odpad Ne, nechci.
v každé fázi elektrického systému – od generátoru po zásuvku-dochází ke ztrátám energie. Když dojde ke ztrátě energie, musí nástroje generovat nebo nakupovat další energii, aby uspokojily poptávku. Jinými slovy, neefektivita stojí peníze.
jednoduchý způsob výpočtu ztráty z hlediska nákladů je vynásobením průměrných nákladů na energii za megawatthodinu násobkem celkových energetických ztrát. Dalším způsobem je zjistit procento ztráty nástroje, což je poměr celkových energetických ztrát k celkovým zdrojům energie. Střední procento ztrát pro veřejnou moc je 4,07%. Ztráty vyšší než 6% u veřejných energetických služeb mohou naznačovat nadměrné fyzické ztráty.
existuje silná motivace pro veřejné služby, aby mohly využívat většinu elektřiny, kterou mají. Účinnost není jen o nákladech – je to také dobrý ukazatel výkonu a zdraví systému a sledování různých položek, jako je přebytečné teplo z transformátorů a dalších zařízení, může podpořit zvýšenou spolehlivost. Důležitost efektivity pro veřejné služby je důvodem, proč je součástí jak inteligentního poskytovatele energie, tak spolehlivých označení veřejných poskytovatelů energie.
odkud pocházejí ztráty?
některé systémové ztráty jsou nevyhnutelné a ztráty nelze zcela odstranit.
téměř dvě třetiny energie se ztrácejí při výrobě a přenosu elektřiny.
na distribuční úrovni, což je to, co většina inženýrských sítí spravuje, dochází k většině ztrát v linkách (nadzemních nebo podzemních) a transformátorech.
- primární vedení a regulátory mohou představovat téměř polovinu ztrát distribuční soustavy
- transformátory představují asi 27% ztrát distribuční soustavy
ztráty v jiných zařízeních, jako jsou spínače a jističe, tvoří nižší část ztrát, ale mohou být významné v sekundárních systémech, kde proudy bývají vysoké.
zde je stručný opakovač způsobů, jak mohou veřejné energetické služby pracovat na snížení ztrát vodičů a transformátorů.
snížení ztrát vodičů
vodiče umožňují tok elektrického proudu. Vodiče také nabízejí odpor proti proudu, což má za následek ztrátu energie. Ztráta výkonu (ve wattech) je reprezentována známým vztahem:
P=I2R
proud nesený vodičem v ampérech (A) a elektrický odpor v ohmech (Ω) jsou symbolizovány jako I A R. Odpor se zvyšuje s délkou vodiče a klesá s plochou průřezu vodiče. Stejně jako více vody protéká širokou trubkou než úzkou, elektrický náboj je vyšší a odpor je nižší u vodičů s většími plochami průřezu.
odpor, R, pro vodič je určen následující rovnicí:
R = pL / a
odpor objektu je reprezentován ρ (rho) a měří se v Ω m (ohmmetry). L představuje délku a a představuje plochu průřezu materiálu. Vztahy uvedené v rovnicích potvrzují, že odpor vodiče se zvyšuje s větší délkou a klesá s většími plochami průřezu.
typické vodiče používané v nových režijních rozvodech jsou 336,4 kcmil 26/7, což znamená 26 pramenů hliníkového vodiče obklopujících 7 pramenů oceli. Plocha vodivého hliníku je 336,4 kcmils, kde jeden kcmil je tisíc kruhových mil a jeden kruhový mil je plocha kruhu o průměru jednoho mil (0,001 palce). Starší vodiče ,například # 4 AWG měděné vedení, mají průřez 41,7 kcmils.
následující zjednodušený příklad ukazuje, jak může rekondukce snížit ztráty vedení. Pokud nástroj nahradí #4 AWG pevný měděný drát s 336.4 kcmil lankovým hliníkovým drátem na jeho distribuci, může snížit ztrátu energie o faktor téměř 5.
| vodič | Stranding | Circular mils | přípustná ampacita | odpor ohmů / míle | ztráty vedení pro zatížení 100 amp na konci linky 1 míle |
| 4 AWG | pevná látka | 41,740 | 170 | 1.314 | 13.14 kW |
| 336.4 | 26/7 | 336,400 | 510 | 0.273 | 2.73 kW |
renovace nebo výměna starých vodičů je důležitou technikou snižování ztrát a může poskytnout zvýšenou kapacitu systému. Zatímco rekondukce je teoreticky skvělou volbou pro snížení ztrát, proces, včetně nového hardwaru, je nákladný.
snížení ztrát transformátoru
transformátory snižují vysokonapěťovou elektřinu z elektrického vedení na nižší napětí v distribuční soustavě. Ztráty transformátoru spadají do dvou kategorií-ztráty zatížení (ztráty vinutí) a ztráty naprázdno (ztráty jádra). Ztráty naprázdno se vyskytují nepřetržitě, když je transformátor pod napětím a ztráty zatížení se mění při změně zatížení.
většina ztrát transformátoru jsou ztráty zatížení, což činí výpočet ztrát zátěže základním prvkem každého vyhodnocení transformátoru.
kapacita transformátoru nebo elektrická velikost transformátoru je hodnocena v kVA. Zatížení transformátoru kVA je produktem proudu a napětí. kV je Jmenovité napětí transformátoru v kilovoltech a I je proud transformátoru v ampérech. Produkt je přibližně stejný na primární nebo sekundární straně transformátoru.
jednofázové transformátory kVA loading = kV * I
třífázové transformátory kVA loading = √3 kV * i
napětí pro třífázové obvody ve výše uvedeném výrazu je napětí mezi řádky a odkazovaný proud je proud vedení. Zatížení transformátoru je dimenzováno v kVA a je trojnásobkem zatížení na fázi, za předpokladu, že fáze jsou přibližně vyvážené. Výraz platí pro vinutí spojená s delta i wye.
napětí v distribuční soustavě musí být udržováno na jmenovité hodnotě nebo v její blízkosti. Ztráty zatížení transformátoru, které se velmi liší se čtvercem proudu, se také liší přibližně se čtvercem zatížení transformátoru kVA. Ztráty zatížení a ztráty naprázdno při jmenovitém zatížení transformátoru lze získat z údajů výrobce nebo ze zkoušek provedených na transformátoru.
některé příklady technologických možností, které výrobci používají ke zlepšení účinnosti, zahrnují:
- oceli s vyšším stupněm elektrického jádra
- různé materiály vodičů
- úpravy konfigurace jádra a cívky
nástroje mohou také vytvářet záruky proti hodnotám ztrát transformátoru pro kupní smlouvy s výrobci, například prostřednictvím:
- vyžaduje rozšířené testování výrobce pro velké množství transformátorů s podpůrnou zkušební dokumentací.
- vyžadující návštěvy na místě technickým personálem během testování výrobce.
- pomocí nezávislé laboratoře k testování vzorků transformátorů.
- vyžadující úpravu ceny u transformátorů, které nesplňují zaručený ztrátový výkon.
Mezi další strategie snižování a monitorování ztrát transformátoru patří:
- nákup nových transformátorů (a regulátorů napětí) na základě vyhodnocení nákladů životního cyklu.
- použití funkce kompenzace poklesu vedení na regulátorech napětí, aby se zabránilo vystavení transformátorů nejblíže regulátorům napětí nad 5% nad jmenovitým napětím.
- použití nejmenšího kapacitního transformátoru proveditelného pro každou instalaci, s přihlédnutím k faktorům, jako je teplota okolí během špičkového zatížení, doba trvání očekávaného špičkového zatížení a očekávaný růst zatížení; to může vyloučit použití zcela chráněných transformátorů (CSP), jejichž kapacita přetížení je omezena automatickým provozem integrálního sekundárního jističe.
- vést záznamy o tom, kteří zákazníci jsou připojeni ke každému provoznímu transformátoru, a sledovat zatížení zákazníka na každém transformátoru; ujistěte se, že všechny opuštěné transformátory byly odpojeny od primárního vedení.
další způsoby, jak snížit ztrátu
existuje mnoho dalších způsobů, jak měřit a snižovat ztrátu distribučního systému-některé jsou snadněji implementovatelné a jiné jsou spojeny s vyššími náklady. Nákladnější kroky budou obvykle zahrnovat ekonomické náklady životního cyklu a inženýrskou analýzu.
- pravidelně kontrolujte výkon systému – a ujistěte se, že máte přesný obrázek o faktoru zatížení.
- Určete problémové oblasti s fyzickými ztrátami.
- upřednostněte upgrady na základě největších nákladů na energii nebo ztráty poptávky.
- Udržujte stejné (vyvážené) proudy ve všech třech fázích obvodu podavače, stejně jako je to praktické.
- použijte největší ekonomický vodič pro nové primární obvody a udržujte sekundární obvody co nejkratší.
- použijte největší ekonomický vodič pro nové primární obvody a vyhodnoťte výhody třífázové versus jednofázové konstrukce; pokud je to možné, vyhněte se použití regulátorů napětí po proudu od rozvodny.
- analyzujte kondenzátorové banky a ověřte, že velikost a umístění kondenzátoru jsou správně přizpůsobeny zatížení podavače.
- nainstalujte kondenzátory pro korekci účiníku na základě odměřených charakteristik podavače, počítačového modelování a ekonomické analýzy nákladů životního cyklu.
- zkontrolujte každý multiplikátor měřičů zaznamenaný ve fakturačním systému proti odpovídajícím multiplikátorům označeným na měřidlech každé dva roky.
- pravidelně provádějte testování a kalibraci měřidel. Testujte jednofázové měřiče zákazníků každých osm let, polyfázové měřiče každých šest let a měřiče s vysokým využitím (které přinášejí více než 3% celkových příjmů systému) ročně.
- instalujte měřicí/dozorové zařízení rozvodny pro každý podavač, abyste získali alespoň profily napětí, proudu a účiníku v závislosti na čase.
- převést dlouhé, v podstatě zatížené jednofázové obvody na třífázové.
- převeďte jeden nebo více podavačů na vyšší úroveň napětí
- re-dirigujte kmeny existujících silně zatížených obvodů, začínající na konci zdroje.
zvyšování efektivity pomáhá i nadále udržovat výhodu veřejné moci ve spolehlivosti a cenové dostupnosti ve srovnání s našimi vrstevníky. Připojte se k seznamu energetických služebserv sdílet další tipy a strategie pro snížení ztrát.
společnost PS-Utilities s vynikajícím úsilím o energetickou účinnost by měla zvážit žádost o označení poskytovatele Inteligentní energie. Přihlášky jsou splatné 30. Dubna.