بخشی از مقاله
چکیده
هدف ما در این مقاله ابتدا مروري بر انواع تلفات توان و انرژي و سپس عوامل موثر بر تلفات و روشهاي محاسبه آن است. از آنجا که بخشی از انرژي الکتریکی تولید شده توسط نیروگاهها در حدفاصل تولید تا مصرف هدر میرود و همچنین مقدار قابل توجهی از این انرژي در داخل نیروگاهها صرف مصارف داخلی میشود. بررسیهاي انجام شده نشان میدهد جهت مقابله با تلفات، نیروگاه باید توانی بیش از آن تلفات تامین کند و هر چه نقطه ایجاد تلفات از تولید فاصله داشته باشد، توان تولیدي جهت تامین آن باید با ضریب بزرگتري باشد. کم هزینهترین و سادهترین روشهاي کاهش تلفات، تجدید آرایش و اصلاح اتصالات ثابت در شبکه فشار ضعیف است. از آنجا که مقدار تلفات در دامنه وسیعی تغییر میکند، در نتیجه مقدار ماکزیمم تلفات که عمدتاً در ساعات پیک اتفاق میافتد به مراتب بیش از مقدار متوسط تلفات انرژي میباشد.
کلمات کلیدي: : تلفات توان، تلفات انرژي، ظرفیت هدر رفته نیروگاه
.1 مقدمه
بخشی از انرژي الکتریکی تولید شده توسط نیروگاهها در حدفاصل تولید تا مصرف به هدر می روند، طبق نظر برخی از کارشناسان این انرژي که صرف تاسیسات می شود جزو تلفات محسوب نمی شوند. همچنین در مورد ترانسفورماتورهایی که سیستم خنک کننده آنها و یا سیستم گردش روغن آنها توسط پمپ کار می کند این انرژي مصرف شده براي پمپها را جزو تلفات محاسبه نمی کنند. اما نظرات دیگري نیز در مورد تلفات وجود دارد و تلفات از دیدگاههاي مختلف تعاریف متفاوتی دارد. در اینجا ابتدا تلفات را تعریف کرده و سپس عوامل موثر برایجاد تلفات را بیان می کنیم و در آخر راه حل هاي کاهش تلفات در خطوط فشار ضعیف را بررسی می کنیم.
.2 انواع تلفات
- 1-2 تلفات توان
توان مصرفی براي هر مشترك به پارامترهاي مختلفی بستگی دارد که باعث می شود میزان مصرف مشترك در ساعات مختلف شبانه روز، هفته، ماه و سال متفاوت باشد. به همین دلیل توان تولیدي نیروگاهها نیز متغیر خواهد بود و به دلیل اینکه برنامه ریزي توسعه و ظرفیت تولید نیروگاهها براساس مصرف پیک مشترکان تنظیم می گردد، بنابراین هر چه مصرف در پیک بیشتر باشد افزایش ظرفیت نیروگاهها را به همراه خواهد داشت.
یکی از عوامل مهمی که در عمل به حساب تلفات منظور نمی شود بالا بودن غیرمنطقی دیماند مصرف مشترکین اعم از صنعتی، تجاري، خانگی و … می باشد. به عبارت دیگر در اکثر موارد می توان با اجراي صحیح مدیریت مصرف، توان ماکزیمم مصرف کننده را کاهش دهیم بدون اینکه در برنامه کاري آن اختلالی ایجاد شود. حال اگر به عنوان مثال مصرف یک مشترك از p1 به p2 کاهش یابد، ظرفیت تولیدي نیروگاه به اندازه - p1 – p2 - آزاد می شود بنابراین از یک دیدگاه دیگر می توان گفت این مقدار یعنی p1 – p2 جزو تلفات می باشد.
-2-2 تلفات انرژي
آنچه در گزارشات به عنوان تلفات نام برده می شود، میزان تلفات انرژي می باشد که در حقیقت از مجموع مقادیر لحظه اي تلفات توان به دست می آید و یا به عبارت دیگر تلفات انرژي مقدار متوسط تلفات توان در دوره مورد مطالعه می باشد. از آنجا که مقدار تلفاتتوان در دامنه وسیعی تغییر می کند در نتیجه مقدار ماکزیمم تلفات که عمدتاً در ساعات پیک اتفاق می افتد بمراتب بیش از مقدار متوسط تلفات انرژي می باشد. به عبارت دیگر وقتی تلفات انرژي در یک شبکه 10 درصد می باشد، مقدار تلفات توان همان شبکه در ساعات پیک بار بمراتب بیش از ده درصد می باشد که نسبت این ارقام تابعی است از شکل منحنی تغییرات بار و ضریب بار مصرفی است. در یک مصرف کننده با ماهیت بار شبکه بار سراسري برق، درصد تلفات توان چنین مصرف کننده حدود 50 درصد ترقی می کند و در نتیجه مقدار تلفات توان در ساعت پیک به حدود 15 درصد می رسد. اما اگر هدف مطالعه تلفات توان در شبکه اي با ضریب بار کمتر از ضریب بار شبکه سراسري برق باشد، مقدار افزایش توان بمراتب بیشتر از 50 درصد خواهد بود.
گرچه کاهش تلفات انرژي در برخی موارد ممکن است تقلیل دیماند مصرف را به همراه داشته باشد اما این عمل موقعی موثرتر می شود که دیماند مصرف در پیک کاهش یابد چون در چنین حالتی افزایش ظرفیت مفید نیروگاهها را نیز به همراه خواهد داشت. بنابراین تلفات انرژي به تنهایی نمی تواند شاخص مناسبی براي ارزیابی تلفات در یک شبکه باشد بلکه لازم است تلفات توان و انرژي مشترکاً مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرند. گرچه میزان تلفات انرژي تابعی است از تلفات توان اما بدان مفهوم نیست که براي مقدار معینی از تلفات توان انرژي تلف شده ثابت باشد بلکه ممکن است ارقام متفاوتی را به خود اختصاص دهد که این تغییرات به نوع مصرف و شکل منحنی تغییرات بار بستگی دارد. به عبارت دیگر کم بودن تلفات انرژي در یک شبکه همواره به معنی پایین بودن تلفات توان نمی باشد و چه بسا ممکن است تلفات انرژي در دو حالت مختلف برابر باشند، اما تلفات توان در آنها یکسان نباشد.
-3 عوامل موثر برتلفات
-1 تغییر در سطح مقطع هادیها
-2 وضعیت اتصالات
-3 نحوة اتصال مشترکین
-4 نامتعادلی بار
-5 ضریب قدرت
-6 خازن گذاري
-7 چند فازه بودن شبکه
-8مصارف روشنایی
-4 روش هاي محاسبه تلفات در شبکه توزیع
-1 روش اندازه گیري
-2 روش محاسباتی به طور کلی می توان گفت ایجاد تلفات در شبکه به چهار عامل کلی مربوط می شوند:
-1 تلفات ناشی از تجهیزات مصرفی
-2 تلفات ناشی از عوامل مدیریتی
-3 استفاده غیر مجاز از برق
-4 تلفات در روشنایی معابر
یک واحد تلفات توان چند واحد ظرفیت اسمی نیروگاه را هدر می دهد؟ در برنامه ریزي و توسعه شبکه هاي برق رسانی، طراحی تجهیزات، بهینه سازي شبکه هاي برق و اعمال روشهاي مناسب جهت کاهش تلفات الکتریکی، یکی از سوالات مهم آگاهی از ارزش تلفات است به عبارت دیگر براي مهندس طراح باید روشن شود که یک کیلو وات تلفات چند کیلو وات نیروگاه را به هدر می دهد. از آنجاکه هر چه فاصله محل مصرف تا نیروگاهها افزایش یابد یا در حد فاصل تولید تا مصرف از سطوح مختلف ولتاژ استفاده شود، بر میزان تلفات نیز افزوده می گردد. به زبان ساده تر بر حسب اینکه محل مصرف در حوالی نیروگاهها یا دور از آنها باشد. ظرفیت نیروگاهی مورد نیاز براي تامین یک کیلو وات توان مصرفی یا یک کیلو وات تلفات متفاوت خواهد بود. ظرفیتاسمی نیروگاه ها یا تلفات توان تحت تاثیر عوامل مختلفی دچار تغییر می شوند که نتیجتاً سبب کاهش راندمان سیستم می شوند که ذیلاً به عوامل مهم و موثر در این زمینه اشاره می گردد.
-1-4 افت ظرفیت
گر چه تلاش بر این است که از ظرفیت اسمی نیروگاهها بهره گرفت اما در عمل عوامل مختلفی از جمله درجه حرارت محیط، ارتفاع و فشار هوا، نوع نیروگاهها، شرایط بهره برداري، شرایط تعمیرات و نگهداري و عمر نیروگاهها سبب می شوند تا امکان بهره برداري از ظرفیت مفید نیروگاهها در محل نصب میسر نگردد. تجارب بهره برداري نشان می دهد بر حسب اینکه نوع نیروگاه گازي یا بخاري باشد و یا شرایط محل نصب چگونه باشد قدرت عملی - ماکزیمم توان تولیدي در محل - ممکن است به 70 تا 95 درصد ظرفیت اسمی کاهش یابد. که اگر توان اسمی را با PR و توان عملی یا واقعی با PA نشان داده شود، رابطه زیر برقرار است: که در این رابطه KAنسبت ظرفیت عملی به ظرفیت اسمی می باشد که معمولاً براي نیروگاه هاي بخاري حدود 0/90 تا یک و براي نیروگاههاي گازي بین 0/70 تا یک می باشد . این مطالب نشان می دهد که اگر یک کیلو ولت توان در داخل نیروگاه به هدر رود، KA کیلو وات از ظرفیت مفید نیروگاه هدر می رود به عبارت دیگر، اگر ظرفیت اسمی توربین گازي در محل نصب سی درصد کاهش یابد، یک کیلو وات مصرف داخلی این نیروگاه 1/43 کیلو وات ظرفیت اسمی را به خود اختصاص می دهد.
-2-4 مصرف داخلی
بخش دیگري از انرژي تولیدي نیروگاهها در خود نیروگاهها صرف تامین مصارف داخلی می گردد. میزان این نوع مصرف بستگی به نوع نیروگاه، شرایط طراحی، نوع سیستم خنک کننده و دیگر مشخصات طراحی و محیطی دارد که متوسط سهم این نوع مصارف براي نیروگاههاي موجود در شبکه ایران رقمی در حدود 5 درصد انرژي تولیدي می باشد. که البته در ساعات پیک، ماکزیمم توان مصرفی ممکن است به حدود 8 تا 10 درصد توان تولیدي هم افزایش یابد. بر این مبنا اگر مصرف داخلی KC درصد توان عملی باشد، روابط زیر برقرار است. در این روابط PN خالص توان تولیدي در خروجی نیروگاهها می باشد. همانطور که این رابطه نشان می دهد، قبل از اینکه توان تولیدي نیروگاهها تحویل مشترکین برق گردد، بخش قابل توجهی از استفاده نرمال خارج می گردد که بر حسب نوع نیروگاه و شرایط محیطی و جوي محل نصب متفاوت می باشد.
-3-4 تلفات مسیر
