Elektr tarmoqlaridagi enyergiya isroflari

Elektr tarmoqlarida elektr energiyasining isrofi turlari

Lens-Joul qonuniga ko‘ra har qanday o‘tkazgichdagi quvvat isrofi quyidagicha ifodalandi:

Agar o‘tkazgichdagi tok yil davomida o‘zgarmasdan qolsa, u holda quvvat koeffitsiyenti o‘zgarmas bo‘lganda simdagi yillik isroflar quyidagini tashkil etadi:

Ammo yil davomida iste’molchilarning ish rejimi o‘zgarishi natijasida o‘tkazgichdagi tok, sutka davomida doimiy o‘zgarishda bo‘ladi. Shu sababli energiya isrofini, maksimal yuklamadagi quvvat isrofini liniyaning ishlash soatlariga ko‘paytirib aniqlash mumkin emas. Chunki ushbu usul hisob ma’lumotlarining bir necha barobar ortib ketishiga olib keladi.

Yuklamasi o‘zgarib turuvchi ayni olingan biror bir liniyadagi haqiqiy energiya isrofini aniqlash uchun yilning biror bir vaqt bo‘lagi fasl, oy, kun (yanada qulayrok bo‘lishi uchun yil) ning yuklama grafigi quriladi. Bunday grafik (3-bo‘limda bayon etilganidek) sutkalik yuklama grafiklari asosida quriladi.
2. Elektr tarmoqlaridagi enyergiya isroflarini hisoblah

5.4 - rasm. Davom etuvchi grafikdan maksimal yuklamadan foydalanish vaqti aniqlash grafigi.

5.5 - rasm. Isrof vaqtini aniqlash grafigi

Davom etuvchi grafikdagi (5.4-rasm) qandaydir yuklama grafik va kordinata o‘qlari bilan chegaralangan bo‘lib:

yil davomida liniya orqali uzatiladigan enegiya
miqdori:
ga proporsionaldir.

Balandligiga maksimal yuklama (Imax) ga teng, maydoni grafikning kordinata o‘qlari bilan chegaralangan uchburchak quramiz. Mazkur to‘g‘ri burchakning asosini maksimumdan foydalangish vaqti deyiladi va T harfi bilan belgilanadi.

Tok o‘zgarmas bo‘lganda maksimal yuklamaga teng bo‘lgan barcha energiyaning yil davomidagi liniyadan oqib o‘tish vaqtni anglatadi.

Ma’lumki:

maksimum yuklamadan foydalanish vaqti esa:
Ko‘rinib turganidek, iste’molchilarning yuklamasi ma’lum bo‘lsa T ning qiymatini, va shunga bog‘liq holda yil davomida iste’molchilar tomonidan sarflangan energiyani aniqlash qiyin emas.

Liniyadagi quvvat isrofi va energiya o‘tkazgichdan o‘tuvchi tokning kvadratiga porporsionaldir. Shuning uchun liniyadagi tokning kvadratiga mos davom etuvchi grafikni quramiz (5.5 - rasm). Ushbu grafikning maydoni va kordinata o‘qlari chegarasi, uch fazali tarmoqdagi yillik energiya isrofiga proporsionaldir.

Xuddi oldingi holatdagidek balandligi maksimal tokka (I2max) teng bo‘lgan, va maydoni grafikning o‘qlari bilan chegaralangan to‘g‘ri burchak quramiz.
Ushbu to‘g‘ri burchakning asosi maksimal isrof vaqti yoki isrof vaqti deyiladi va τ bilan belgilanadi. Isrof vaqti – bu shartli vaqt bo‘lib, yuklamaning maksimal tok Imax ning liniyadan oqib o‘tishi va yil davomidagi haqiqiy isroflarni yuzaga keltirishidir.

Energiya isrofi:

bundan isrof vaqtini topsak:
(5.13)

Isrof vaqtini (5.4-rasmdagi) grafikdan aniqlanadi. Agar yuklama garfigi bo‘lmasa, u holda ma’lumotlar maksimumdan foydalanish vaqtiga asosan oldindan qurilgan egri chiziqlardan olinadi.

5.6 - rasmda suv xo‘jaligi iste’molchilaridagi sosφ ning o‘rtacha qiymati asosida qurilgan egri chizig‘i eltirilgan.

Hisoblashda yil davomida liniyadan oqib o‘tadigan va haqiqiyga teng keladigan energiya isrofni yuzaga keltiradigan o‘rta kavadratik tok Io‘rt.kv. tushunchasini ham kiritish mumkin.

Elektr uzatish liniyasida tok kvadratining davomiylik grafigi mavjud deb faraz qilaylik. O’rta kvadratik tok, asosi t = 8760 soatli to‘g‘ri burchakning balandligi va maydoni grafikning kordinata o‘qlari bilan chegaralangan yuzaga teng bo‘lsin.

Elektr energiyasining yillik sarfi:

Bu yerdan o‘rta kvadratik tok:
(5.14)

5.8 - formulani boshqacha ifodalasak:

shuning uchun:
(5.15)

Oxirida yuklamasi bo‘lgan elektr liniyasining har qanday bo‘limi uchun, agar tok yuklamasining grafigi ma’lum bo‘lsa, kuchlanish isrofini juda oson aniqlash mumkin.

Bunday holatda yuklama toki kvadratining davomiylik grafigi tuziladi va uni yuzsiga asosan yoki har biri millimetrlarga ajratilgan to‘r bo‘yicha hisoblanadi.
U holda:
(5.16)

Agar yuklama tok orqali emas, quvvat orqali ifodalangan bo‘lsa (5.16), ifodagi tokning o‘rniga qiymatlarni qo‘yib natijada quyidagi qiymatlarga ega bo‘lish mumkin:

(5.17)
bu yerda: r – ayni paytda liniya bo‘limidagi aktiv quvaat; U-tarmoqning nominal kuchlanishi; cosφ-yuklamaning quvvat koeffitsiyenti.

Agar iste’molchining yuklama grafigi berilmagan bo‘lsayu, faqat maksimal yuklama va undan foydalanish vaqti T ma’lum bo‘lsa, yuqorida ko‘rsatilgandek 5.6 - rasmdagi T ga bog‘liq holda egri chiziqdan isrof vaqti - τ topiladi.

Energiya isrofi quyidagiga teng:
(5.18)

Liniya bo‘ylab yuklama teng taqsimlangan, yuklamasi oxirida joylashgan liniyadagiga qaraganda, yuklamasi liniya bo‘ylab teng taqsimlanganda energiya isrofi 3 marta oz bo‘ladi.

Transformatorlardagi quvvat isrofi cho‘lg‘amning o‘tkazgich simlarida (misdagi isrof ∆Rm), o‘zakning po‘latidagi uyurma toklar va gisterezis (po‘latdagi isrof yoki salt holat isrofi ∆Rs.x.).

Misdagi isrof Lens-Joul qonuniga asosan, tokning kvadratiga proporsional bo‘lganligi uchun yuklama tokiga bog‘liqdir. Uch fazali transformator uchun u:

(5.19)
bu yerda: rT – transformatorning bitta faza cho‘lg‘amidagi aktiv qarshilik.
Nominal tokka teng bo‘lgan yuklama tokida misdagi isroflar nominal bo‘lib, qisqa tutashuv isroflariga teng bo‘ladi:
(5.20)

Birinchi ifodani ikkinchiga bo‘lib quyidagiga ega bo‘lamiz:

Bundan aktiv quvvat isrofi:
(5.21)

Transformatorning po‘latidagi isroflar faqat birlamchi cho‘lg‘amga quyilgan kuchlagnishning qiymatiga bog‘liq. Bunday hisoblarda uning qiymati o‘zgarmas deb hisoblanadi va shu sababli po‘latdagi isroflar o‘zgarmas deb olinadi.

Transformatordagi energiya va quvvat isroflari misdagi hamda po‘latdagi isroflarni yig‘indisidan topiladi.
Yillik energiya isroflari:
bu yerda: τ – transformatorning yuklama grafigi asosidagi isrof vaqti; Imax - transformatorning maksimal yukdama toki.
(5.22)

5.13 va 5.21 - formuladan foydalanib transformatordagi maksimal yuklama tokini topish mumkin:

(5.23)

Elektr liniyalari va transformatorlardagi energiya isroflarini aniqlash elektr tarmoqlarni loyihalash va ekspluatatsiya paytida kerak bo‘ladi. Ammo bir qancha tarmoqlarga ajratilgan, bir qancha transformatorlardan iborat bo‘lgan shaxobchalangan liniyalarda elektr energiyasi isrofini yuqorida keltirilgan usuldan foydalanib hisoblash qiyin va murakkab. Shu sababli aniqlik darajasi juda yuqori bo‘lmasada, vaqtni tejavchi, oson va sodda usullar ishlab chiqilgan.