Методики энергосбережения и повышения качества электроэнергии в распределительных электрических сетях 0,4-10 кВ на основе глубокой компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения

• Автор: Ахметшин, Азат Ринатович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 193 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ НАПРЯЖЕНИЕМ 10 кВ
1.1 РОСТ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ
1.2 ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
1.3 УЛУЧШЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕГРИИ26 1.3Л. Обеспечение нормативного уровня напряжения
1.3.2. Регулирование напряжения с помощью силовых трансформаторов
1.3.3. Компенсация реактивной мощности в распределительных сетях
1.3.4 Увеличение сечения провода
1.3.5 Вольтодобавочные трансформаторы линейные
1.3.6 Устранение несимметрии напряжения
1.4 ВЫВОДЫ
2. ГЛУБОКАЯ КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ КАК ФАКТОР ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
2.1. ОБОСНОВАНИЕ ГЛУБОКОЙ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОЛНОЙ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ НА УРОВЕНЬ НАПРЯЖЕНИЯ
2.3. ПРИМЕНЕНИЯ ВДТ И КУ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ДОПУСТИМЫХ ПРЕДЕЛАХ
2.4. ЗАМЕНА ПРОВОДА НА ПРОВОД БОЛЬШЕГО СЕЧЕНИЯ КАК СРЕДСТВО ОБЕСПЕЧЕНИЯ НОРМАТИВНОГО УРОВНЯ НАПРЯ
2.5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТА РЕКОНСТРУКЦИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
2.6. ВЫВОДЫ
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТРАНСФОРМАЦИИ ВОЛЬТОДОБАВОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НОРМАТИВНОГО УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ
3.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТРАНСФОРМАЦИИ ВОЛЬТОДОБАВОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТИПА ТВК
3.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАГРУЗКИ, КОЭФФИЦИЕНТА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ, ЭКВИВАЛЕНТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИ ДВИГАТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКЕ
3.3. ЧИСЛЕННЫЙ РАСЧЕТ ВЫБОРА ВДТ ТИПА ТВК ПРИ ДВИГАТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКЕ

3.4 ЧИСЛЕННЫЙ РАСЧЕТ ВЫБОРА ВДТ ТИПА ПАРН ПРИ
ДВИГАТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКЕ
3.5. ВЫВОДЫ
4. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИММЕТРИРУЮЩИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
4.1. СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА ОТНОСИТЕЛЬНО ФАЗНЫХ ПЕРЕМЕННЫХ
4.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ
4.3. ЧИСЛЕННЫЕ РАСЧЕТЫ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ
4.4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТРАНСФОРМАТОРА ОТНОСИТЕЛЬНО СИММЕТРИЧНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ.
4.5. ЧИСЛЕННЫЙ РАСЧЕТ НЕПОЛНОФАЗНЫХ РЕЖИМОВ
4.6. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПЕНСАЦИИ ТОКОВ
ОБРАТНОЙ И НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
4.7 ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Одной из острых проблем на сегодняшний день является обеспечение потребителей распределительных электрических сетей (РЭС) напряжением 0,4-ЮкВ качественной электроэнергии (КЭ). Важнейшими показателями КЭ являются уровень и несимметрия напряжения, отклонение которых от нормативных показателей ведет к нарушению работы и уменьшению срока службы электрооборудования. При невыполнении нормативных показателей электроэнергии (ПКЭ) потребитель вправе потребовать от электроснабжающих компаний возмещение ущерба Т.к. электроэнергия указана в «Номенклатуре продукции, в отношении которой законодательными актами Российской Федерации предусмотрена обязательная сертификация», она должна соответствовать требованиям ГОСТ Р 54149-2010 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения», по которому установлены нормы как по отклонениям, так и по несимметрии напряжении. Еще одной из важных проблем в РЭС напряжением 0,4-10 кВ являются большие потери электроэнергии при ее передачи потребителям. Так, по данным ОАО «Сетевая компания» они составляют 62% от общего количества потерь в электрических сетях.
Отклонение уровня напряжения от нормативных значений происходит из-за большой протяженности линий электропередач (ЛЭП) в РЭС напряжением 0,4-10 кВ. Ежегодное увеличение потребителей электроэнергии ведет к тому, что ЛЭП, спроектированные по нормам электропотребления второй половины прошлого века, уже не обладают необходимой пропускной способностью. Актуальной задачей является разработка критериев экономической оценки эффективности реконструкции ЛЭП, в частности, путем замены проводов на большие сечения, применения вольтодобавочных

2. Возникают дополнительные потери напряжения. Например, при передаче мощностей Р и <3 через элемент системы электроснабжения с активным сопротивлением и реактивным потери напряжения увеличиваются. В результате передача значительного количества реактивной мощности по сети, как правило, не может быть осуществлена в связи с недопустимым падением напряжения.
3. Загрузка реактивной мощностью систем промышленного электроснабжения и трансформаторов уменьшает их пропускную способность и требует увеличения сечений проводов и кабельных линий, увеличения номинальной мощности или числа трансформаторов подстанций и т. п. [26]
Компенсация реактивной мощности позволит:
1. Увеличение пропускной способности;
2. Снижение активных потерь;
3. Снижение потерь напряжения;
4. Снижение затрат на оборудование (меньшие сечения проводов и кабелей, меньшая установленная мощность трансформаторов) [27].
Согласно [17] применение конденсаторных установок необходимо:
1) Для поддержания качества электроэнергии, снижения потерь электроэнергии и повышения пропускной способности рекомендуется устанавливать статические компенсирующие устройства, в том числе:
- тиристорно-реакторные группы;
- конденсаторные установки;
- компенсирующие (с использованием фильтров) устройства;
- статические тиристорные компенсаторы на базе силовой электроники.
2) В слабо загруженных сетях 110 кВ для компенсации избыточной зарядной мощности линий могут использоваться управляемые и нерегулируемые шунтирующие реакторы с целью нормализации уровней напряжений.