Metode, algoritme si programe de calcul ale consumului propriu tehnologic de energie electrica

Metode, algoritme si programe de calcul ale consumului propriu tehnologic de energie electrica

Notiuni si date de baza

Determinarea consumului propriu tehnologic (c.p.t.) de putere electrica se face utilizand relatii de calcul cunoscute din electrotehnica. Calculele cu grade de precizie ridicate, facute pentru analiza regimurilor permanente ale retelelor complexe permit determinarea c.p.t. de putere (activa si reactiva) pe ansamblul retelei si pe elemente.

Determinarea consumului propriu tehnologic de energie electrica insa, reprezentand o integrala in timp a patratului curentului ce strabate elementul :

ΔW = 3Rdt

este o problema deosebit de dificila deoarece, practic, este imposibila cunoasterea exacta a lui i_t pentru intreaga perioada analizata.

Acest fapt a facut necesara gasirea unor cai simplificate de determinare a consumului propriu tehnologic de energie electrica. De la inceput problema se desparte in determinarea :

- C.p.t. de energie electrica practic independent de sarcina, care va corespunde produsului dintre c.p.t. de putere si durata in care elementul respectiv se afla sub tensiune.

- C.p.t. de energie electrica dependent de sarcina, care, la randul lui, se produce :

- in elemente serie care alimenteaza un consum radial, caz in care regimul de functionare al elementului este determinat de caracteristicile consumului si de variatia lui anuala ;

- in elementele retelei de baza a sistemului energetic, al caror regim este influentat de un numar mare de factori (structura retelei, nivelul si repartitia consumului pe nodurile sistemului, repartitia generarii s.a.) si deci regimul unui element nu poate fi caracterizat independent de toate celelalte elemente ale retelei in care este integrat.

Determinarea c.p.t. de energie electrica pentru retelele de baza ale sistemului, retelei buclate cu regimuri variabile se face pe baza calculelor de regim pentru paliere caracteristice de functionare (de regula cate patru paliere pentru zi de lucru iarna si vara si cate doua paliere pentru zi de sarbatoare iarna si vara) si atribuirea unui numar de ore de realizare a acestora.

Pentru fiecare din elementele componente ale unei retele electrice calculul c.p.t. de energie electrica se face tinand seama de cele doua componente : c.p.t. dependente de sarcina si c.p.t. independente de sarcina.

Pentru o linie electrica, trifazata, considerata cu constante distribuite, de lungime L, pierderea de energie electrica intr-un interval de timp T este : ΔW = 3R₀ I_et² dl dt,   

unde : I_et este curentul la distanta l si momentul t.

Pierderea totala de energie este compusa din pierderea de energie la mersul in gol si in sarcina. Neglijand pierderile prin izolatie expresia se poate scrie :

unde : ΔW_corona sunt pierderile de energie prin efect corona, stabilite cu considerarea starii atmosferice ; I¹_et     este curentul pe linie, exclusiv curentii transversali prin conductanta liniei.

Pentru liniile relativ scurte, cand in ecuatiile liniei lungi se pot inlocui sinusul hiperbolic cu cel circular iar cosinusul cu unu, relatia devine :

in care: I_t este curentul constant in lungul intregii linii la momentul t, care determina pierderea de sarcina pe linie.

Pentru un transformator de putere avand o pierdere de mers in gol ΔP₀ si pierderea de putere la sarcina nominala ΔP_sn, cunoscute, consumul propriu tehnologic de energie va fi ;

unde: ΔW₀ = ΔP₀T este consumul propriu tehnologic de energie independent de sarcina; S_t(I_t) - incarcarea transformatorului la momentul t care determina pierderea de sarcina in transformator.

Pentru     instalatiile de condensatoare pentru compensare longitudinala:

in care ΔP_c este consumul propriu tehnologic de putere la sarcina nominala.

Pentru, determinarea consumului propriu tehnologic de energie dupa formulele ,este necesara cunoasterea legii de variatie in timp a curentului pe element. in cazul general, aceasta lege nu poate fi exprimata matematic. De aceea pentru considerarea variatiei curentului in timp se recurge la diferite ipoteze si au fost elaborate diferite metode pentru calculul valorii integralei.