کاهش تلفات انرژی و توان در شبکه های برق

مطرح شدن لزوم توجه جدی به کاهش تلفات در شبکه های توزیع و معرفی چارچوب مدون و مشخص برای طرح های کاهش تلفات، شرایط مناسبی را برای فعالان این بخش فراهم آورده است. از سوی دیگر با در نظر گرفتن قیمت واقعی تلفات، ارزش و اهمیت طرح های اینچنینی بیش از پیش نمایان می گردد و زمینه و انگیزه لازم را برای کنکاش در بخش های مختلف شبکه های توزیع به منظور ارایه راهکارها و طرح های کاهش تلفات فراهم می آورد.تلفات از نظر شرکت های توزیع کننده انرژی الکتریکی، تفاضل انرژی تحویلی و انرژی خروجی است. اگر تلفات را از نظر اقتصادی مورد بررسی قرار دهیم، تلفات، تفاضل انرژی خریداری شده و انرژی فروخته شده است.

تلفات شبکه های توزیع نیروی برق  درصد بالایی از کل تلفات شبکه الکتریکی می باشد. باتوجه به این موضوع سرمایه گذاری در جهت کاهش تلفات انرژی می تواند باعث آزاد سازی ظرفیت تولید گردد. به این معنی که با انجام سرمایه گذاری مناسب و مهندسی شده می توان به جای ساخت نیروگاه های پرهزینه، تلفات شبکه الکتریکی را کاهش داد.

بدین منظور می بایست ضمن بررسی اطلاعات اولیه مورد نیاز، مبنای محاسباتی طرح های پیشنهادی و الگوی دسته بندی آنها تشریح شده و در ادامه روش عملیاتی به منظور شناسایی پروژه هایی که در قالب طرح های زود بازده کاهش تلفات قرار می گیرند، ارایه  گردد. سپس حجم پروژه های پیشنهادی و هزینه سرمایه گذاری اولیه مورد نیاز مشخص شده و در پایان میزان و ارزش تلفات انرژی کاهش یافته، مدت زمان بازگشت سرمایه طرح های پیشنهادی و تاثیر آنها بر کاهش تلفات انرژی کل منطقه مورد ارزیابی، ارایه گردد.

تلفات در شبکه های توزیع

• تلفات فنی شبکه
• تلفات غیر فنی شبکه

یکی از جنبه های مهم طراحی شبکه های توزیع، طراحی بهینه شبکه به منظور کاهش تلفات است. عوامل متعددی ازقبیل عدم توزیع متناسب بار بین فیدرهای مختلف یک پست در شبکه توزیع انرژی الکتریکی، بالا بودن نسبت مقاومت به راکتانس القائی خطوط و تعداد زیاد مدارها و ترانسفورماتورها نسبت به شبکه انتقال، باعث افزایش تلفات در این شبکه ها می گردد.

دلایل عمده بروز تلفات و افزایش آن در شبکه های توزیع نیروی برق

مهمترین و عمده ترین دلایل بروز و افزایش تلفات در شبکه های توزیع نیروی برق عبارتند از :

1. عدم تقارن بار فازها در شبکه فشار ضعیف (در برخی از موارد بهره ­برداران انشعاب­ها را به یک فاز متصل می‏کنند که این امر موجب عبور جریان زیاد از یک فاز و جریان کم از فازهای دیگر می ‏شود.)
2. نا بالانسی بار فیدرهای فشار ضعیف و فشارمتوسط
3. پایین بودن ضریب قدرت (هر چه ضریب قدرت پایین ­تر باشد، توان راکتیو عبوری از هادی ها بیشتر خواهد بود که با افزایش توان راکتیو عبوری، جریان عبوری از هادی ها و در نتیجه تلفات در شبکه زیاد می‏ شود.)
4. استفاده نامناسب از ظرفیت ترانسفورماتورها و طراحی پست با ظرفیت بالا جهت پیش بینی افزایش بار در آینده ( تلفات ترانسفورماتور شامل تلفات بارداری و بی­ باری است. در میان تجهیزات شبکه بیشترین تلفات مربوط به ترانسفورماتور می­ باشد که این تلفات بسته به مشخصات فنی و نقطه کار ترانسفورماتور متفاوت خواهد بود.)
5. عدم توجه کافی به اصلاح، بهبود و توسعه شبکه
6. بالا بودن ظرفیت خازنها
7. پایین بودن ولتاژ شبکه (افت ولتاژ باعث افزایش تلفات می‏ شود زیرا تلفات به جریان عبوری و جریان عبوری به ولتاژ،  و توان عبوری بستگی دارد. مثلاً اگر ولتاژ ۱۰ درصد کاهش یابد تلفات ۲۳ درصد افزایش می‏یابد.)
8. نداشتن طرح جامع طولانی مدت
9. کاربرد مقاطع پایین سیم در شبکه فشار ضعیف(تلفات اهمی) (متوسط کاهش تلفات بر اثر تغییر سطح مقطع از ۲۵ به ۳۵ یا ۵۰ و از ۳۵ به ۵۰ حدود ۲ تا ۳ درصد می­ باشد. همچنین در صورتی‏که از سیم نول با سطح مقطع مساوی با سیم فاز استفاده شود، تلفات برای مقاومت­ زمین تا ۲۰ درصد کاهش می­ یابد.)
10. نبود سرمایه گذاری بلندمدت در بخش تولید، انتقال و توزیع
11. نداشتن برنامه منظم سرویس به موقع خطوط ، ترانسفورماتورها و سایر تجهیزات
12. انشعابات غیر مجاز
13. نشتی جریان (شامل نشتی از طریق مقره‏ ها و شاخه درختان است.)
14. فرسودگی تجهیزات خطوط و پست ها (به دلیل مجاورت شبکه و تجهیزات الکتریکی با عوامل فرساینده و همچنین عبور جریان، شبکه فرسوده خواهد شد و به این ترتیب مقدار تلفات در تجهیزات افزایش خواهد یافت)

روشهای معمول کاهش تلفات

1. بالانس کردن بار فازهای شبکه فشار ضعیف .
2. متعادل نمودن طول فیدرهای فشار ضعیف با جابجایی نقاط باز .
3. بازآرایی شبکه فشار ضعیف و احداث خطوط جدید در راستای آن .
4. اصلاح ضریب قدرت با نصب خازن ثابت در شبکه فشارضعیف و شبکه فشار متوسط به صورت ثابت و یا کنترل شونده.
5. اصلاح سطح مقطع هادی های شبکه فشارضعیف .
6. جابجایی ترانسفورماتورهای هوایی و انتقال آنها به مرکزثقل بار در صورت امکان .
7. اصلاح کابل سرویس مشترکین .
8. تعویض و یا اصلاح اتصالات سست و  نامناسب (نقاط داغ).
9. احداث پست ۲۰ کیلوولت هوایی یا زمینی جدید وبازآرایی شبکه فشار ضعیف با توجه به آن .
10. استفاده از ترانسفورماتورهای کم ظرفیت و کم تلفات جهت حذف نسبی شبکه فشار ضعیف .
11. بازآرایی شبکه فشار متوسط در جهت یکسان نمودن طول و یا بار فیدرهای فشار متوسط .
12. احداث فیدر فشار متوسط جدید جهت کاهش شعاع تغذیه شبکه موجود و متعادل کردن بار موجود.

این مشاور افتخار همکاری در زمینه طرح های کاهش تلفات با شرکت های توزیع استان خراسان رضوی ، استان یزد ، استان کرمان و استان هرمزگان را در کارنامه خود دارد، و آماده همکاری با شرکت های توزیع برق، ارگان ها و سازمان های دولتی و خصوصی، کارخانه ها و شهرک های صنعتی می باشد.