Как утверждает одно из интернет-изданий по электроснабжению, из всей произведенной электроэнергии до производителя доходит меньше половины. И я склонен верить этому.  По пути следования от генератора до потребителя на каждом участке теряется какая-то часть произведенной энергии.

Начнем сначала. Турбина вращает генератор. На турбине сложная система защит и автоматики, которая съедает частичку - пусть 1%. Несколько процентов съедается до того, в обмотках генератора. И еще несколько процентов в магнитопроводе. Дальше идут трансформаторы тока, напряжения, собственных нужд, освещение электростанции, вентиляция, разные фильтры и т.д. - в общем, если 80% в линию поступит - это уже хорошо.

Итак, генератор выработал электрический ток, и сразу первые потери: выделение тепла в обмотках и в магнитопроводе. Идем дальше: переходное сопротивление контактов, потери в кабеле, опять в контактах, подсоединяющих кабель к выключателю, переходное сопротивление внутри выключателя, и на контактах, соединяющих выключатель с кабелем. Опять кабель, опять его подключение к линии, разъединитель, сама линия.

Это было только начало. Еще мы забыли о релейной защите, трансформаторах тока, собственных нуждах распредустройств и подстанций, приборах контроля и учета. Ведь технический и коммерческий учет электроэнергии тоже требует определенных расходов. На другом конце линии: разъединитель, спуск, выключатель нагрузки, трансформатор (а это еще магнитопровод и обмотки). На низкой стороне также шины, кабели, выключатели (а здесь токи побольше, потери в проводах и на контактах соответственно больше). А еще также защиты, автоматы, те же приборы учета и контроля, а потом еще и кабели или воздушные линии, разносящие электричество потребителям.

А у потребителя тоже - подключения, счетчики, автоматы (если кто не знает, каждый бытовой однополюсный автомат - это несколько Ватт). Даже выключатель света на стене во включенном положении - это тоже потребитель, каждая розетка - это тоже относительно высокое переходное сопротивление.

Еще сюда нужно добавить утечки через изоляцию, через воздух. Кстати, вы проходили под линией 330 кВ или выше? Если проходили, то имеете наглядное представление об утечках через воздух. Это я описал лишь потери в нормальном режиме, на исправном оборудовании. А ведь в реальности это же далеко не так. В аварийном или близком к нему режимах работает довольно большая часть систем электроснабжения на просторах СНГ (как в других странах - не берусь утверждать).

Это только технические или точнее, технологические, потери. А еще есть коммерческие потери, которые связаны с недоплатами, хищениями, дотациями, которые, казалось бы, несет непосредственно энергоснабжающая организация. Но это лишь "казалось бы". На деле же это тоже бьет, в конце концов, по карману добросовестного потребителя.

И сколько мы на этой транспортировке теряем в масштабах государства? Да так, ерунда, измеряемая в десятках миллиардов долларов в год для больших государств, и в миллиардах для государств поменьше. А знаете, во сколько раз возрастает стоимость электроэнергии, пока она пройдет от генератора к потребителю? Да так, ерунда, примерно в 10 раз. Мы сетуем, когда видим, как из-за утечки в водопроводе или на теплотрассе, течет по улице вода. Утечек электроэнергии мы не видим, но поверьте, их больше, они везде, и в большинстве своем их можно либо устранить, либо существенно уменьшить. Стоит лишь по-новому взглянуть на проблему.

Взглянем на таблицу, в которой приведены потери трансформаторов 6-10/0.4 кВ:

Технические характеристики трансформаторов ТМ

Как видим, процент потерь вроде бы и невелик. При номинальной нагрузке он составляет что-то в районе 1.2%. Но зато при большой недогрузке, несмотря на то, что потери в обмотках уменьшаются, процент общих потерь растет. И растет он за счет того, что потери ХХ остаются неизменными при любой нагрузке.

Кто-то возразит, сказав, что холостой ход - это крайний случай и в основной массе трансформаторы загружены. Ну а ночью много у нас предприятий работает? Во сколько раз ночное потребление меньше дневного? А подстанции работают. Часто бывает такое, что при потреблении в 1-2 кВт на освещение всю ночь работает трансформатор на 1600 и больше кВА.

Что делать? Нужно же ночью питать освещение территории, охрану, дежурные помещения. В таких случаях нужен дополнительный маломощный трансформатор, который бы включался взамен основного при остановке предприятия. Где-то такое есть? Я пока не видел. А ведь это была бы приличная экономия.

А вот еще вариант. Когда-то на предприятиях в моде была (да и сейчас не редкость) система "горячего резерва". При этой системе на двухтрансформаторной подстанции оба трансформатора работают в недогруженном режиме (порядка 70% от номинала) и, в случае отключения одного из них, второй на себя принимал всю нагрузку, перегружаясь примерно на 40%. Предполагается, что в таком состоянии, трансформатор может отработать непрерывно 2 часа, после чего должен быть разгружен до нагрузки, не выше номинальной. Понятно, что такая схема питания имеет серьезные недостатки, в том числе повышенные потери холостого хода в нормальном режиме, и повышенные потери в обмотках в аварийном режиме.

Если же немного подумать, то на замену вышеописанному, можно предложить более совершенный способ горячего резерва из 3-х трансформаторов. В нормальном режиме работают все три трансформатора с нагрузкой 80%, а при выходе из строя одного - 120%. Получается, что и в нормальном, и в аварийном режимах потерь меньше, плюс ко всему, в аварийном режиме трансформаторы могут работать значительно дольше, а при разгрузке можно отключать меньшее количество потребителей. При этом надежность электроснабжения повышается многократно.

5% потерь в линии на одном звене - это из области фантастики, реально теряем 10-20%. А трансформатор - это в номинальном режиме его кпд от 95%. Недогруженный же трансформатор - это меньший процент благодаря неизменным потерям холостого хода, а перегруженный - также меньший кпд благодаря повышенным потерям в обмотках.

Пока еще больше половины? Так это был повышающий трансформатор, для передачи электроэнергии на большие расстояния. В конце линии еще один трансформатор - понижающий, для распределения на множество объектов. А в конце каждой линии еще по одному трансформатору, а там опять линии, и наконец потребители. И если посчитаем, то получится, что транспортировка электроэнергии такая же затратная, как и транспортировка нефти, газа и так далее.

Какой выход? Хочется воскликнуть: "Где же вы, сверхпроводники?" Ау! А пока их нет, давайте подумаем об энергосбережении, о приближении источника к потребителю с сокращением ступеней преобразования. Подумаем?