Metodologia per la determinazione delle perdite elettriche nelle linee, nei trasformatori e nei motori elettrici

Determinazione delle perdite di potenza nella linea

Perdite di potenza ΔE (kW • h) nella linea, trasformatore per il periodo contabile (mese, trimestre, anno) in condizioni di produzione, utilizzando i risultati delle misurazioni sperimentali, si consiglia di determinare dall'espressione

dove Eh.s — perdite di elettricità per un giorno tipico del periodo contabile, kW • h; n è il numero di giorni lavorativi nel periodo contabile.

Le perdite di potenza nel fine settimana sono calcolate separatamente.

Le giornate tipo del periodo contabile sono le seguenti:

• in base alle registrazioni del giornale di bordo, determinare il consumo di energia per la fascia oraria contabile;

• in base al consumo stabilito per il periodo di riferimento, viene stabilito il consumo medio giornaliero di elettricità;

• in base al registro, viene rilevata una giornata che ha un consumo di energia uguale (o vicino ad esso) al valore medio giornaliero ottenuto sopra.

Si presume che i giorni così trovati e il loro programma di carico effettivo siano tipici.

Le perdite di elettricità nella riga del periodo contabile utilizzando il programma di carico per un giorno tipico possono essere calcolate con la formula

dove Kf è il fattore di forma del grafico del carico; Ic è il valore medio della corrente di linea per un giorno tipo, A; Re — resistenza attiva equivalente della linea, Ohm; Tr è il numero di ore lavorative per il periodo contabile.

Per i carichi elettrici della maggior parte degli impianti industriali, Kf è generalmente compreso tra 1,01 e 1,1. Per un'impresa il cui programma di produzione e processo tecnologico sono abbastanza costanti, Kf varia entro limiti molto insignificanti. Pertanto, per calcolare le perdite, questo coefficiente deve essere determinato 3-5 volte e, mediando il suo valore su queste letture, assumere una costante nel periodo di riferimento.

In condizioni operative, Kf della linea può essere calcolato con sufficiente precisione in base alle letture del contatore di energia attiva mediante la formula

dove n = t / Δt è il numero di letture del contatore; t — tempo di determinazione di Kf, h; Δt — tempo di una marcatura, h; Eai-consumo elettrico attivo per la marcatura i-esima delle letture del contatore, kW • h; Ea è il consumo di elettricità attiva per il tempo t determinato dal contatore, kW • h.

Corrente di linea media

dove Ea (Er) è il consumo di energia attiva (reattiva) per un giorno tipico, kW • h (kvar • h); U — tensione di linea, kV; Tr è il numero di ore lavorative in una giornata tipo; cosφav — il valore medio ponderato del fattore di potenza per il tempo Tr.

Resistenza equivalente in esercizio

dove ΔEa.s — perdite di energia attiva della rete ramificata durante il tempo T, kW • h; I è la corrente della parte principale della rete, A.

A volte (per circuiti complessi) è molto difficile determinare la resistenza equivalente utilizzando le letture dello strumento. In questo caso, possono essere determinati mediante calcolo.

Per una linea retta con carico di estremità concentrato

dove r0 è la resistenza attiva a 1 m della linea; l - lunghezza della linea, m.

Per la linea ramificata mostrata in Fig. 1,

dove Rp.l. — resistenza attiva della linea di alimentazione; Ri è la resistenza attiva del tratto di linea i-ro dall'estremità della linea di alimentazione al carico; K3i = Pi / P1 — fattore di carico dell'i-esimo rispetto alla sezione più caricata, presa per prima.

La formula di cui sopra è derivata dal presupposto che i fattori di potenza delle sezioni siano approssimativamente uguali tra loro.

Riso. 1. Circuito di alimentazione per il carico lontano dalle guide dell'officina TP

Determinazione delle perdite di potenza nei trasformatori

Perdite di energia elettrica attiva nei trasformatori per il periodo di riferimento

dove ΔPXX. — perdite di potenza a vuoto, kW; ΔРКЗ — potenza dissipata in cortocircuito, kW; T0, Tr — il numero di ore di connessione del trasformatore alla rete e il numero di ore di funzionamento del trasformatore sotto carico per il periodo di riferimento; Kz = ICp / Inom. t è il fattore di carico corrente del trasformatore; ICp — corrente media del trasformatore per il periodo di riferimento, A; Inom t è la corrente nominale del trasformatore, A.

Vedi qui per maggiori dettagli: Come determinare la perdita di elettricità in un trasformatore di potenza

Determinazione delle perdite di potenza nei motori elettrici

Per le grandi unità (mulini per la macinazione di trucioli e fibre, trucioli, compressori, pompe, ecc.) è necessario tenere conto delle perdite di energia elettrica nei motori e nei meccanismi da essi azionati nel bilancio elettrico dell'unità.

Durante il funzionamento stazionario dei motori elettrici, le perdite in essi sono determinate come somma delle perdite nel metallo degli avvolgimenti, acciaio e meccanico. Le perdite nel metallo degli avvolgimenti sono determinate dalle formule di cui sopra, in cui invece di Ra sostituiscono: per i motori CC - resistenza dell'armatura r0, Ohm; per motori sincroni — resistenza statorica r1, Ohm; per i motori asincroni — la resistenza dello statore e la resistenza del rotore r1 + r2 ridotte allo statore, Ohm.

Le perdite di acciaio ΔEa.s (kW • h) sono determinate utilizzando gli strumenti disponibili sui grandi motori (contatore di energia attiva, amperometro). Per motori asincroni a rotore avvolto

dove P0 è la potenza a rotore aperto determinata dal contatore o wattmetro, kW; I1.o - corrente dello statore a rotore aperto determinata dall'amperometro del motore, A.

Per tutti i motori, ad eccezione degli asincroni con rotore di fase, le perdite di acciaio non dovrebbero essere separate come elemento indipendente nell'equilibrio elettrico a causa della complessità di tale scelta. Poiché le perdite nell'acciaio del motore dipendono poco dal suo carico, oltre che dalle perdite meccaniche, è consigliabile determinarle solo in generale con quest'ultimo.

Perdite meccaniche ΔEmech (kW • h) nell'unità e perdite elettriche nell'acciaio del motore ridotto

Per macchine DC

dove Px.x è la potenza a vuoto del motore collegato al meccanismo, determinata dal contatore o wattmetro, kW; Ixx-corrente al minimo del motore determinata dall'amperometro del motore, A.

Poiché per i motori a induzione a rotore avvolto, le perdite di acciaio sono determinate dalla formula data in precedenza, le perdite meccaniche possono essere distinte utilizzando la penultima formula.

Per le macchine DC, le perdite di acciaio sono una piccola frazione rispetto alle perdite meccaniche. Dato che sull'albero motore, oltre alle proprie perdite, ci sono anche perdite meccaniche del meccanismo di azionamento, è possibile ignorare senza troppi errori le perdite nell'acciaio e assumere che l'ultima formula determini le perdite meccaniche del motore e meccanismo.