وبلاگ
تلفات الکتریکی یا تلفات انرژی برق تفاوت بین حجم برق تولید شده (نیروی بادی، فتوولتائیک، نیروگاه…) و حجم مصرف شده توسط مشتریان است.
تلفات به 2دسته تقسیم بندی می شوند:
- تلفات فنی که به دلیل وابسته بودن به ساختار شبکه های انتقال و توزیع اجتناب ناپذیر است.
- تلفات غیر فنی که مربوط به انرژی مصرف شده اما ثبت نشده است.
تولیدکنندگان و توزیع کنندگان بسیار نگران تلفات الکتریکی هستند: آنها باید آنها را محدود کنند زیرا باید خرید حجم برق مورد نیاز مصرف کنندگان را پیش بینی کنند.
این تلفات هزینه ای دارد که توسط اپراتور سیستم شبکه جذب می شود. اغلب آنها قیمت را روی صورتحساب های مصرف کنندگان منتقل می کنند. تلفات فنی ناشی از انتقال و توزیع برق است.
تلفات فنی به دلیل پراکندگی انرژی در عناصر مورد استفاده در تجهیزات مانند هادی ها، مقاومت ها و غیره، مواد مورد استفاده در خطوط انتقال، ترانسفورماتورها، خطوط توزیع و تلفات مغناطیسی در ترانسفورماتورها رخ می دهد. با توجه به تلفات فنی، حدود 22.5٪ تلفات رخ می دهد و به طور مستقیم به ویژگی های شبکه و حالت های عملکرد بستگی دارد.
در سیستم های قدرت تلفات عمده در خطوط توزیع اولیه و ثانویه رخ می دهد. تقریباً 30 درصد از کل تلفات در خطوط انتقال و خطوط فرعی انجام می شود. در نتیجه، سیستم های توزیع اولیه و ثانویه باید به درستی برنامه ریزی شوند تا اطمینان حاصل شود که آنها در محدوده باقی می مانند. افزایش غیرمنتظره بار منجر به افزایش تلفات فنی بالاتر از حد نرمال شد. تلفات در توزیع برق اجتناب ناپذیر است و قابل حذف نیست.
انواع تلفات فنی:
- تلفات فنی ثابت
- تلفات فنی متغیر
تلفات ثابت در شبکه را می توان به روش های زیر تحت تأثیر قرار داد:
- تلفات کرونا
- تلفات جریان نشتی
- تلفات دی الکتریک
- تلفات مدار باز
- تلفات ناشی از بار مداوم عناصر اندازه گیری
- تلفات ناشی از بار مداوم عناصر کنترل
تلفات فنی متغیر مانند تلفات دائمی با مقدار جریان ارسالی متفاوت است. تلفات متغیر مستقیماً با مجذور جریان جاری متناسب است. می‌توانیم با اضافه کردن سطح مقطع خطوط و کابل‌ها برای بار معین تلفات را کاهش دهیم. در نتیجه، یک مبادله مستقیم بین هزینه زیان و هزینه مخارج سرمایه وجود دارد. پیشنهاد شده است که میانگین نرخ بهره‌برداری بهینه در شبکه توزیع طراحی شده برای محاسبه هزینه تلفات می تواند تا 30 درصد باشد.
تلفات متغیر در یک شبکه قدرت را می توان به روش های زیر تحت تأثیر قرار داد:
- تلفات ژول
- تلفات امپدانس
- به دلیل مقاومت تماسی
دلایل اصلی تلفات فنی چیست؟
- طول خطوط توزیع
- اندازه هادی ها
- تعمیر ترانسفورماتورها دور از مراکز بار
- ضریب قدرت
- کار ضعیف
- فاز فیدر جریان و تعادل بار
- اثر ضریب بار بر زیان
- اندازه و انتخاب ترانسفورماتور
- متعادل کردن بارهای سه فاز
- خاموش کردن ترانسفورماتورها
خطوط توزیع طولانی:
مقدار تلفات با افزایش خطوط توزیع افزایش می یابد. این بدان معناست که طول خطوط توزیع به طور مستقیم با مقدار تلفات برق متناسب است. در مناطق روستایی، خطوط 11 کیلوولتی که معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرند، در فواصل طولانی برای ایجاد اتصالات در مناطق بزرگ گسترش می‌یابند. خطوط توزیع اولیه و ثانویه عمدتاً شعاعی هستند و معمولاً در فواصل طولانی گسترش می یابند. این باعث مقاومت خط بالا و در نتیجه تلفات زیاد در خط می شود.
گسترش غیرقابل پیش بینی خطوط
اندازه اشتباه هادی:
اطمینان حاصل کنید که اندازه هادی مورد استفاده در خطوط انتقال باید بر اساس ظرفیت KVA x KA هادی باشد. اندازه هادی باید مناسب باشد. هادی اندازه نامناسب باعث افزایش تلفات در هنگام انتقال نیرو می شود.
ترانسفورماتور دور از مراکز بار:
در سیستم توزیع ثانویه، ترانسفورماتورهای توزیع در مرکز بار قرار ندارند. در بیشتر موارد، ترانسفورماتورهای توزیع در ارتباط با مصرف کنندگان در مرکز قرار ندارند. در نتیجه، حتی اگر سطح ولتاژ خوبی در ثانویه ترانسفورماتور حفظ شود، دورترین مصرف کنندگان ولتاژ بسیار پایینی دریافت می کنند. این منجر به افزایش تلفات خط می شود. علت افزایش تلفات خط در نتیجه کاهش ولتاژ در انتهای مصرف کننده است. در نتیجه، به منظور حفظ افت ولتاژ در محدوده مجاز در خط تا دورترین مصرف کنندگان، ترانسفورماتور توزیع باید در مرکز بار قرار گیرد.
ضریب قدرت:
ضریب توان در اکثر مدارهای توزیع LT بین 0.65 تا 0.75 قرار دارد. نرخ کم توان منجر به تلفات توان بالا می شود. هنگامی که ضریب توان کم باشد، جریان کشیده شده در بالا و تلفات توان متناسب با مجذور جریان بیشتر خواهد بود. بنابراین می توانیم با افزایش ضریب توان تلفات را کاهش دهیم. این کار را می توان با استفاده از خازن های شنت در نقاط مختلف خطوط انتقال انجام داد.
کار ضعیف:
کار ضعیف یا بد کار منجر به ضرر توزیع بالا می شود. تعداد اتصالات تلفات برق را افزایش می دهد، بنابراین تعداد اتصالات همیشه باید به حداقل برسد. اطمینان حاصل کنید که در هنگام نصب خطوط توزیع از تکنیک های اتصال مناسب استفاده شده است. اتصالات مختلف مانند اتصال به وسیله بوش ترانسفورماتور، فیوز، ایزولاتور، سوئیچ LT و غیره باید در فواصل زمانی معین بررسی شوند و اقدامات لازم برای جلوگیری از جرقه زدن و گرم شدن در اثر تماس انجام شود.
تعادل جریان و جریان فاز فیدر:
متعادل‌سازی جریان (بار) یکی از ساده‌ترین و ساده‌ترین راه‌ها برای کاهش تلفات برق در مدارهای سه فاز است. تعادل فاز فیدر همچنین تمایل به متعادل کردن افت ولتاژ بین فازها دارد و در نتیجه عدم تعادل ولتاژ کمتری را برای مشتریان سه فاز ایجاد می کند. مقدار جریان در پست تضمین نمی کند که بار در طول فیدر متعادل باشد. عدم تعادل فاز فیدر می تواند در طول روز و با فصول تغییر کند. فیدرها زمانی “متعادل” در نظر گرفته می شوند که بزرگی جریان های فاز در ضریب ده باشد. به طور مشابه، تعادل بار در میان فیدرهای توزیع، اگر مقاومت هادی یکسان باشد، تلفات را کاهش می دهد. این ممکن است نیاز به نصب سوئیچ های اضافی بین فیدرها داشته باشد تا امکان انتقال مناسب بار فراهم شود.
اثر ضریب بار بر زیان:
مصرف برق مصرف کننده روز به روز و در فصول مختلف متفاوت است. در اقامتگاه، مصرف برق در زمان عصر (زمان پیک) و در فصول تابستان زیاد است. در ساختمان های تجاری، استفاده در بعد از ظهر زیاد می شود. تغییرات بار را ضریب بار می گویند و از 0 تا 1 متغیر است.
اندازه ترانسفورماتور:
ما از یک هادی مسی برای القای میدان مغناطیسی به یک هسته فولادی دانه‌گرا در ترانسفورماتور توزیع استفاده می‌کنیم. با توجه به هادی مسی، ترانسفورماتور هم تلفات بار و هم تلفات متقاطع بدون بار خواهد داشت. تلفات مس در ترانسفورماتور با بار بر اساس تلفات توان مقاومتی متفاوت است (Ploss = I2R).
هنگامی که یک ترانسفورماتور انرژی می گیرد، به دلیل تغییر میدان مغناطیسی در هسته، تلفات تحریک بدون بار (اتلاف آهن) را تجربه می کند. اگرچه تلفات هسته با ولتاژ کمی متفاوت است، اما اساساً ثابت است. تلفات آهن ثابت توسط طراحی هسته ترانسفورماتور و ساختار مولکولی لایه لایه فولادی تعیین می شود. تلفات هسته در نتیجه بهبود تولید هسته فولادی و استفاده از فلزات بی شکل (مانند شیشه فلزی) کاهش یافته است.
متعادل کردن بارهای سه فاز:
ما می توانیم با متعادل کردن بارهای سه فاز به طور منظم در سراسر شبکه تلفات را کاهش دهیم. اجرای آن در شبکه های سربار نسبتاً ساده است و بنابراین در صورت ارائه انگیزه های مناسب، پتانسیل قابل توجهی برای کاهش تلفات مقرون به صرفه ارائه می دهد.
خاموش کردن ترانسفورماتورها:
می تواند با خاموش کردن ترانسفورماتور در زمانی که تقاضا کم است تلفات ثابت را کاهش دهد.
برای مثال: فرض کنید دو ترانسفورماتور یکسان در ایستگاه فرعی در ساعات اوج مصرف وجود دارد و تنها یک ترانسفورماتور زمانی که تقاضا کم است مورد نیاز است، بنابراین اپراتور می تواند یک ترانسفورماتور را خاموش کند تا تلفات ثابت کاهش یابد. این ممکن است منجر به منشأ برخی از تعدیل شود و ممکن است بر امنیت و کیفیت خدمات و وضعیت عملیاتی ترانسفورماتور نیز تأثیر بگذارد. با این حال، مگر اینکه هزینه زیان در نظر گرفته شود، این معاوضه ها بررسی و بهینه نمی شوند.
منبع:
https://forumautomation.com/t/what-are-losses-in-electrical-power-systems/10305
