RETTI – Curs 6

Calculul pierderilor de putere şi de energie în reţele electrice

Transportul şi distribuţia energiei electrice sunt însoţite de pierderi de

putere şi de energie în toate elementele reţelei.

În reţele electrice cu tensiuni nominale până la kV60 , pierderile de

energie sunt datorate în exclusivitate încălzirii conductoarelor şi

transformatoarelor la trecerea curentului electric. La tensiuni nominale de

kV110 sau mai mari, se mai adaugă pierderile datorate scurgerilor de curent

în izolaţie şi efectului corona.

Determinarea pierderilor de putere şi de energie în liniile electrice

Pierderile de putere în liniile electrice trifazate de curent alternativ,

neglijând pierderile de izolaţie se determină cu relaţia:

kWIRP32

103 1

În care :

- I este curentul de calcul corespunzător puterii cerute, în A ;

- R este rezistivitatea unei faze la temperatura efectivă a liniei, în .

În relaţia 1 2

2

2

3U

SI .

kWU

QPR

U

SRP

3

2

22

2

32

103

103

Puterile P si Q sunt exprimate în kW respectiv KVAr , U în KV şi

R în .

Când puterea absorbită de consumator este constantă, pierderile de

energie au valoarea:

kWhtU

QPRtIRtPW

3

2

22

3210103

Când puterea absorbită este variabilă în timp, pierderea de energie

într-un interval oarecare este:

kWhdtIRWt 0

23103

Dacă se utilizează durata pierderilor maxime :

kWhIRW 2

max

3103

2

max0

2IdtI

t

2

max

0

2

I

dtIt

se determină din monograme funcţie de max

T .

maxT este un timp convenţional în care dacă linia ar funcţiona la sarcină

maximă, ar transporta aceeaşi energie ca şi la funcţionarea după graficul real

de sarcină în intervalul de timp t .

Înlocuind U

SI

3

max

max ,

kWhRU

QPR

U

SW

3

2

2

max

2

max3

2

2

max1010

Determinarea pierderilor de putere şi de energie în transformator

Pierderile de putere activă în transformatoare sunt de două categorii:

- pierdere de putere independentă de sarcina transformatorului;

- pierderea de putere care depinde de sarcina transformatorului.

Din prima categorie fac parte pierderile în fierul transformatorului, care

depind de tipul de funcţionare al acestuia şi de FEP .

kWhtPW Fe 1

Cea dea doua categorie se referă la pierderile în cupru, acestea sunt

proporţionale cu pătratul curentului.

În categoria transformatoarelor de putere sunt indicate pierderile în

scurtcircuit pentru sarcina nominală. Pentru o încărcare oarecare, valoarea

pierderilor în cupru se poate determina cu relaţia:

22

n

Cun

n

CunCuS

SP

I

IPP

Dacă se notează nn I

I

S

S , coeficient de încărcare a transformatorului

2 CunCu PP .

Pierderile totale de putere activă într-un transformator sunt:

cunFeT PPP 2

Pierderi de energie în intervalul t :

CunFeT PtPW 2

max

Unde max

corespunde încărcării maxime a transformatorului.

Când sarcina este distribuită pe mai multe transformatoare conectate

în paralel, pierderile totale de putere sunt:

N

PPNP Cun

FeNT

2

Unde coeficientul de încărcare corespunde curentului total

n

nt

n

nt

S

S

I

I .

Măsuri pentru reducerea competenţei tehnice a pierderilor de putere şi energie în reţelele electrice

1) Majorarea secţiunii reţelelor cu prilejul lucrărilor de

reparaţii/modernizări;

2) Încărcarea economică a transformatoarelor de putere; înlocuirea

transformatoarelor subîncărcate cu transformatoare de putere mai mică;

3) Efectuarea măsurătorilor de sarcină şi tensiune în vederea identificării

reţelelor încărcate nesimetric; echilibrarea sarcinii pe fazele reţelei prin

trecerea unor consumatori de pe fazele supraîncărcate pe fazele

subîncărcate;

4) Măsurarea pierderilor în transformatorul de putere medie tensiune sau

joasă tensiune după reparaţii;

5) Utilizarea transformatorului de putere medie tensiune cu pierderi

reduse;

6) Eliminarea dublelor transformări;

7) Trecerea la kV20 a reţelelor de kV6 pe baza unor calcule de eficienţă;

8) Reducerea lungimii liniilor de joasă tensiune prin crearea unor noi

puncte de injecţie (staţii şi posturi de transformare);

9) Distribuţie în medie tensiune (mutarea transformatorului de putere cât

mai aproape de consum);

10) Compensarea puterii reactive;

11) Stabilirea unor scheme optime din punct de vedere al pierderilor;

12) Trecerea în rezervă caldă în perioada de iarnă a transformatoarelor

slab încărcate;

13) Efectuarea de măsurători pentru identificarea regimurilor nesimetrice

şi dezechilibrate.

Principalele măsuri pentru reducerea componenţei comerciale a pierderilor de putere şi de energie în reţelele electrice

1) Montarea blocurilor de măsură şi protecţie monofazate în locul

firidelor pentru eliminarea sustragerilor de energie electrică;

2) Utilizarea conductorului coaxial la realizarea branşamentelor

monofazate;

3) Securizarea grupurilor de măsură;

4) Sigilarea cofreţilor şi firidelor la abonaţii casnici şi agenţi economici;

5) Remedierea grupurilor de măsură defecte într-un timp cât mai

redus;

6) Verificarea funcţionării corecte a grupurilor de măsură în teren;

7) Efectuarea de controale la consumatori pentru depistarea

consumurilor frauduloase.

Pierderile de energie electrică au două componente:

- componenta tehnică ;

- componenta comercială.

Pierderile tehnice pot fi minimalizate. De aceea reducerea acestora

trebuie să fie o preocupare permanentă a celor care proiectează şi

exploatează instalaţii electrice de producere, transport şi distribuţie a energiei

electrice.

Pierderile comerciale sunt generate de:

- erorile grupurilor de măsură;

- erori de citire a indexelor;

- sustrageri de energie;

- nesimultaneitatea citirii consumurilor de energie electrică.