Расчет потерь электрической энергии: Библиотека государственных стандартов

Содержание

Потери электроэнергии в электрических сетях: виды, причины, расчет

Потери электроэнергии в электрических сетях неминуемы, поэтому важно чтобы они не превышали экономически обоснованного уровня. Превышение норм технологического расхода говорит о возникших проблемах. Чтобы исправить ситуацию необходимо установить причины возникновения нецелевых затрат и выбрать способы их снижения. Собранная в статье информация описывает многие аспекты этой непростой задачи.

Виды и структура потерь

Под потерями подразумевается разница между отпущенной потребителям электроэнергией и фактически поступившей к ним. Для нормирования потерь и расчетов их фактической величины, была принята следующая классификация:

  • Технологический фактор. Он напрямую зависит от характерных физических процессов, и может меняться под воздействием нагрузочной составляющей, условно-постоянных затрат, а также климатических условий.
  • Расходы, затрачиваемые на эксплуатацию вспомогательного оборудования и обеспечение необходимых условий для работы техперсонала.
  • Коммерческая составляющая. К данной категории относятся погрешности приборов учета, а также другие факторы, вызывающие недоучет электроэнергии.

Ниже представлен среднестатистический график потерь типовой электрокомпании.

Примерная структура потерь

Как видно из графика наибольшие расходы связаны с передачей по воздушным линиям (ЛЭП), это составляет около 64% от общего числа потерь. На втором месте эффект коронированния (ионизация воздуха рядом с проводами ВЛ и, как следствие, возникновение разрядных токов между ними) – 17%.

Коронный разряд на изоляторе ЛЭП

Исходя из представленного графика, можно констатировать, что наибольший процент нецелевых расходов приходится на технологический фактор.

Основные причины потерь электроэнергии

Разобравшись со структурой, перейдем к причинам, вызывающим нецелевой расход в каждой из перечисленных выше категорий. Начнем с составляющих технологического фактора:

  1. Нагрузочные потери, они возникают в ЛЭП, оборудовании и различных элементах электросетей. Такие расходы напрямую зависят от суммарной нагрузки. В данную составляющую входят:
  • Потери в ЛЭП, они напрямую связаны с силой тока. Именно поэтому при передаче электроэнергии на большие расстояния используется принцип повышения в несколько раз, что способствует пропорциональному уменьшению тока, соответственно, и затрат.
  • Расход в трансформаторах, имеющий магнитную и электрическую природу ( 1 ). В качестве примера ниже представлена таблица, в которой приводятся данные затрат на трансформаторах напряжения подстанций в сетях 10 кВ.
Потери в силовых трансформаторах подстанций

Нецелевой расход в других элементах не входит в данную категорию, ввиду сложностей таких расчетов и незначительного объема затрат. Для этого предусмотрена следующая составляющая.

  1. Категория условно-постоянных расходов. В нее входят затраты, связанные со штатной эксплуатацией электрооборудования, к таковым относятся:
  • Холостая работа силовых установок.
  • Затраты в оборудовании, обеспечивающем компенсацию реактивной нагрузки.
  • Другие виды затрат в различных устройствах, характеристики которых не зависят от нагрузки. В качестве примера можно привестисиловую изоляцию, приборы учета в сетях 0,38 кВ, змерительные трансформаторы тока, ограничители перенапряжения и т.д.
  1. Климатическая составляющая. Нецелевой расход электроэнергии может быть связан с климатическими условиями характерными для той местности, где проходят ЛЭП. В сетях 6 кВ и выше от этого зависит величина тока утечки в изоляторах. В магистралях от 110 кВ большая доля затрат приходится на коронные разряды, возникновению которых способствует влажность воздуха. Помимо этого в холодное время года для нашего климата характерно такое явление, как обледенение на проводах высоковольтных линий, а также обычных ЛЭП. Гололед на ЛЭП

Учитывая последний фактор, следует учитывать затраты электроэнергии на расплавление льда.

Расходы на поддержку работы подстанций

К данной категории отнесены затраты электрической энергии на функционирование вспомогательных устройств. Такое оборудование необходимо для нормальной эксплуатации основных узлов, отвечающих за преобразование электроэнергии и ее распределение. Фиксация затрат осуществляется приборами учета. Приведем список основных потребителей, относящихся к данной категории:

  • системы вентиляции и охлаждения трансформаторного оборудования;
  • отопление и вентиляция технологического помещения, а также внутренние осветительные приборы;
  • освещение прилегающих к подстанциям территорий;
  • зарядное оборудование АКБ;
  • оперативные цепи и системы контроля и управления;
  • системы обогрева наружного оборудования, например, модули управления воздушными выключателями;
  • различные виды компрессорного оборудования;
  • вспомогательные механизмы;
  • оборудование для ремонтных работ, аппаратура связи, а также другие приспособления.

Коммерческая составляющая

Под данными затратами подразумевается сальдо между абсолютными (фактическими) и техническими потерями. В идеале такая разница должна стремиться к нулю, но на практике это не реально. В первую очередь это связано с особенностями приборов учета отпущенной электроэнергии и электросчетчиков, установленных у конечных потребителей. Речь идет о погрешности. Существует ряд конкретных мероприятий для уменьшения потерь такого вида.

К данной составляющей также относятся ошибки в счетах, выставленных потребителю и хищения электроэнергии. В первом случае подобная ситуация может возникнуть по следующим причинам:

  • в договоре на поставку электроэнергии указана неполная или некорректная информация о потребителе;
  • неправильно указанный тариф;
  • отсутствие контроля за данными приборов учета;
  • ошибки, связанные с ранее откорректированными счетами и т.д.

Что касается хищений, то эта проблема имеет место во всех странах. Как правило, такими противозаконными действиями занимаются недобросовестные бытовые потребители. Заметим, что иногда возникают инциденты и с предприятиями, но такие случаи довольно редки, поэтому не являются определяющими. Характерно, что пик хищений приходится на холодное время года, причем в тех регионах, где имеются проблемы с теплоснабжением.

Различают три способа хищения (занижения показаний прибора учета):

  1. Механический. Под ним подразумевается соответствующее вмешательство в работу прибора. Это может быть притормаживание вращения диска путем прямого механического воздействия, изменение положения электросчетчика, путем его наклона на 45° (для той же цели). Иногда применяется более варварский способ, а именно, срываются пломбы, и производится разбалансирование механизма. Опытный специалист моментально обнаружит механическое вмешательство.
  2. Электрический. Это может быть как незаконное подключение к воздушной линии путем «наброса», метод инвестирования фазы тока нагрузки, а также использование специальных приборов для его полной или частичной компенсации. Помимо этого есть варианты с шунтированием токовой цепи прибора учета или переключение фазы и нуля.
  3. Магнитный. При данном способе к корпусу индукционного прибора учета подносится неодимовый магнит.
Магнит может воздействовать только некоторые старые модели электросчетчиков

Практически все современные приборы учета «обмануть» вышеописанными способами не удастся. Мало того, подобные попытки вмешательства могут быть зафиксированы устройством и занесены в память, что приведет к печальным последствиям.

Понятие норматива потерь

Под данным термином подразумевается установка экономически обоснованных критериев нецелевого расхода за определенный период. При нормировании учитываются все составляющие. Каждая из них тщательно анализируется отдельно. По итогу производятся вычисления с учетом фактического (абсолютного) уровня затрат за прошедший период и анализа различных возможностей, позволяющих реализовать выявленные резервы для снижения потерь. То есть, нормативы не статичны, а регулярно пересматриваются.

Под абсолютным уровнем затрат в данном случае подразумевается сальдо между переданной электроэнергией и техническими (относительными) потерями. Нормативы технологических потерь определяются путем соответствующих вычислений.

Кто платит за потери электричества?

Все зависит от определяющих критериев. Если речь идет о технологических факторах и расходах на поддержку работы сопутствующего оборудования, то оплата потерь закладывается в тарифы для потребителей.

Совсем по иному обстоит дело с коммерческой составляющей, при превышении заложенной нормы потерь, вся экономическая нагрузка считается расходами компании, осуществляющей отпуск электроэнергии потребителям.

Способы уменьшения потерь в электрических сетях

Снизить затраты можно путем оптимизации технической и коммерческой составляющей. В первом случае следует принять следующие меры:

  • Оптимизация схемы и режима работы электросети.
  • Исследование статической устойчивости и выделение мощных узлов нагрузки.
  • Снижение суммарной мощности за счет реактивной составляющей. В результате доля активной мощности увеличится, что позитивно отразится на борьбе с потерями.
  • Оптимизация нагрузки трансформаторов.
  • Модернизация оборудования.
  • Различные методы выравнивания нагрузки. Например, это можно сделать, введя многотарифную систему оплаты, в которой в часы максимальной нагрузки повышенная стоимость кВт/ч. Это позволит существенно потребление электроэнергии в определенные периоды суток, в результате фактическое напряжение не будет «проседать» ниже допустимых норм.

Уменьшить коммерческие затраты можно следующим образом:

  • регулярный поиск несанкционированных подключений;
  • создание или расширение подразделений, осуществляющих контроль;
  • проверка показаний;
  • автоматизация сбора и обработки данных.

Методика и пример расчета потерь электроэнергии

На практике применяют следующие методики для определения потерь:

  • проведение оперативных вычислений;
  • суточный критерий;
  • вычисление средних нагрузок;
  • анализ наибольших потерь передаваемой мощности в разрезе суток-часов;
  • обращение к обобщенным данным.

Полную информацию по каждой из представленных выше методик, можно найти в нормативных документах.

В завершении приведем пример вычисления затрат в силовом трансформаторе TM 630-6-0,4. Формула для расчета и ее описание приведены ниже, она подходит для большинства видов подобных устройств.

Расчет потерь в силовом трансформаторе

Для понимания процесса следует ознакомиться с основными характеристиками TM 630-6-0,4.

Параметры TM 630/6/0,4

Теперь переходим к расчету.

Итоги расчета

Список использованной литературы

  • Ю. Железко «Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов» 2009
  • Поспелов Г.Е. «Потери мощности и энергии в электрических сетях» 1981
  • Шведов Г.В., Сипачева О.В., Савченко О.В. «Потери электроэнергии при ее транспорте по электрическим сетям: расчет, анализ, нормирование и снижение» 2013
  • Фурсанов М.И. «Определение и анализ потерь электроэнергии в электрических сетях энергосистем» 2005

Как рассчитать потери электроэнергии • Energy-Systems

 

Как правильно рассчитать потери электроэнергии

О потерях энергии в процессе ее передачи собственники электрифицированных объектов стали задумываться сравнительно недавно. В то же время это достаточно важный параметр, который обязательно следует учитывать владельцам частных домов, сельскохозяйственных и других предприятий.

На вопрос, как рассчитать потери электроэнергии, есть один простой ответ – обратиться к специалистам. Проведение подобных расчетов считается достаточно трудоемкой и сложной задачей, для выполнения которой требуются профессионалы, знакомые с необходимыми формулами и умеющие такими формулами пользоваться.

Условия расчета потери электроэнергии

Проще всего проводить расчеты потерь в электрической сети, где используется только один тип провода с одним сечением, к примеру, если на объекте применяется только алюминиевые кабели с сечением в 35 мм. На практике системы с одним типом кабеля практически не встречаются, обычно для электроснабжения зданий и сооружений используются различные провода. В этом случае для получения точных результатов, следует отдельно проводить расчеты для отдельных участков и линий электрической системы с различными кабелями.

Потери в электрической сети на трансформаторе и до него обычно не учитываются, так как индивидуальные приборы учета потребляемой энергии устанавливаются в цепь уже после такого оборудования. Тем не менее если вам требуется высчитать потери на силовом трансформаторе все-таки необходимо, сделать это достаточно просто. Расчет потерь электроэнергии в трансформаторе осуществляется на основе технической документации такого устройства, где будут указаны все необходимые вам параметры.

Следует помнить, что любые расчеты проводятся для определения величины максимальных потерь в ходе передачи электричества.

При проведении вычислений стоит учитывать, что мощность сети электроснабжения склада, производственного предприятия или другого объекта достаточна для обеспечения всех подключенных к ней потребителей, то есть, система сможет работать без перенапряжения даже в моменты максимальной нагрузки на каждом подключенном объекте.

Пример проекта электроснабжения дома

Назад

1из21

Вперед

Величину выделенной электрической мощности можно узнать из договора с эксплуатирующей организацией на предоставление таких услуг.

Сумма потерь всегда зависит от потребляемой мощности сети. Чем больше напряжения потребляется объектами, тем больше будут потери.

В качестве примера можно рассматривать небольшое садоводческое объединение, в состав которого входит 60 объектов недвижимости, подключенных через алюминиевый кабель к центральной линии электропередач. Общая протяженность линии – 2 км.

Как рассчитывают потери электроэнергии по длине линии

На основе описанных выше параметров, можно воспользоваться формулой для вычисления потерь электроэнергии по время ее передачи.

В данной формуле:

ΔW – общее количество потерь электрической энергии при передаче,

W – объем электрической энергии, потраченной на обеспечение работы линии в течение определенного промежутка времени,

КL – коэффициент, предназначенный для учета распределительной нагрузки на линию потребления, в рассматриваемом примере вся сеть разбита на три отдельных линии, к каждой из которых подключено по 20 объектов потребления,

Кф – коэффициент из графика нагрузки на линию,

L – длина сети электроснабжения,

tgφ – реактивная мощность сети,

F – диаметр сечения провода на участке сети,

Д – отрезок времени, в течение которого осуществляется потребление энергии и, как следствие, потери,

Кф² - коэффициент заполнения графика.

Кф² можно рассчитать по простой формуле:

Кз в данной формуле – это коэффициент заполнения графика потребления. Если отсутствуют точные данные по такому графику, за коэффициент принимают величину 0,3. В этом случае по формуле высчитывается Кф², которое будет равняться 1,78.

Рассчитывать потери следует отдельно для каждой линии фидера, которых всего в сети установлено 3 штуки на 2 километра протяженности сети. В такой ситуации нагрузка на сеть будет равномерно распределена на три линии.

Если за основу расчетов принять годовую мощность сети в 63 тысячи кВт, тогда для каждой отдельной линии на один фидер будет приходиться электроэнергии на 21 тысячу кВт. Для формулы лучше применять величину в Вт, а не в кВт, то есть, 21*106 Вт/ч.

Когда все необходимые параметры для расчета установлены, их следует подставить в основную формулу, которая в нашем случае будет иметь следующий вид:

Проводим расчеты и получаем величину потерь электроэнергии для одной из трех линий, равную 573,67 кВт/ч. Общие потери в год будут в три раза больше, то есть - 1721 кВт/ч. Именно так должен проводиться расчет потерь электроэнергии на разных объектах.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

Онлайн расчет стоимости проектирования

Расчет и экспертиза нормативов потерь электрической энергии

Технологические потери электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям включают в себя технические потери в линиях и оборудовании электрических сетей, обусловленных физическими процессами, происходящими при передаче электроэнергии в соответствии с техническими характеристиками и режимами работы линий и оборудования, с учетом расхода электроэнергии на собственные нужды подстанций и потери, обусловленные допустимыми погрешностями системы учета электроэнергии. Объем (количество) технологических потерь электроэнергии в целях определения норматива технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям рассчитывается в соответствии с Методикой расчета технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям в базовом периоде.

Документы, регламентирующие расчет нормативов расхода электрической энергии

  • «Инструкция по организации в Министерстве энергетики Российской Федерации работы по расчету и обоснованию нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям», утвержденная Приказом Минэнерго РФ от 30.12.2008 № 326.

Документы, регламентирующие порядок утверждения нормативов в Минэнерго РФ

  • «Административный регламент Министерства энергетики Российской Федерации по исполнению государственной функции по утверждению нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям», утвержденный Приказом Минэнерго РФ от 01.11.2007 г. № 470.

Заказав проведение расчета и экспертизы нормативов в Нашей компании, Вы будете уверены в своевременном утверждении величин нормативов в Минэнерго РФ, поскольку все работы будут выполнены специалистами, имеющими многолетний опыт взаимодействия с Министерством по вопросом утверждения нормативов и досконально знающими все особенности проведения экспертизы. Своим постоянным клиентам ООО "Межрегиональная Энергосберегающая Компания" готова предложить проведение расчета и экспертизы нормативов в сжатые сроки и по цене ниже рыночной.

Для определения точной стоимости работ необходимо заполнить опросный лист.

Скачать Опросный лист в формате Word (ссылка для скачивания)

Заполненный опросный лист просьба направить на нашу электронную почту: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..

За дополнительной информацией обращайтесь по телефону: 8(495)973-32-67

Расчет нормативов потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям

Для каждого предприятия, основной источник дохода которого распределение электроэнергии, очень важен вопрос формирование тарифов. Этот процесс регламентирован законодательством РФ.

Провести мониторинг о прибыльности или убыточности предприятия невозможно без определения потерь электроэнергии. И, если такие потери превышают норму, обеспечить мероприятия по их снижению.

ООО «ТаграС-ЭнергоСервис» располагает технической базой для оперативного и качественного проведения расчетов нормативов потерь электрической энергии, влияющих на формирование тарифов.

В перечень услуг входит:

  • получение заявки и сбор необходимых исходных данных для проведения расчетов;

  • расчет технологических потерь электрической энергии при ее передаче по электрическим сетям;

  • заключение энергоаудитора, подтверждающее обоснованность предлагаемых к утверждению значений потерь электроэнергии.

В специализацию наших услуг входят не только расчетные услуги, но и формирование полного пакета документов, запрашиваемого при утверждении норматива потерь электроэнергии законодательными органами.

Следует знать, что

  • работу по утверждению необходимо проводить территориальным сетевым организациям (ТСО) в отношении объектов электросетевого хозяйства, входящих в единую национальную (общероссийскую) электрическую сеть;

  • для объектов ТСО, которые не входят в единую национальную (общероссийскую) электрическую сеть, нормативы потерь электрической энергии определены Приказом Минэнерго РФ от 26 сентября 2017 г. N 887;

  • ТСО ежегодно необходимо предоставлять в Минэнерго России отчетную информацию, в соответствии с разделом «Электрические сети» Порядка предоставления информации субъектами электроэнергетики, утвержденного приказом Минэнерго России от 23 июля 2012 г. №340.

Проводим расчет и экспертизу норматива потерь в электрических сетях

При передаче электроэнергии по электрическим сетям неизбежно возникают потери. Так как полностью исключить их невозможно, необходимо регулярно проводить экспертизу и расчет. Мероприятия позволяют определять технологический расход, устанавливать оптимальное значение норматива и следить за тем, чтобы оно не превышало экономически обоснованный уровень.

Ежегодно выполнять расчет норматива потерь в электрических сетях необходимо для следующих объектов:

  • линий электропередач,
  • трансформаторных подстанций,
  • распределительных пунктов,
  • другого оборудования, если оно подходит под критерии ЕНЭС.

Расчет количества технологических потерь выполняется по установленной методике. ТСО также могут рассчитывать величину норматива для установления экономически обоснованных тарифов.

С чем могут быть связаны потери?

Избежать технологических потерь электроэнергии невозможно, но можно их уменьшить. Они обусловлены непосредственно процессами передачи ресурса, параметрами и характеристиками устройств, а также условиями работы линий. Все это относится к допустимым погрешностям системы учета ресурса.

Выделяют три ключевых фактора, которые напрямую влияют на количество потерь.

  • Технический фактор. Расход электроэнергии зависит от различных физических процессов. Его величина напрямую связана с климатом, нагрузочной составляющей и категорией условно-постоянных расходов. В последнюю включены затраты, которые возникают при штатной эксплуатации электрооборудования.
  • Расходы на поддержку работы энергооборудования. Для бесперебойного функционирования вспомогательных устройств нужна электроэнергия. Для стабильной работы основного оборудования необходимы системы вентиляции, контрольно-измерительные приборы, компрессоры, светильники и др.
  • Хищение электроэнергии. Недобросовестными потребителями электроэнергии являются не только физические лица, но также коммерческие организации и предприятия. Для обмана приборов учета потребления ресурса используют разные способы.

Величина технологических потерь электрической энергии бывает сильно завышена. К основным причинам данной проблемы относят следующие:

  • значительно устаревшее энергооборудование;
  • недостаточное развитие электрических сетей;
  • отсутствие полноценного контроля за показаниями счетчиков;
  • несовершенный процесс взимания платы.

Как проводятся расчет и экспертиза?

Расчет норматива потерь в электрических сетях регламентирован. Мероприятие проводятся согласно приказам Минэнерго РФ от 30.12.2008 № 326 и 30.09.2014 №674.

Порядок расчета следующий:

  • получение фактических сведений;
  • внесение собранных данных в специальную программу;
  • выполнение расчета количества потерь электрической энергии;
  • составление записки с пояснениями;
  • разработка экспертного заключения.

После проведения всех мероприятий подготавливается пакет документации. В него включают расчет величины норматива, результаты экспертизы и сопроводительное письмо.

Почему стоит обращаться к нам?

«Юрэнерго» оказывает энергоаудиторские услуги на высоком уровне и является одной из ведущих организаций в этой сфере. За 20 лет мы сформировали оптимальное предложение для клиентов и расширили географию предоставления услуг. В нашем штате состоят несколько десятков аудиторов, экспертов энергетического консалтинга, опытных юристов и консультантов. Мы располагаем сертифицированным программным комплексом РТП3 и выполняем работы в максимально сжатые сроки. Также предлагаем низкие цены на услуги и оказываем помощь организациям на этапе сбора исходной информации.

Узнать полную информацию об услуге можно у менеджера по телефону. Чтобы воспользоваться предложением, свяжитесь с нами по номеру, указанному на сайте.

Выполненные проекты:

Сравнительный анализ наиболее распространенных детерминированных методов определения потерь электроэнергии в цеховых сетях | Грачева

1. Пономаренко О.И., Холиддинов И.Х. Влияние несимметричных режимов на потери мощности в электрических сетях распределенных систем электроснабжения // Энергетик. 2015. №12. С.6-8.

2. Косоухов Ф.Д., Васильев Н.В., Филипппов А.О. Снижение потерь от несимметрии токов и повышение качества электрической энергии в сетях 0,38 кВ с коммунально-бытовыми нагрузками // Электротехника. 2014. №6. С.6-12.

3. Авербух М.А., Жилин Е.В. О потерях электроэнергии в системах электроснабжения индивидуального жилищного строительства // Энергетик. 2016. №6. С. 54-56.

4. Еремина М.А. Развитие автоматических систем коммерческого учета энергоресурсов (АСКУЭ) // Молодой ученый. 2015. №3. С. 135-138.

5. Сапронов А.А., Кужеков С.Л., Тынянский В.Г. Оперативное выявление неконтролируемого потребления электроэнергии в электрических сетях напряжением до 1кВ // Известия вузов. Электромеханика. 2004. №1. С.55-58.

6. Грачева Е.И. Обработка статистической информации с целью выявления законов изменения параметров оборудования цеховых сетей // Вести высших учебных заведений Черноземья. 2016. № 2. с.34-43.

7. Зеленский Е.Г., Кононов Ю.Г., Левченко И.И. Идентификация параметров распределительных сетей по синхронизированным измерениям токов и напряжений // Электротехника. 2016. №7. С.3-8

8. Степанов А.С., Степанов С.А., Костюкова С.С. Идентификация параметров моделей элементов электрических сетей на основе теоремы Теллегена // Электротехника. 2016. №7. С. 8-11.

9. Грачева Е.И. Уточнение величины эквивалентного сопротивления цеховых сетей // Надежность и безопасность энергетики. 2015. №3. С.34-36.

10. Железко Ю.С., Артемьев А.В., Савченко О.В. Расчет, анализ и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях: Руководство для практических расчетов. М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2004. 280 с.

11. Железко Ю. С. Статистические характеристики погрешностей измерительных комплексов и их использование при расчете недоучета электроэнергии // Электрические станции. 2006. № 2. С. 32- 40.

12. Железко Ю.С. О нормативных документах в области качества электроэнергии и условий потребления реактивной мощности // Электрические станции. 2002. № 6. С.18-24.

13. Marinopoulos, A.G. Energy losses in a distribution line with distributed generation based jg stochastic power flow // Electric Power Systems Research. 2011. № 5. pp.86-94.

14. Wang, F. Reliability Evaluation of Distribution System Based on Modified Failure Mode and Effect Analysis Method // Low Voltagt Apparatus. 2013. № 1. pp. 37-42.

15. Graovac D. Universal power quality system – an extension to the universal power quality conditioner // international conference on power electronics and motion control 2000. № 4. pp. 32-38.

(PDF) Методика расчета потерь энергии в распределительных сетях

ул. 130 Рынек Энергии № 4 (101) - 2012

25,1 22,2 29,1 32,7 27,7 26,7

12,8

4,2

13,1 0,5 9, 8 9,2

48,0

51,8 29,7 41,5 32,3 42,7

14,1 21,8 28,2 25,3 30,2 21,3

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

DC1 DC2 DC3 DC5

DC5 Power

DC5 Холдинг

технический в сети НН коммерческий технический в сети СН технический в сети ВН

Рис.4. Пропорциональное разделение технических

и коммерческих потерь энергии в распределительных сетях

нескольких компаний в 2010 году. Источник: разработано авторами

на основе данных компании

и программного обеспечения STRATY

Рис. 4 подтверждает значительную дифференциацию технических потерь энергии в распределительных сетях от

до

на анализируемой территории. Технические потери энергии

в сети ВН составляют от 14,1% до

30,2% балансовых потерь энергии для одного Распределительного предприятия

.Технические потери энергии в сети MV

составляют от 29,7% до 51,8% от потерь энергии баланса

.

5. ВЫВОДЫ

Знание потерь энергии и их отнесение к

отдельным элементам сетевой системы необходимо

для принятия мер, направленных на минимизацию потерь

. Следовательно, методы расчета потерь энергии

в электрической сети должны быть постоянно усовершенствованы.

ССЫЛКИ

[1] Efektywność w sektorze dystrybucji energii elektrycznej, aspekty ekonomiczne. Praca zbiorowa pod redakcj Jerzego

Szkutnika, Wydawnictwo Tekst Sp. z o.o., Ченстохова 2009 г., ISBN 978-83-7208-023-3.

[2] Efektywność w sektorze dystrybucji energii elektrycznej, aspekty techniczne. Praca zbiorowa pod redakcją Anny

Gawlak, Wydawnictwo Tekst Sp. z o.o., Ченстохова 2009 г. , ISBN 978-83-7208-022-6, s.189-214.

[3] Гавлак А. Анализ технических потерь в сетях низкого и среднего напряжения. 11-я Международная научная конференция

«Электроэнергетика» - EPE 2010, Брно, Чешская Республика, ISBN 978-80-214-4094-4 (s.119-123).

[4] Хор ак Й., Гавлак А., Ску т н ик Й .: Sieć elektroenergetyczna jako zbiór elementów. Wydawnictwo Politechniki

Częstochowskiej, Częstochowa 1998 r 34-45.

[5] Хоудек В., Сойка Дж., Русек С., Гоно Р .: Резервные альтернативы ЛЭП 110 кВ. Международная научная конференция

Электроэнергетика 2012. Май 2021 г., Брно Чешская Республика ISBN 978-80-214-4514-7 (стр. 929-934).

[5] Straty energii elektrycznej w sieciach rozdzielczych. Praca zbiorowa pod redakcj J. Kul czycki eg o, PTPiREE,

Poznań 2009, 147-166.

[6] Szkutnik J., Gawlak A .: Оптимизационный метод разделения затрат на развитие сети.Инженер-электрик -

ISSN 0948-7921 том 93, номер 3. Springer Electrical Engineering (2011) 93: 137-146 DOI 10. 1007 / s00202-

011-0199-1.

[7] Szkutnik J., Gawlak A: Dynamiczna efektywność rozdziału energii elektrycznej w sieciach rozdzielczych.

Рынек Энергии 2009, № 2 (81) с. 36-41.

METODA OBLICZANIA STRAT ENERGII ELEKTRYCZNEJ W SIECIACH DYSTRYBUCYJNYCH

Słowa kluczowe: straty energii, sieć rozdzielcza

Streszczeń wędzión.Metoda ta

oparta jest na bilansowaniu strat energii i spadków napięć w tych sieciach. Bilansowanie strat energii jest konieczne, dlatego

że nie jest znana energia sprzedana z sieci, ze względu na występujące straty handlowe. Straty handlowe to energia, która nie

jest znana, przepływa jednak przez sieć wywołując straty obciążeniowe. Należy więc określić rzeczywistą energię przepły-

wającą przez sieć, aby prawidłowo obliczyć straty obciążeniowe występujące w sieci.Na podstawie tej metody obliczono

straty energii w sieciach dystrybucyjnych dla jednej z Grup Energetycznych и показывает это на рысункач.

Анна Гавлак, доктор философских наук, профессор Института энергетики Ченстоховского технического университета

e-mail: [email protected]

Гоно Радомир, док. ing. Радомир Гоно, доктор философии, VSB Технический университет Остравы,

эл. : [email protected]

Ежи Шкутник, доктор философских наук, профессор Института энергетики Ченстоховского технического университета,

e-mail: [email protected]

Калькулятор падения напряжения (постоянного и переменного тока)

Бесплатный онлайн-калькулятор для расчета падения напряжения и потерь энергии в проводе

Потери в проводах солнечных батарей должны быть ограничены, Потери постоянного тока в цепочках солнечных панелей и потери переменного тока на выходе инверторы.Способ ограничить эти потери - минимизировать напряжение падение кабелей. Падение напряжения менее 1% подходит и в любом в случае, если он не должен превышать 3%.

Экономьте электроэнергию: этот бесплатный онлайн-калькулятор рассчитывает переменный и постоянный ток. Мощность, падение напряжения, потери энергии в проводе, резистивный нагрев, для трехфазная и однофазная проводка.
Заполните желтые поля и нажмите кнопки «рассчитать». Результаты отображается в зеленых полях.


КАЛЬКУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ПОТЕРЯ ЭНЕРГИИ

КАЛЬКУЛЯТОР ПЕРЕПАДА НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА И ПОТЕРЯ ЭНЕРГИИ



КАК РАССЧИТАТЬ ПЕРЕПАД НАПРЯЖЕНИЯ И ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ В ПРОВОДЕ?

ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Падение напряжения определяется по следующей формуле:


Где:

U: Напряжение постоянного или переменного тока система (В)
Это напряжение фаза-фаза для 3-фазной системы; напряжение фаза-нейтраль для однофазной системы.
Пример:
- Для стран Западной Европы трехфазная цепь обычно имеет напряжение 400 В, а однофазная 230 В.
- В Северной Америке типичное напряжение трехфазной системы составляет 208 вольт, а однофазное напряжение - 120 вольт.
Примечание: для падения напряжения постоянного тока в фотоэлектрической системе, напряжение система U = Umpp одной панели x количество панелей в серии.
ΔU: падение напряжения в В (В)
b: коэффициент длины кабеля, b = 2 для однофазная проводка, b = 1 для трехфазной проводки.
ρ1: удельное сопротивление в Ом · мм2 / м материала. проводник для заданной температуры. При 20 градусах Цельсия значение удельного сопротивления составляет 0,017 для меди и 0,0265 для алюминия.
Обратите внимание, что удельное сопротивление увеличивается с увеличением температуры. Удельное сопротивление меди достигает примерно 0,023 Ом.мм2 / м при 100 ° C, а удельное сопротивление алюминия достигает примерно 0,037 Ом.мм2 / м при 100 ° C.
Обычно для расчета падения напряжения в соответствии с электрическими стандартами используется удельное сопротивление при 100 ° C (например, NF C15-100).
ρ1 = ρ0 * (1 + alpha (T1-T0)), здесь ρ0 = удельное сопротивление при 20 ° C (T0) и альфа = температурный коэффициент на градус C, а T1 = температура кабеля.
T1: Температура кабеля (значение по умолчанию = 100 ° C).
Обратите внимание, что по опыту проволока с правильным размером не должна иметь внешнюю температуру выше 50 ° C, но она может соответствовать внутренней температуре материала около 100 ° C.
L: простая длина кабеля (расстояние между источником и прибором) в метрах (м).
S: сечение кабеля в мм2
Cos φ: коэффициент мощности, Cos φ = 1 для чисто резистивной нагрузки, Cos φ <1 для индуктивного заряда (обычно 0,8).
λ: реактивное сопротивление на единицу длины (значение по умолчанию 0,00008 Ом / м)
Sin φ: sinus (acos (cos φ)).
Ib: ток в амперах (A)

NB: для цепи постоянного тока cos φ = 1, поэтому sin φ = 0.

Падение напряжения в процентах:
ΔU (%) = 100 x ΔU / U0
Где:

ΔU: падение напряжения в В
U0: напряжение между фазой и нейтраль (пример: 230 В в 3-фазной сети 400 В)

ПОТЕРЯ ЭНЕРГИИ

Потери энергии в кабеле в основном связаны с резистивным нагревом кабель.
Он определяется по следующей формуле:

E = a x R x Ib²
Где:

E: потери энергии в проводах, Ватт (Вт)
a: номер строки коэффициент, a = 1 для одиночной линии, a = 3 для 3-х фазной цепи.
R: сопротивление одного активного строка
Ib: ток в амперах (A)

R определяется по следующей формуле:
R = b x ρ1 x L / S

b: коэффициент длины кабеля, b = 2 для однофазной проводки, b = 1 для трехфазной проводки.
ρ1: удельное сопротивление материал проводника, 0,017 для меди и 0,0265 для алюминия (температура провода 20 ° C) в Ом.мм2 / м. Удельное сопротивление меди достигает примерно 0,023 Ом.мм2 / м при 100 ° C, а удельное сопротивление алюминия достигает примерно 0,037 Ом.мм2 / м при 100 ° C.
L: простая длина кабеля (расстояние между источником и прибором) в метрах (м).
S: сечение кабеля в мм2

NB: для постоянного тока потери энергии в процентах равны падение напряжения в процентах.


Диаграмма : Пример потерь при падении напряжения в зависимости от поперечного сечения проводов секция для фотоэлектрической системы мощностью 3 кВт с 50 м солнечного кабеля постоянного тока.

% PDF-1.4 % 47 0 объект > эндобдж xref 47 75 0000000016 00000 н. 0000001848 00000 н. 0000002404 00000 н. 0000002619 00000 н. 0000002683 00000 п. 0000002814 00000 н. 0000002948 00000 н. 0000003100 00000 н. 0000003216 00000 н. 0000003366 00000 н. 0000003518 00000 н. 0000003667 00000 н. 0000003726 00000 н. 0000003785 00000 н. 0000003844 00000 н. 0000003995 00000 н. 0000004130 00000 н. 0000004239 00000 п. 0000004338 00000 п. 0000004436 00000 н. 0000004548 00000 н. 0000004661 00000 п. 0000004770 00000 н. 0000004927 00000 н. 0000005207 00000 н. 0000005439 00000 н. 0000005630 00000 н. 0000005978 00000 п. 0000006201 00000 н. 0000006348 00000 п. 0000006479 00000 н. 0000006841 00000 н. 0000007203 00000 н. 0000007565 00000 н. 0000007927 00000 н. 0000008095 00000 н. 0000008420 00000 н. 0000008476 00000 н. 0000008686 00000 п. 0000008899 00000 н. 0000009067 00000 н. 0000009254 00000 н. 0000009607 00000 н. 0000009697 00000 п. 0000010010 00000 п. 0000010076 00000 п. 0000010186 00000 п. 0000010759 00000 п. 0000010955 00000 п. 0000011131 00000 п. 0000011454 00000 п. 0000011648 00000 п. 0000011993 00000 п. 0000012015 00000 п. 0000016574 00000 п. 0000017040 00000 п. 0000017220 00000 п. 0000017243 00000 п. 0000021155 00000 п. 0000021178 00000 п. 0000024116 00000 п. 0000024139 00000 п. 0000027231 00000 п. 0000027254 00000 п. 0000030361 00000 п. 0000030384 00000 п. 0000033386 00000 п. 0000033573 00000 п. 0000033993 00000 п. 0000034016 00000 п. 0000037103 00000 п. 0000037126 00000 п. 0000040404 00000 п. 0000001963 00000 н. 0000002382 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 48 0 объект > эндобдж 120 0 объект > ручей Hb``f``_dπ

Потери в линии передачи переменного тока

Потери в линии передачи переменного тока

Курт Хартинг


24 октября 2010 г.

Представлено как курсовая работа по физике 240, Стэнфордский университет, осень 2010 г.

Фиг.1: Потери сопротивления на трансмиссии из алюминия линия как функция радиуса в процентах от потери 1000 км.

Введение

По данным Министерства энергетики Калифорнии. потеряно около 19,7 x 10 9 кВтч электроэнергии из-за передача / распределение в 2008 году. [1] Эта сумма потери энергии составили 6,8% от общего количества электроэнергии, использованной в состояние в течение того года. По средней розничной цене 2008 г. $ 0.1248 / кВт · ч, это означает потерю электроэнергии на сумму около 2,4 миллиарда долларов. в Калифорнии, и потери в размере 24 миллиардов долларов на национальном уровне. [1] Этот отчет пытается объяснить и количественно оценить два основных источника потерь в напряжение в линиях передачи переменного тока: резистивные потери и потери на коронный разряд. В Первое происходит из-за ненулевого сопротивления обнаруженного металла проволоки. Потеря короны - это ионизация воздуха, которая происходит, когда электрическая поля вокруг проводника превышают определенное значение.

Резистивные (кожные) потери

Хотя проводники в линии передачи чрезвычайно низкое удельное сопротивление, они не идеальны.Этот раздел направлен на количественно оценить эту потерю путем вычисления глубины скин-слоя и мощности коэффициенты затухания.

Теория

Величина резистивных потерь в системе может быть вычислено с использованием уравнений линии передачи без коронного разряда, чтобы найти количество мощности, подаваемой в любую точку провода, и вычитая начальное количество мощности. Уравнения для этого следующие: ниже: [2]



В приведенном выше уравнении c - скорость света, а L, индуктивность на единицу длины линии передачи определяется как:

Фиг.2: Потери короны в киловаттах, потерянных за километр провода как функция радиуса. Al 3 фазы 765 кВ линия передачи и формула Пика были использованы для генерации этот график.

Уравнения для расчета R l , сопротивление на единицу длины, может быть показано ниже. Он включает формулу для определения глубины скин-слоя провода (δ), которая показывает, насколько далеко в проводник 90% мощности переносится током.[3]

I B в этом уравнении является поправкой коэффициент, найденный с использованием первых двух функций Бесселя I.

Используя приведенные выше уравнения, общее количество мощность, потерянная из-за сопротивления, равна мощности на заданном расстоянии минус изначальная сила. Поскольку сумма убытка в процентах равна фиксированная сумма вне зависимости от начальной мощности, перечисленные результаты записываются в процентах от общей мощности. Перечисленные выше параметры и Резюме результатов этих уравнений можно найти в Таблице 1.В это, есть оценочные потери типичной линии электропередачи США, сделанной из алюминий (Случай 1), европейская линия электропередачи на 50 Гц (Случай 2) и линия из серебра (футляр 3). Сравнение случаев 1 и 3 показывает, что строительство длинного кабеля передачи может снизить потерю сопротивления (около 19 млн долларов в год), но строительство будет стоить значительно дороже (18,5 млрд долларов) в 2010 г. рыночные цены.

Параметр Корпус 1 Корпус 2 Корпус 3
д Разделение линий 10 м
Радиус проводника 0. 015м
л Индуктивность на метр 2,6 мкГн / м
f Частота 60 Гц 50 Гц 60 Гц
σ Электропроводность металла 3,82 × 10 7 См / м (Al) 3.82 × 10 7 См / м 6,17 × 10 7 См / м (Ag)
I B Поправочный коэффициент Бесселя 1,1 1,1 1,1
δ Глубина кожи 10,5 мм 11,5 мм 8,3 мм
R л Сопротивление на метр 29. 1 мкОм / м 26,5 мкОм / м 22,9 мкОм / м
α коэффициент затухания 18,6 x 10 -9 / м 17,0 x 10 -9 / м 14,7 x 10 -9 / м
мкм 0 Проницаемость свободного пространства 4π x 10 -7 Г / м
в Скорость света 3 x 10 8 м / сек
% P Rloss (1 км) 37. 2 страницы на миллион 34,0 частей на миллион 29,3 частей на миллион
% P Rloss (1000 км) 3,66% 3,34% 2,89%
Таблица 1: Значения резистивных потерь с использованием параметров выборки и формулы, перечисленные выше.

Измеренные значения

В статье, опубликованной компанией American Electric Power (AEP), в 1969 г. авторы сделали оценку, что величина потерь мощности от эффекты, не связанные с коронным разрядом, составляют около 4 МВт на 100 миль в 1 ГВт система передачи.[7] При переводе в метрические единицы это дает убыток. около 25 МВт или 2,5% на линии электропередачи протяженностью 1000 км. Это число в соответствии с резистивной потерей, данной в современнике, Самостоятельно опубликованный отчет AEP. [11] В этом отчете резистивная потери составили от 3,1 МВт / 100 миль до 4,4 МВт / 100 миль, в зависимости от конфигурации проводки. Это соответствует между Потеря мощности 1,9% и 2,8% на 1000 км.

Корона потери

Потери из-за короны - это другой основной тип потерь мощности в линии передачи.По сути, потеря короны вызвана ионизацией. молекул воздуха вблизи проводов ЛЭП. Эти короны делают не искры на линиях, а переносят ток (отсюда и потери) в воздух по проволоке. Коронный разряд в линиях электропередачи может привести к шипение / кудахтанье, свечение и запах озона (генерируется из распад и рекомбинация молекул O 2 ). Цвет и распространение этого свечения зависит от фразы сигнала переменного тока на в любой момент времени.Положительные коронки гладкие и синего цвета, в то время как отрицательные коронки красные и пятнистые. [5] Происходит только потеря короны. когда межфазное напряжение превышает порог короны. В отличие от резистивные потери, при которых количество потерянной мощности составляло фиксированный процент от входной сигнал, процент потери мощности из-за короны является функцией напряжение сигнала. Потери мощности коронного разряда также сильно зависят от погоды и температуры.

Теория

Уравнение фактора коронного разряда было получено эмпирическим путем Ф.В. Пик и опубликовано в 1911 году. [4] В более поздней публикации он модифицировал оригинал уравнение, и он показал, что общая сумма потерь мощности в проводе из-за эффект короны был равен приведенному ниже уравнению: [5]

Примеры этих значений и их значения см. Таблица 2.

Параметр Пример значения
к 0 Фиксированная постоянная 241
г 0 Разрушающий градиент в воздухе 21. 1 кв / см
к д Коэффициент нормализованной плотности воздуха
1 (25 ° C, давление 76 см)
1
Радиус проводника 3,5 см (см. Рис.2)
д Расстояние между проводниками 1000 см
f Частота 60 Гц
к i Коэффициент неровности провода 0.95 (обветренные провода)
В 0 Линейное напряжение к нейтрали
(1/1,73 x напряжение между проводниками)
442 кВ
(765 кВ / 1,73)
Критическое напряжение прерывания
(g 0 k i a k d ln (d / a))
397 кв
Corona Loss кВт / км / линия 25кВт / км
Corona Loss%
(линия 1000 км, 2. 25 ГВт)
3,3%
Таблица 2: Пример расчета потерь на коронный разряд на основе Формула Пика.

Как видно на рис. 2, радиус проводника имеет большое влияние на общую величину потерь на коронный разряд. Один способ получение линий с большим эффективным радиусом за счет использования связки, где 2-6 отдельных, но близких строк сохраняются на одном уровне напряжение через прерывистые разъемы.Это уменьшает количество металла необходимо для достижения заданного радиуса и потерь короны. Переходные расчеты потерь на корону можно найти в [10].

Рис. 3: Полная потеря 2,25 ГВтм 3 фазы ЛЭП 765 кВ в зависимости от радиуса.

Измеренные значения

В ссылке [6] авторы измерили потери на коронный разряд 765 кВ, 3 фаза, а связанная линия передачи должна быть около 1. 87кВт / км на ярмарке Погода. Это составляет лишь около 0,083% потерь на линии протяженностью 1000 км. Однако в плохую погоду, по оценкам авторов, потери составили 84,3 кВт / км. или около 3,7% убытков. Используя эти цифры и среднюю цену электричество, дневной ливень на 100-километровом участке проводов 765 кВ стоит электроэнергетической компании около 25000 долларов.

При напряжении выше 765 кВ Исследовательский институт Hydro-Quebec измерил количество потерь на корону на напряжения до 1200 кВ. [8] Они обнаружили, что потеря короны 6 и 8 жгутов проводов было 22.7 кВт / км и 6,2 кВт / км соответственно. Эти числа были измерены в условиях «сильного искусственного дождя». Расхождения между [6] и [8], вероятно, связаны с разными радиусами и проводниками. интервал.

Наконец, исследователи в Финляндии измерили количество потерь на коронный разряд в ЛЭП в условиях мороза. [9] Это В документе также показано значительное снижение потерь на коронный разряд из-за связывания проводов: примерно 2,5-5x для каждого проводника, добавляемого между 1-3. Под морозом условиях, они показывают, что потери в линиях составляют около 21 кВт для 2 пучок проводов трехфазной ЛЭП 400кВ.

Рис. 4: Стоимость 2,25 ГВтм 3 фазы 765 кВ линия передачи как функция радиуса. Стоимость линия передачи была найдена путем взятия общего объема проводов и умножив на рыночную цену алюминия 2010 г. ($ 1,14 за фунт).

Резюме

В этом отчете показано, как оценить коронный разряд и резистивные потери в проводе, а также дает экспериментальные результаты.Рис. 3 дает оценку общей суммы потерь в системе как функция радиуса проводника. Глядя на эту цифру, количество потери резко снижаются по мере увеличения радиуса проволоки примерно до 4 см. Если из твердого металла (как предполагают приведенные выше формулы), это будет довольно громоздкий размер. Из-за этого компании, работающие по линии электропередач, объединяют меньшие линии, чтобы снизить затраты на строительство и потери на уровне возможно.

На рис. 4 показано общее количество теоретической мощности. потеря и стоимость высоковольтной линии электропередачи протяженностью 1000 км.Как провод становится больше, величина потерь уменьшается примерно как 1 / r (резистивная) и квадратично до 0 (корона). Провода большего размера также вызывают квадратичное большая стоимость и в конечном итоге достигнет точки безубыточности, когда больше радиусы проводников не имеют финансового смысла. Следует отметить, что эта цифра (ошибочно) предполагает сплошную однородную проволоку. Линии электропередач, в дополнение к комплектации, также содержат более дешевый стальной сердечник на внутренняя часть из проволоки. Это потому, что, пройдя глубину кожи в провод, по которому передается 90% мощности, удельное сопротивление провода становится менее важным.

© 2010 К. Хартинг. Автор дает разрешение копировать, распространять и демонстрировать эту работу в неизменном виде, с ссылка на автора, только в некоммерческих целях. Все остальные права, в том числе коммерческие, принадлежат автору.

Список литературы

[1] М. Боулз " State Electricity Profiles 2008, "Энергетическая информация США" Администрация, DOE / EIA 0348 (01) / 2, март 2010 г.

[2] W. Hayt и J. Buck, Engineering Электромагнетизм (Mcgraw-Hill, 2006), стр 346, 486.

[3] Ф. Рашиди и С. Ткаченко, Электромагнитный Взаимодействие поля с линиями передачи от классической теории к ВЧ Радиационные эффекты (WIT Press, 2008).

[4] Ф. В. Пик, "Закон короны и Диэлектрическая прочность воздуха, Труды A.I.E.E. 30 , 1889 (1911).

[5] F. W. Peek, Диэлектрические явления в высоком напряжении. Engineering (McGraw-Hill, 1929), стр. 169-214.

[6] N, Kolcio et al., "Радиовлияние и Аспекты потери короны на линиях AEP 765 кВ " Транзакции IEEE по питанию Аппараты и системы ПАС-88 , №9, 1343 (1969).

[7] Г. С. Васселл, Р. М. Малишевский, «АЭП 765-кВ Система: рекомендации по планированию системы " IEEE Transactions on Power Аппараты и системы ПАС-88 , 1320 (1969).

[8] Н. Г. Трин, П. С. Марувада и Б. Пуарье, "A Сравнительное исследование характеристик короны проводниковых пучков для Линии электропередачи 1200 кВ, «Сделки IEEE на силовых аппаратах и Системы ПАС-93 , 940 (1974).

[9] К. Лахти, М. Лахтинен и К. Ноусиайнен, "Передача инфекции Потери линейного коронного разряда в условиях изморози », транзакции IEEE по Power Delivery 12 , 928 (1997).

[10] X. Ли, О. Малик и З. Чжао, "Вычисление Переходные процессы в линии передачи, включая эффекты короны ", IEEE Сделки по подаче электроэнергии 4 , 1816 (1989).

[11] " Факты о передаче, American Electric Power.

EPC-IQ01 Proceedings.pdf

% PDF-1.6 % 1 0 объект >>> / Pages 3 0 R / StructTreeRoot 7 0 R / Тип / Каталог >> эндобдж 341 0 объект > / Шрифт >>> / Поля [] >> эндобдж 2 0 obj > поток 2011-01-21T14: 33: 50 + 03: 002011-01-21T14: 33: 50 + 03: 002011-01-21T14: 33: 50 + 03: 00pdftk 1.41 - www.pdftk.comapplication / pdf

  • EPC-IQ01 Proceedings.pdf
  • EPC-IQ01 Бумага
  • Исследователь
  • uuid: a450abe3-3262-4819-9294-10aac33f6b54uuid: 1efc2a96-fdd9-4760-9ab5-c483f95efa50 Acrobat Distiller 9.0.0 (Windows) конечный поток эндобдж 3 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0. 0 27.144 595.22 806.0] / Тип / Страница >> эндобдж 84 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0.0 27.144 595.22 806.0] / Type / Page >> эндобдж 119 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0.0 27.144 595.22 806.0] / Type / Page >> эндобдж 175 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0.0 27.144 595.22 806.0] / Тип / Страница >> эндобдж 219 0 объект > / ExtGState> / Font> / Pattern> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0.0 27.144 595.22 806.0] / Type / Page >> эндобдж 262 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0.0 27.144 595.22 806.0] / Type / Page >> эндобдж 306 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0.0 27.144 595.22 806.0] / Type / Page >> эндобдж 340 0 объект > поток HWkoFO ~ REqBeǎj-% Y4'C # {eщE $ gssE! 2o [d> ާ Ya @ = з ;. -A9xXjg6 * `

    Электроэнергия и энергия | Физика

    Цели обучения

    К концу этого раздела вы сможете:

    • Рассчитайте мощность, рассеиваемую резистором, и мощность, подаваемую источником питания.
    • Рассчитайте стоимость электроэнергии при различных обстоятельствах.

    Мощность в электрических цепях

    Мощность ассоциируется у многих с электричеством. Зная, что мощность - это коэффициент использования или преобразования энергии, каково выражение для электроэнергии ? На ум могут прийти линии электропередач.Мы также думаем о лампочках с точки зрения их номинальной мощности в ваттах. Сравним лампочку на 25 Вт с лампой на 60 Вт. (См. Рис. 1 (а).) Поскольку оба работают от одного и того же напряжения, лампа мощностью 60 Вт должна потреблять больше тока, чтобы иметь большую номинальную мощность. Таким образом, сопротивление лампы на 60 Вт должно быть ниже, чем у лампы на 25 Вт. Если мы увеличиваем напряжение, мы также увеличиваем мощность. Например, когда лампочка мощностью 25 Вт, рассчитанная на работу от 120 В, подключена к 240 В, она на короткое время очень ярко светится, а затем перегорает.Как именно напряжение, ток и сопротивление связаны с электроэнергией?

    Рис. 1. (a) Какая из этих лампочек, лампа мощностью 25 Вт (вверху слева) или лампа мощностью 60 Вт (вверху справа), имеет более высокое сопротивление? Что потребляет больше тока? Что потребляет больше всего энергии? Можно ли по цвету сказать, что нить накаливания мощностью 25 Вт круче? Является ли более яркая лампочка другого цвета, и если да, то почему? (кредиты: Дикбаух, Wikimedia Commons; Грег Вестфолл, Flickr) (б) Этот компактный люминесцентный светильник (КЛЛ) излучает такую ​​же интенсивность света, как и лампа мощностью 60 Вт, но при входной мощности от 1/4 до 1/10.(кредит: dbgg1979, Flickr)

    Электрическая энергия зависит как от напряжения, так и от перемещаемого заряда. Проще всего это выражается как PE = qV , где q - это перемещенный заряд, а V - это напряжение (или, точнее, разность потенциалов, через которую проходит заряд). Мощность - это скорость перемещения энергии, поэтому электрическая мощность равна

    .

    [латекс] P = \ frac {PE} {t} = \ frac {qV} {t} \\ [/ latex].

    Учитывая, что ток равен I = q / t (обратите внимание, что Δ t = t здесь), выражение для мощности принимает вид

    P = IV

    Электрическая мощность ( P ) - это просто произведение тока на напряжение.Мощность имеет знакомые единицы ватт. Поскольку единицей СИ для потенциальной энергии (PE) является джоуль, мощность измеряется в джоулях в секунду или ваттах. Таким образом, 1 A ⋅V = 1 Вт. Например, в автомобилях часто есть одна или несколько дополнительных розеток, с помощью которых можно заряжать сотовый телефон или другие электронные устройства. Эти розетки могут быть рассчитаны на 20 А, так что цепь может выдавать максимальную мощность P = IV = (20 А) (12 В) = 240 Вт. В некоторых приложениях электрическая мощность может выражаться в вольт-амперах или даже киловольт-амперы (1 кА V = 1 кВт). {2} R \\ [/ latex].

    Обратите внимание, что первое уравнение всегда верно, тогда как два других можно использовать только для резисторов. В простой схеме с одним источником напряжения и одним резистором мощность, подаваемая источником напряжения, и мощность, рассеиваемая резистором, идентичны. (В более сложных схемах P может быть мощностью, рассеиваемой одним устройством, а не полной мощностью в цепи.) Из трех различных выражений для электрической мощности можно получить различное понимание. Например, P = V 2 / R подразумевает, что чем ниже сопротивление, подключенное к данному источнику напряжения, тем больше подаваемая мощность.Кроме того, поскольку напряжение возведено в квадрат P = В 2 / R , эффект от приложения более высокого напряжения, возможно, больше, чем ожидалось. Таким образом, когда напряжение увеличивается вдвое до лампочки мощностью 25 Вт, ее мощность увеличивается почти в четыре раза и составляет около 100 Вт, что приводит к ее перегоранию. Если бы сопротивление лампы оставалось постоянным, ее мощность была бы ровно 100 Вт, но при более высокой температуре ее сопротивление также будет выше.

    Пример 1. Расчет рассеиваемой мощности и тока: горячая и холодная энергия

    (a) Рассмотрим примеры, приведенные в Законе Ома: сопротивление и простые цепи и сопротивление и удельное сопротивление.Затем найдите мощность, рассеиваемую автомобильной фарой в этих примерах, как в горячую, так и в холодную погоду. б) Какой ток он потребляет в холодном состоянии?

    Стратегия для (а)

    Для горячей фары нам известны напряжение и ток, поэтому мы можем использовать P = IV , чтобы найти мощность. Для холодной фары нам известны напряжение и сопротивление, поэтому мы можем использовать P = В 2 / R , чтобы найти мощность.

    Решение для (a)

    Вводя известные значения тока и напряжения для горячей фары, получаем

    P = IV = (2.{2}} {0,350 \ text {} \ Omega} = 411 \ text {W} \\ [/ latex].

    Обсуждение для (а)

    30 Вт, рассеиваемые горячей фарой, являются типичными. Но 411 Вт в холодную погоду на удивление выше. Начальная мощность быстро уменьшается по мере увеличения температуры лампы и увеличения ее сопротивления.

    Стратегия и решение для (b)

    Ток при холодной лампочке можно найти несколькими способами. Переставляем одно из уравнений мощности, P = I 2 R , и вводим известные значения, получая

    [латекс] I = \ sqrt {\ frac {P} {R}} = \ sqrt {\ frac {411 \ text {W}} {{0.350} \ text {} \ Omega}} = 34,3 \ text {A} \\ [/ latex].

    Обсуждение для (б)

    Холодный ток значительно выше, чем установившееся значение 2,50 А, но ток будет быстро снижаться до этого значения по мере увеличения температуры лампы. Большинство предохранителей и автоматических выключателей (используемых для ограничения тока в цепи) спроектированы так, чтобы выдерживать очень высокие токи на короткое время при включении устройства. В некоторых случаях, например, с электродвигателями, ток остается высоким в течение нескольких секунд, что требует использования специальных плавких предохранителей с замедленным срабатыванием.

    Чем больше электроприборов вы используете и чем дольше они остаются включенными, тем выше ваш счет за электроэнергию. Этот знакомый факт основан на соотношении энергии и мощности. Вы платите за использованную энергию. Поскольку P = E / t , мы видим, что

    E = Pt

    - это энергия, используемая устройством, использующим мощность P в течение интервала времени t . Например, чем больше горело лампочек, тем больше использовалось P ; чем дольше они работают, тем больше т .Единицей измерения энергии в счетах за электроэнергию является киловатт-час (кВт ч), что соответствует соотношению E = Pt . Стоимость эксплуатации электроприборов легко оценить, если у вас есть некоторое представление об их потребляемой мощности в ваттах или киловаттах, времени их работы в часах и стоимости киловатт-часа для вашей электросети. Киловатт-часы, как и все другие специализированные единицы энергии, такие как пищевые калории, можно преобразовать в джоули. Вы можете доказать себе, что 1 кВт ⋅ ч = 3.6 × 10 6 Дж.

    Потребляемая электрическая энергия ( E ) может быть уменьшена либо за счет сокращения времени использования, либо за счет снижения энергопотребления этого прибора или приспособления. Это не только снизит стоимость, но и снизит воздействие на окружающую среду. Улучшение освещения - один из самых быстрых способов снизить потребление электроэнергии в доме или на работе. Около 20% энергии в доме расходуется на освещение, в то время как в коммерческих учреждениях эта цифра приближается к 40%.Флуоресцентные лампы примерно в четыре раза эффективнее ламп накаливания - это верно как для длинных ламп, так и для компактных люминесцентных ламп (КЛЛ). (См. Рис. 1 (b).) Таким образом, лампу накаливания мощностью 60 Вт можно заменить на КЛЛ мощностью 15 Вт, которая имеет такую ​​же яркость и цвет. КЛЛ имеют изогнутую трубку внутри шара или спиралевидную трубку, соединенную со стандартным резьбовым основанием, подходящим для стандартных розеток лампы накаливания. (В последние годы были решены исходные проблемы с цветом, мерцанием, формой и высокими начальными вложениями в КЛЛ.) Теплопередача от этих КЛЛ меньше, и они служат до 10 раз дольше. В следующем примере рассматривается важность инвестиций в такие лампы. Новые белые светодиодные фонари (которые представляют собой группы небольших светодиодных лампочек) еще более эффективны (в два раза больше, чем у КЛЛ) и служат в 5 раз дольше, чем КЛЛ. Однако их стоимость по-прежнему высока.

    Установление соединений: энергия, мощность и время

    Отношение E = Pt может оказаться полезным во многих различных контекстах.Энергия, которую ваше тело использует во время упражнений, зависит, например, от уровня мощности и продолжительности вашей активности. Степень нагрева от источника питания зависит от уровня мощности и времени ее применения. Даже доза облучения рентгеновского изображения зависит от мощности и времени воздействия.

    Пример 2. Расчет рентабельности компактных люминесцентных ламп (КЛЛ)

    Если стоимость электроэнергии в вашем районе составляет 12 центов за кВтч, какова общая стоимость (капитальные плюс эксплуатация) использования лампы накаливания мощностью 60 Вт в течение 1000 часов (срок службы этой лампы), если стоимость лампы составляет 25 центов? (б) Если мы заменим эту лампочку компактной люминесцентной лампой, которая дает такой же световой поток, но составляет четверть мощности и стоит 1 доллар.50, но длится в 10 раз дольше (10 000 часов), какова будет общая стоимость?

    Стратегия

    Чтобы найти эксплуатационные расходы, мы сначала находим используемую энергию в киловатт-часах, а затем умножаем ее на стоимость киловатт-часа.

    Решение для (a)

    Энергия, используемая в киловатт-часах, определяется путем ввода мощности и времени в выражение для энергии:

    E = Pt = (60 Вт) (1000 ч) = 60,000 Вт ⋅ ч

    В киловатт-часах это

    E = 60.0 кВт ⋅ ч.

    Сейчас стоимость электроэнергии

    Стоимость

    = (60,0 кВт ч) (0,12 долл. США / кВт час) = 7,20 долл. США.

    Общая стоимость составит 7,20 доллара за 1000 часов (около полугода при 5 часах в день).

    Решение для (b)

    Поскольку CFL использует только 15 Вт, а не 60 Вт, стоимость электроэнергии составит 7,20 доллара США / 4 = 1,80 доллара США. КЛЛ прослужит в 10 раз дольше, чем лампа накаливания, так что инвестиционные затраты составят 1/10 стоимости лампы за этот период использования, или 0.1 (1,50 доллара США) = 0,15 доллара США. Таким образом, общая стоимость 1000 часов составит 1,95 доллара США.

    Обсуждение

    Следовательно, использование КЛЛ намного дешевле, даже если начальные вложения выше. Повышенная стоимость рабочей силы, которую бизнес должен включать в себя для более частой замены ламп накаливания, здесь не учитывается.

    Подключение: Эксперимент на вынос - Инвентаризация использования электроэнергии

    1) Составьте список номинальной мощности для ряда приборов в вашем доме или комнате.Объясните, почему что-то вроде тостера имеет более высокий рейтинг, чем цифровые часы. Оцените энергию, потребляемую этими приборами в среднем за день (оценивая время их использования). Некоторые приборы могут указывать только рабочий ток. Если бытовое напряжение 120 В, то используйте P = IV . 2) Проверьте общую мощность, используемую в туалетах на этаже или в здании вашей школы. (Возможно, вам придется предположить, что используемые длинные люминесцентные лампы рассчитаны на 32 Вт.) Предположим, что здание было закрыто все выходные, и что эти огни были оставлены включенными с 6 часов вечера.{2} R \\ [/ латекс].

    • Энергия, используемая устройством с мощностью P за время т , составляет E = Pt .

    Концептуальные вопросы

    1. Почему лампы накаливания тускнеют в конце жизни, особенно незадолго до того, как их нити оборвутся?

    Мощность, рассеиваемая на резисторе, равна P = V 2 / R , что означает, что мощность уменьшается при увеличении сопротивления. Тем не менее, эта мощность также определяется соотношением P = I 2 R , что означает, что мощность увеличивается при увеличении сопротивления.Объясните, почему здесь нет противоречия.

    Задачи и упражнения

    1. Какова мощность разряда молнии 1,00 × 10 2 МВ при токе 2,00 × 10 4 A ?

    2. Какая мощность подается на стартер большого грузовика, который потребляет 250 А тока от аккумуляторной батареи 24,0 В?

    3. Заряд в 4,00 Кл проходит через солнечные элементы карманного калькулятора за 4,00 часа. Какова выходная мощность, если выходное напряжение вычислителя равно 3.00 В? (См. Рисунок 2.)

    Рис. 2. Полоса солнечных элементов прямо над клавишами этого калькулятора преобразует свет в электричество для удовлетворения своих потребностей в энергии. (Источник: Эван-Амос, Wikimedia Commons)

    4. Сколько ватт проходит через него фонарик с 6,00 × 10 2 за 0,500 ч использования, если его напряжение составляет 3,00 В?

    5. Найдите мощность, рассеиваемую каждым из этих удлинителей: (a) удлинительный шнур с сопротивлением 0,0600 Ом, через который 5.00 А течет; (б) более дешевый шнур с более тонким проводом и сопротивлением 0,300 Ом.

    6. Убедитесь, что единицами измерения вольт-ампер являются ватты, как следует из уравнения P = IV .

    7. Покажите, что единицы 1V 2 / Ω = 1W, как следует из уравнения P = V 2 / R .

    8. Покажите, что единицы 1 A 2 ⋅ Ω = 1 Вт, как следует из уравнения P = I 2 R .

    9. Проверьте эквивалент единиц энергии: 1 кВт ч = 3,60 × 10 6 Дж.

    10. Электроны в рентгеновской трубке ускоряются до 1,00 × 10 2 кВ и направляются к цели для получения рентгеновских лучей. Вычислите мощность электронного луча в этой трубке, если она имеет ток 15,0 мА.

    11. Электрический водонагреватель потребляет 5,00 кВт за 2,00 часа в сутки. Какова стоимость его эксплуатации в течение одного года, если электроэнергия стоит 12,0 центов / кВт · ч? См. Рисунок 3.

    Рисунок 3. Водонагреватель электрический по запросу. Тепло в воду подается только при необходимости. (кредит: aviddavid, Flickr)

    12. Сколько электроэнергии необходимо для тостера с тостером мощностью 1200 Вт (время приготовления = 1 минута)? Сколько это стоит при 9,0 цента / кВт · ч?

    13. Какова будет максимальная стоимость КЛЛ, если общая стоимость (капиталовложения плюс эксплуатация) будет одинаковой как для КЛЛ, так и для ламп накаливания мощностью 60 Вт? Предположим, что стоимость лампы накаливания составляет 25 центов, а электричество стоит 10 центов / кВтч.Рассчитайте стоимость 1000 часов, как в примере с КЛЛ по рентабельности.

    14. Некоторые модели старых автомобилей имеют электрическую систему 6,00 В. а) Каково сопротивление горячему свету у фары мощностью 30,0 Вт в такой машине? б) Какой ток течет через него?

    15. Щелочные батареи имеют то преимущество, что они выдают постоянное напряжение почти до конца своего срока службы. Как долго щелочная батарея с номиналом 1,00 А · ч и 1,58 В будет поддерживать горение лампы фонарика мощностью 1,00 Вт?

    16.Прижигатель, используемый для остановки кровотечения в хирургии, выдает 2,00 мА при 15,0 кВ. а) Какова его выходная мощность? б) Какое сопротивление пути?

    17. В среднем телевизор работает 6 часов в день. Оцените ежегодные затраты на электроэнергию для работы 100 миллионов телевизоров, предполагая, что их потребляемая мощность составляет в среднем 150 Вт, а стоимость электроэнергии составляет в среднем 12,0 центов / кВт · ч.

    18. Старая лампочка потребляет всего 50,0 Вт, а не 60,0 Вт из-за истончения ее нити за счет испарения.Во сколько раз уменьшается его диаметр при условии равномерного утонения по длине? Не обращайте внимания на любые эффекты, вызванные перепадами температур.

    Медная проволока калибра 19. 00 имеет диаметр 9,266 мм. Вычислите потери мощности в километре такого провода, когда он пропускает 1,00 × 10 2 A.

    Холодные испарители пропускают ток через воду, испаряя ее при небольшом повышении температуры. Одно такое домашнее устройство рассчитано на 3,50 А и использует 120 В переменного тока с эффективностью 95,0%.а) Какова скорость испарения в граммах в минуту? (b) Сколько воды нужно налить в испаритель за 8 часов работы в ночное время? (См. Рисунок 4.)

    Рис. 4. Этот холодный испаритель пропускает ток непосредственно через воду, испаряя ее напрямую с относительно небольшим повышением температуры.

    21. Integrated Concepts (a) Какая энергия рассеивается разрядом молнии с током 20 000 А, напряжением 1,00 × 10 2 МВ и длиной 1.00 мс? (б) Какую массу древесного сока можно было бы поднять с 18ºC до точки кипения, а затем испарить за счет этой энергии, если предположить, что сок имеет те же тепловые характеристики, что и вода?

    22. Integrated Concepts Какой ток должен вырабатывать подогреватель бутылочек на 12,0 В, чтобы нагреть 75,0 г стекла, 250 г детской смеси и 3,00 × 10 2 алюминия от 20 ° C до 90º за 5,00 мин?

    23. Integrated Concepts Сколько времени требуется хирургическому прижигателю, чтобы поднять температуру на 1.00 г ткани от 37º до 100, а затем закипятите 0,500 г воды, если она выдает 2,00 мА при 15,0 кВ? Не обращайте внимания на передачу тепла в окружающую среду.

    24. Integrated Concepts Гидроэлектрические генераторы (см. Рисунок 5) на плотине Гувера вырабатывают максимальный ток 8,00 × 10 3 A при 250 кВ. а) Какая выходная мощность? (b) Вода, питающая генераторы, входит и покидает систему с небольшой скоростью (таким образом, ее кинетическая энергия не изменяется), но теряет 160 м в высоте.Сколько кубических метров в секунду необходимо при КПД 85,0%?

    Рис. 5. Гидроэлектрические генераторы на плотине Гувера. (кредит: Джон Салливан)

    25. Integrated Concepts (a) Исходя из 95,0% эффективности преобразования электроэнергии двигателем, какой ток должны обеспечивать аккумуляторные батареи на 12,0 В 750-килограммового электромобиля: отдых до 25,0 м / с за 1,00 мин? (b) Подняться на холм высотой 2,00 × 10 2 м за 2,00 мин при постоянной 25.Скорость 0 м / с при приложении силы 5,00 × 10 2 Н для преодоления сопротивления воздуха и трения? (c) Двигаться с постоянной скоростью 25,0 м / с, прилагая силу 5,00 × 10 2 Н для преодоления сопротивления воздуха и трения? См. Рисунок 6.

    Рис. 6. Электромобиль REVAi заряжается на одной из улиц Лондона. (кредит: Фрэнк Хебберт)

    26. Integrated Concepts Пригородный легкорельсовый поезд потребляет 630 А постоянного тока напряжением 650 В при ускорении.а) Какова его мощность в киловаттах? (b) Сколько времени нужно, чтобы достичь скорости 20,0 м / с, начиная с состояния покоя, если его загруженная масса составляет 5,30 × 10 4 кг, предполагая эффективность 95,0% и постоянную мощность? (c) Найдите его среднее ускорение. (г) Обсудите, как ускорение, которое вы обнаружили для легкорельсового поезда, сравнивается с тем, что может быть типичным для автомобиля.

    27. Integrated Concepts (a) Линия электропередачи из алюминия имеет сопротивление 0,0580 Ом / км. Какова его масса на километр? б) Какова масса на километр медной линии с таким же сопротивлением? Более низкое сопротивление сократит время нагрева.Обсудите практические ограничения ускорения нагрева за счет снижения сопротивления.

    28. Integrated Concepts (a) Погружной нагреватель, использующий 120 В, может повысить температуру 1,00 × 10 2 -граммовой алюминиевой чашки, содержащей 350 г воды, с 20 ° C до 95 ° C за 2,00 мин. Найдите его сопротивление, предполагая, что оно постоянно в процессе. (b) Более низкое сопротивление сократит время нагрева. Обсудите практические ограничения ускорения нагрева за счет снижения сопротивления.

    29. Integrated Concepts (a) Какова стоимость нагрева гидромассажной ванны, содержащей 1500 кг воды, от 10 ° C до 40 ° C, исходя из эффективности 75,0% с учетом передачи тепла в окружающую среду? Стоимость электроэнергии 9 центов / кВт⋅ч. (b) Какой ток потреблял электрический нагреватель переменного тока 220 В, если на это потребовалось 4 часа?

    30 . Необоснованные результаты (a) Какой ток необходим для передачи 1,00 × 10 2 МВт мощности при 480 В? (b) Какая мощность рассеивается линиями передачи, если они имеют коэффициент 1.00 - сопротивление Ом? (c) Что неразумного в этом результате? (d) Какие допущения необоснованны или какие посылки несовместимы?

    31. Необоснованные результаты (a) Какой ток необходим для передачи 1,00 × 10 2 МВт мощности при 10,0 кВ? (b) Найдите сопротивление 1,00 км провода, которое вызовет потерю мощности 0,0100%. (c) Каков диаметр медного провода длиной 1,00 км, имеющего такое сопротивление? (г) Что необоснованного в этих результатах? (e) Какие предположения необоснованны или какие посылки несовместимы?

    32.Создайте свою проблему Представьте себе электрический погружной нагреватель, используемый для нагрева чашки воды для приготовления чая. Постройте задачу, в которой вы рассчитываете необходимое сопротивление нагревателя, чтобы он увеличивал температуру воды и чашки за разумный промежуток времени. Также рассчитайте стоимость электроэнергии, используемой в вашем технологическом процессе. Среди факторов, которые необходимо учитывать, - это используемое напряжение, задействованные массы и теплоемкость, тепловые потери и время, в течение которого происходит нагрев.Ваш инструктор может пожелать, чтобы вы рассмотрели тепловой предохранительный выключатель (возможно, биметаллический), который остановит процесс до того, как в погружном блоке будут достигнуты опасные температуры.

    Глоссарий

    электрическая мощность:
    - скорость, с которой электрическая энергия подается источником или рассеивается устройством; это произведение тока на напряжение

    Избранные решения проблем и упражнения

    1. 2,00 × 10 12 Вт

    5.{6} \ text {J} \\ [/ latex]

    11. 438 $ / год

    13. $ 6.25

    15. 1.58 ч

    17. 3,94 миллиарда долларов в год

    19. 25,5 Вт

    21. (а) 2,00 × 10 9 Дж (б) 769 кг

    23. 45.0 с

    25. (а) 343 A (б) 2,17 × 10 3 A (в) 1,10 × 10 3 A

    27. (а) 1,23 × 10 3 кг (б) 2,64 × 10 3 кг

    29. (a) 2,08 × 10 5 A
    (b) 4,33 × 10 4 МВт
    (c) Линии передачи рассеивают больше мощности, чем они должны передавать.
    (d) Напряжение 480 В неоправданно низкое для напряжения передачи. В линиях передачи на большие расстояния поддерживается гораздо более высокое напряжение (часто сотни киловольт), чтобы уменьшить потери мощности.

    Анализ мощности и потерь энергии на основе уравнений длинной линии

  • 1.

    Идельчик В.И., Электрические системы и сети, , М .: Энергоатомиздат, 1989.

    Google Scholar

  • 2.

    Поспелов, Г. и Сыч Н.М., Потери мощности и энергии в электрических сетях, , М .: Энергоиздат, 1981.

    Google Scholar

  • 3.

    Холмский В.Г., Расчет и оптимизация режимов электрических сетей (специальные вопросы) , М .: Высшая школа, 1975.

    Google Scholar

  • 4.

    Зарудский Г.К. Анализ режимных параметров воздушных линий электропередачи сверхвысокого напряжения. 5.

    Google Scholar

  • 5.

    Паздерин А.В. Способ расчета технических потерь электроэнергии путем решения задачи распределения энергии // Электр. Станции .2004. 12.

    Google Scholar

  • 6.

    Кононов, Ю.Г. , Пейзель В.М. Способ учета пропускной способности линий электропередачи при расчете распределения энергии и потерь энергии в электрических сетях // Изв. Высш. Учебн. Завед. Северо-Кавказ. Область. Техн. Науки .2008. 3.

    Google Scholar

  • 7.

    Дьяков Ф.А., Кононов Ю.Г. Методика расчета потерь мощности и энергии на корону в электрических сетях СВН по данным АИИС КУЭ и ОИУК // Материалы в нау.-техн. семинара-выставки «Нормирование и снижение потерь электрической энергии в электрических сетях» , Москва: Диалог-Электро, 2007.

    Google Scholar

  • 8.

    Рыжов Ю.П., Дальние электропередачи сверхвысокого напряжения , М .: МЭИ, 2007.

    Google Scholar

  • 9.

    Справочник по проектированию электрических сетей , Под ред. Файбисовича, Д.Л., М .: НЦ ЭНАС, 2006.

  • 10.

    Венцель, ЕС, Теория вероятности, Москва, : Наука, 1964.

    . Google Scholar

  • 11.

    Бидасюк Ю.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *