Waste not, want not.
az elektromos rendszer minden szakaszában – a generátortól a kimenetig – energiaveszteségek vannak. Amikor az energia elvész, a közműveknek további energiát kell termelniük vagy vásárolniuk a kereslet kielégítése érdekében. Más szavakkal, a hatékonyság hiánya pénzbe kerül.
a veszteség költségként történő kiszámításának egyszerű módja az, hogy megszorozzuk a megawattóránkénti átlagos energiaköltséget a teljes energiaveszteséggel. Egy másik módszer a közüzemi veszteség százalékának megismerése, amely a teljes energiaveszteség aránya az összes energiaforráshoz viszonyítva. A közhatalom átlagos veszteségszázaléka 4,07%. A közművek 6% – ot meghaladó veszteségei túlzott fizikai veszteségekre utalhatnak.
erős ösztönzés van arra, hogy a közművek a rendelkezésükre álló villamos energia legnagyobb részét felhasználhassák. A hatékonyság nem csak a költségekről szól, hanem a rendszer teljesítményének és egészségének jó mércéje is, és a különböző elemek, például a transzformátorok és egyéb berendezések felesleges hőjének nyomon követése támogathatja a nagyobb megbízhatóságot. A hatékonyság fontossága a közművek számára ezért része mind az intelligens Energiaszolgáltatónak, mind a megbízható közüzemi Szolgáltatónak.
honnan származnak a veszteségek?
néhány rendszerveszteség elkerülhetetlen, és a veszteséget nem lehet teljesen kiküszöbölni.
az energia csaknem kétharmada elvész a villamos energia előállítása és továbbítása során.
az elosztási szinten, amit a legtöbb közmű kezel, a legtöbb veszteség a vezetékekben (felső vagy földalatti) és a transzformátorokban történik.
- az elsődleges vezetékek és szabályozók az elosztórendszer veszteségeinek közel felét teszik ki
- a transzformátorok az elosztórendszer veszteségeinek körülbelül 27% – át teszik ki
más eszközök veszteségei, mint például a kapcsolók és megszakítók, a veszteségek alacsonyabb részét teszik ki, de jelentős lehet a rendszer másodlagosaiban, ahol az áramok általában magasak.
itt van egy rövid frissítés arról, hogy a közművek hogyan tudják csökkenteni a vezetők és transzformátorok veszteségeit.
a vezetők veszteségeinek csökkentése
a vezetők lehetővé teszik az elektromos áram áramlását. A vezetők ellenállnak az áram áramlásának is, ami áramveszteséget eredményez. A teljesítményveszteséget (wattban) az ismerős kapcsolat képviseli:
P=I2R
a vezető által az amperben (a) szállított áramot, az ohmban (ohmban) kifejezett elektromos ellenállást pedig I, illetve R jelképezi. Az ellenállás A vezető hosszával növekszik, a vezető keresztmetszetével csökken. Ahogy több víz áramlik át egy széles csövön, mint egy keskenyen, az elektromos töltés nagyobb, az ellenállás pedig alacsonyabb a nagyobb keresztmetszetű vezetékeknél.
ellenállás, r, egy vezetőre a következő egyenlettel határozzuk meg:
R = pL / a
egy objektum ellenállását a következők jelölik: 6 (Rho), és a mérést a következő egyenletben kell elvégezni: M (Ohmmérők). L az anyag hosszát, A keresztmetszetét jelöli. Az egyenletekben bemutatott összefüggések megerősítik, hogy a vezető ellenállása nagyobb hosszúsággal növekszik, nagyobb keresztmetszeti területekkel csökken.
az új felső elosztásban használt tipikus vezetők 336,4 kcmil 26/7, ami 26 alumíniumvezetéket tartalmaz, amelyek 7 acélszálat vesznek körül. A vezető alumínium területe 336,4 kcmils, ahol egy kcmil ezer kör alakú Mil, egy kör alakú mil pedig egy kör átmérője (0,001 hüvelyk). A régebbi vezetők, például a #4 AWG rézvezeték keresztmetszete 41,7 kcmils.
a következő egyszerűsített példa mutatja be, hogy az újravezetés hogyan csökkentheti a vonalveszteségeket. Ha egy segédprogram a #4 AWG szilárd rézhuzalt 336,4 kcmil sodrott alumínium huzalra cseréli az eloszlásán, akkor közel 5-szeresére csökkentheti az energiaveszteséget.
| karmester | Stranding | Circular Mil | megengedett ampacity | Ellenállás ohm / mérföld | vonal veszteségek 100 amperes terhelés végén egy 1 mérföldes vonal |
| 4 AWG | szilárd | 41,740 | 170 | 1.314 | 13,14 kW |
| 336.4 | 26/7 | 336,400 | 510 | 0.273 | 2.73 kW |
a régi vezetékek felújítása vagy cseréje fontos veszteségcsökkentő technika, amely megnövelheti a rendszer kapacitását. Míg az újravezetés elméletileg nagyszerű lehetőség a veszteségek csökkentésére, a folyamat, beleértve az új hardvert is, költséges.
a transzformátor veszteségeinek csökkentése
a transzformátorok csökkentik a nagyfeszültségű villamos energiát az elektromos vezetékről az elosztórendszer alacsonyabb feszültségére. A transzformátor veszteségei két kategóriába sorolhatók: terhelési veszteségek (tekercselési veszteségek) és üresjárati veszteségek (alapveszteségek). Az üresjárati veszteségek folyamatosan fordulnak elő, miközben a transzformátor feszültség alatt van, és a terhelési veszteségek a terhelés változásával változnak.
a legtöbb transzformátor veszteség terhelési veszteség, ami a terhelési veszteségek kiszámítását minden transzformátor értékelésének alapvető elemévé teszi.
a transzformátor kapacitása vagy a transzformátor elektromos mérete kVA-ban van megadva. A transzformátor kVA terhelése az áram és a feszültség terméke. kV a transzformátor névleges feszültsége kilovoltban, I pedig a transzformátor áram amperben. A termék megközelítőleg azonos a transzformátor elsődleges vagy másodlagos oldalán.
egyfázisú transzformátorok kVA loading = kV * I
háromfázisú transzformátorok kVA loading = GmbH
a háromfázisú áramkörök feszültsége a fenti kifejezésben a vonal-vonal feszültség, a hivatkozott áram pedig a vonal áram. A transzformátor terhelése kVA-ban van megadva, és a fázisonkénti terhelés háromszorosa, feltételezve, hogy a fázisok megközelítőleg kiegyensúlyozottak. A kifejezés mind a delta, mind a wye-kapcsolt tekercsekre érvényes.
az elosztórendszer feszültségét a névleges értéken vagy annak közelében kell tartani. A transzformátor terhelési veszteségei, amelyek szorosan változnak az áram négyzetével, szintén megközelítőleg a transzformátor kVA terhelésének négyzetével változnak. A transzformátor névleges terhelése esetén a terhelési veszteségek és az üresjárati veszteségek a gyártó adataiból vagy a transzformátoron végzett vizsgálatokból származhatnak.
néhány példa a gyártók által a hatékonyság javítása érdekében alkalmazott technológiai lehetőségekre:
- magasabb minőségű elektromos mag acélok
- különböző vezető anyagok
- a mag és a tekercs konfigurációjának kiigazítása
a közművek garanciákat is építhetnek a transzformátor veszteségértékei ellen a gyártókkal kötött megállapodások megvásárlásához, például a transzformátor veszteségeinek:
- kiterjesztett gyártói tesztelés szükséges nagy mennyiségű transzformátorhoz, támogató tesztdokumentációval.
- a közüzemi személyzet helyszíni látogatását igényli a gyártó tesztelése során.
- független laboratórium segítségével transzformátorok mintáinak tesztelésére.
- árkorrekció szükséges olyan transzformátorok esetében, amelyek nem felelnek meg a garantált veszteségteljesítménynek.
a transzformátor veszteségének csökkentésére és ellenőrzésére szolgáló egyéb stratégiák a következők:
- új transzformátorok (és feszültségszabályozók) beszerzése életciklus-költségértékelés alapján.
- a feszültségszabályozók vonalcsepp-kompenzációs funkciójának használata annak elkerülése érdekében, hogy a szabályozókhoz legközelebb eső transzformátorok 5% – nál nagyobb feszültségnek legyenek kitéve.
- az egyes telepítéseknél megvalósítható legkisebb kapacitású transzformátor használata, figyelembe véve az olyan tényezőket, mint a csúcsterhelés alatti környezeti hőmérséklet, a várható csúcsterhelés időtartama és a várható terhelésnövekedés; ez kizárhatja a teljesen önvédett (CSP) transzformátorok használatát, amelyek túlterhelési kapacitását az integrált másodlagos megszakító automatikus működése korlátozza.
- nyilvántartást vezet arról, hogy mely ügyfelek kapcsolódnak az egyes működő transzformátorokhoz, és figyelemmel kíséri az egyes transzformátorok ügyfélterhelését; győződjön meg arról, hogy az összes elhagyott transzformátort leválasztották az elsődleges vezetékről.
a veszteség csökkentésének egyéb módjai
az elosztórendszer veszteségének mérésére és csökkentésére sokkal több módszer létezik – némelyik könnyebben megvalósítható, mások pedig magasabb költségekkel járnak. A költségesebb lépések jellemzően gazdasági életciklus-költségeket és mérnöki elemzést tartalmaznak.
- rendszeresen vizsgálja meg a rendszer teljesítményét – és győződjön meg róla, hogy pontos képet kap a terhelési tényezőről.
- fizikai veszteségekkel rendelkező problémás területek meghatározása.
- rangsorolja a frissítéseket a legnagyobb energiaköltség vagy a kereslet csökkenése alapján.
- tartson egyenlő (kiegyensúlyozott) áramot mindhárom adagoló áramkör fázisában, amennyire ez praktikus.
- az új primer áramkörökhöz a legnagyobb gazdaságos vezetéket használja, és a másodlagos áramköröket a lehető legrövidebbre tartsa.
- az új primer áramkörökhöz használja a legnagyobb gazdaságos méretű vezetéket, és értékelje a háromfázisú és az egyfázisú konstrukció előnyeit; lehetőség szerint kerülje az alállomástól lefelé történő feszültségszabályozók alkalmazását.
- elemezze a kondenzátor bankokat annak ellenőrzésére, hogy a kondenzátor mérete és elhelyezkedése megfelelően illeszkedik-e az adagoló terheléséhez.
- telepítse a kondenzátorokat a teljesítménytényező korrigálására a mért adagoló jellemzői, a számítógéppel segített modellezés és az életciklus-költségek gazdasági elemzése alapján.
- ellenőrizze a számlázási rendszerben rögzített minden mérő szorzót a mérőkön feltüntetett megfelelő szorzókkal kétévente.
- rendszeresen végezze el a mérő tesztelését és kalibrálását. Tesztelje az egyfázisú ügyfélmérőket nyolcévente, a többfázisú mérőket hatévente, valamint a nagy felhasználású mérőket (amelyek a teljes rendszerbevétel több mint 3%-át teszik ki) évente.
- telepítse az alállomás mérő/felügyeleti berendezéseit minden egyes adagolóhoz, hogy legalább a feszültség, áram és teljesítménytényező profiljait megkapja az idő függvényében.
- konvertálja a hosszú, lényegében terhelt egyfázisú áramköröket háromfázisúvá.
- Konvertáljon egy vagy több adagolót magasabb feszültségszintre
- vezesse újra a meglévő nagy terhelésű áramkörök törzsét, kezdve a forrás végén.
a hatékonyság növelése segít megőrizni a közhatalom előnyét a megbízhatóságban és a megfizethetőségben a társainkhoz képest. Csatlakozzon az energy services listserv – hez, hogy megosszon további tippeket és stratégiákat a veszteség csökkentésére.
a kiemelkedő energiahatékonysági erőfeszítésekkel rendelkező PS – közműveknek fontolóra kell venniük a Smart Energy Provider kijelölés jelentkezését. A jelentkezés április 30-án esedékes.