Metodologia para determinação de perdas elétricas em linhas, transformadores e motores elétricos

Determinação das perdas de potência na linha

Perdas de potência ΔE (kW • h) na linha, transformador para o período contábil (mês, trimestre, ano) em condições de produção, usando os resultados das medições experimentais, recomenda-se determinar a partir da expressão

onde Eh.s — perdas de eletricidade em um dia típico do período contábil, kW • h; n é o número de dias úteis no período contábil.

As perdas de energia de fim de semana são calculadas separadamente.

Os dias típicos do período contábil são os seguintes:

• de acordo com as entradas no diário de bordo, determine o consumo de energia para o período contábil;

• de acordo com o consumo estabelecido para o período de referência, é estabelecido o consumo médio diário de eletricidade;

• de acordo com o diário de bordo, encontra-se um dia que apresenta o mesmo (ou próximo) consumo de energia do valor médio diário obtido acima.

Os dias assim encontrados e sua programação de carga real são considerados típicos.

As perdas de eletricidade na linha do período contábil usando a programação de carga para um dia típico podem ser calculadas pela fórmula

onde Kf é o fator de forma do gráfico de carga; Ic é o valor médio da corrente de linha para um dia típico, A; Re — resistência ativa equivalente da linha, Ohm; Tr é o número de horas de trabalho para o período contábil.

Para cargas elétricas da maioria das plantas industriais, Kf geralmente está na faixa de 1,01-1,1. Para uma empresa cujo programa de produção e processo tecnológico são razoavelmente constantes, Kf varia dentro de limites muito insignificantes. Portanto, para calcular as perdas, esse coeficiente deve ser determinado de 3 a 5 vezes e, calculando a média de seu valor nessas leituras, assumir uma constante dentro do período do relatório.

Sob condições operacionais, o Kf da linha pode ser calculado com precisão suficiente de acordo com as leituras do medidor de energia ativa pela fórmula

onde n = t / Δt é o número de leituras do contador; t — tempo de determinação de Kf, h; Δt — tempo de uma marcação, h; Consumo de eletricidade Eai-ativo para a i-ésima marcação das leituras do medidor, kW • h; Ea é o consumo de eletricidade ativa para o tempo t determinado pelo medidor, kW • h.

Corrente de linha média

onde Ea (Er) é o consumo de energia ativa (reativa) para um dia típico, kW • h (kvar • h); U — tensão da linha, kV; Tr é o número de horas de trabalho em um dia típico; cosφav — o valor médio ponderado do fator de potência para o tempo Tr.

Resistência equivalente em operação

onde ΔEa.s — perdas de energia ativa da rede ramificada durante o tempo T, kW • h; I é a corrente da parte principal da rede, A.

Às vezes (para circuitos complexos) é muito difícil determinar a resistência equivalente usando as leituras do instrumento. Nesse caso, eles podem ser determinados por cálculo.

Para uma linha reta com carga final concentrada

onde r0 é a resistência ativa a 1 m da linha; l — comprimento da linha, m.

Para a linha ramificada mostrada na Fig. 1,

onde Rp.l. — resistência ativa da linha de alimentação; Ri é a resistência ativa da seção da linha i-ro desde o final da linha de alimentação até a carga; K3i = Pi / P1 — fator de carga do i -th em comparação com a seção mais carregada, tomado primeiro.

A fórmula acima é derivada sob a suposição de que os fatores de potência das seções são aproximadamente iguais entre si.

Arroz. 1. Circuito de alimentação para a carga longe dos trilhos da oficina TP

Determinação de perdas de potência em transformadores

Perdas de eletricidade ativa em transformadores no período do relatório

onde ΔPXX. — perdas de potência em vazio, kW; ΔРКЗ — perda de potência em curto-circuito, kW; T0, Tr — o número de horas de conexão do transformador à rede e o número de horas de operação do transformador sob carga para o período do relatório; Kz = ICp / Inom. t é o fator de carga atual do transformador; ICp — corrente média do transformador para o período do relatório, A; Inom t é a corrente nominal do transformador, A.

Veja aqui mais detalhes: Como determinar a perda de eletricidade em um transformador de potência

Determinação das perdas de potência em motores elétricos

Para grandes unidades (moinhos de moagem de cavacos e fibras, cavacos, compressores, bombas, etc.) é necessário levar em consideração as perdas de eletricidade nos motores e nos mecanismos por eles acionados no equilíbrio elétrico da unidade.

Durante a operação estacionária de motores elétricos, as perdas neles são determinadas como a soma das perdas no metal dos enrolamentos, aço e mecânica. As perdas no metal dos enrolamentos são determinadas pelas fórmulas acima, nas quais, em vez de Ra, são substituídas: para motores CC - resistência da armadura r0, Ohm; para motores síncronos — resistência do estator r1, Ohm; para motores assíncronos — a resistência do estator e a resistência do rotor r1 + r2 reduzida ao estator, Ohm.

As perdas de aço ΔEa.s (kW • h) são determinadas usando instrumentos disponíveis em motores grandes (medidor de energia ativa, amperímetro). Para motores assíncronos de rotor bobinado

onde P0 é a potência de rotor aberto determinada pelo medidor ou wattímetro, kW; I1.o — corrente de estator de rotor aberto determinada pelo amperímetro do motor, A.

Para todos os motores, exceto os assíncronos com rotor de fase, as perdas de aço não devem ser separadas como elemento independente no balanço elétrico devido à complexidade de tal escolha. Como as perdas no aço do motor dependem pouco de sua carga, assim como das perdas mecânicas, é aconselhável determiná-las apenas em geral com as últimas.

Perdas mecânicas ΔEmech (kW • h) na unidade e perdas elétricas no aço do motor reduzido

Para máquinas CC

onde Px.x é a potência de marcha lenta do motor conectado ao mecanismo, determinada pelo contador ou wattímetro, kW; Ixx-corrente de marcha lenta do motor determinada pelo amperímetro do motor, A.

Como para motores de indução de rotor bobinado, as perdas de aço são determinadas pela fórmula dada anteriormente, as perdas mecânicas podem ser distinguidas usando a penúltima fórmula.

Para máquinas DC, as perdas de aço são uma pequena fração em comparação com as perdas mecânicas. Dado que no eixo do motor, além das perdas próprias, também existem perdas mecânicas do mecanismo de acionamento, é possível ignorar as perdas no aço sem muito erro e assumir que a última fórmula determina as perdas mecânicas do motor e mecanismo .