Повышение надежности и эффективности электрических сетей городов в условиях Крайнего Севера

• Автор: Плюхин, Павел Семенович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 196 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ГОРОДСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА
1Л. Анализ системы электроснабжения северного города
1.2. Подходы к расчетам и оптимизации надежности электрических сетей
1.2.1. Общая характеристика методов
1.2.2. Методы представления функционально-структурных связей элементов электрической сети
1.2.3. Анализ методов расчета надежности электрических сетей
1.3. Удельное количество отказов в электрооборудовании городских электрических сетей
1.4. Анализ результатов измерений показателей качества электроэнергии в
электрических сетях северного города
1.4.1. Система контроля, управления реактивной мощностью и качеством электроэнергии в городских электрических сетях
2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДОВ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА С УЧЕТОМ СТРАТЕГИИ РЕМОНТА
2.1. Схема электроснабжения городских потребителей в условиях Крайнего
Севера на примере г. Нижневартовска
2.2. Разработка методики расчета эксплуатационной надежности городских электрических сетей с учетом стратегии технических обслуживании и ремонта
2.2.1. Методика расчета эксплуатационной надежности городских сетей напряжением 35 кВ
2.2.2. Расчет эффективности различных стратегий обслуживания электрооборудования городских электрических сетей
2.3. Методика расчета надежности сети напряжением 6 кВ
2.4. Разработка методики расчета надежности при грозовых отключениях для городских электрических сетей
2.4.1. Характеристики надежности линий при грозовых отключениях
3. АНАЛИЗ УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА ГОРОДСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ СЕВЕРНЫХ ГОРОДОВ
3.1. Реактивная мощность в городских электрических сетях
3.2. Анализ городских электрических сетей по обеспечению уровней напряжения в сетях напряжением 35 и 6 кВ
3.3. Математическая модель установившегося режима
3.4. Кодирование разряженной матрицы проводимостей
3.5. Расчет параметров установившегося режима городских электрических сетей методом Ньютона
3.6. Результаты расчета установившегося режима фрагмента городской сети г. Нижневартовска
3.7. Программа компенсации реактивной мощности
4. ОПТИМИЗАЦИИ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВРЕМЕНИ ГОДА В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА
4.1. Общие положения по оптимизации электрической сети
4.2. Построение оптимальной кольцевой сети
4.4. Оптимизация надежности электроснабжения города
4.5. Алгоритм оптимизации надежности схемы электроснабжения города
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ (на 15 страницах)
ПРИЛОЖЕНИЕ
Анализ надежности электрооборудования, воздушных и кабельных линий электропередачи
ПРИЛОЖЕНИЕ
Программа компенсации реактивной мощности по г. Нижневартовску на 2008-2015 г.г
Акт о внедрении Программы компенсации реактивной мощности по г. Нижневартовску на 2008-2015г.г.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Акт о внедрении автоматизированной системы технического учёта электроэнергии и диспетчерского управления.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Акт №17 Отдела государственного надзора по Тюменской области УМТУ Ростехрегулирования от 6 марта 2009г. по проверке соответствия качества электроэнергии требованиям ГОСТ 13109-97.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Экономический эффект

ВВЕДЕНИЕ
Проблема обеспечения нормального режима электроснабжения северных городов имеет важное значение. Это связано не только с необходимостью бесперебойного питания важных городских объектов (котельные, тепловые пункты, объекты здравоохранения, водоснабжения и канализации и др.), но и с обеспечением потребителей электроэнергией заданного качества с учетом требования энергосистемы по коэффициенту реактивной мощности tg(p. При этом актуальность данной задачи возрастает в период максимальных нагрузок, то есть в зимнее время в условиях низких температур (от -30° до -55°С).
Распределение электроэнергии для разных групп потребителей северных городов имеет свою специфику в части обеспечения уровня надёжности. Как показала практика, периодически возникающие аварийные отключения в электроснабжении городских объектов приводят к значительному ущербу и нарушению нормальной деятельности значительного числа городских жителей. Поэтому надежность системы электроснабжения города (СЭСГ) в тяжелых климатических условиях в значительной степени определяет жизнеспособность города, особенно в зимний период, что подчеркивают актуальность поставленной в данном диссертационном исследовании задачи повышения надежности СЭСГ.
Качество электроэнергии является одним из основных требований, обеспечивающих нормальную работу СЭСГ в сложных климатических условиях. Одной из причин несоответствия качества электрической энергии у потребителей требованиям стандарта является невысокий уровень управления качеством электрической энергии, что в ряде случаев приводит к тому, что суммарная нагрузка городских объектов (промышленные и жилой фонд) может содержать 85 - 90 % несимметричной нагрузки
Учитывая исторически сложившийся высокий уровень загруженности городских электрических сетей реактивной мощностью (60 МВар при 208 МВт активной мощности в г. Нижневартовске), необходимы технические решения

Характер графика изменения напряжения на шинах РП 6 кВ в течение суток достаточно ровный, хотя отражает суточное изменение нагрузок.
Изменение линейного напряжения 0,4 кВ на шинах РП жилого дома находится в пределах от 372 до 412 В. Наибольшее значение установившегося отклонения напряжения на шинах 0,4 кВ сетей жилого дома составляет 8,7%, наименьшее — 2,4%, а ширина диапазона увеличивается до 11,1%. Исследованные городские электрические сети 0,4 кВ характеризуются неравномерной нагрузкой по фазам и, как результат, нарушением симметрии напряжений (рис. 1.2-1.3). Решение данной задачи сводится к равномерному распределению однофазной нагрузки и к применению специальных мер по симметрированию.
В результате неравномерного распределения нагрузки по фазам на шинах 0,4 кВ напряжение по разным фазам повышается до 248 В, что соответствует значению установившегося отклонения напряжения 12,7% (ГОСТ 13109-97 [28], на зажимах электроприемников нормирует ±5% как нормально допустимое и ±10% как предельно допустимое отклонение установившегося отклонения напряжения).