Разработка мероприятий по рациональному использованию электроэнергии

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Разработка мероприятий по рациональному использованию электроэнергии

1.1 Анализ методов и устройств, обеспечивающих рациональное использование электрической энергии

Методы рационального использование электрической энергии можно разделить на организационные и технические (рис.1).

К организационным относятся:

· повышение квалификации электротехнического персонала;

· наглядная агитация;

· воспитательная работа;

· внедрение многотарифной оплаты за электроэнергию;

Рис.1. Методы рационального использования электрической энергии

К техническим относятся

· повышение коэффициента мощности;

· использование автоматизированных систем;

· повышение качества электрической энергии;

· правильный выбор мощности электроустановок.

Повышение квалификации электротехнического персонала позволяет организовать эксплуатацию электрооборудования на уровне не допускающей потерь электрической энергии. Выявлять очаги энергетических потерь, таких как: ослабление контактных соединений в проводах, шинах а местах их соединения с электрооборудованием; нарушение герметичности и теплоизоляции в трубопроводах пара и горячей воды; и т.п.

Средства наглядной агитации в виде различных плакатов плакатов, баннеров, объявлений с различного типа рисунками, поясняющими надписями и т.п. Например «Знаешь, сколько сжигается газа для того, чтобы обеспечить энергией одну лампочку, которую ты забыл выключить», или «Не оставляй включенным телевизор, в ожидании ночной трансляции чемпионата мира по футболу».

Воспитательная работа начинается непосредственно в семьях, для привития детям бережного отношения к энергоносителям.

Внедрение многотарифной оплаты за электроэнергию. В нашей Республике к сожалению существует однотарифная система по оплате за использованную электроэнергию. Однако повсеместная замена индукционных счетчиков на электронные является существенным подспорьем для внедрения многотарифной оплаты за электроэнергию.

Однако, организационные мероприятия во многом определяются субъективными факторами, и не могут обеспечить существенного вклада в процесс рационального использования электрической энергии. Поэтому проведем разработку технических мероприятий по рациональному использованию электрической энергии.

высоковольтный электрический регулирование энергия

1.2 Повышение коэффициента мощности. Общие сведения

Повышение коэффициента мощности электроустановок -- важная задача, так как низкий cos ? приводит к перерасходу металла на сооружение электрических сетей, увеличению потерь электроэнергии, недоиспользованию мощности и снижению коэффициента полезного действия первичных двигателей и генераторов электростанций и трансформаторов электрических подстанций.

Относительно низкий коэффициент мощности сельских электроустановок объясняется многими причинами (широкое использование электродвигателей сравнительно малой мощности, неполная их загрузка и недостаточно качественный ремонт, неполная загрузка трансформаторов, применение люминесцентных ламп в облучающих установках и для освещения и т. д.).

Следует также отметить, что cos ? сельских электроустановок имеет тенденцию к снижению вследствие увеличения доли силовой нагрузки в общем потреблении электроэнергии.

В целях поощрения мероприятий по повышению коэффициента мощности для промышленных и приравненных к ним потребителей предусмотрена шкала скидок и надбавок к тарифу за электроэнергию в зависимости от значений реактивной мощности, потребляемой из сети энергосистемы.

Шкалу скидок и надбавок применяют независимо от того, по какому тарифу ведут расчет за электроэнергию: по одноставочному (при присоединенной мощности S <750 кВ-А) или по двухставочному (при S >750 кВ-А). Для сельскохозяйственных потребителей расчет за электроэнергию проводят по одноставочному тарифу без учета шкалы скидок и надбавок. Экономический эффект от компенсации коэффициента мощности для сельских электроустановок получают за счет уменьшения потерь электроэнергии в звеньях электрической сети.

1.2.1 Способы повышения коэффициента мощности

Повышение коэффициента мощности может быть осуществлено так называемыми естественным (без применения специальных устройств) и искусственным (применяют специальные устройства для компенсации реактивной мощности) способами.

Для естественного повышения характерны следующие основные мероприятия:

· выбор электродвигателей с номинальной мощностью, равной или близкой мощности рабочей машины, полная их загрузка и ограничение времени холостого хода;

· применение электродвигателей с более высоким cos (р (высокоскоростных, на шариковых подшипниках);

· переключение обмоток электродвигателя при нагрузке меньше 50 % номинальной мощности с треугольника на звезду (такое переключение возможно, если линейное напряжение сети равно номинальному напряжению фазы электродвигателя);

· применение в первые годы эксплуатации сети трансформаторов с номинальной мощностью, несколько меньшей максимальной расчетной мощности потребителей, если последняя определена с перспективой развития на ближайшие 5...7 лет;

· отключение одного из параллельно работающих трансформаторов при значительном снижении нагрузки.

Если все эти меры не дают нужного эффекта, то прибегают к искусственным способам повышения cos ?, т. е. устанавливают специальные устройства для компенсации реактивной мощности.

1.2.2 Компенсация реактивной мощности при помощи статических конденсаторов

Для сельских электроустановок наиболее приемлемый способ повышения коэффициента мощности -- это компенсация реактивной мощности при помощи статических конденсаторов. Статические конденсаторы имеют очень малые потери мощности (0,3......1 %), бесшумны в работе, износоустойчивы, просты и удобны в эксплуатации. Кроме того, статические конденсаторы могут быть подобраны на малые мощности, что особенно важно для сельских электроустановок.

Компенсация реактивной мощности в зависимости от места установки конденсаторов может быть индивидуальной, групповой и централизованной. Конденсаторную батарею подключают к сети параллельно. Конденсаторы разных фаз обычно соединяют между собой в треугольник, так как это дает возможность при одной и той же емкости конденсаторов получить мощность, в 3 раза большую, чем при соединении в звезду. Мощность конденсаторов пропорциональна квадрату напряжения

Qc = 3U2c ?C10-3

где Qc -- суммарная мощность конденсаторов трех фаз, кВАр;

Uс -- напряжение на зажимах конденсаторов, кВ;

? -- угловая частота, с-1 ;

С -- суммарная емкость конденсаторов, мкФ.

При частоте /=50 Гц формула 2.1 принимает вид

Qc = 0,942 U2c C10-3

При соединении конденсаторов в треугольник UC=U, при соединении в звезду UC=U/ 1,73 , где U - линейное напряжение сети.

Мощность конденсаторной батареи, необходимую для повышения коэффициента мощности со значения cos (pj до значения cos (р2, определяют по формуле

Qc = P(tg ?1 - tg ?2)

где Р -- активная мощность установки, кВт;

?1 -- угол сдвига фаз до включения батареи конденсаторов;

?2 -- угол сдвига фаз после включения батареи конденсаторов.

Целесообразность и способ установки конденсаторов должны быть обоснованы технико-экономическим расчетом.

Промышленность выпускает комплектные конденсаторные установки типа (ККУ) на напряжение 0,38; 6,3 и 10,5 кВ (табл.1), использование которых облегчает монтаж и обслуживание конденсаторных батарей и повышает надежность работы конденсаторов.

Таблица 1. Комплектные конденсаторные установки

Тип	Мощность, кВАр	Конденсаторы	Габаритные размеры установки, мм
		Тип	Мощность, кВАр	Число
ККУ Н-10	400	КМН2-80,5-26	26	15	2040X1760X1400
ККУ-0,38-1	80	КМ-0,38	13,5	6	765x690x2060
ККУ-0,38-111	160	КМ-0,38	13,5	12	1465X690X2060
ККУ-0.38-У	280	КМ-0,38	13,5	21	2165x690x2060
КУ-6-1	255	КМ2-6.3-26	26	9	1720X850X2630
КУ-1С-1	240	КМ2-10,5-26	26	9	1720x850x2630
КУ-6-2	425	КМ2-6.3-26	26	15	2570x850x2630
КУ40-2	400	КМ2-10,5-26	26	15	2570x850x2630
КУ-6-3	510	КМ2-6.3-26	26	18	3420x850x2630
КУ-10-3	480	КМ2-10,5-26	26	18	3420x850x2630
КУ-6-4	680	КМ2-6.3-26	26	24	4120X850X2630
КУ-10-4	640	КМ2-10,5-26	26	24	4120X850X2630
КУ-6-5	850	КМ2-6,г-26	26	30	4820x850x2630
КУ-10.5-5	800	КМ2-10.5-26	26	30	4820x850x2630
ККУН-6	420	КМН2-6.3-26	26	15	2040x1760х 1400

Это дает возможность поддерживать заданный коэффициент мощности при любых изменениях нагрузки.

Экономический эффект от применения конденсаторов при плате за электроэнергию по одноставочному тарифу определяют по выражению

Эг = Эгп + Зг

где Эг -- годовой экономический эффект от применения конденсаторов, сум;

Эгп -- годовая экономия от снижения потерь электроэнергии за счет использования конденсаторов, сум;

Зг -- приведенные годовые затраты на установку и эксплуатацию конденсаторов, сум.

На рис.2 приведена схема присоединения конденсаторной батареи (БК) напряжением 380 В через рубильник и автомат (применяют также с рубильником и предохранителем и с рубильником и предохранителем и контактором).

Рис. 2. Электрическая схема присоединения конденсаторной батареи в сетях 0,38...0,66 кВ



Рис.3. Электрическая схема присоединения конденсаторов к шинам 6... 10 кВ: а -- с высоковольтным выключателем; б --с высоковольтными предохранителями

В качестве разрядных сопротивлений в схеме использованы лампы накаливания. При напряжении 10 (6) кВ конденсаторные батареи присоединяют через высоковольтные выключатели или высоковольтные предохранители (рис.2.3). В качестве разрядных сопротивлений в схеме применены трансформаторы напряжения. При эксплуатации БК возникают значительные перенапряжения и броски тока, поэтому необходимы специальные быстродействующие выключатели, имеющие повышенную износоустойчивость контактных и механических частей. Выключатели на 10 (6) кВ и автоматы или контакторы на 380 В нормального исполнения следует выбирать с запасом по номинальному току не менее чем на 30 %.

Защитные аппараты БК выбирают с учетом отстройки от токов включения и разряда конденсаторов.

Ток плавкой вставки при защите предохранителями

Iв ? 1,6 n Qк /(1,73 Uн)

где п -- общее число конденсаторов во всех фазах;

QK -- номинальная мощность однофазного конденсатора, кВАр;

U„ -- номинальное междуфазное напряжение, кВ.

Ток уставки при защите автоматами

1у < 1,3 n Qк/ (1,73 Uн)

Автоматы должны иметь комбинированные разделители. Разрядное сопротивление, необходимое для быстрого разряда БК и подключаемые к ней параллельно, выбирают по условию

R =15U2ф 105 /Qк.о.

где Uф -- фазное напряжение сети, кВ;

Qк.о -- мощность конденсаторной батареи, кВАр.

1.2.3 Расчет экономической эффективности компенсации реактивной мощности

Выбрать конденсаторную батарею и определить экономическую эффективность ее установки для предприятия по ремонту электротехнического оборудования и техники водного хозяйства, подключенного к электрическим сетям системы акционерной компании «УЗБЕКЭНЕРГО». Естественный (без компенсации) cos ? = 0,75 (tg ? = 0,882), оптимальный (по договору с Энергосбытом) cos ? = 0,95 (tg ?=-0,34). Максимальная активная мощность на вводе Ртах = 870 кВт, время использования максимальной нагрузки Ттах =3000 ч.

Определяем расчетную мощность конденсаторов

Qк = Рmax (tg ?1 - tg ?2) = 870 (0,882 -- 0,34) = 471,54 кВАр.

Выбираем к установке комплектное конденсаторное устройство КУ-10-3 (см. табл. 1.) и находим фактическое значение cos ? при включении батареи

tg ?'2= tg ?2 - (Qк.у /Pmax) = 0,882 - (480/870) = 0,29,

cos ?'2 = 0,96.

Капитальные затраты на установку комплектного устройства КУ-10-3 составляют 5500 тыс. Сум. (см. табл.2.1). При отчислениях на амортизацию 6,4% и коэффициенте экономической эффективности 0,15, приведенные годовые затраты составляют:

3г = (Е + Иа) К= (0,15 + 0,064) 5500 = 1177 тыс. сум.

Так как присоединенная мощность больше 750 кВ-А, то оплату за электроэнергию осуществляют по одноставочному тарифу (112 сум за 1 кВТ'ч). Надбавка к тарифу при отсутствии конденсаторной батареи 50%

(Q = 0,882-870 = 767 кВАр и К = 767-100/471,54 =163 %).

Количество электроэнергии, потребленной за год

А = Ртах Ттах = 870-3000 = 2 610 000 кВт-ч.

Плата за электроэнергию с учетом 50 %-й надбавки

П1 = (В + Н) А = (112 + 56) 2 610 000 = 438480 тыс. сум,

где В и Н-- соответственно тариф и надбавка к тарифу за 1 кВт-ч.

При установке конденсаторной батареи

К= 480-100/471,54= 101,8%.

По шкале скидок и надбавок к тарифу за электроэнергию видим, что при К= 101,8 % скидка с тарифа составляет 5 %.

Плата за электроэнергию с учетом 5 %-й скидки

П2 = 0,95 В А = 0,95 -112 -2 610 000 = 277704 тыс. сум.

Годовая экономия при установке конденсаторной батареи

Эг = П1 -- (П2 + Зг) = 438480 -- (277704 + 1177) = 159599 тыс. сум.

1.2.4 Современные системы низковольтного и высоковольтного оборудования компенсации реактивной мощности

ООО «ЧЭАЗ - ЭЛПРИ» разработаны и серийно производятся:

1. Регулируемые установки серии УККРМ5, УККРМ6 на напряжение 0,4 (0,66) кВ мощностью 5.. .1000 кВАр с шагом регулирования от 5 кВАр;

2. Регулируемые и нерегулируемые установки серии УККРМ 7 на напряжение б (10) кВ мощностью 50-10 ООО кВАр с шагом регулирования от 50 кВАр;

3. Установки конденсаторные в блочно-модульном здании контейнерного типа на базе УККРМ5, УККРМб, УККРМ7.

В конструкции УККРМ применяются конденсаторы производства таких фирм как Е1.ЕСТКОЫ1СОЫ, 2Е2-511.КО (Чехия) и 15КВА (Словения).

Отличительные особенности применяемых конденсаторов:

- Использование 3-х фазных конденсаторов: позволяет значительно, в сравнении с однофазными конденсаторами, сократить массо-габаритные размеры установок, количество проводов и контактных соединений; увеличить надежность.

- Конденсаторы оснащены встроенными разрядными модулями: разряд конденсаторов происходит по 0,4 кВ до 50 В за 60 сек.; по 6-10 кВ до 75 В за 10 мин. Это увеличивает безопасность обслуживающего персонала; исключает перегрузки конденсаторов при повторном включении.

- Экологичность: экологически чистый и безопасный наполнитель инертный газ (или синтетическое масло) не представляют угрозу для людей и окружающей среды;

- Простота утилизации отработанных конденсаторных банок;

- Самовоостанавливающийся диэлектрик: способность конденсаторов длительное время сохранять паспортные значения.

- Безопасность обслуживания и защита от разрыва: конденсаторы оснащены предохранителями - прерывателями, срабатывающими в любом случае избыточного давления внутри банки. Это может произойти при перегрузке по току, перегреве, в конце срока службы из-за большого количества самовосстанавливающихся пробоев.

В низковольтных установках УККРМ 0,4; 0,66 кВ применены специальные пускатели с предварительно замыкающимися контактами, которые последовательно соединены с резисторами предварительной зарядки для погашения больших пусковых токов. В установках УККРМ 6-10 кВ для этих целей применены специальные вакуумные контакторы для коммутации емкостных нагрузок и демпфирующие реакторы.

Регулятор реактивной мощности:

Количество ступеней регулирования: до 6 при NOVAR 1005, 1206; до 8 при NOVAR 1007 или до 14 при NOVAR 1114, 1214.

Цифровой регулятор реактивной мощности NOVAR (Чехия), имеет следующие отличительные особенности:

Подключение: измеряемые сигналы можно подключить к регулятору в произвольной комбинации, т.е. произвольное фазное или линейное напряжение и ток любой фазы.

Режим работы автоматический и ручной. В ручном режиме возможен ввод требуемых параметров:

* Косинус - от 0,80 индуктивного до 0,90. емкостного.

* Время переключения ступеней - от 5 до 1200 сек.

* Блокировка повторного включения ступени - от 5 до 1200 сек.э

В автоматическом режиме автоматически определяется как способ подключения, так и величина отдельных присоединенных компенсирующих ступеней.

Подключение и отключение компенсирующих конденсаторов осуществляется так, чтобы требуемый косинус был достигнут одним циклом регулирования и минимальным количеством переключаемых ступеней.

Прибор выбирает отдельные ступени с учетом их равномерной загрузки и сначала подключает ступени, которые были отключены раньше всего и их остаточный заряд минимальный.

Микропроцессорный регулятор позволяет производить измерение параметров компенсируемой сети с выводом результатов на его дисплей: косинус, напряжение, ток, уровень и содержание высших гармоник. Встроенный интерфейс KS232/KS485 позволяет передавать результаты измерения в память удаленного компьютера.

Алгоритм работы регулятора обеспечивает правильную работу в сети с повышенным содержанием высших гармоник.

Фильтрующие дроссели:

При наличии в компенсируемой сети значительных гармонических искажений тока и напряжения, вызванных нелинейными нагрузками -преобразователями, дуговыми электропечами, тиристорными приводами и т. д., в УККРМ предусмотрена защита от перегрузки конденсаторов токами высших гармоник с помощью специальных фильтрующих дросселей, включаемых последовательно с конденсатором. Для подбора параметров образовывающегося уже частично фильтрокомпенсирующего контура и во избежание возникновения резонансных явлений наши специалисты предварительно производят измерения параметров сети с помощью портативного электроанализатора на предприятии Заказчика.

Фильтрующие дроссели позволяют:

- избежать резонанса и его последствий

- фильтровать высшие гармоники и избежать последствий их влияния.

Модульность конструкции:

0,4; 0,66 кВ: Низковольтные установки имеют модульную конструкцию и компануются из силовых модулей. Конструктивно модуль представляет собой:

- каркас Г- образной формы, изготовленный из оцинкованной стали;

- на горизонтальной поверхности каркаса устанавливаются низковольтные конденсаторы;

- на лицевой вертикальной стороне каркаса устанавливаются контакторы, предохранители, токоведущие шинки;

- производятся необходимые соединения кабелем.

6-10 кВ: Установки УККРМ-7 представляют собой модульную конструкцию, состоящую из следующих элементов:

Вводная ячейка, в которой установлены трансформаторы тока; амперметры, показывающие ток всех конденсаторов; автоматика защиты, сигнализирующая о превышении конденсаторами заданного максимального тока. Схема блокировки коммутационных элементов и дверей обеспечивает безопасность обслуживания. По желанию Заказчика установка оборудуется разъединителем.

Конденсаторные ячейки.

В них расположены батареи конденсаторов на заданную реактивную мощность. В том случае, когда ячейка участвует в регулировании, дополнительно устанавливаются реакторы и вакуумные контакторы.

Сборка комплектных УККРМ: производится на предприятии-изготовителе, а на месте их размещения - только монтаж и подключение шкафов.

Данный подход обеспечивает легкую взаимозаменяемость силовых модулей, обеспечивает простоту наращивания мощности установки при развитии сетей предприятия.

Охлаждение тепловыделяющих элементов внутри шкафов УККРМ производится приточными вентиляторами.

1.3 Регулирование напряжения в сельских электрических сетях

1.3.1 Общие сведения

Специфические особенности сельских электрических сетей -- их большая протяженность и сравнительно малые удельные мощности, приходящиеся на 1 км электрической линии, создают большие затруднения в обеспечении необходимого уровня напряжения у потребителей электроэнергии. Кроме того, в связи с непрерывным ростом потребления электроэнергии часто возникает необходимость увеличения пропускной способности действующих электрических линий. Выполнение этих условий за счет увеличения площади сечения проводов приводит в ряде случаев к большому перерасходу металла и значительному увеличению затрат на сооружение или реконструкцию электрической сети.

Для того чтобы поддерживать необходимое напряжение у электроприемников и увеличить пропускную способность действующих линий без замены проводов, применяют устройства регулирования напряжения (УРН), при помощи которых полностью или частично компенсируются потери напряжения в звеньях электрической сети. Вместе с тем регулирующие устройства дают возможность автоматически изменять уровни напряжения в отдельных точках электрической сети при изменении нагрузки. Применение УРН в ряде случаев дает возможность выполнить сеть с наименьшими затратами металла и денежных средств.

Необходимость применения регулирующих устройств определяют при составлении таблиц отклонений напряжения, посредством которых можно также ориентировочно наметить место их установки. Целесообразность использования тех или иных устройств регулирования напряжения выявляют в результате технико-экономических расчетов и определения эффективности регулирования сравниваемых УРН.

Необходимость выбора и установки УРН может возникнуть в следующих случаях.

При проектировании сетей 6...20 и 0,38 кВ, когда при выборе проводов по наименьшим приведенным годовым затратам отклонения напряжения у ряда потребителей выходят за пределы допускаемых и увеличение площади сечения проводов по своим технико-экономическим показателям менее эффективно, чем установка УРН.

Исходные данные для решения этой задачи -- уровни напряжения в точках присоединения сети (шины 6...20 кВ питающей подстанции 35...110/6...20 кВ, шины ТП 6...35/0.4 кВ).

При реконструкции воздушных линий 6...20 и 0,38 кВ, когда отклонение напряжения у части потребителей в результате увеличения нагрузок выходит за пределы --7,5 %, а для животноводческих комплексов, птицефабрик и крупных ферм -- за пределы -5 %.

В этом случае делают следующее: составляют таблицу отклонений напряжения с учетом увеличения потерь напряжения в связи с ростом нагрузок; из таблицы отклонений напряжения определяют диапазон регулирования, обеспечивающий уровни напряжения во всех точках сети, не выходящие за допускаемые пределы; принимают тип регулирующего устройства и выбирают его; проводят технико-экономическое сравнение вариантов реконструкции сети с установкой устройств регулирования нао без установки устройств регулирования напряжения.

В результате сравнения находят вариант с лучшими технико-экономическими показателями.

При проектировании сельских электрических установок рекомендуют применять следующие устройства регулирования напряжения: авторегулируемые силовые трансформаторы с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН), вольтодобавочные трансформаторы (ВДТ), устройства продольной емкостной компенсации, устройства поперечной емкостной компенсации.

1.3.2 Авторегулируемые силовые трансформаторы

В соответствии с НТПС--74 на вновь сооружаемых подстанциях 35... 110/6...20 кВ необходимо устанавливать трансформаторы с РПН. Регулирующее устройство таких трансформаторов служит для компенсации потерь напряжения в питающей линии и в самом трансформаторе, а также если есть запас в диапазоне регулирования для компенсации потерь напряжения в сети 6...20 кВ (при возможности встречного регулирования напряжения).

При суммарном значении отклонений напряжения в питающей линии и трансформаторе 10... 15 % трансформаторы с РПН наиболее приемлемы по своим технико-экономическим показателям при cos ? > 0,9, когда регулирующие устройства малоэффективны (УПК) или значительно дороже (ВДТ).

Для электроснабжения сельскохозяйственных районов в основном применяют авторегулируемые трансформаторы типа ТМН мощностью 630...6300 кВ-А с диапазоном регулирования ±6x1,5 и ±6x1,67.

Авторегулируемые потребительские трансформаторы напряжением 10 (6)/0,4 кВ целесообразно применять на удаленных участках сети, где необходимый уровень напряжения не может быть достигнут за счет применения других средств регулирования, и для питания потребителей, графики нагрузок которых не совпадают с графиком нагрузки распределительной сети.

1.3.3 Вольтодобавочные трансформаторы

Вольтодобавочные трансформаторы целесообразно применять при росте нагрузок, который сопровождается увеличением потерь напряжения, приводящих к снижению напряжения у потребителей до недопустимых пределов. ВДТ также могут быть использованы для регулирования напряжения в узловых точках распределительной сети 6 и 10 кВ, питающих группу потребительских трансформаторов мощностью 20...63 кВ-А при суммарной мощности группы свыше 250...600 кВ-А.

Следует отметить, что устанавливать вольтодобавочные трансформаторы экономически выгодно лишь в случае компенсации ими потерь напряжения в сети не менее 4...5 %.

Из выпускаемых промышленностью вольтодобавочных трансформаторов для регулирования напряжения в распределительных сетях наиболее приемлемы по своим технико-экономическим показателям автотрансформаторы типа ЛТМ, предназначенные для работы в распределительных сетях с кратностью токов к. з не более 20 и с коэффициентом мощности нагрузки не менее 0,6.

Вольтодобавочные трансформаторы этого типа имеют устройство для ступенчатого автоматического регулирования напряжения в пределах от 10 до --5 % (через каждые 2,5 %). Точность поддержания напряжения на выходе ЛТМ составляет ±2 % Автотрансформаторы типа ЛТМ в радиальных сетях включают по схеме продольного регулирования, при которой добавочная ЭДС автотрансформатора совпадает по фазе с напряжением основного трансформатора. Проходная мощность ЛТМ связана с его собственной мощностью выражением

Таблица 2. Технические характеристики автотрансформаторов типа ЛТМ

Тип автотрансформатора	Номинальное напряжение, кВ	Проходная мощность, кВ-А	Диапазон регулирования (%) и число ступеней
ЛТМ-400/10	6... 10	400.	-5 %, 10%
ЛТМ-630/10	6... 10	630	-5%, 10%
ЛТМ-630/35	20...35	630	--2x2,5 %; 4x2,5 %
ЛТМ-1600/10	6... 10	1600	--2x2,5 %; 4x2,5 %

Sc = n?US/100

где п -- число ступеней регулирования;

? U -- ступень регулирования, %;

S -- проходная мощность, кВ-А.

Технические данные автотрансформаторов типа ЛТМ приведены в таблице .

1.3.4 Устройства продольной емкостной компенсации (УПК)

Регулирование напряжения посредством УПК осуществляют путем последовательного включения в линию статических конденсаторов. Установка УПК экономически целесообразна в электрических сетях 6...35 кВ с коэффициентом мощности в максимуме не более 0,9, так как создаваемая УПК надбавка напряжения уменьшается при повышении коэффициента мощности (при cos ? = 1 надбавка напряжения равна нулю). Особенно эффективно применять УПК при резкопеременной нагрузке, так как конденсаторы обеспечивают мгновенное изменение напряжения при колебаниях нагрузки.

Для правильного выбора УПК необходимо иметь следующие исходные данные: значение передаваемой по линии максимальной мощности и ее коэффициент мощности; ежегодный прирост нагрузок на ближайшие пять лет; если эти сведения отсутствуют, то обычно считают, что каждый год нагрузки увеличиваются на 10 %; уровень напряжения в точке установки УПК при максимуме нагрузки и надбавку напряжения, которую нужно получить при помощи УПК.

Ниже приведен порядок расчета и выбора устройств продольной емкостной компенсации:

1. Определяют расчетную мощность конденсаторов по формуле

Qк = Sг.max {sin ? - [(Uex/Ueыx)2 - cos2?]0'5}

где Sг.max -- максимальная мощность линии в месте установки УПК на конец расчетного периода (5...7 лет), кВ-А;

Uex -- напряжение на входных зажимах УПК;

Ueыx -- напряжение, которое нужно получить на выходе УПК;

cos ? -- коэффициент мощности нагрузки в максимальном режиме.

2. Выбирают тип и число конденсаторов УПК. При выборе типа конденсаторов УПК определяющими параметрами являются максимальный ток, протекающий по линии, и расчетное сопротивление конденсаторов. Максимальный ток

Іmax =Smax /(1,73UH)

Расчетное емкостное сопротивление одной фазы

xc=Q/(3I2max)

Сопротивление выбранных конденсаторов должно быть как можно ближе к расчетному, но не менее его.

3. Определяют действительную надбавку напряжения, получаемую при помощи выбранных конденсаторов

? Uд = ?{sin ? -- 0.5 ? cos2?

Здесь ? = 1,73Uк.н.

Imax /(Uвх Iк.н)

где Uк.н и Iк.н -- номинальные напряжения и ток конденсаторов фазы.

Действительное напряжение на выходных зажимах УПК

U'вых = Uex( 1+?Uд)

Нежелательно параллельно включать конденсаторы в одну фазу, так как при этом уменьшается их общая емкость и при несовпадении характеристик конденсаторов распределение тока между ветвями будет неравномерным.

В нормальном режиме работы сети напряжение на зажимах конденсаторов УПК пропорционально протекающему по ним току и составляет 5... 10 % номинального напряжения сети. Это дает возможность устанавливать конденсаторы с номинальным напряжением, много меньшим номинального напряжения сети. Однако при к. з за УПК напряжение на зажимах конденсаторов может достигнуть такого значения, при котором конденсаторы, если не принять специальных мер защиты, будут пробиты.

Конденсаторы обладают большой перегрузочной способностью по напряжению, значение которой зависит от продолжительности протекания тока к. з. Значение допустимой кратковременной перегрузки по напряжению в расчетах принимают равным 3,5.

Рис.4. Схема установки УПК: R2, Rj --разрядные сопротивления; QSl и QS2-- трехполюсные разъединители для включения и отключения УПК; FV трехполюсный разъединитель для шунтирования УПК; С--конденсатор

Проверка УПК на перегрузочную способность заключается в определении тока к. з и расчетной кратности перенапряжения ?расч которую сравнивают с допустимой ?доп.

Ток трехфазного к. з на выходе УПК

I(3) = Ucp/(l,73zк)

где Ucp -- среднее номинальное напряжение сети;

zK = [r2K + (xLк - хс)J0'5 -- полное сопротивление сети до точки к. з;

r2K -- активное сопротивление сети до точки к. з;

xLк -- индуктивное сопротивление сети до точки к. з;

хс -- емкостное сопротивление УПК.

Если ?расч ? ?доп. то УПК в специальной защите не нуждается. Если ?расч > ?доп необходимо установить защиту от перенапряжения.

Наиболее приемлемые средства защиты от перенапряжений -- разрядники с вращающейся дугой (РВД). Кроме РВД, в УПК устанавливают разрядные сопротивления, на которые разряжаются конденсаторы при пробое разрядника и шунтировании конденсатора шунтирующим разъединителем.

На рис. 4 приведена схема установки УПК с двумя комплектами разрядных сопротивлений R1 и R2. На комплект R1 конденсаторы разряжаются при срабатывании РВД, а на комплект R2 -- при шунтировании УПК разъединителем.

Размещено на Allbest.ur

...