Втрата електроенергії в мережі

Електричні мережі являють собою перетворюючі і розподільні системи, з’єднані між собою силовими проводами і кабелями. Від місця виробництва електричної енергії кінцевий споживач знаходиться, як правило, на досить віддаленому відстані (сотні і тисячі кілометрів). На всьому цьому проміжку електромережі розташовуються безліч систем трансформації і розгалуження, які складаються зі спеціальних комутаційних пристроїв і провідників.

Як ми знаємо, електричний струм, поточний в твердих провідниках є впорядковане переміщення електронів, які при своєму русі зустрічають безліч перешкод в кристалічній структурі речовини. Після того як летить електрон натикається на перешкоду йому доводиться віддати частину своєї внутрішньої енергії на подолання перешкоди. Віддана енергія перетворюється в енергію тепла, що безповоротно розсіюється в навколишньому середовищі. За допомогою цього явища відбувається втрата електроенергії в мережах.

З огляду на вищесказане можна зробити простий висновок – чим більше електронів пройде крізь провідник, тим більше буде втрачено електроенергії з марно виділеним теплом. Що б це явище знизити (а, отже, зменшити втрату електроенергії в мережах) широко використовують спосіб передачі електричної енергії на відстань, при якому за коштами перетворення знижують силу струму і підвищують напругу (це відноситься до змінних електромереж). При передачі високої напруги і малої сили струму нам вдається раціонально використовувати електричну систему, в результаті чого втрата електроенергії в мережах зводиться до мінімуму. Але це не єдина причина втрати.

На довгому шляху переміщення електричної енергії стоять безліч комутаційних (переключающих) пристроїв. Кожне таке пристрій (реле, пускачі, контактори, електричні вимикачі і перемикачі і т.д.) має електричні силові контакти, які хоч і зроблені надійно, але все ж вони мають більший опір в порівнянні з однорідним провідником (проводом, кабелем). Згодом ці контакти старіють і зношуються, а це призводить до погіршення електричної провідності, і знову ж таки – додаткова втрата електроенергії в мережі.

Крім електричних контактів комутаційних пристроїв ще слід додати звичайні контакти на місцях під’єднання проводу та кабелю до різних систем, апаратів, пристроїв, елементів і т.д. У сумі ці всі місця електричного з’єднання дають досить значиму величину втрати електроенергії в мережах. Добре якщо певні ділянки електричних розподільних мереж час від часу проходять періодичну профілактику і контроль, і в разі виявлених несправностей оперативно наводяться в нормальний робочий стан. Але ж існує безліч ділянок, які не контролюються, поки щось зовсім не вийде з ладу.

До перерахованого списку факторів, що впливають на втрату електроенергії в мережах варто додати і ще одне. Яка б хороша діелектрична ізоляція струмопровідних провідників була, все одно існують певні величини струму витоку на землю. Це в разі нової токопроводящей частини мережі, а якщо брати до уваги старі місця, де захисна ізоляція постаріла і втратила свої первісні якості діелектрика. Результатом буде збільшення втрат електроенергії в мережі.

Існує ще одне явище, при якому відбувається значна втрата електроенергії в мережах. Це вплив реактивної потужності на окремі ділянки, де присутні індуктивні і ємнісні елементи. Зазвичай велика реактивна складова виникає там, де працюють електродвигуни. Для зниження впливу реактивної потужності застосовують різні компенсаційні системи і пристрої.

Посилання на основну публікацію