deșeuri nu, nu doresc.
în fiecare etapă a sistemului electric – de la generator la priză – există pierderi de energie. Atunci când energia este pierdută, utilitățile trebuie să genereze sau să achiziționeze energie suplimentară pentru a satisface cererea. Cu alte cuvinte, ineficiența costă bani.
o modalitate simplă de a calcula pierderea în termeni de cost este prin înmulțirea costului mediu al energiei pe megawatt-oră ori pierderile totale de energie. O altă modalitate este de a afla procentul de pierderi al utilității, care este raportul dintre pierderile totale de energie și sursele totale de energie. Procentul mediu de pierdere pentru puterea publică este de 4,07%. Pierderile de peste 6% pentru utilitățile publice pot sugera pierderi fizice excesive.
există un stimulent puternic pentru ca utilitățile să poată utiliza cea mai mare parte a energiei electrice pe care o au. Eficiența nu se referă doar la costuri – este, de asemenea, un bun indicator al performanței și sănătății sistemului, iar monitorizarea diferitelor elemente, cum ar fi excesul de căldură de la transformatoare și alte echipamente, poate susține o fiabilitate sporită. Importanța eficienței pentru utilități este motivul pentru care este o componentă atât a furnizorului inteligent de energie, cât și a denumirilor fiabile ale furnizorului Public de energie.
de unde vin pierderile?
unele pierderi de sistem sunt inevitabile, iar pierderile nu pot fi eliminate cu totul.
aproape două treimi din energie se pierde în generarea și transmiterea energiei electrice.
la nivel de distribuție, ceea ce gestionează majoritatea utilităților, cele mai multe pierderi apar în linii (aeriene sau subterane) și transformatoare.
- liniile primare și regulatoarele pot reprezenta aproape jumătate din pierderile sistemului de distribuție
- transformatoarele reprezintă aproximativ 27% din pierderile sistemului de distribuție
pierderile altor dispozitive, cum ar fi întrerupătoarele și întrerupătoarele, reprezintă o parte mai mică a pierderilor, dar pot fi semnificative în sistemele secundare în care curenții tind să fie mari.
Iată o scurtă recapitulare a modului în care utilitățile publice pot lucra pentru a reduce pierderile de conductori și transformatoare.
reducerea pierderilor de conductori
conductorii permit curgerea curentului electric. Conductorii oferă, de asemenea, rezistență la fluxul de curent, ceea ce duce la pierderea de putere. Pierderea de putere (în wați) este reprezentată de relația familiară:
P=I2R
curentul purtat de conductor în amperi (a) și rezistența electrică în ohmi (XV) sunt simbolizate ca I și, respectiv, R. Rezistența crește odată cu lungimea conductorului și scade cu aria secțiunii transversale a conductorului. La fel cum va curge mai multă apă printr-o conductă largă decât una îngustă, sarcina electrică este mai mare, iar rezistența este mai mică pe firele cu zone transversale mai mari.
rezistenta, R, pentru un conductor este determinata de urmatoarea ecuatie:
R = pL / a
rezistivitatea unui obiect este reprezentata de inox (rho) si se masoara in inox m (ohmmetri). L reprezintă lungimea, iar A reprezintă aria secțiunii transversale a materialului. Relațiile prezentate în ecuații confirmă faptul că rezistența conductorului crește cu o lungime mai mare și scade cu arii mai mari ale secțiunii transversale.
conductorii tipici utilizați în noua distribuție aeriană sunt 336,4 kcmil 26/7, ceea ce implică 26 de fire de conductor de aluminiu care înconjoară 7 fire de oțel. Suprafața aluminiului conductor este de 336,4 kcmils, unde un kcmil este de o mie de mils circulare și un mil circular este aria unui cerc având un diametru de un mil (0,001 inci). Conductorii mai vechi, cum ar fi linia de cupru #4 AWG, au o secțiune transversală de 41,7 kcmils.
următorul exemplu simplificat este folosit pentru a arăta cum reconductoring poate reduce pierderile de linie. Dacă un utilitar înlocuiește # 4 AWG sârmă de cupru solid cu 336.4 kcmil fir de aluminiu catenar pe distribuția sa, se poate reduce pierderea de putere cu un factor de aproape 5.
| Conductor | eșuare | mils circulare | Ampacitate admisibilă | rezistență ohmi / mile | pierderi de linie pentru sarcina de 100 amperi la sfârșitul unei linii de 1 mile |
| 4 AWG | Solid | 41,740 | 170 | 1.314 | 13.14 kW |
| 336.4 | 26/7 | 336,400 | 510 | 0.273 | 2.73 kW |
recondiționarea sau înlocuirea conductorilor vechi este o tehnică importantă de reducere a pierderilor și poate oferi o capacitate crescută a sistemului. În timp ce reconductoringul este teoretic o opțiune excelentă pentru reducerea pierderilor, procesul, inclusiv hardware-ul nou, este costisitor.
reducerea pierderilor transformatoarelor
transformatoarele coboară electricitatea de înaltă tensiune de la o linie electrică la o tensiune mai mică pe sistemul de distribuție. Pierderile transformatorului se împart în două categorii — pierderi de sarcină (pierderi de înfășurare) și pierderi fără sarcină (pierderi de bază). Pierderile fără sarcină apar continuu în timp ce transformatorul este alimentat și pierderile de sarcină variază pe măsură ce sarcina se schimbă.
majoritatea pierderilor de transformator sunt pierderi de sarcină, ceea ce face ca calculul pierderilor de sarcină să fie un element esențial al oricărei evaluări a transformatorului.
capacitatea transformatorului sau dimensiunea electrică a unui transformator este evaluată în kVA. Încărcarea transformatorului kVA este produsul curentului și tensiunii. kV este tensiunea nominală a transformatorului în kilovolți și I este curentul transformatorului în amperi. Produsul este aproximativ același pe partea primară sau secundară a transformatorului.
transformatoare monofazate kVA loading = kV * I
transformatoare trifazate kVA loading = 3 kv * i
tensiunea pentru circuitele trifazate din expresia de mai sus este tensiunea linie la linie, iar curentul la care se face referire este curentul de linie. Sarcina transformatorului este evaluată în kVA și este de trei ori încărcarea pe fază, presupunând că fazele sunt aproximativ echilibrate. Expresia este valabilă atât pentru înfășurările conectate delta, cât și pentru cele conectate wye.
tensiunea într-un sistem de distribuție trebuie menținută la sau în apropierea valorii nominale. Pierderile de sarcină ale transformatorului, care variază îndeaproape cu pătratul curentului, variază, de asemenea, aproximativ cu pătratul încărcării transformatorului kVA. Pierderile de sarcină și pierderile fără sarcină la sarcina nominală a transformatorului pot fi obținute din datele producătorului sau din testele efectuate pe transformator.
câteva exemple de opțiuni tehnologice pe care producătorii le utilizează pentru a îmbunătăți eficiența includ:
- oțeluri cu miez electric de calitate superioară
- diferite materiale conductoare
- ajustări ale configurației miezului și bobinei
utilitățile pot construi, de asemenea, garanții împotriva valorilor pierderilor transformatoarelor pentru a achiziționa acorduri cu producătorii, cum ar fi prin:
- necesită testarea extinsă a producătorului pentru loturi mari de transformatoare cu documentația de testare justificativă.
- solicitarea vizitelor la fața locului de către personalul utilităților în timpul testării producătorului.
- folosind un laborator independent pentru a testa probe de transformatoare.
- care necesită ajustări de preț pentru transformatoare care nu îndeplinesc performanța garantată a pierderilor.
alte strategii pentru reducerea și monitorizarea pierderilor transformatoarelor includ:
- achiziționarea de noi transformatoare (și regulatoare de tensiune) pe baza unei evaluări a costurilor ciclului de viață.
- utilizarea caracteristicii de compensare a căderii liniei pe regulatoarele de tensiune pentru a evita expunerea transformatoarelor cele mai apropiate de regulatoare la tensiuni cu peste 5% peste valoarea nominală.
- utilizarea celui mai mic transformator de capacitate fezabil pentru fiecare instalație, luând în considerare factori precum temperatura ambiantă în timpul sarcinii maxime, durata sarcinii maxime preconizate și creșterea preconizată a sarcinii; acest lucru poate exclude utilizarea transformatoarelor complet auto-protejate (CSP), a căror capacitate de suprasarcină este limitată de funcționarea automată a întrerupătorului secundar integral.
- mențineți înregistrări ale clienților care sunt conectați la fiecare transformator de operare și monitorizați sarcina Clientului pe fiecare transformator; asigurați-vă că toate transformatoarele abandonate au fost deconectate de la linia primară.
alte modalități de reducere a pierderilor
există multe alte modalități de măsurare și reducere a pierderilor din sistemul de distribuție – unele care sunt mai ușor de implementat și altele care sunt asociate cu cheltuieli mai mari. Etapele mai costisitoare vor implica de obicei costul ciclului de viață economic și analiza inginerească.
- examinați în mod regulat performanța sistemului – și asigurați-vă că aveți o imagine exactă a factorului de încărcare.
- identificați zonele cu probleme cu pierderi fizice.
- prioritizarea upgrade-uri bazate pe cel mai mare cost de energie sau pierderea cererii.
- mențineți curenți egali (echilibrați) pe toate cele trei faze ale circuitului de alimentare pe cât este practic.
- utilizați cel mai mare conductor economic pentru circuitele primare noi și mențineți circuitele secundare cât mai scurte posibil.
- utilizați cel mai mare conductor de dimensiuni economice pentru noile circuite primare și evaluați beneficiile construcției trifazate față de cele monofazate; evitați aplicarea regulatoarelor de tensiune în aval de stație, acolo unde este posibil.
- analizați băncile de condensatoare pentru a verifica dacă dimensiunea și locația condensatorului sunt potrivite corespunzător cu sarcina alimentatorului.
- instalați condensatori pentru a corecta factorul de putere pe baza caracteristicilor de alimentare măsurate, modelarea asistată de calculator și analiza economică a costurilor ciclului de viață.
- Verificați fiecare multiplicator al contorului înregistrat în sistemul de facturare cu multiplicatorii corespunzători marcați pe contoare la fiecare doi ani.
- efectuați testarea și calibrarea contorului în mod regulat. Testați contoarele clienților monofazate la fiecare opt ani, contoarele polifazice la fiecare șase ani și contoarele cu utilizare ridicată (care aduc mai mult de 3% din veniturile totale ale sistemului) anual.
- instalați echipamente de măsurare/supraveghere a stației pentru fiecare alimentator pentru a obține, cel puțin, profiluri de tensiune, curent și factor de putere în raport cu timpul.
- convertiți circuite monofazate lungi, încărcate substanțial în trei faze.
- Conversia unul sau mai multe alimentatoare la un nivel de tensiune mai mare
- Re-conductor trunchiuri de circuite puternic încărcate existente, începând de la sfârșitul sursă.
creșterea eficienței ajută la menținerea în continuare a avantajului puterii publice în ceea ce privește fiabilitatea și accesibilitatea în comparație cu colegii noștri. Alăturați-vă Listserv servicii energetice pentru a împărtăși sfaturi și strategii suplimentare pentru reducerea pierderilor.
PS – utilitățile cu eforturi remarcabile de eficiență energetică ar trebui să ia în considerare solicitarea desemnării furnizorului inteligent de energie. Cererile sunt scadente pe 30 aprilie.