توليد و انتقال نيرو، تغيير سطح ولتاژ سطح ولتاژ توسط پست هاي تبديل، پست هاي توزيع نيرو، مصرف كنندگان برق، اعم از مشتركين خانگي، تجاري، اداري، صنعتي و كشاورزي، هر كدام بخشي از انرژي را تلف مي كنند.
يكي از موارد مهمي كه كمتر به عنوان تلفات منظور مي شود، ديماند بيش از حد مشركين صنعتي است. بنابراين با اجراي صحيح مديريت مصرف مي توان بيشينه توان مصرف كننده راكاهش داده، بدون آن كه خللي در برنامه كار مصرف كننده به وجود آيد. تلفات مي توان همانند نياز مصرف باعث افرايش ظرفيت نيروگاه ها مي شود. كاهش تلفات انرژي شايسته است، كه كاهش تلفات توان نيز مورد توجه قرار گيرد. فزون بر آنچه گفته آمد، براي تلفات بار راكتيو نيز مي بايد شاخص اقتصادي منظور شود.
توليد ناخالص الكتريسيته
توليد ناخالص، مقدار كل انرژي الكتريكي توليد شده در هر نيروگاه با احتساب مصرفداخلي نيروگاه است، كه در محل خروجي مولدها قرائت مي شود.اگر انرژي الكتريكي از ساير شركتهاي برق خريداري شده باشد، مي بايد در كل توليد الكتريسيته منظور شود.
توليد خالص الكتريسيته
توليد ناخالص ، انرژي الكتريكي توليد شده توسط ژنراتورها، منهاي مصرف داخلي نيروگاه است.
(انرژي الكتريكي در محل خروجي نيروگاه و تحويل به شبكه جهت تامين نياز مصرف كنندگان ، همان انرژي يا توليد ناخالص است.)
مصرف داخلي نيروگاه
انرژي الكتريكي مصرفي تجهيزات داخلي براي بهره برداري از نيروگاه را مصرف داخلي نيروگاه مي گويند . در محاسبات فروش انرژي، هزينه انرژي صرف شده در داخل نيروگاه را نيز مي بايد منظور كرد. در واقع مصرف داخلي نيروگاه به عنوان يك مصرف كننده بزرگ مي بايد در نظر گرفته شود.
تلفات انتقال
تلفات ناشي از مشخصه هاي الكتريكي خطوط همانند تلفات مسي، تلفات كورونا، مقره ها و جز اينهاست.
تلفات پست هاي برق
تلفات پست هاي برق، انرژي الكتريكي مصرف شده به هنگام تبديل ولتاژ، افزايش يا كاهش سطح ولتاژ در شبكه برق يا پست توزيع برق است.
(مصرف داخلي پست+ انرژي تحويلي به شبكه بعد – ( انرژي تحويلي از شبكه = تلفات پست برق)
تلفات توزيع
تلفات توزيع عبارت است از انرژي الكتريكي تلف شده توسط شبكه توزيع برق: توزيع اوليه، ترانسفورماتورها توزيع،توزيع ثانويه،تلفات مربوط به مشتركين، دستگاه هاي اندازه گيري، انشعابات غيرمجاز وجز اينها (شكل5)
تقسيم بندي تلفات
اصولاً تلفات از دو مولفه عمده تشكيل مي شود: تلفات تاسيساتي و تلفات غير تاسيساتي
تلفات تاسيساتي
تلفات تاسيساتي شامل موارد زير است:
- تلفات خطوط ناشي از مقاومت رساناها
- تلفات ترانسفورماتور و تنظيم كننده ولتاژ « تلفات بار (تلفات مسي ) تافات بي باري (تلفات آهني )
- تلفات هاله اي يا كورونا در شبكه هاي برق فشار قوي و يا شبكه هاي با ولتاژ بسيار زياد
- تلفات عايقي، بويژه در كابل هاي زميني
- تلفات مربوط به وسايل اندازه گيري انرژي الكتريكي (كنتورها)
- تلفات ضريب توان
- تلفات مربوط به افت ولتاژ
- تلفات نامتعادلي بار
- تلفاتبي باري ترانسفورماتورها در كل شبكه و تلفات ترانسفورماتورهاي مونتاژ داخل
- تلفات مربوط به عوامل ديگر
تلفات غير تاسيساتي
تلفات غير تاسيساتي شامل موارد زير است:
برق دزدي توسط مشتركين داراي كنتور برق:
- از طريق خارج كردن كنتور از مدار
- رشوه دهي مستقيم به كنتورنويسان
- رشوه دهي غير مستقيم به كنتورنويسان
- برق دزدي توسط مشتركيني كه مصرفشان قرائت نمي شود.
- افزايش غير قانوني ديماند بيش از مقدار قراردادي
- انشعاب دهي غيرقانوني به واحدهاي مسكوني و غيرمسكوني همجوار
انشعاب گيري غيرقانوني شامل موارد زير است:
- انشعاب گيري مستقيم از شبكه توزيع برق (انشعاب گرفتن از سر تير چراغ برق)
- سوء استفاده هاي قبلي مشتركين جديد از انرژي الكتريكي
- سوء استفاده از انرژي الكتريكي پس از انقضاي قرارداد سرويس دهي
علل كاركرد نادرست كنتورهاي برق
- آسيب ديدگي كنتورها
- كاليبره يا تنظيم نبودن كنتورها
- سيم كشي غيراستاندارد كنتورهاي برق (توسط كاركنان شركت هاي توزيع برق)
موارد مربوط به سوء استفاده از انرژي الكتريكي با همدستي كاركنان شركت هاي توزيع برق
- تقلب كنتورنويسان در ثبت مقدار مصرف واقعي انرژي الكتريكي (كمترنويسي)
- صدور قبض برق، كمتر از مقدار مصرف واقعي مشترك (از طريق رايانه)
- عدم صدور قبض برق براي مشترك خاص
و اما موارد ديگر:
- مصرف برق ثبت و ضبط نشده توسط كاركنان شركت هاي توزيع برق
- نقض قرارداد

برآورد تلفات شبكه برق
توليد ناخالص برق = مجموع توليد شبكه سراسري و شبكه هاي جدا افتاده يا ايزوله + مجموع انرژي الكتريكي خريداري شده
توليد خالص برق = توليد ناخالص برق منهاي كل مصرف داخلي نيروگاه
تلفات انتقال اوليه = توليد خالص برق منهاي (جمع توليد يكايك واحدهاي نيروگاه: انتقال ثانويه + جمع انرژي الكتريكي تحويلي به انتقال ثانويه + جمع انرژي الكتريكي تحويل به توزيع اوليه)
تلفات انتقال ثانويه = مجموع انرژي تحويلي به انتقال ثانويه + جمع توليد يكايك واحدهاي نيروگاه منهاي (جمع انرژي الكتريكي تحويلي به توزيع اوليه + جمع انرژي الكتريكي تحويلي به توزيع ثانويه + جمع انرژي الكتريكي تحويلي به مشتركان فشار قوي)
تلفات توزيع اوليه = مجموع انرژي الكتريكي تحويلي به توزيع اوليه منهاي (مجموع انرژي الكتريكي به توزيع ثانويه + مجموع انرژي الكتريكي تحويلي به مشتركين فشار قوي)
تلفات توزيع ثانويه = مجموع انرژي تحويلي به توزيع ثانويه منهاي مجموع فروش انرژي الكتريكي به مشتركين
تلفات پست هاي برق = مجموع انرژي الكتريكي تحويلي به پست برق منهاي (مجموع انرژي الكتريكي خروجي از پست + كل مصرف داخلي پست برق)
تلفات انتقال = تلفات انتقال اوليه + تلفات انتقال ثانويه
تلفات توزيع = تلفات توزيع اوليه + تلفات توزيع ثانويه
تلفات انتقال و پست = تلفات انتقال + تلفات پست
تلفات انتقال و توزيع = تلفات انتقال + تلفات پست + تلفات توزيع

محاسبه درصد تلفات انرژي الكتريكي
دو روش براي محاسبه درصد تلفات انرژي وجود دارد: روش اول، بر مبناي توليد ناخالص برق و روش دوم بر پايه توليد خالص برق به عنوان درصدي از توليد خالص يا ناخالص است:

درصد تلفات انتقال اوليه
1- نسبت تلفات انتقال اوليه به توليد ناخالص برق ضربدر 100
2- نسبت تلفات انتقال اوليه به توليد خالص ضربدر 100

درصد تلفات انتقال ثانويه
1- نسبت تلفات انتقال ثانويه به توليد ناخالص ضربدر 100
2- نسبت تلفات انتقال ثانويه به توليد خالص ضربدر 100

درصد تلفات توزيع اوليه
1- نسبت تلفات توزيع اوليه به توليد ناخالص ضربدر 100
2- نسبت تلفات توزيع اوليه به توليد خالص ضربدر 100

درصد تلفات توزيع ثانويه
1- نسبت تلفات توزيع ثانويه به توليد ناخالص ضربدر 100
2- نسبت تلفات توزيع ثانويه به توليد خالص ضربدر 100

درصد تلفات پست هاي برق
1- نسبت تلفات پست اوليه به توليد ناخالص ضربدر 100
2- نسبت تلفات پست اوليه به توليد خالص ضربدر 100

درصد تلفات انتقال
1- نسبت تلفات انتقال به توليد ناخالص ضربدر 100
2- نسبت تلفات انتقال به توليد خالص ضربدر 100

نسبت تلفات توزيع
1- نسبت تلفات توزيع به توليد ناخالص ضربدر 100
2- نسبت تلفات توزيع به توليد خالص ضربدر 100

درصد تلفات انتقال وپست هاي برق
1- نسبت تلفات انتقال و پست هاي برق به توليد ناخالص ضربدر 100
2- نسبت تلفات انتقال و پست هاي برق به توليد خالص ضربدر 100

درصد تلفات انتقال و توزيع
1- نسبت تلفات انتقال و توزيع به توليد ناخالص ضربدر 100
2- نسبت تلفات انتقال و توزيع به توليد خالص ضربدر 100


راهكارهاي كاهش واقعي تلفات
كاهش تلفات فقط به تاسيسات برق مربوط نمي شود، بلكه انشعاب هاي غيرمجاز، برق دزدي مانند اينها را نيز در بر مي گيرد. بنابراين، كاهش تلفات در كوتاه مدت ممكن نيست و نبايد از شركت توليد برق چنين انتظاري را داشت. كاهش تلفات نيازمند كنترل پيوسته و واقعي و نيز نظارت سازمان اجرايي برق رساني در حيطه تاسيسات برق و انشعاب هاي غيرمجاز و جز اينهاست. تجزيه و تحليل، شركت توليد برق بايد مشكلات مرتبط با تلفات در شبكه و تاسيسات برق را فهرست وار بنويسد و راهكارهاي كاهش آن را ارائه نمايد. در اين مرحله، شركت توليد برق براي كاهش تلفات لازم است وظايف را بين شركت هاي برق منطقه اي، شركت هاي توزيع نيروي برق و ساير بخش هاي سازمان برق رساني تقسيم كند.
فزون بر آن شركت توليد برق مي بايد روند كاهش تلفات را پيوسته مورد بررسي قرار دهد. همچنين ضروري است از كارها و اقدامات انجام شده ارزيابي سالانه، شش ماهه، دو ماهه يا ماهانه به عمل آيد. در مورد تلفات غير تاسيساتي، فقط نظارت شديد و توبيخ مشتركاني كه برق دزدي مي كنند كافي نيست، بلكه با اطلاع رساني، فرهنگ سازي، مشاوره با جامعه شناسان و روان شناسان و از همه مهم تر حل مشكل بيكاري، مي توان تلفات غير تاسيساتي را به سطح قابل قبولي رساند.
در بيشتر كشورهاي در حال توسعه، تلفات غير تاسيساتي، سهم زيادي از تلفات انتقال و فوق توزيع را تشكيل مي دهد.
بنابراين، بسزاست كه شركت هاي برق رساني، پيش از كاهش تلفات تاسيساتي به فكر كاهش تلفات غير تاسيساتي باشند و براي كاهش تلفات غير تاسيساتي راهكارهاي فني، اجتماعي و فرهنگي تدوين نمايند.
هنگامي كه تلفات غير تاسيساتي به اندازه قابل قبولي رسيد، آنگاه مي بايد فعاليت هاي مربوط به كاهش تلفات تاسيساتي يعني بازسازي و نوسازي شبكه برق را آغاز كرد. به عبارت ديگر به موازات انجام اقدامات فني و فرهنگي مربوط به كاهش تلفات غيرتاسيساتي، ضروري است بهينه سازي شبكه هاي برق به منظور كاهش تلفات تاسيساتي انجام پذيرد. گفتني است كاهش تلفات غير تاسيساتي حتي ممكن است تا 10 سال به طول انجامد.

الگوي كاهش تلفات
الگوي كاهش تلفات بر پايه تجربه به دست مي آيد. كاهش تلفات اساساً سفسطه آميز است تعميم آن براي تمام كشورها موضوعي پيچيده و دشوار است. و اين به سبب تغييرات اساسي، اقتصادي، اجتماعي و موقعيت فرهنگي كشورهاي مختلف است. فزون بر آن، موقعيت جغرافيايي كشورها نيز متفاوت است. در جدول 1 تلفات شبكه برق كره از سال 1961 ثبت و ضبط شده است.



تبادل انرژي
طبق بهره برداري از پخش بار اقتصادي، درصد استفاده از نيروگاه حرارتي، واقع در نزديكي مركز بار، كمتر است از نيروگاه اتمي دور از مركز بار اين وضعيت، تبادل انرژي را افزايش مي دهد. و اين افزايش تبادل انرژي بر افزايش تلفات انتقال تاثيرگذار است. و اين در حالي است كه در زمينه كاهش تلفات هنوز اقدامي صورت نگرفته، زيرا تلفات هزينه هاي سوخت زياد است.
نوع سوخت هزينه سوخت
حرارتي 85/22
هسته اي 05/4
هزينه سوخت نيروگاه هاي اتمي و حرارتي
افزايش فعاليت هاي مربوط به كاهش تلفات انتقال و توزيع
وظايف دفترهاي مهندسي در ارتباط با كاهش تلفات به شرح زير است:

دفتر مهندسي انتقال
1-استفاده از ظرفيت زياد رساناها و رساناهاي باندل
2- آرايش شبكه رينگ kv345 كيلوولت به صورت خط انتقال اصلي
3- توسعه شبكه رينگ kv154 براي يك مركز بار متراكم
4- تبديل آرايش فازي خط انتقال
(آرايش توالي فاز مثبت، آرايش توالي فازي منفي)

دفتر مهندسي پست
1- بهره برداري يكسان از ترانسفورماتورها در پست هاي برق در خلال مدت كم بار
2- افزايش ولتاژ شبكه و ساده سازي پله هاي ولتاژ
3- توسعه سيستم نظارت و كنترل و سيستم جمع آوري داده ها (اسكادا)
4- نصب بانك هاي خازني به منظور اصلاح ضريب توان

دفتر مهندسي توزيع
1- تغيير سطح ولتاژ براي توزيع اوليه و ثانويه
2- بهبود افت ولتاژ و ضريب توان
3- تعمير و نگهداري
4- اصلاح نامتعادلي بار
5- بازديد دوره اي از وسايل اندازه گيري (به ويژه كنتورهاي برق)
6- نظارت بر پست هاي هوايي (ترانسفورماتور)
7- توسعه و توزيع ترانسفورماتورها و رساناهاي با تلفات كم

علل اصلي مربوط به تغييرات درصد تلفات انتقال و توزيع
براي هر مرحله تحويل انرژي، علل زيادي مي تواند باعث تغيير درصد تلفات انتقال و توزيع مي شود كه در زير رده بندي شده است:
1-درصد رشد يا افزايش مصرف انرژي
به طور كلي تلفات انرژي را مي توان اين چنين بيان كرد:
تلفات انرژي
I: جريان بار
R: مقاومت رسانا
T: ساعت بهره برداري
رابطه فوق نشان مي دهد تلفات با توان دوم درصد رشد مصرف انرژي متناسب است، در صورتي كه مقاومت رسانا و ساعت بهره برداري ثابت فرض شود. تلفات انرژي، با وجود اين به طور مطلق با توان دوم درصد رشد مصرف انرژي متناسب نيست، زيرا تلفات انرژي شامل تلفات آهني و جريان بار متغير ترانسفورماتور زير بار است. براي نمونه، در شركت كره اي، تلفات انرژي با توان 8/1 درصد رشد مصرف انرژي متناسب است، زيرا 78 درصد كل تلفات مربوط به تلفات مسي و 22 درصد آن مربوط به تلفات آهني است.

تغذيه مستقيم مشتركين با ولتاژ زياد
با اصلاح محيط اجتماعي، فرهنگي و اقتصادي، درصد استفاده مشتركين خانگي از انرژي الكتريكي نيز افزايش مي يابد. اين افزايش بار باعث افزايش درصد تلفات مي شود. برعكس، افزايش مشتركين (با ولتاژ زياد) كه مستقيماً به پست برق متصلند درصد تلفات را كاهش مي دهد. و اين به سبب جلوگيري از ايجاد تلفات در خطوط و ترانسفورماتورهاي كاهنده است.

ضريب بار
ضريب بار، نسبت بار متوسط به بار پيك است. ضريب بار زياد بدين معناست كه منحني بار از شيب ملايمي برخوردار است. افزايش ضريب بار باعث كاهش درصد تلفات مي شود، زيرا ضريب تلفات با توان دوم بار متناسب است.
ضريب بار در كشور كره، همانند كشورهاي پيشرفته، به سبب افزايش سريع بارهاي برودتي مشتركين در فصل تابستان، كاهش يافته است.
براي اصلاح اين وضعيت، كوشش به عمل آمده كه بار پيك محدود شود و به مشتركاني، كه در نيمه شب از برق استفاده مي كنند با استفاده از تعرفه مخفف امتيازاتي داده شود. اين نوع مديريت بار، يك هدف ضمني را دنبال مي كند و آن جابه جايي نوبت كار در كارخانه ها يا عدم استفاده از وسايل و تجهيزات انرژي خوار در ساعات اوج مصرف است. و در واقع ضريب بهره برداري از اماكنات شبكه برق را مرحله بندي مي كند. اين روش مديريت (مديريت مصرف برق) از نظر اثربخشي، نقش دوم را داراست.

كاهش تلفات و اقدامات مرتبط
در نتيجه اقدامات مختلف در زمينه كاهش تلفات و اتخاذ تدابيري كه عليه برق دزدي و انشعاب هاي غيرمجاز، در بخش هاي انتقال، پست هاي برق و توزيع نيرو، تلفات اساساً كاهش خواهد يافت.
فزون بر آن، وجود اشتباهات زياد در ثبت و ضبط اطلاعات و آمار، شامل خطاي اندازه گيري، تعويض سيستم قرائت كنتور و كنتورنويسي در زمانهاي مختلف مي تواند بر روي درصد تلفات كل تاثير گذار باشد. اين نوع تلفات واقعي نبوده و آن را تلفات كاذب مي ناميم.
تلفات سيستم و تجزيه و تحليل بار
منحني تداوم بار
براي به دست آوردن تلفات انرژي در يك پريود يا دوره زماني منحني تداوم بار را بر مبناي پريونيت ترسيم مي كنند، به گونه اي كه كيلوولت آمپر پيك در خلال اين دوره زماني، يك پريونيت و زمان كامل پريود نيز يك پريونيت در نظر گرفته مي شود. در منحني تداوم بار، سطح زير منحني، ضريب بار را نشان مي دهد. سطح زير منحني تداوم بار برابر است با توان دوم ضريب تلفات شكل زير منحني بار روزانه را براي يك فيدر مسكوني نمونه نشان مي دهد. اين منحني زماني بار را مي توان به سطوح مربعي يكسان تقسيم كرد. زمان كل (24 ساعت در اين مورد) يك پريونيت است و كيلوولت آمپر پيك نيز يك پريونيت است.

تلفات شبكه برق (به طور نمونه)
هنگام توليد خالص (برق) تقريباًٌ 9 درصد قدرت خروجي سيستم هاي مختلف برق تلف مي شود و در محاسبات تلفات نيز ناديده انگاشته مي شود. بنابراين، ضروري است در طراحي مهندسي شبكه هاي برق دقت زيادي به عمل آيد، تا براي تأمين اين گونه تلفات سرمايه گذاري زيادي انجام نشود.

اصول تجزيه و تحليل تلفات
تلفات را معمولاً بر پايه دو مولفه انرژي و ديماند ارزيابي مي كنند. يكي از نكات مهم، در نظر گرفتن ميزان رشد و توسعه شبكه برق در برنامه ريزي و طراحي است. به عبارت ديگر در نظر گرفتن هزينه تلفات توان انرژي و توان راكتيو (KVA) است. به طور كلي با سرمايه گذاري هنگفت مي توان تلفات را در خطوط و تجهيزات كاهش داد.
مولفه ديماند و مولفه قدرت هزينه تلفات مي بايد هنگام تجزيه و تحليل تلفات مورد بررسي قرار گيرد.
هزينه مولفه انرژي شامل افزايش هزينه توليد انرژي يا انرژي خريداري شده نيز مي شود.
هزينه تلفات راكتيو نيز بسيار مهم است. تلفات راكتيو براي حداكثر نياز بخشي از شبكه محاسبه مي شود.
تلفات راكتيو با هزينه سالانه تجهيزات تعديل توان راكتيو نصب شده در بخشي از شبكه محاسبه مي شود.
ضريب تلفات نسبت تلفات متوسط به تلفات حداكثر است. و براي هر بار داده شده، مقدار آن بين ضريب بار و توان دوم آن قرار دارد. معامله اي كه غالباً براي تعيين ضريب تلفات شبكه برق بكار مي رود عبارت است از:
= (LsF)=ضريب تلفات
(LdF))2 ضريب بار ) (1-a) + (LdF) ضريب بار × a

پراكندگي مصارف، ظرفيت رزرو و تلفات
به سبب تنوع يا پراكندگي مصارف، تلفات بار پيك (در شبكه برق) نمي تواند درست همان زمان پيك سيستم رخ دهد. بنابراين، تنها بخشي از تلفات با پيك شبكه همزمان مي شود. تلفات از نظر مقدار ثابت است (مانند تلفات هسته) و فرض مي شود كه با بار پيك تمام عناصر شبكه منطبق باشد. براي تلفات اهمي، مانند تلفات مسي، ضريب تامين پيك تلفات، مجذور ضريب تامين پيك بار همزمان است. ضريب تامين پيك به معناي ضريب مشاركت نيروگاه ها جهت تامين توان پيك است.
محاسبات مي بايد بر پايه ضريب همزماني صورت گيرد، زيرا تامين پيك نامعلوم است و مولفه هاي پيك در مدت طولاني پايدار نيست. ضريب همزماني را مي توان با توجه به ضريب بار عناصر سيستم برآورد كرد.
مثال: فرض مي كنيم ضريب بار در سمت مصرف كننده برابر 15 درصد و ضريب بار سيستم برابر 50 درصد باشد. ضريب همزماني در نيروگاه برابر مي شود با: 3/0 = 50/15
مجذور ضريب همزماني تقريباً برابر است با ضريب تأمين پيك تلفات يعني: 09/0 = 2(3/0)
سرمايه گذاري برابر ديماند پيك مي بايد جزو ظرفيت رزرو برابر با درصد ثابت بار پيك در نظر گرفته شود.
تلفاتي كه در بخشي از شبكه برق به وجود مي آيد، بار اضافي را به ساير بخش هاي سيستم تحميل مي كند. تلفات اضافي ناشي از بارهاي بزرگتر در بقيه سيستم بايد به تلفات توان و انرژي افزوده شود و براي عناصر مورد مطالعه، محاسبه شود.
مقدار مولفه هاي ديماند و انرژي مي بايد شامل اثر تجمعي افزايش تلفات باشد، كه از طريق عناصر مختلف شبكه برق عبور مي كند.

منابع اقتصادي كاهش تلفات
در فرايند تحويل برق از مولد تا مصرف كننده، تلفاتي ايجاد مي شود كه آن را تلفات انتقال و توزيع مي نامند. درصد تلفات انتقال و توزيع به صورت زير محاسبه مي شود:
(%) 100 × ( ) =

(%) 100× ( ) =
روش هاي زيادي براي محاسبه كاهش تلفات انرژي وجود دارد، ولي روش منطقي تر، دخالت دادن هزينه هاي سوخت است. هزينه سوخت لازم براي توليد 1 كيلووات ساعت را مي بايد با 1 كيلووات ساعت انرژي صرفه جويي شده ناشي از اقدامات كاهش تلفات انرژي مقايسه كرد.

خبرنگار : فاطمه پورآدم

تائيد کننده : کد 16

تاريخ ايجاد : 20 خرداد 1387 ساعت 14:16

کد مطلب : 4317

ارسال اين مطلب به دوستان	دريافت فايل مطلب	نسخه قابل چاپ