Metodología para la determinación de pérdidas eléctricas en líneas, transformadores y motores eléctricos

Determinación de pérdidas de potencia en la línea.

Pérdidas de potencia ΔE (kW • h) en la línea, transformador para el período contable (mes, trimestre, año) en condiciones de producción, utilizando los resultados de las mediciones experimentales, se recomienda determinar a partir de la expresión

donde Eh.s — pérdidas de electricidad para un día típico del período contable, kW • h; n es el número de días hábiles en el período contable.

Las pérdidas de energía del fin de semana se calculan por separado.

Los días típicos del período contable son los siguientes:

• de acuerdo con las entradas en el libro de registro, determine el consumo de energía para el período de tiempo contable;

• de acuerdo con el consumo establecido para el período que se informa, se establece el consumo promedio diario de energía eléctrica;

• de acuerdo con el libro de registro, se encuentra un día que tiene el mismo (o cercano) consumo de energía que el valor promedio diario obtenido anteriormente.

Se supone que los días así encontrados y su programa de carga real son típicos.

Las pérdidas de electricidad en la fila del período contable utilizando el programa de carga para un día típico se pueden calcular mediante la fórmula

donde Kf es el factor de forma del gráfico de carga; Ic es el valor promedio de la corriente de línea para un día típico, A; Re — resistencia activa equivalente de la línea, Ohm; Tr es el número de horas de trabajo para el período contable.

Para las cargas eléctricas de la mayoría de las plantas industriales, Kf suele estar en el rango de 1,01-1,1. Para una empresa cuyo programa de producción y proceso tecnológico son bastante constantes, Kf varía dentro de límites muy insignificantes. Por lo tanto, para calcular las pérdidas, este coeficiente debe determinarse de 3 a 5 veces y, al promediar su valor sobre estas lecturas, asumir una constante dentro del período de informe.

En condiciones de funcionamiento, Kf de la línea se puede calcular con suficiente precisión de acuerdo con las lecturas del medidor de energía activa mediante la fórmula

donde n = t / Δt es el número de lecturas del contador; t — el tiempo de la determinación Kf, h; Δt — tiempo de una marca, h; Eai-consumo de electricidad activa para la i-ésima marca de las lecturas del medidor, kW • h; Ea es el consumo de electricidad activa para el tiempo t determinado por el contador, kW • h.

Corriente de línea promedio

donde Ea (Er) es el consumo de energía activa (reactiva) para un día típico, kW • h (kvar • h); U — voltaje de línea, kV; Tr es el número de horas de trabajo en un día típico; cosφav — el valor promedio ponderado del factor de potencia para el tiempo Tr.

Resistencia equivalente en funcionamiento

donde ΔEa.s — pérdidas de energía activa de la red ramificada durante el tiempo T, kW • h; I es la corriente de la parte principal de la red, A.

A veces (para circuitos complejos) es muy difícil determinar la resistencia equivalente utilizando las lecturas del instrumento. En este caso, se pueden determinar mediante cálculo.

Para una línea recta con carga final concentrada

donde r0 es la resistencia activa a 1 m de la línea; l — longitud de la línea, m.

Para la línea ramificada que se muestra en la Fig. 1,

donde Rp.l. — resistencia activa de la línea de alimentación; Ri es la resistencia activa de la sección de la línea i-ro desde el final de la línea de alimentación hasta la carga; K3i = Pi / P1 — factor de carga del i-ésimo en comparación con la sección más cargada, tomada primero.

La fórmula anterior se obtiene bajo el supuesto de que los factores de potencia de las secciones son aproximadamente iguales entre sí.

Arroz. 1. Circuito de alimentación para la carga alejada de los raíles del taller TP

Determinación de pérdidas de potencia en transformadores

Pérdidas de electricidad activa en transformadores para el periodo de reporte

donde ΔPXX. — pérdidas de potencia en reposo, kW; ΔРКЗ — pérdida de potencia de cortocircuito, kW; T0, Tr — el número de horas de conexión del transformador a la red y el número de horas de funcionamiento del transformador bajo carga para el período de notificación; Kz = ICp / Inom. t es el factor de carga actual del transformador; ICp: corriente promedio del transformador para el período de informe, A; Inom t es la corriente nominal del transformador, A.

Ver aquí para más detalles: Cómo determinar la pérdida de electricidad en un transformador de potencia

Determinación de pérdidas de potencia en motores eléctricos

Para unidades grandes (molinos para moler astillas y fibras, astillas, compresores, bombas, etc.) es necesario tener en cuenta las pérdidas de electricidad en los motores y en los mecanismos accionados por ellos en el balance eléctrico de la unidad.

Durante el funcionamiento estacionario de los motores eléctricos, las pérdidas en ellos se determinan como la suma de las pérdidas en el metal de los devanados, acero y mecánica. Las pérdidas en el metal de los devanados están determinadas por las fórmulas anteriores, en las que en lugar de Ra sustituyen: para motores de corriente continua — resistencia de armadura r0, Ohm; para motores síncronos — resistencia del estator r1, Ohm; para motores asíncronos — la resistencia del estator y la resistencia del rotor r1 + r2 reducidas al estator, Ohm.

Las pérdidas de acero ΔEa.s (kW • h) se determinan utilizando instrumentos disponibles en motores grandes (medidor de energía activa, amperímetro). Para motores asíncronos de rotor bobinado

donde P0 es la potencia de rotor abierto determinada por el medidor o vatímetro, kW; I1.o: corriente del estator de rotor abierto determinada por el amperímetro del motor, A.

Para todos los motores, excepto los asíncronos con rotor de fase, las pérdidas de acero no deben separarse como un elemento independiente en el balance eléctrico debido a la complejidad de tal elección. Dado que las pérdidas en el acero del motor dependen poco de su carga, así como de las pérdidas mecánicas, conviene determinarlas sólo en general con estas últimas.

Pérdidas mecánicas ΔEmech (kW • h) en la unidad y pérdidas eléctricas en el acero del motor reducido

Para máquinas de CC

donde Px.x es la potencia en vacío del motor conectado al mecanismo, determinada por el contador o vatímetro, kW; Ixx-corriente de ralentí del motor determinada por el amperímetro del motor, A.

Dado que para los motores de inducción de rotor bobinado, las pérdidas en el acero están determinadas por la fórmula dada anteriormente, las pérdidas mecánicas se pueden distinguir usando la penúltima fórmula.

Para las máquinas de CC, las pérdidas de acero son una pequeña fracción en comparación con las pérdidas mecánicas. Dado que en el eje del motor, además de sus propias pérdidas, también hay pérdidas mecánicas del mecanismo de accionamiento, es posible ignorar las pérdidas en acero sin mucho error y suponer que la última fórmula determina las pérdidas mecánicas del motor y mecanismo