 |
При помощи каких устройств и методов можно достигнуть наибольшей экономии электроэнергии.
|
|
|
|
Экономия электроэнергии достигается путем компенсации реактивной мощности. Применяются следующие устройства для компенсации:
Синхронные компенсаторы являются синхронными двигателями облегченной конструкции без нагрузки на валу. Они могут работать в режиме как генерации реактивной мощности (при перевозбуждении компенсатора), так и ее потребления (при недовозбуждении).
Конденсаторы — специальные емкости, предназначенные для выработки реактивной мощности. По своему действию они эквивалентны перевозбужденному синхронному компенсатору и могут работать лишь как генераторы реактивной мощности.
Появление мощных приемников с резкопеременной нагрузкой привело к необходимости создания принципиально новых источников реактивной мощности — статических компенсирующих устройств. Основными элементами статических компенсирующих устройств являются конденсатор и дроссель — накопители электромагнитной энергии и вентили (тиристоры), обеспечивающие ее быстрое преобразование. В настоящее время известно большое количество вариантов схем, которые разделяют на три группы:
1) мостовые источники реактивной мощности с индуктивным накопителем на стороне постоянного тока;
2) реакторы насыщения с нелинейной вольт-амперной характеристикой;
3) реакторы с линейной вольт-амперной характеристикой и последовательно включенными встречно-параллельными управляемыми вентилями.
Большая часть потерь электроэнергии (приблизительно 60—70%) падает на линии и из них более половины на линии напряжением 10 кВ и ниже. Поэтому рассматриваемые ниже мероприятия по снижению потерь электроэнергии в значительной степени относятся к сетям напряжением до 10 кВ включительно и непосредственно к электроустановкам потребителей.
|
|
|
Основными методами снижения потерь электроэнергии в сетях являются:
а) повышения уровня рабочего напряжения в сети. В линиях 220 кВ и выше имеются нагрузочные потери и потери на корону. Первые из них с увеличением рабочего напряжения падают, а вторые – увеличиваются. Оптимальным является тот вариант, который обеспечивает минимум потерь. В распределительных сетях 110 кВ и ниже потерями на корону можно пренебречь. Поэтому в таких сетях целесообразно поддерживать напряжение максимальным.
б) Управление потоками мощности в неоднородных сетях. Его осуществляют в замкнутых сетях, содержащих в контурах два и более номинальных напряжения. Для этого используют вольдобавочные трансформаторы, с помощью которых создают продольно-поперечную ЭДС, и как следствие, уравнительные потоки мощности.
в) Размыкание замкнутых сетей в оптимальных точках. Городские и сельские распределительные сети 6, (10) кВ являются сложнозамкнутыми. Но по условию уменьшения количества коммутационных аппаратов и упрощению РЗ их эксплуатируют в разомкнутом режиме. При этом точки размыкания выбирают исходя из минимума потерь электроэнергии.
г) применение рациональных схем сети, позволяющих осуществлять наиболее экономичную загрузку линий и трансформаторов; рационализация энергохозяйств промышленных предприятий, в частности, улучшение коэффициента мощности, правильный выбор мощности и загрузки электродвигателей и т. п.
д) сокращение продолжительности ремонтов. Возможность влияния на потери мощности здесь проявляются за счет меньшей продолжительности отключения одного из параллельных трансформаторов, линий…
е) компенсация реактивной мощности
ж) замена проводов ВЛ. Необходимо, когда фактические нагрузки превышают расчетные.
з) Применение накопителей энергии. Они предназначены для выравнивания суточных графиков нагрузки. К ним относятся гидроаккумулирующие электростанции, тепловые накопители.
|
|
|
Вопрос 86: Как выбираются устройства для регулирования напряжения?
Для выбора средств регулирования напряжения и их размещения в системе электроснабжения необходимо выявить уровни напряжения в различных ее точках с учетом мощностей, передаваемых по ее отдельным участкам, технических параметров этих участков, сечения линий, мощностей трансформаторов и т.д. При определении средств регулирования исходят не только из технических, но и из экономических критериев.
При проектировании электрических распределительных сетей представляет интерес выяснение методов ограничения колебания напряжения при различных режимах электроприемников. Резкие изменения режимов токоприемников влияют на режим напряжения в сети и, таким образом, на режим работы других токоприемников, присоединенных к этой цепи. Для ограничения влияния на режим напряжения в сети и воздействия на режим работы других токоприемников можно рекомендовать следующие основные пути:
а) приближение мощных источников питания к потребителям с резко переменным характером потребления электроэнергии;
б) уменьшение индуктивного сопротивления питающих линий, в том числе снижение реактивного сопротивления линейных реакторов и питающих трансформаторов, а также ограничение применения распределительных токопроводов для межцеховых и первичных распределительных сетей;
в) выделение отдельных, независимых линий 6-20 кВ для непосредственного питания токоприемников с резко переменным режимом от шин ТЭЦ или ГПП;
г) ограничение токов пуска и самозапуска двигателей и продолжительность пускового режима, а также применение АРВ синхронных двигателей;
е) применение режимов параллельной работы питающих трансформаторов ГПП;
ж) выделение питания освещения путем перевода на отдельные трансформаторы (это можно рекомендовать только для отдельных сетей, от которых питаются установки с частыми и тяжелыми условиями пуска двигателей);
з) принудительное воздействие на режим работы токоприемников с резко выраженным характером потребления.
|
|
|
Основными техническими средствами регулирования напряжения в системах электроснабжения промышленных предприятий являются:
- Силовые трансформаторы с устройствами регулирования под нагрузкой
(РПН). Применяются для централизованного регулирования напряжения в распределительной сети промышленного предприятия; оно осуществляется трансформатором с автоматическим регулированием напряжения под нагрузкой. Трансформатор установлен на главной понизительной подстанции (ГПП) предприятия. Трансформаторы, имеющие устройства РПН, комплектуются блоками.
- Вольтодобавочные трансформаторы с регулированием под нагрузкой.
Централизованное регулирование в ряде случаев оказывается недостаточным. Поэтому для электроприемников, чувствительных к отклонению напряжения, в распределительной сети устанавливают вольтодобавочные трансформаторы. Цеховые трансформаторы распределительных сетей, как правило, не имеют устройств РПН и оснащаются устройствами регулирования без возбуждения, позволяющими переключать ответвления силового трансформатора при отключении его от сети.
- Конденсаторные батареи продольного и поперечного включения.
Установка последовательно включенных в линию конденсаторов УПК дает возможность компенсировать индуктивное сопротивление и потерю напряжения в линии. Для УПК отношение емкостного сопротивления конденсаторов к индуктивному сопротивлению линии, выраженное в процентах, называется процентом компенсации:
.
На практике применяют лишь частичную, или неполную компенсацию реактивного сопротивления линий (с < 100%). Полная, или избыточная компенсация в сетях (с >100%), непосредственно питающих нагрузку, обычно не применяется, так как это связано с возможностью появления в сети напряжений выше допустимых. В связи с этим устройства УПК должны быть оснащены коммутаторами, шунтирующими часть батарей.
Конденсаторы, подключаемые параллельно сети, генерируют реактивную мощность и одновременно напряжение, так как уменьшают потери в сети. Реактивная мощность, генерируемая подобными батареями - 
. Таким образом, реактивная мощность, отдаваемая батареей поперечно включенных конденсаторов, в значительной мере зависит от величины напряжения на её зажимах.
|
|
|
- Синхронные двигатели с автоматическим регулированием тока возбуждения. При применении
таких установок не удается полностью избежать колебаний напряжения, с одной стороны, вследствие недостаточного быстро – действия и, с другой, - вследствие реагирования автоматических регулирующих устройств на уже совершенные отклонения и колебания напряжения. Область применения синхронных двигателей пока ограничена, во всяком случае, применение на них автоматического регулирования может считаться целесообразным лишь при их достаточно большой мощности, а такие установки являются относительно редкими.
- Генераторы местных электростанций, имеющихся на большинстве крупных промышленных
предприятий. Позволяют изменять напряжение в сети в относительно небольших пределах. Генератор выдает номинальную мощность при отклонениях напряжения на его выводах не более 
от номинального. При больших отклонениях мощность генератора должна быть снижена. Этот способ регулирования может обеспечить необходимый режим напряжения для близлежащих потребителей, питающихся от шин генераторного напряжения электростанций.
|
|
|
