Méthodologie de détermination des pertes électriques dans les lignes, les transformateurs et les moteurs électriques

Détermination des pertes de puissance dans la ligne

Pertes de puissance ΔE (kW • h) dans la ligne, transformateur pour la période comptable (mois, trimestre, année) dans des conditions de production, en utilisant les résultats de mesures expérimentales, il est recommandé de déterminer à partir de l'expression

où Eh.s — pertes d'électricité pour une journée typique de la période comptable, kW • h; n est le nombre de jours ouvrés de la période comptable.

Les pertes de puissance du week-end sont calculées séparément.

Les jours types de la période comptable sont les suivants :

• selon les entrées du journal de bord, déterminer la consommation d'énergie pour la période comptable;

• selon la consommation établie pour la période de déclaration, la consommation quotidienne moyenne d'électricité est établie ;

• selon le journal de bord, on trouve une journée qui a la même (ou presque) consommation d'énergie que la valeur moyenne journalière obtenue ci-dessus.

Les jours ainsi trouvés et leur horaire de charge réel sont supposés typiques.

Les pertes d'électricité dans la ligne de la période comptable en utilisant le programme de charge pour une journée typique peuvent être calculées par la formule

où Kf est le facteur de forme du graphe de charge ; Ic est la valeur moyenne du courant de ligne pour une journée type, A ; Re — résistance active équivalente de la ligne, Ohm; Tr est le nombre d'heures de travail pour la période comptable.

Pour les charges électriques de la plupart des installations industrielles, Kf est généralement compris entre 1,01 et 1,1. Pour une entreprise dont le programme de production et le processus technologique sont assez constants, Kf varie dans des limites très insignifiantes. Par conséquent, afin de calculer les pertes, ce coefficient doit être déterminé 3 à 5 fois et, en faisant la moyenne de sa valeur sur ces lectures, supposer une constante au cours de la période de référence.

Dans les conditions de fonctionnement, Kf de la ligne peut être calculé avec une précision suffisante en fonction des lectures du compteur d'énergie active par la formule

où n = t / Δt est le nombre de lectures du compteur ; t — le temps de la détermination Kf, h; Δt — temps d'un marquage, h; Consommation d'électricité Eai-active pour le i-ème marquage des relevés de compteur, kW • h; Ea est la consommation d'électricité active pour le temps t déterminé par le compteur, kW • h.

Courant de ligne moyen

où Ea (Er) est la consommation d'énergie active (réactive) pour une journée type, kW • h (kvar • h) ; U — tension de ligne, kV ; Tr est le nombre d'heures de travail dans une journée type ; cosφav — la valeur moyenne pondérée du facteur de puissance pour le temps Tr.

Résistance équivalente en fonctionnement

où ΔEa.s — pertes d'énergie active du réseau ramifié pendant le temps T, kW • h; I est le courant de la partie principale du réseau, A.

Parfois (pour les circuits complexes), il est très difficile de déterminer la résistance équivalente à l'aide des lectures de l'instrument. Dans ce cas, ils peuvent être déterminés par calcul.

Pour une ligne droite avec une charge d'extrémité concentrée

où r0 est la résistance active à 1 m de la ligne ; l — longueur de la ligne, m.

Pour la ligne ramifiée illustrée à la Fig. 1,

où Rp.l. — résistance active de la ligne d'alimentation ; Ri est la résistance active de la section de ligne i-ro de l'extrémité de la ligne d'alimentation à la charge ; K3i = Pi / P1 — facteur de charge du i -ième par rapport à la section la plus chargée, prise en premier.

La formule ci-dessus est dérivée en supposant que les facteurs de puissance des sections sont approximativement égaux les uns aux autres.

Riz. 1. Circuit de puissance pour la charge éloignée des rails de l'atelier TP

Détermination des pertes de puissance dans les transformateurs

Pertes d'électricité active dans les transformateurs pour la période de déclaration

où ΔPXX. — pertes de puissance au ralenti, kW ; ΔРКЗ — perte de puissance de court-circuit, kW ; T0, Tr — le nombre d'heures de connexion du transformateur au réseau et le nombre d'heures de fonctionnement du transformateur en charge pour la période de déclaration ; Kz = ICp / Inom. t est le facteur de charge actuel du transformateur ; ICp — courant moyen du transformateur pour la période de déclaration, A ; Inom t est le courant nominal du transformateur, A.

Voir ici pour plus de détails : Comment déterminer la perte d'électricité dans un transformateur de puissance

Détermination des pertes de puissance dans les moteurs électriques

Pour les grandes unités (moulins à broyer les copeaux et les fibres, les copeaux, les compresseurs, les pompes, etc.), il est nécessaire de prendre en compte les pertes d'électricité dans les moteurs et dans les mécanismes entraînés par ceux-ci dans le bilan électrique de l'unité.

Pendant le fonctionnement stationnaire des moteurs électriques, les pertes dans ceux-ci sont déterminées comme la somme des pertes dans le métal des enroulements, acier et mécanique. Les pertes dans le métal des enroulements sont déterminées par les formules ci-dessus, dans lesquelles au lieu de Ra, elles remplacent: pour les moteurs à courant continu - résistance d'induit r0, Ohm; pour les moteurs synchrones — résistance statorique r1, Ohm ; pour les moteurs asynchrones — la résistance du stator et la résistance du rotor r1 + r2 réduites au stator, Ohm.

Les pertes acier ΔEa.s (kW • h) sont déterminées à l'aide d'instruments disponibles sur les gros moteurs (compteur d'énergie active, ampèremètre). Pour moteurs asynchrones à rotor bobiné

où P0 est la puissance à rotor ouvert déterminée par le compteur ou le wattmètre, kW ; I1.o - courant de stator à rotor ouvert déterminé par l'ampèremètre du moteur, A.

Pour tous les moteurs, sauf asynchrones à rotor de phase, les pertes acier ne doivent pas être séparées comme un élément indépendant du bilan électrique en raison de la complexité d'un tel choix. Les pertes dans l'acier du moteur dépendant peu de sa charge, ainsi que des pertes mécaniques, il convient de ne les déterminer qu'en général avec ces dernières.

Pertes mécaniques ΔEmech (kW • h) dans l'unité et pertes électriques dans l'acier du moteur réduit

Pour les machines à courant continu

où Px.x est la puissance au ralenti du moteur relié au mécanisme, déterminée par le compteur ou wattmètre, kW; Courant de ralenti du moteur Ixx déterminé par l'ampèremètre du moteur, A.

Étant donné que pour les moteurs à induction à rotor bobiné, les pertes dans l'acier sont déterminées par la formule donnée précédemment, les pertes mécaniques peuvent être distinguées à l'aide de l'avant-dernière formule.

Pour les machines à courant continu, les pertes d'acier sont une petite fraction par rapport aux pertes mécaniques. Etant donné que sur l'arbre moteur, en plus de ses propres pertes, il y a aussi des pertes mécaniques du mécanisme d'entraînement, il est possible d'ignorer les pertes dans l'acier sans trop d'erreur et de supposer que la dernière formule détermine les pertes mécaniques du moteur et mécanisme.