студент
Ташим Ш.А., магистрант Сундет Г.Е.,
ст.преп.
Смагулова К.К.
Карагандинский
государственный технический университет,
Республика Казахстан
Причины
потерь электроэнергии в сетях
При
передаче электрической энергии в каждом элементе электрической сети возникают
потери. Для изучения составляющих потерь в различных элементах и узлах сети, а
также оценки необходимости проведения мероприятия, направленного на снижение
потерь, выполняется анализ структуры потерь электроэнергии.
Фактические
(отчетные) потери электроэнергии ΔWОтч определяют как разность электроэнергии, поступившей в
сеть, и электроэнергии, отпущенной из сети потребителям. Эти потери включают в
себя составляющие различной природы: потери в элементах сети, имеющие чисто
физический характер, расход электроэнергии на работу оборудования,
установленного на подстанциях и обеспечивающего передачу электроэнергии,
погрешности фиксации электроэнергии приборами ее учета и, наконец, хищения
электроэнергии, неоплату или неполную оплату показаний счетчиков и т.п.
Разделение
потерь на составляющие может проводиться по разным критериям: характеру потерь
(постоянные, переменные), классам напряжения, группам элементов,
производственным подразделениями и т.д. Учитывая физическую природу и специфику
методов определения количественных значений фактических потерь, они могут быть
разделены на четыре составляющие:
1)
технические
потери электроэнергииΔWТ, обусловленные физическими процессами в проводах и
электрооборудовании, происходящими при передаче электроэнергии по электрическим
сетям.
2)
расход
электроэнергии на собственные нужды подстанцийΔWСН, необходимый для обеспечения работы технологического
оборудования подстанций и жизнедеятельности обслуживающего персонала,
определяемый по показаниям счетчиков, установленных на трансформаторах
собственных нужд подстанций;
3)
потери электроэнергии, обусловленные инструментальными
погрешностями их измерения(инструментальные
потери)ΔWИзм;
4)
коммерческие
потериΔWК, обусловленные хищениями электроэнергии,
несоответствием показаний счетчиков оплате за электроэнергию бытовыми
потребителями и другими причинами в сфере организации контроля за потреблением
энергии. Их значение определяют как разницу между фактическими (отчетными)
потерями и суммой первых трех составляющих:
ΔWК=ΔWОтч-ΔWТ
-ΔWСН–ΔWИзм (1)
Три
первые составляющие структуры потерь обусловлены технологическими потребностями
процесса передачи электроэнергии по сетям и инструментального учета ее
поступления и отпуска. Сумма этих составляющих хорошо описывается термином технологические
потери. Четвертая составляющая - коммерческие потери
- представляет собой воздействие «человеческого фактора» и включает в себя все
его проявления: сознательные хищения электроэнергии некоторыми абонентами
с помощью изменения показаний счетчиков, неоплату или неполную оплату показаний
счетчиков и т.п.
Критерии
отнесения части электроэнергии к потерям могут быть физического
и экономического характера.
Сумму
технических потерь, расхода электроэнергии на собственные нужды подстанций и
коммерческих потерь можно назвать физическими потерями
электроэнергии. Эти составляющие действительно связаны с физикой распределения
энергии по сети. При этом первые две составляющие физических потерь относятся к
технологии передачи электроэнергии по сетям, а третья - к технологии контроля
количества переданной электроэнергии.
Экономика
определяет потери как часть электроэнергии, на которую ее
зарегистрированный полезный отпуск потребителям оказался меньше электроэнергии,
произведенной на своих электростанциях и закупленной у других ее
производителей. При этом зарегистрированный полезный отпуск электроэнергии
здесь не только та его часть, денежные средства за которую действительно
поступили на расчетный счет энергоснабжающей организации, но и та, на которую
выставлены счета, т.е. потребление энергии зафиксировано. В отличие от этого
реальные показания счетчиков, фиксирующих потребление энергии бытовыми
абонентами, неизвестны. Полезный отпуск электроэнергии бытовым абонентам определяют
непосредственно по поступившей за месяц оплате, поэтому к потерям относят всю
неоплаченную энергию.
С
точки зрения экономики расход электроэнергии на собственные нужды подстанций
ничем не отличается от расхода в элементах сетей на передачу остальной части
электроэнергии потребителям.
Чтобы урегулировать
ситуацию специалистам необходимо провести расчёт
электрических потерь. Существует несколько методов подобных расчетов
с разными результатами точности. Наиболее известны такие методы как, метод
средних нагрузок, метод учета всех часов с наибольшими потерями мощности, метод
расчетных суток, и метод оценки потерь энергии, по общим информационным данным,
которые смогут свидетельствовать о сетевых нагрузках.
В случае, если требуется
максимальная точность результатов учета всех потерь нужно воспользоваться
методом поэлементного расчета потерь энергии, при этом используя схемы сети и
ее режимные параметры. А в качестве временного решения проблемы многие
специалисты используют метод расчета, который подразумевает выборку
распределительных линий совершенно случайную.
Естественно, провести
точный расчет потерь энергии может и не удастся с первого раза, так как эта
работа требует определенных знаний и навыков. В таком случае всегда можно
обратиться к услугам специальных компаний, которые помогают своим клиентам
решить эффективно любые вопросы напрямую связанные с технической стороной
реконструкции электросети и модернизацией. Такие компании после проведения
необходимых мероприятий выдают энергетический паспорт для проверенного объекта.
Фактические потери, т.е. разница между
отпущенной в сеть и оплаченной электроэнергией, укрупнено имеют
четыре составляющие:
-
технические потери электроэнергии, обусловленные
физическими процессами, происходящими при передаче электроэнергии по электрическим
сетям и выражающимися в преобразовании части электроэнергии
в тепло в элементах сетей;
-
расход электроэнергии на собственные нужды
подстанций и плавку гололеда, необходимый для обеспечения работы
технологического оборудования подстанций и линий электропередач
и жизнедеятельности обслуживающего персонала;
-
потери электроэнергии, обусловленные
инструментальными погрешностями ее измерения (инструментальные потери);
-
коммерческие потери, обусловленные хищениями электроэнергии,
несоответствием оплаты за электроэнергию бытовыми потребителями показаниям
приборов учета, задержкой платежей, неоплатой счетов и другими причинами в
сфере организации контроля за потреблением энергии. Коммерческие потери не
имеют самостоятельного математического описания и, как следствие, не могут
быть рассчитаны автономно. Их значение определяют как разницу между
фактическими (отчетными) потерями и суммой первых трех составляющих,
представляющих собой технологические
потери.
В настоящее время в отчетности энергосбытовых
предприятий потери, обусловленные погрешностями системы учета электроэнергии,
включаются в состав коммерческих потерь, что является недостатком
существующей системы отчетности, т. к. не обеспечивает ясного
представления о структуре потерь и целесообразных направлениях работ
по их снижению.
Коммерческие потери электроэнергии являются
проявлением «человеческого фактора» и имеют под собой организационные,
экономические, психологические и юридические корни.
Имеющиеся статистические данные свидетельствуют
о практически повсеместном росте потерь электроэнергии. В отдельных энерго потери
достигли 15
— 20% от полезного отпуска электроэнергии, а в муниципальных
городских и районных электрических сетях их доля составляет 25 —
50%. Главной причиной такой ситуации является рост коммерческих потерь
электроэнергии, основная доля которых приходится на электрические сети
напряжением 0,4 кВ.
На современном этапе в электрических
сетях коммерческие потери электроэнергии составляют около 10,25% от отчетных
и напрямую зависят от уровня тарифов и социально-экономических
условий жизни населения. Убытки от коммерческих потерь только
в электрических сетях ТОО «Қарағанды Жарық»оцениваются
около348млн. кВтч в год.
На особое внимание к электрическим
сетям низкого напряжения указывают специалисты многих энергосетевых
и сбытовых компаний, анализируя потери при перетоках электрической
энергии. Так, например в приведено процентное соотношение потерь
электроэнергии от общих для сетей
различного напряжения[9]:
-
сети
напряжением 110 кВ и выше — 3,68%;
-
сети
напряжением 6(10) — 35 кВ — 23,89%;
-
сети
напряжением 0,4 кВ — 72,43%.
Анализ динамики и структуры потерь
электроэнергии, представленный в, свидетельствует о росте потерь
в тех энергосистемах, где доля бытовой и мелко моторной нагрузки
значительна. Если принять во внимание, что коммерческие потери
сосредоточены в основном в сетях 0,4 — 10 кВ
и по объективным причинам загрузка электрических сетей 0,4 кВ
будет увеличиваться в связи с опережающим ростом бытового потребления
электроэнергии, доля потерь в распределительных сетях в ближайшие
годы также будет расти.
Однако в отчетные потери представлены как
величина, состоящая только из двух составляющих — технических
и коммерческих потерь. При этом к техническим потерям отнесены
собственно технические потери и расход электроэнергии на собственные
нужды подстанций, а к коммерческим — все остальное. При
нормировании же потерь под коммерческими потерями понимаются только
погрешности системы учета, а не иные причины влияния «человеческого
фактора». Рассмотрение коммерческих потерь через призму инструментальных потерь
позволяет энергосбытовым организациям: во-первых, обеспечить легкую
отчетность при обосновании потерь, а во-вторых, объявить
в качестве основной меры борьбы с коммерческими потерями замену приборов
учета на более точные.
Потери
электроэнергии происходят во всех электрических сетях и являются серьезной
проблемой. Как утверждают электроэнергетики, если
показатели потерь во время ее передачи и распределения составляют не более 4-5
%, то состояние сетей можно считать удовлетворительным. Показатель в количестве
10-ти % считается предельно допустимым. При общих огромных объемах поставок
электроэнергии, процент в физическом выражении составляет очень серьезную
цифру. Такое положение дел вызвано тем, что снизился уровень инвестирования в
области совершенствования электросетей, мероприятия, направленные на снижение
потерь не дают должного эффекта. В результате, в системах электроснабжения,
накопилось большое количество оборудования и средств учета, которые морально и
физически давно устарели. Многое установленное оборудование не соответствует
передаваемой по нему мощности. Зачастую огромные потери в сетях могут свидетельствовать
либо о неэффективности оборудования, которое способно устаревать и изнашиваться,
либо накопленных проблемах старых сетей электропередачи. Для специалистов
потери, переходящие за рамки определенной минимальной планки уже должны
послужить сигналом к техническому переоснащению комплекса или к его
реконструированию.
Литература:
1. Ю. С. Железко.
Нормирование технологических потерь электроэнергии в сетях — новая
методология расчета.// Новости электротехники. Информационно-справочное
издание. № 5 (23), 2003.
2. Ю. С. Железко,
А. В. Артемьев, О. В. Савченко. Расчет, анализ
и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях:
Руководство для практических расчетов. —
М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2005.- 280 с.: ил.
3. В. Н. Апряткин.
Человеческий фактор и его влияние на уровень потерь электроэнергии.
Доклад на конференции «Потери электроэнергии в городских
электрических сетях и технологии их снижения». Москва,
«Мособлэлектро», 12 −15 апреля 2004 г.
4. В. Э. Воротницкий,
М. А. Калинкина, В. Н. Апряткин. Мероприятия
по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях
энергоснабжающих организаций// Энергосбережение. № 3, 2000.
5. В. Э. Воротницкий,
В. Н. Апряткин. Коммерческие потери электроэнергии
в электрических сетях. Структура и мероприятия по снижению.//
Новости электротехники. Информационно-справочное издание. № 4 (16), 2002.
6. В. Э. Воротницкий.
Норматив потерь электроэнергии в электрических сетях. Как его определить
и выполнить?// Новости электротехники. Информационно-справочное издание.
№ 6 (24), 2003.
7. В. Э. Воротницкий,
М. А. Калинкина, Е. В. Комкова, В. И. Пятигор.
Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях. Динамика, структура,
методы анализа и мероприятия.// Энергосбережение. № 2, № 3,
2005.
8. В. Демченко.
Грамотная организация узлов учета позволит сократить коммерческие потери
электроэнергии.// Новости электротехники. № 2 (20), 2003.
9. А. Бондаренко. Для
успешной борьбы с потерями электроэнергии необходимо их оценить
и проанализировать.// Новости электротехники. № 4 (16), 2002.