 N37-Э/1 . Однако там не сказано, о каких погрешностях идет речь. А таких как минимум три:

допускаемая погрешность измерительного комплекса (ИК), в общем случае состоящего из трансформатора тока, трансформатора напряжения и счетчика при нормальных условиях их эксплуатации;
систематическая погрешность ИК (как отрицательная, так и положительная), обусловленная ненормированными рабочими условиями применения ИК;
систематическая отрицательная погрешность старых индукционных счетчиков, отработавших свой ресурс, и счетчиков с просроченными сроками поверки.

С учетом приведенного выше определения норматива потерь, вытекающего из требований НК РФ, и основываясь на Постановлении ФЭК РФ N 37-Э/1 от 14.05.2003, под нормативом потерь электроэнергии в электрических сетях мы понимаем алгебраическую сумму технических потерь электроэнергии (DWт) , норматив расхода электроэнергии на собственные нужды подстанций и модуль значения допустимого небаланса электроэнергии в электрической сети (НБД), определяемого в соответствии с по формуле:
D W норм = D W т + |НБ Д |,
Восьмилетний опыт использования в эксплуатации электрических станций и сетей подтвердил стимулирующую направленность основных методических положений Типовой инструкции по повышению достоверности систем учета электроэнергии. При этом допустимый небаланс электроэнергии в и в вышеприведенной формуле рассматривается в практике работы электрических станций и сетей не как нулевое математическое ожидание, а как значение, которое не должен превышать фактический небаланс. Считаем, что электрическая сеть в данном случае не является исключением. Легитимный способ определения систематических погрешностей ИК – инструментальные обследования в соответствии с аттестованными в установленном порядке методиками выполнения измерений. Попытки усреднить погрешности ИК для страны в целом , да еще без учета весьма существенных факторов, могут привести к явным ошибкам. В частности, принятие «типового значения cosj =0,85» может приводить к завышенным или заниженным значениям отрицательных систематических погрешностей. Известно, что в ночные часы в электрических сетях 6-10 кВ cosj часто снижается до 0,4-0,6 из-за их низкой загрузки и преобладающего характера реактивного тока холостого хода распределительных трансформаторов. При низких cosj отрицательная систематическая погрешность трансформаторов, связанная с их недогрузкой по току, может быть скомпенсирована положительной угловой погрешностью. Таким образом, «новая методология» расчета допустимого недоучета электроэнергии как минимум требует уточнения, а по существу, может нанести вред работе по снижению потерь в сетях, так как искусственно увеличивает норматив потерь.
По нашему мнению, недоучет электроэнергии, связанный с ненормированными рабочими условиями применения ИК, с физическим износом индукционных счетчиков, не может быть допустимым и рассматриваться как норматив. В этом случае все потребители за этот «норматив» будут платить и ситуация, как было отмечено выше, будет лишь усугубляться, так как владельцы систем учета не будут заинтересованы в ее совершенствовании. Но поскольку существующая в России система учета электроэнергии не соответствует современным требованиям и недоучет электроэнергии имеет место, задачу по его уменьшению следует решать по-другому.
Уточненный с учетом различных влияющих факторов недоучет электроэнергии в денежном выражении должен быть основой для включения в инвестиционную составляющую тарифа на электроэнергию затрат на совершенствование учета электроэнергии. В этом случае в РЭК одновременно с оценкой ущерба энергоснабжающей организации от несовершенства системы учета электроэнергии (отрицательных систематических погрешностей) должна представляться развернутая обоснованная программа снижения потерь в сетях за счет уменьшения недоучета электроэнергии.
Потребители при этом не просто платят за завышенный «технологически обоснованный расход электроэнергии», а как бы кредитуют работу энергоснабжающих организаций по доведению системы учета электроэнергии до нормативных требований.

Мероприятия по выполнению норматива
Для энергосистем, в сетях которых фактические потери электроэнергии составляют 20-25%, дискуссия о том, какие погрешности приборов учета электроэнергии будут включены в норматив, допустимые или систематические, носит схоластический характер. От того, будут ли к расчетным техническим потерям 8-12% прибавлены 0,5 или 2,5%, проблема не станет менее острой. Всё равно разница между нормативом и фактом потерь будет от 10 до 12%, что в денежном выражении может составить десятки и сотни миллионов рублей прямых убытков в месяц.
Для снижения этих убытков и доведения фактических потерь до нормативного уровня необходима согласованная с РЭК долговременная программа снижения потерь, так как за один-два года снизить фактические потери в 2 раза практически невозможно. 90-95% этого снижения необходимо будет обеспечить за счет уменьшения коммерческой составляющей потерь. Структура коммерческих потерь и мероприятия по их снижению рассмотрены в .
Стратегический путь снижения коммерческих потерь – внедрение АСКУЭ не только на энергообъектах и у энергоемких потребителей, но и у бытовых потребителей, совершенствование энергосбытовой деятельности и системы учета электроэнергии в целом. Очень важен в деле снижения потерь учет «человеческого фактора» . Опыт передовых энергосистем показывает, что инвестиции в обучение персонала, его оснащение соответствующими приборами обнаружения хищений электроэнергии, транспортными средствами, вычислительной техникой и современными средствами связи окупаются за счет снижения потерь, как правило, быстрее, чем инвестиции в счетчики или установку компенсирующих устройств в сетях.
Очень большую опасность для эффективной работы по снижению потерь представляет разделение электросетевого и энергосбытового бизнесов в условиях реструктуризации энергетики. Планируемое и уже кое-где ведущееся выделение из АО-энерго независимых сбытовых компаний (НСК) может нарушить многолетние связи энергосбытов и предприятий электрических сетей, если одновременно не обеспечить взаимную ответственность за потери между будущими распределительными сетевыми компаниями (РСК) и НСК. Возложение всей ответственности за технические и коммерческие потери на РСК без выделения на это соответствующих материальных, финансовых и людских ресурсов может резко увеличить убытки РСК и привести к еще большему росту потерь в сетях. Но это тема уже другой статьи.

Литература

Бохмат И.С., Воротницкий В.Э., Татаринов Е.П. Снижение коммерческих потерь электроэнергии в электроэнергетических системах // Электрические станции. –1998. – N 9. – С.53-59.
Постановление ФЭК РФ от 17.03.2000 N 14/10 «Об утверждении нормативов технологического расхода электрической энергии (мощности) на ее передачу, принимаемых для целей расчета и регулирования тарифов на электрическую энергию (размера платы за услуги по ее передаче)» // Экономика и финансы электроэнергетики. – 2000. – N 8. – С.132-143.
Методические указания по расчету регулируемых тарифов и цен на электрическую (тепловую) энергию на розничном (потребительском) рынке. Утв. Постановлением ФЭК РФ от 31.07.02 N 49-Э/8.
Постановление ФЭК РФ от 14.05.03 N 37-Э/1 «О внесении изменений и дополнений в Методические указания по расчету регулируемых тарифов и цен на электрическую (тепловую) энергию на розничном (потребительском) рынке, утвержденные постановлением ФЭК РФ от 31.07.02 N 49-Э/8».
Железко Ю. Нормирование технологических потерь электроэнергии в сетях. Новая методология расчета // Новости электротехники. – 2003. – N 5 (23). – С. 23-27.
Воротницкий В.Э. Измерение, нормирование и снижение потерь электроэнергии в электрических сетях. Проблемы и пути решения // Сборник информационных материалов международного научно-технического семинара «Нормирование, анализ и снижение потерь электроэнергии в электрических сетях – 2002». – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002.
Броерская Н.А., Штейнбух Г.Л. О нормировании потерь электроэнергии в электрических сетях // Электрические станции. – 2003. – N 4.
И 34-70-030-87. Инструкция по расчету и анализу технологического расхода электрической энергии на передачу по электрическим сетям энергосистем и энергообъединений. – М.: СПО «Союзтехэнерго», 1987.
Инструкция по нормированию расхода электроэнергии на собственные нужды подстанций 35-500 кВ. – М.: СПО Союзтехэнерго, 1981.
РД 34.09.101-94. Типовая инструкция по учету электроэнергии при ее производстве, передаче и распределении. – М: СПО ОРГРЭС, 1995.
Воротницкий В., Апряткин В. Коммерческие потери электроэнергии в электрических сетях. Структура и мероприятия по снижению// Новости ЭлектроТехники. – 2002. – N 4 (16).

Причины потерь электроэнергии в воздушных линиях и способы борьбы с ними, на основе практического опыта.

Вероятно, каждый, кто имеет дом в деревне, живет в частном секторе в городе или строит свой дом, со временем столкнется с проблемой нестабильности электросети. Это выражается в резких бросках напряжения, проблемах защиты электроприборов при грозах, длительных периодах сильно завышенного или сильно заниженного напряжения в электросети.

Многие из этих проблем связаны с особенностями воздушных электрических линий, другие, с невыполнением элементарных правил прокладки линий и их обслуживания. К сожалению, в нашей стране все более внедряется в жизнь лозунг: «Спасение утопающих - дело рук самих утопающих». Поэтому, попробуем рассмотреть эти проблемы и способы их решения подробнее.

Откуда берутся потерив электрических сетях?

Во всем виноват Ом.

Для тех кто, знаком с законом Ома, не трудно вспомнить, что U=I*R. Это значит, что падение напряжения в проводах электролинии пропорционально ее сопротивлению и току через нее. Чем больше это падение, тем меньше напряжение в розетках у вас дома. Поэтому сопротивление линии электропередач нужно снижать. Причем ее сопротивление складывается из сопротивления прямого и обратного провода - фазы и нуля от трансформатора подстанции до вашего дома.

Непонятная реактивная мощность.

Вторым источником потерь является или точнее реактивная нагрузка. Если нагрузка чисто активная, например это лампы накаливания, электронагреватели, электроплитки, то электроэнергия потребляется практически полностью (кпд более 90%, cos стремится к 1). Но это идеальный случай, обычно нагрузка имеет емкостной или индуктивный характер. Реально косинус фи потребителя величина изменяемая по времени и имеет значение от 0.3 до 0.8, если не применять специальных мер.

Из статистики известно, что по причине, нескомпенсированной реактивной мощности потребитель теряет до 30% электроэнергии. Для того чтобы ликвидировать такие типы потерь, используются компенсаторы реактивной мощности . Такие устройства серийно выпускаются промышленностью. Причем они бывают от «однорозеточного» варианта, до устройств, устанавливаемых на трансформатор подстанции.

Оборотни в фуфайках.

Третьим источником потерь, является банальное воровство электроэнергии. Казалось бы, этим должны заниматься правоохранительные органы, но они не имеют отделов энергоаудита. Поэтому, третьим источником потерь тоже должен заниматься потребитель, т.к. по закону у него должен стоять общедомовой или общехозяйственный счетчик и за воровство паршивой овцы платит все стадо.

Оценка потерь в линии на конкретном примере.

Активное сопротивление линии R=(ρ*L)/ S, где ρ - удельное сопротивление материала провода, L- его длина, S - поперечное сечение. Для меди удельное сопротивление составляет 0,017, а для алюминия 0,028 Ом*мм2/м. Медь имеет почти в два раза меньшие потери, но она гораздо тяжелее и дороже алюминия, поэтому для воздушных линий обычно выбирают алюминиевые провода.

Таким образом, сопротивление одного метра алюминиевого провода, сечением 16 квадратных миллиметров, составит (0.028 х 1)/16=0.0018 Ом. Посмотрим, каковы будут потери в линии длиной 500 м, при мощности нагрузки 5 кВт. Так как ток течет по двум проводам, то длину линии удваиваем, т.е. 1000 м.

Сила тока при мощности 5 кВт составит: 5000/220=22.7 А. Падение напряжения в линии U=1000х0.0018х22.7=41 В. Напряжение на нагрузке 220-41=179 В. Это уже меньше допустимых 15% снижения напряжения. При максимальном токе 63 А, на который рассчитан этот провод (14 кВт), т.е. когда свои нагрузки включат ближайшие соседи, U=1000х0.0018х63=113 В! Именно поэтому в моем дачном доме по вечерам еле светится лампочка!

Способы борьбы с потерями.

Первый простейший способ борьбы с потерями.

Первый способ основан на снижении сопротивления нулевого провода . Как известно ток течет по двум проводам: нулевому и фазному. Если увеличение сечения фазного провода достаточно затратное (стоимость меди или алюминия плюс работы по демонтажу и монтажу), то сопротивление нулевого провода можно уменьшить достаточно просто и очень дешево.

Этот способ использовался с момента прокладки первых линий электропередач, но в настоящее время из-за «пофигизма» или незнания часто не используется. Заключается он в повторном заземлении нулевого провода на каждом столбе электролинии или (и) на каждой нагрузке. В этом случае параллельно сопротивлению нулевого провода подключается сопротивление земли между нулем трансформатора подстанции и нулем потребителя.

Если заземление сделано правильно, т.е. его сопротивление менее 8 Ом для однофазной сети, и менее 4 Ом для трехфазной, то удается существенно (до 50%) снизить потери в линии.

Второй простейший способ борьбы с потерями.

Второй простейший способ тоже основан на снижении сопротивления . Только в этом случае необходимо проверять оба провода - ноль и фазу. В процессе эксплуатации воздушных линий из-за обрыва проводов образуется места локального повышения сопротивления - , сростки и т.д. В процессе работы в этих местах происходит локальный разогрев и дальнейшая деградация провода, грозящая разрывом.

Такие места видны ночью из-за искрения и свечения. Необходимо периодически визуально проверять электролинию и заменять особо плохие ее отрезки или линию целиком.

Для ремонта лучше всего применить . Они называются самонесущими, т.к. не требуют стального троса для подвески и не рвутся под тяжестью снега и льда. Такие кабели долговечны (срок эксплуатации более 25 лет), есть специальные аксессуары для легкого и удобного крепления их к столбам и зданиям.

Третий способ борьбы с потерями.

Понятно, что третьим способом является замена отслужившей «воздушки» на новую.

В продаже имеются кабели типов СИП-2А, СИП-3, СИП-4. Сечение кабеля выбирают не менее 16 квадратных миллиметров, он может пропускать ток до 63 А, что соответствует мощности 14 кВт при однофазной сети и 42 кВт при трехфазной. Кабель имеет двухслойную изоляцию и покрыт специальным пластиком, защищающим изоляцию проводов от солнечной радиации. Примерные цены на СИП можно посмотреть здесь: http://www.eti.su/price/cable/over/over_399.html. Двухпроводный СИП кабель стоит от 23 руб. за погонный метр.

Четвертый способ борьбы с потерями.

Этот способ основан на применении специальных или другой объект. Такие стабилизаторы бывают как однофазного, так и трехфазного типа. Они увеличивают cos и обеспечивают стабилизацию напряжения на выходе в пределах + - 5%, при изменении напряжения на входе + - 30%. Их мощностной ряд может быть от сотен Вт до сотен кВт.

Вот несколько сайтов посвященных стабилизаторам: http://www.enstab.ru, http://www.generatorplus.ru, http://www.stabilizators.ru/, http://www.aes.ru. Например, приведенный на сайте http://www.gcstolica.ru/electrotech/stabilizer/x1/ однофазный стабилизатор «Лидер», мощностью 5 кВт, стоит 18500 руб. Отметим однако, что из-за перекоса фаз и потерь в электролинии, напряжение на входе стабилизатора может падать ниже 150 В. В этом случае, срабатывает встроенная защита и вам ничего не остается, как снизить свои потребности в электроэнергии.

Пятый способ компенсации потерь электроэнергии.

Это способ использования устройств компенсации реактивной мощности . Если нагрузка индуктивная, например различные электромоторы, то это конденсаторы, если емкостная, то это специальные индуктивности. Посмотреть примеры реализации можно здесь: http://www.emgerson.ru/produkciya/krm, http://www.nucon.ru/dictionary/kompensator-reaktivnoi-moshnosti.php, http://www.sdsauto.com/kompensator_moschnosti.html, http://www.vniir.ru/production/cat/cat/abs-vniir-ukrm.pdf и т.д.

Шестой способ - борьба с воровством электроэнергии.

По опыту работы, самым эффективным решением является вынос из здания и установка его на столбе линии электропередачи в специальном герметичном боксе. В этом же боксе устанавливаются вводный автомат с пожарным УЗО и разрядники защиты от перенапряжений.

Седьмой способ борьбы с потерями.

Этот способ снижения потерь за счет использования трехфазного подключения . При таком подключении снижаются токи по каждой фазе, а следовательно потери в линии и можно равномерно распределить нагрузку. Это один из самых простых и самых эффективных способов. Как говорят: «Классика жанра».

Выводы.

Если вы хотите снизить потери электроэнергии, то сначала сделайте аудит ваших электросетей. Если вы сами не в состоянии это сделать, то сейчас много организаций готовы помочь вам за ваши деньги. Надеюсь, что советы, приведенные выше, помогут осознать с чего начать и к чему стремиться. Все в ваших силах. Желаю успехов!

Потери электроэнергии в электрических сетях случаются достаточно часто и этому есть свои причины. Потерями в электросетях считаются разности между переданной электрической энергией на линиях электропередачи до учтенной, потребляемой энергией потребителя. Рассмотрим, какие бывают меры по снижению потерь.

Потери мощности в линии электропередач: расстояние от электростанции

Учёт и оплата всех разновидностей потерь регулируется законом. При транспортировании энергии на большие расстояния от производителя до потребителя идет потеря части электроэнергии. Происходит это по различным причинам, одна из которых – уровень напряжения, которое потребляет обычный потребитель (220 или 380 В). Если осуществлять транспортирование такого электронапряжения от генераторов станций напрямую, то нужно проложить электрические сети с диаметром электропровода, который обеспечит всех требуемым электротоком. Электропровода будут с очень большим сечением.

Их не будет возможности разместить на ЛЭП, из-за немыслимой тяжести, прокладывание в земле на большие расстояния будет стоить очень дорого.

Для того чтобы исключить этот фактор в электросетях используют высоковольтные линии передач электроэнергии . Передавая энергию с таким электронапряжением, она в разы растрачивается и от некачественного контакта электропроводников, которые с года повышают свое сопротивление. Растут потери при увеличении влажности воздуха – повышается электроток утечки на изоляторах и на корону. Также повышаются потери в кабелях при сокращении параметров изолирования электропроводов. Отправил поставщик электроэнергию в поставляющую организацию.

Она соответственно должна привести параметры в необходимые показатели при передаче :

Преобразовать продукцию, что была получена в электронапряжение 6-10 кВ.
Развести кабелями по пунктам приема.
Затем вновь преобразовать в электронапряжение в проводах 0,4 кВ.

Опять потери, трансформация при функционировании электротрансформаторов 6-10 кВ и 0,4 кВ. Обычному потребителю поставляется энергия в необходимом электронапряжении – 380-220 В. Трансформаторы имеют свой КПД и рассчитываются на определенную нагрузку. Если с мощностью переборщить или напротив, если ее будет меньше расчётной, потери в электросетях увеличатся в независимости от пожелания поставщика.

Еще один момент, это несоответствие мощности трансформатора, который преобразует 6-10 кВ в 220 В. Если потребители заберут энергии больше мощности, указанной в паспорте трансформатора, он или ломается, или не может обеспечить требуемые параметры на выходе. В результате уменьшения электронапряжения электросети электрические приборы функционируют с нарушением паспортного режима и, поэтому, повышается потребление.

От чего зависит потеря напряжения в проводах

Потребитель взял свои 220 или 380 В на электросчетчике. Теперь энергия, которая будет теряться, может на конечного потребителя.

Состоит из :

Потерь на нагрев электропроводов, когда повышенное потребление из-за расчетов.
Плохой электроконтакт в электроприборах коммутации электроснабжения.
Емкостной и индуктивный характер электронагрузки.

Также сюда включено применение старых светоприборов, холодильного оборудования и прочих устаревших технических устройств.

Комплексные мероприятия по снижению потерь электроэнергии

Рассмотрим мероприятия по сокращению электропотерь энергии в коттедже и квартирном помещении.

Необходимо :

Бороться, необходимо используя электропроводники соответствующие нагрузке. Сегодня в электросетях нужно следить за соответствием параметров электропроводов и мощностью, что потребляется. В ситуации невозможности корректировки эти параметры и введения к нормальным показателям, придется мириться с тем, что электроэнергия растрачивается на нагревание проводников, поэтому меняются параметры их изоляции и увеличивается риск возгорания в помещении.
Плохой электроконтакт: в рубильниках – это применение инновационных конструкций с хорошими неокисляющимися электроконтактами. Любой окисел повышает сопротивление. В пускателях – эта же методика. Выключатели – система вкл./выкл. должна применять металл влагоусточивый и стойкий к высокому температурному режиму. Контакт зависит от качественного прижатия полюса к плюсу.
Реактивная нагрузка. Все электрические приборы, которые не являются лампочками накаливания, электрическими плитками старого образца имеют реактивную составляющую потребления энергии. Любая индуктивность при подаче на нее тока сопротивляется течению по ней энергии за счёт развивающейся магнитной индукции. Спустя определенный период такое явление как магнитная индукция, которая не давала току идти, помогает его протеканию и добавляет в электросеть часть электроэнергии, что несет вред для общих электросетей. Развиваются особый процесс, который называется вихревые электротоки, они искажают норму показаний счетчиков и вносят негативные изменения в параметры энергии, которая поставляется. То же случается и при емкостной электронагрузке. Токи портят параметры энергии, которая поставляется потребителю. Борьба заключается в применении современных компенсаторов, в зависимости от параметров электронагрузки.
Применение старых систем освещения (лампы накаливания). Их КПД имеет максимум – 3-5 %. Оставшиеся 95 % уходят на нагрев нити накаливания и в результате на нагрев окружающей среды и на излучение, которое человек не воспринимает. Поэтому совершенствовать тут не рационально. Появились прочие виды подачи света – люминесцентные лампочки, светодиоды, которые стали активно сегодня использоваться. Коэффициент полезного действия люминесцентных лампочек достигает 7 %, а у светодиодов процент близится к 20. Применение светодиодов позволяет сэкономить прямо сейчас и в процессе эксплуатирования за счёт долговечности – компенсация трат до 50 000 часов.

Также нельзя не сказать о том, что уменьшить потери электроэнергии в доме можно при помощи монтажа стабилизатора электронапряжения. Как сообщает ратуша, найти его можно в специализированных компаниях.

Как рассчитать потери электроэнергии: условия

Проще всего посчитать потери в электросети, где применяется только один тип электропровода с одним сечением, например, если дома вмонтированы только электрокабели из алюминия с сечением в 35 мм. В жизни системы с одним типом электрокабеля почти не встречаются, обычно для снабжения зданий и сооружений применяются разные электропровода. В такой ситуации для получения точных результатов, надо отдельно считать для отдельных участков и линий электросистемы с разнообразными электрокабелями.

Потери в электросети на трансформаторе и до него обычно не учитываются, так как индивидуальные электроприборы учёта потребляемой электроэнергии ставятся в электроцепь уже после такого спецоборудования.

Важно :

Расчёт потерь энергии в трансформаторе проводится на основе технических документов такого устройства, где будут указаны все требуемые вам параметры.
Надо сказать, что любые расчёты выполняются для того чтобы определить величину максимума потерь в ходе передачи тока.
При осуществлении подсчетов надо учитывать, что мощность электросети склада, производственного предприятия или другого объекта достаточна для обеспечения всех подключенных к ней энергопотребителей, то есть, система может функционировать без перенапряжения даже на максимуме нагрузки, на каждом включенном объекте.

Величину выделенной электромощности можно узнать из договора заключенного с поставщиком энергии. Сумма потерь всегда зависит от мощности электросети, от ее потребления через поттер. Чем больше электронапряжения потребляется объектами, тем выше потери.

Технические потери электроэнергии в сетях

Технические потери энергии – потери, которые вызваны физическими процессами транспортировки, распределения и трансформирования электричества, выявляются посредством расчетов. Формула, по которой выполняется расчет: P=I*U.

Мощность равняется перемножению тока на электронапряжение.
Повышая напряжение при передавании энергии в электросетях можно в разы уменьшить ток, что даст возможность обойтись электропроводами с намного меньшим сечением.
Подводный камень состоит в том, что в трансформаторе есть потери, которые кто-то должен компенсировать.

Технологические потери подразделяются на условнопостоянные и переменные (зависят от электронагрузки).

Что такое коммерческие потери электроэнергии

Коммерческие потери энергии – электропотери, которые определяются как разность абсолютных и технологических потерь.

Нужно знать :

В идеале коммерческие электропотери энергии в электросети, должны быть нулевыми.
Очевидно, но, что в реальности отпуск в электросеть, полезный отпуск и техпотери определяются с погрешностями.
Их разности по факту и являются структурными элементами коммерческих электропотерь.

Они должны быть по возможности сведены к минимальному значению за счёт проведения определенных мер. Если такой возможности нет, нужно внести поправки к показаниям счетчиков, они компенсируют систематические погрешности измерений электрической энергии.

Возможные потери электроэнергии в электрических сетях (видео)

Потери электрической энергии в электросетях приводят к дополнительным расходам. Поэтому важно их контролировать.

Потеря электроэнергии в электрических сетях в значительной степени влияет на экономичность их работы. Это очень важный показатель, позволяющий на практике определить состояние системы, учитывающей электрическую энергию и общую эффективность электроснабжения. В современных условиях проблемы электрических сетей постоянно накапливаются. Все они касаются технического переоснащения и реконструкции, дальнейшего развития средств управления и эксплуатации.

Потеря электроэнергии - серьезная проблема

Потери электроэнергии происходят во всех электрических сетях и являются серьезной проблемой для многих стран. Как утверждают международные эксперты, если показатели потерь во время ее передачи и распределения составляют не более 4-5 %, то состояние сетей можно считать удовлетворительным. Показатель в количестве 10-ти % считается предельно допустимым. При общих огромных объемах поставок электроэнергии, процент в физическом выражении составляет очень серьезную цифру.

Такое положение дел вызвано тем, что в ряде стран снизился уровень инвестирования в области совершенствования электро сетей, мероприятия, направленные на снижение потерь не дают должного эффекта. В результате, в системах электроснабжения, накопилось большое количество оборудования и средств учета, которые морально и физически давно устарели. Многое установленное оборудование не соответствует передаваемой по нему мощности.

Главные причины потерь электроэнергии

Все потери электрической энергии подразделяются на основные виды:

Абсолютные - представляют собой разницу между количеством электроэнергии поступившей изначально в сеть, и количеством электроэнергии, реально полученной потребителями.
Технические - зависят от физических процессов, происходящих при передаче, распределении и трансформации. Определяются с помощью математических расчетов и бывают переменными, зависящими от нагрузки и условно-постоянными.
Коммерческие - составляют разницу между абсолютными и техническими потерями.

Именно последний вид приносит реальные финансовые убытки. Теоретически, показатель коммерческих потерь должен иметь нулевое значение. На самом деле, при учете абсолютных и технических потерь, допускается масса погрешностей, которые накапливаются в больших количествах и вырастают в общие цифры. Для того, чтобы максимально снизить их, должны проводиться соответствующие мероприятия. Например, в случае невозможности использования более точных , нужно своевременно вносить поправки к показаниям действующих электросчетчиков.

Таким образом, потеря электроэнергии в электрических сетях, может быть снижена при условии своевременного и качественного проведения комплекса необходимых мероприятий.

Компенсация реактивной мощности

Методика расчёта технологических потерь электроэнергии
в линии электропередач ВЛ-04кВ садоводческого товарищества

До какого-то определённого времени необходимость расчёта технологических потерь в линии электропередач , принадлежащей СНТ, как юридическому лицу, или садоводам, имеющим садовые участки в границах какого-либо СНТ , была не нужна. Правление даже не задумывалось об этом. Однако дотошные садоводы или, скорее, сомневающиеся, заставили ещё раз бросить все силы на способы вычисления потерь электроэнергии вЛЭП . Самый простой путь, безусловно - это тупое обращение в компетентную компанию, то бишь, электроснабжающую или мелкую фирмочку, которые и смогут рассчитать для садоводов технологические потери в их сети. Сканирование Интернета позволило разыскать несколько методик расчёта энергопотерь во внутренней линии электропередач применительно к любому СНТ. Их анализ и разбор необходимых значений для вычисления конечного результата позволил отбросить те из них, которые предполагали замер специальных параметров в сети с помощью специального оборудования.

Предлагаемая Вам для использования в садоводческом товариществе методика основана на знании основ передачи электроэнергии по проводам базового школьного курса физики. При её создании были использованы нормы приказа Минпромэнерго РФ № 21 от 03.02.2005 г. "Методика расчёта нормативных потерь электроэнергии в электрических сетях", а также книга Ю.С Железко, А.В Артемьева, О.В. Савченко "Расчёт, анализ и нормирование потерь элекроэнергии в электрических сетях", Москва, ЗАО "Издательство НЦЭНАС", 2008.

Основа для рассматриваемого ниже расчёта технологических потерь в сети взята вот отсюда Методика расчёта потерь Ратуша А. Вы можете воспользоваться ею, изложенной далее. Разница у них в том, что здесь на сайте мы вместе разберём упрощенную методику, которая на простом, вполне реально существующем ТСН «Простор», поможет понять сам принцип применения формул и порядок подстановки в них значений. Далее Вы сможете самостоятельно рассчитать потери для своей существующей в ТСН электросети с любой конфигурацией и сложностью. Т.е. страница адаптирована к ТСН.

Исходные условия для расчётов.

В линии электропередач используется провод СИП-50, СИП-25, СИП-16 и немного А-35 (алюминиевый, сечением 35мм², открытый без изоляции);

Для простоты расчёта возьмём усреднённое значение, провод А-35.

У нас в садоводческом товариществе провода разного сечения, что чаще всего и бывает. Кто хочет, разобравшись с принципами расчётов, сможет посчитать потери для всех линий с разным сечением, т.к. сама методика предполагает производство расчёта потерь электроэнергии для одного провода, не 3 фаз сразу, а именно одного (одной фазы).

Потери в трансформаторе (трансформаторах) не учитываются, т.к. общий счётчик потребляемой электроэнергии установлен после трансформатора;

= Потери трансформатора и подключения к высоковольтной линии нам рассчитала энергоснабжающая организация «Саратовэнерго» а именно РЭС Саратовского района, в поселке «Тепличный». Они составили в среднем (4,97%) 203 кВт.ч в месяц.

Расчёт производится для выведения максимальной величины потерь электроэнергии;

Произведённые расчёты для максимального потребления помогут перекрыть те технологические потери , к-е не учтены в методике, но, тем не менее, всегда присутствуют. Эти потери достаточно сложно вычислить. Но, так как, они, всё-таки, не так значительны, то ими можно пренебречь.

Суммарная присоединённая мощность в СНТ достаточна для обеспечения максимальной мощности потребления;

Исходим из того, что при условии включения всеми садоводами своих выделенных каждому мощностей, в сети не происходит снижения напряжения и выделенной электро снабжающей организацией электрической мощности достаточно, чтобы не сгорели предохранители или не выбило автоматы защитного отключения. Выделенная электрическая мощность обязательно прописана вДоговоре электроснабжения .

Величина годового потребления соответствует фактическому годовому потреблению электроэнергии в СНТ - 49000 кВт/ч;

Дело в том, что, если суммарно садоводы и электроустановки СНТ превышают выделяемое на всех количество электроэнергии, то соответственно расчёт технологических потерь должен уточняться для другого количества потребленных кВт/ч. Чем больше СНТ съест электроэнергии, тем больше будут и потери. Корректировка расчётов в этом случае необходима для уточнения величины платежа за технологические потери во внутренней сети , и последующего утверждения её на общем собрании.

К электрической сети, через 3 одинаковых по параметрам фидера (длина, марка провода (А-35), электрическая нагрузка), подключено 33 участка (домов).

Т.е. к распределительному щиту СНТ, где расположен общий трёхфазный счётчик, подключены 3 провода (3 фазы) и один нулевой провод. Соответственно к каждой фазе подключены равномерно по 11 домов садоводов, всего 33 домов.

Длина линии электропередач в СНТ составляет 800 м..

Расчёт потерь электроэнергии по суммарной длине линии.

Для расчёта потерь используется следующая формула:

ΔW = 9,3 . W² . (1 + tg²φ)·K ф ²·K L .L

ΔW - потери электроэнергии в кВт/ч;

W - электроэнергия, отпущенная в линию электропередач за Д (дней), кВт/ч (в нашем примере 49000 кВт/ч или 49х10 6 Вт/ч );

К ф - коэффициент формы графика нагрузки;

К L - коэффициент, учитывающий распределённость нагрузки по линии (0,37 - для линии с рапределённой нагрузкой, т.е. на каждую фазу из трёх подключены по 11 домов садоводов);

L - длина линии в километрах (в нашем примере 0,8 км);

tgφ - коэффициент реактивной мощности (0,6 );

F - сечение провода в мм²;

Д - период в днях (в формуле используем период 365 дней);

К ф ² - коэффициент заполнения графика, рассчитывается по формуле:

K ф ² = (1 + 2К з)
3K з

гдеК з - коэффициент заполнения графика. При отсутствии данных о форме графика нагрузки обычно принимается значение - 0,3 ; тогда: K ф ² = 1,78 .

Расчёт потерь по формуле выполняется для одной линии фидера. Их 3 по 0,8 километра.

Считаем, что общая нагрузка равномерно распределена по линиям внутри фидера. Т.е. годовое потребление по одной линии фидера равно 1/3 от общего потребления.

Тогда: W сум. = 3 * ΔW в линии .

Отпущенная садоводам электроэнергия за год составляет 49000 кВт/ч, тогда по каждой линии фидера: 49000 / 3 = 16300 кВт/ч или16,3·10 6 Вт/ч - именно в таком виде значение присутствует в формуле.

ΔW линии =9,3 . 16,3²·10 6 . (1+0,6²)·1,78·0,37 . 0,8 =
365 35

ΔW линии = 140,8 кВт/ч

Тогда за год по трём линиям фидера: ΔW сум. = 3 х 140,8 = 422,4 кВт/ч .

Учёт потерь на вводе в дома.

При условии, что все приборы учета потребляемой энергии размещены на опорах ЛЭП, то длина провода от точки присоединения линии, принадлежащей садоводу до его индивидуального прибора учёта составит всего 6 метров (общая длина опоры 9 метров).

Сопротивление провода СИП-16 (самонесущий изолированный провод, сечением 16 мм²) на 6 метров длины составляет всего R = 0,02ом .

P ввода = 4 кВт (примем за расчётную разрешённую электрическую мощность для одного дома).

Рассчитываем силу тока для мощности 4 кВт:I ввода = P ввода /220 = 4000Вт / 220в = 18 (А) .

Тогда: dP ввода = I² x R ввода = 18² х 0,02 = 6,48Вт - потери за 1 час при нагрузке.

Тогда суммарные потери за год в линии одного подключённого садовода: dW ввода = dP ввода x Д (часов в год) х К исп.макс. нагрузки = 6,48 x 8760 x 0,3 = 17029 Вт/ч (17,029 кВт/ч) .

Тогда суммарные потери в линиях 33 подключённых садоводов за год составят:
dW ввода = 33 х 17,029 кВт/ч = 561,96 кВт/ч

Учёт суммарных потерь в ЛЭП за год:

ΔW сум. итог = 561,96 + 422,4 = 984,36 кВт/ч

ΔW сум. %= ΔW сум / W сум x 100%= 984,36/49000 х 100%= 2%

Итого: Во внутренней воздушной ЛЭП СНТ протяжённостью 0,8 километра (3 фазы и ноль), проводе сечением 35мм², подключёнными 33 домами, при общем потреблении 49000 кВт/ч электроэнергии в год потери составят 2%