Исследование вопроса компенсации реактивной мощности в электрических сетях «Россети Ленэнерго»

Page 1
background image

Page 2
background image

Михаил

 

ВАСЬКОВ

заместитель

 

главного

 

инженера

 

по

 

оперативно

-

техно

 

логическому

 

и

 

ситуационному

 

управлению

«

Россети

 

Ленэнерго

»

Артем

 

ВАНИН

,

научный

 

сотрудник

 

кафедры

 «

Электро

-

энерге

 

ти

 

ческие

 

системы

» 

ФГБОУ

 

ВО

 

«

НИУ

 «

МЭИ

»

Владимир

 

ТУЛЬСКИЙ

доцент

директор

 

ИЭЭ

ФГБОУ

 

ВО

 «

НИУ

 «

МЭИ

»

Исследование

 

вопроса

 

компенсации

 

реактивной

 

мощности

 

в

 

электрических

 

сетях

 «

Россети

 

Ленэнерго

»

В

 

статье

 

рассматривается

 

вопрос

 

компенсации

 

реактивной

 

мощности

 

в

 

распределительных

 

сетях

Распределенное

 

ре

-

гулирование

 

режима

 

непосредственно

 

у

 

потребителей

 

явля

-

ется

 

необходимым

 

условием

 

для

 

перехода

 

к

 

интеллектуаль

-

ному

 

управлению

 

электрическими

 

сетями

В

 

статье

 

показан

 

пример

 

системного

 

подхода

 

к

 

анализу

 

компенсации

 

реактив

-

ной

 

мощности

 

на

 

основе

 

регулярно

 

собираемых

 

электросе

-

тевыми

 

компаниями

 

данных

 

в

 

виде

 

записей

 

журналов

 

кон

-

трольных

 

замеров

 

и

 

баз

 

измерений

 

систем

 

АСКУЭ

Р

аспределительные

 

сети

 — 

это

 

самая

 

протяженная

 

и

 

разветвленная

 

часть

 

электроэнергетической

 

системы

Они

 

связывают

 

конечных

 

потребителей

 

с

 

электрическими

 

сетями

 

более

 

высокого

 

класса

 

напряжения

Они

 

могут

 

быть

 

выполнены

 

с

 

радиальной

кольцевой

 

или

 

сложнозамкнутой

 

структурой

При

 

этом

как

 

правило

они

 

работают

 

в

 

разомкнутом

 

режиме

Из

-

за

 

большой

 

общей

 

протяженности

 

и

 

разветвленности

 

распределительных

 

сетей

 

они

 

представляют

 

собой

 

наименее

 

наблюдаемую

 

и

 

контролируемую

 

часть

 

электроэнерге

-

тической

 

системы

Системы

 

автоматического

 

контроля

 

и

 

учета

 

электроэнергии

 

устанавли

-

ваются

 

на

 

головных

 

участках

 

фидеров

 

на

 

питающих

 

подстанциях

Режимные

 

параметры

 

в

 

узлах

 

распределительной

 

сети

 

контролируются

 

посредством

 

инструментальных

 

изме

-

рений

 

дважды

 

в

 

год

 — 

в

 

период

 

зимнего

 

максимума

 

и

 

летнего

 

минимума

 

нагрузки

 [1]. 

На

 

текущий

 

момент

 

областные

 

распределительные

 

электрические

 

сети

 6–10 

кВ

 

вы

-

полнены

как

 

правило

по

 

кольцевой

 

схеме

Воздушное

 

исполнение

 

ЛЭП

 

преобладает

 

над

 

кабельным

часто

 

применяются

 

однотрансформаторные

 

распределительные

 

подстанции

В

 

городах

 

применяются

 

схемы

 

электроснабжения

 

для

 

потребителей

 

второй

 

и

 

первой

 

категории

 

надежности

обеспечивая

 

сетевое

 

и

 

местное

 

резервирование

 

потребителей

Линии

 

электропередачи

 

преимущественно

 

выполнены

 

в

 

кабельном

 

исполнении

все

 

рас

-

пределительные

 

подстанции

 — 

двухтрансформаторные

подключенные

 

по

 

двухлучевой

 

схеме

 

с

 

двухкратным

 

или

 

многократным

 

резервированием

.

В

 

последние

 

несколько

 

десятилетий

 

наблюдался

 

значительный

 

рост

 

нагрузки

ко

-

торый

 

сопровождался

 

изменением

 

структуры

 

потребления

 

электроэнергии

В

 

городах

 

увеличилась

 

доля

 

содержания

 

электронной

компьютерной

 

и

 

телекоммуникационной

 

на

-

грузки

 

в

 

общем

 

потреблении

в

 

областных

 

сетях

 

значительную

 

часть

 

составляет

 

электро

-

двигательная

 

нагрузка

Постановление

 

правительства

 

РФ

 

о

 

недискриминационном

 

досту

-

пе

 

к

 

услугам

 

по

 

передаче

 

электрической

 

энергии

 [2] 

также

 

способствовало

 

росту

 

нагрузки

 

и

 

изменению

 

структуры

 

ее

 

распределения

При

 

выполнении

 

требования

 

о

 

подключении

 

новых

 

потребителей

 

к

 

электрическим

 

сетям

 

зачастую

 

не

 

учитывался

 

характер

 

нагрузки

28

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 3(14), 

сентябрь

 2019

Управление

 

сетями


Page 3
background image

что

 

привело

 

к

 

большой

 

разнородности

 

нагрузки

 

распреде

-

лительных

 

сетей

Увеличение

 

нагрузки

появление

 

новых

 

электроприемников

 

и

 

смешанное

 

подключение

 

потребите

-

лей

 

к

 

сети

 

привело

 

к

 

повышению

 

уровня

 

потерь

 

электро

-

энергии

 

в

 

сети

 

и

 

увеличению

 

отклонения

 

напряжения

 [3, 4]. 

Вместе

 

с

 

тем

 

в

 

положении

 

ПАО

 «

Россети

» 

о

 

единой

 

тех

-

нической

 

политике

 

в

 

электросетевом

 

комплексе

 

и

 

программе

 

инновационного

 

развития

 

ПАО

 «

Россети

» 

отмечается

 

необ

-

ходимость

 

построения

 

интеллектуальных

 

активно

-

адаптив

-

ных

 

электрических

 

сетей

 [4, 5].  

В

 

международном

 

руководстве

 

по

 

модернизации

 

элек

-

трических

 

сетей

 

и

 

переходу

 

к

 

интеллектуальным

 

электро

-

энергетическим

 

системам

 (

ИЭС

 

ААС

выделяют

 

следующие

 

уровни

 

модернизации

 

электрических

 

сетей

 [6]:

Уровень

 0.

 

Большинство

 

операций

 

выполняется

 

вруч

-

ную

Низкий

 

уровень

 

или

 

полное

 

отсутствие

 

автоматизации

.

Уровень

 1.

 

Автоматизация

 

и

 

удаленный

 

контроль

 

цен

-

тров

 

питания

Построение

 

осуществляется

 

на

 

базе

 

сети

 

с

 

уровнем

 0 

добавлением

 

интеллектуальных

 

устройств

 

и

 

средств

 

связи

 

для

 

мониторинга

 

и

 

управления

 

оборудова

-

нием

 

питающих

 

подстанций

.

Уровень

 2.

 

Автоматизация

 

и

 

удаленный

 

контроль

 

обору

-

дования

 

распределительной

 

сети

Построение

 

осуществля

-

ется

 

на

 

базе

 

сети

 

с

 

уровнем

 1 

распространением

 

интеллек

-

туальных

 

устройств

 

и

 

телекоммуникаций

 

на

 

отдельные

 

узлы

 

распределительной

 

сети

  (

крупные

 

потребители

наиболее

 

близкие

 

и

 

наиболее

 

удаленные

 

узлы

). 

Уровень

 3.

 

Интеграция

 

распределенной

 

генерации

 

с

 

се

-

тью

управление

 

генерацией

 

и

 

потреблением

 

электроэнергии

широкое

 

распространение

 

накопителей

 

энергии

 

и

 

регулирую

-

щих

 

устройств

полная

 

наблюдаемость

 

сети

двунаправлен

-

ные

 

потоки

 

передачи

 

электроэнергии

 

и

 

информации

Данный

 

уровень

 

представляет

 

собой

 

видение

 

полной

 

реализации

 

кон

-

цепции

 

ИЭС

 

ААС

 

в

 

распределительных

 

сетях

.

В

 

настоящее

 

время

 

большая

 

часть

 

российских

 

распре

-

делительных

 

сетей

 

находится

 

на

 

уровне

 1 

по

 

приведенной

 

выше

 

классификации

Мониторинг

 

и

 

управление

 

режимом

 

на

 

питающих

 

центрах

 

в

 

том

 

или

 

ином

 

виде

 

выполняется

Осуществляется

 

автоматический

 

контроль

 

и

 

учет

 

электро

-

энергии

 

на

 

присоединениях

 

фидеров

 

распределительной

 

сети

для

 

регулирования

 

напряжения

 

применяется

 

РПН

 

с

 

автоматическим

 

или

 

ручным

 

управлением

Следующим

 

этапом

 

развития

 

электрических

 

сетей

 

является

 

внедрение

 

устройств

 

управления

 

режимом

 

в

 

узлах

 

распределительных

 

сетей

В

 

первую

 

очередь

 

это

 

относится

 

к

 

устройствам

 

ком

-

пенсации

 

реактивной

 

мощности

.

Передача

 

по

 

электрическим

 

сетям

 

реактивной

 

мощности

 

увеличивает

 

потери

 

активной

 

мощности

 

и

 

сни

-

жает

 

пропускную

 

способность

 

элементов

 

сети

В

 

приказе

 

министра

 

промышленности

 

и

 

энер

-

гетики

 

Российской

 

Федерации

 

от

 22 

февраля

 

2007 

года

 

 49 «

Порядок

 

расчета

 

значений

 

соотношения

 

потребления

 

активной

 

и

 

реак

-

тивной

 

мощности

 

для

 

отдельных

 

энергопри

-

нимающих

 

устройств

 

(

групп

 

энергопринима

-

ющих

 

устройств

потре

-

бителей

 

электрической

 

энергии

применяемых

 

для

 

определения

 

обя

-

зательств

 

сторон

 

в

 

дого

-

ворах

 

об

 

оказании

 

услуг

 

по

 

передаче

 

электриче

-

ской

 

энергии

 (

договорах

 

электроснабжения

)», 

устанавливаются

 

предельные

 

значения

 

коэффициента

 

реактивной

 

мощности

  (

tg

 

), 

потребля

-

емой

 

в

 

часы

 

наибольших

 

суточных

 

нагрузок

 

электрической

 

сети

для

 

потребителей

присоединенных

 

к

 

сетям

 

напряжени

-

ем

 

ниже

 220 

кВ

 [7]. 

Эти

 

значения

 

приведены

 

в

 

таблице

 1.

Оценим

 

влияние

 

перетока

 

реактивной

 

мощности

 

на

 

уровень

 

потерь

 

активной

 

мощности

 

в

 

сети

Минимальное

 

значение

 

потерь

 

активной

 

мощности

достижимое

 

без

 

рекон

-

струкции

 

сети

 

и

 

без

 

ограничения

 

потребления

 

может

 

быть

 

достигнуто

 

при

 

передаче

 

по

 

сети

 

только

 

активной

 

мощности

Потери

 

активной

 

мощности

 

определяются

 

по

 

формуле

 1.

 

S

2

 

P

2

 

P

 = 

I

2

R

 = 

 

 

R

. (1)

 

U

U

cos

Считая

 

для

 

упрощенной

 

оценки

 

уровень

 

напряжения

 

по

-

стоянным

получим

:

 

P

2

 

P

 = 

 

R / 

cos



P

cos 

 = 1

 

cos

. (2)

 

U

2

Таким

 

образом

фактический

 

уровень

 

потерь

 

в

 

электри

-

ческой

 

сети

 

при

 

протекании

 

реактивной

 

мощности

 

превыша

-

ет

 

уровень

 

потерь

 

при

 

cos 

 = 1 

в

 1/

cos

2

 

раз

Значения

 

дан

-

ной

 

величины

 

приведены

 

в

 

таблице

 2 

в

 

зависимости

 

от

 

tg

 

Она

 

позволяет

 

оценить

 

максимальный

 

потенциал

 

снижения

 

потерь

 

активной

 

мощности

 

в

 

зависимости

 

от

 

зафиксирован

-

ного

 

коэффициента

 

мощности

Экономический

 

эффект

 

от

 

компенсации

 

реактивной

 

мощности

 

зависит

 

от

 

уровня

 

по

-

терь

 

активной

 

мощности

 

в

 

сети

текущего

 

tg

 

 

и

 

стоимости

 

электроэнергии

Чем

 

выше

 

значения

 

всех

 

перечисленных

 

параметров

тем

 

эффективней

 

мероприятия

 

по

 

компенсации

 

реактивной

 

мощности

.

Системное

 

исследование

 

необходимости

 

компенсации

 

реактивной

 

мощности

 

было

 

проведено

 

в

 

электрических

 

се

-

тях

 

компании

 «

Россети

 

Ленэнерго

». 

Для

 

этого

 

были

 

проана

-

лизированы

 

журналы

 

контрольных

 

замеров

 

зимнего

 

и

 

лет

-

него

 

контрольных

 

периодов

.

Табл

. 1. 

Предельные

 

значения

коэффициента

 

реактивной

мощности

Положение

 

точки

присоединения

 

к

 

элек

-

трической

 

сети

tg

 

напряжением

 110 

кВ

0,5

напряжением

 35 

кВ

 (60 

кВ

)

0,4

напряжением

 6–20 

кВ

0,4

напряжением

 0,4 

кВ

0,35

Табл

. 2. 

Увеличение

 

потерь

 

активной

 

мощности

при

 

передаче

 

реактивной

 

мощности

 

через

 

элементы

 

электрической

 

сети

tg

 

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1/

cos

1

1,01 1,04 1,09 1,16 1,25 1,36 1,49 1,64 1,81

2

29


Page 4
background image

Журнал

 

контрольных

 

замеров

 

содержит

 

более

 16 500 

за

-

писей

представленных

 

в

 

различных

 

форматах

Для

 

авто

-

матической

 

обработки

 

таблицы

 

были

 

переведены

 

в

 

общий

 

формат

 

и

 

отфильтрованы

На

 

рисунках

 1 

и

 2 

показаны

 

распределения

 

коэффициен

-

тов

 

мощности

 (

tg

 

для

 

режимов

 

наибольшей

 

и

 

наименьшей

 

нагрузки

 

в

 

записях

 

журналов

 

летних

 

и

 

зимних

 

контрольных

 

замеров

 

соответственно

В

 

качестве

 

граничного

 

значения

 

был

 

взят

 

предельно

 

допустимый

 

уровень

 

tg

 

 

для

 110 

кВ

равный

 0,5 [7]. 

Для

 

летнего

 

периода

 

превышение

 

значе

-

ния

 

tg

 

 = 0,5 

в

 

режиме

 

наименьших

 

нагрузок

 

наблюдалось

 

в

 60% 

случаев

в

 

режиме

 

наибольших

 

нагрузок

 — 

в

 20% 

случаев

В

 

зимний

 

период

 

относительное

 

потребление

 

реак

-

тивной

 

мощности

 

ниже

превышение

 

tg

 

 

значения

 0,5 

в

 

ре

-

жиме

 

наименьших

 

нагрузок

 

наблюдалось

 

в

 40% 

случаев

в

 

режиме

 

наибольших

 

нагрузок

 — 

в

 7% 

случаев

В

 

ряде

 

слу

-

чаев

 

наблюдается

 

обратный

 

переток

 

реактивной

 

мощности

 

из

 

сети

 

в

 

сторону

 

питающей

 

подстанции

что

 

в

 

большинстве

 

случаев

 

вызвано

 

установкой

 

неуправляемых

 

компенсирую

-

щих

 

устройств

 

избыточной

 

мощности

 

или

 

неправильной

 

на

-

стройкой

 

управляемых

 

компенсирующих

 

устройств

Данные

 

результаты

 

первичной

 

оценки

 

режимов

 

в

 «

Рос

-

сети

 

Ленэнерго

» 

показывают

 

наличие

 

проблемы

 

высокой

 

загруженности

 

сетевых

 

элементов

 

по

 

реактивной

 

мощности

 

и

 

необходимости

 

дальнейшего

 

исследования

 

этого

 

вопроса

.  

Большая

 

часть

 

питающих

 

подстанций

 

на

 

сегодняшний

 

момент

 

оборудована

 

автоматическими

 

системами

 

контроля

 

и

 

учета

 

электроэнергии

что

 

позволяет

 

получить

 

подробное

 

представление

 

о

 

характере

 

потребления

 

реактивной

 

мощ

-

ности

 

нагрузкой

 

фидера

Далее

 

приведены

 

примеры

 

не

-

скольких

 

месячных

 

графиков

 

активной

 

и

 

реактивной

 

мощно

-

сти

 

нагрузок

 

с

 

высоким

 

tg

 

полученных

 

из

 

системы

 

АСКУЭ

На

 

рисунке

 3 

показаны

 

графики

 

активной

 

и

 

реактивной

 

мощности

 

научно

-

исследовательского

 

центра

Для

 

данной

 

на

-

грузки

 

характерна

 

большая

 

постоянная

 

составляющая

 

потре

-

бления

 

как

 

активной

так

 

и

 

реактивной

 

мощности

Несмотря

 

на

 

выраженную

 

суточную

 

и

 

недельную

 

цикличность

 

графиков

 

нагрузки

потребление

 

активной

 

и

 

реактивной

 

мощности

 

не

 

опускается

 

ниже

 70 

кВт

 

и

 60 

квар

 

соответственно

Снижение

 

потребления

 

активной

 

и

 

реактивной

 

мощности

 

до

 

нуля

 22 

ав

-

густа

 

связано

 

с

 

непродолжительным

 

аварийным

 

отключени

-

ем

 

и

 

не

 

должно

 

учитываться

 

при

 

анализе

 

нормальных

 

режи

-

мов

 

работы

В

 

этом

 

случае

 

для

 

нормализации

 

tg

 

 

достаточно

 

установки

 

нерегулируемого

 

компенсирующего

 

устройства

На

 

рисунке

 4 

показаны

 

графики

 

активной

 

и

 

реактивной

 

мощности

 

смешанной

 

городской

 

нагрузки

которая

 

характе

-

Рис

. 1. 

Распределение

 

значений

 tg 

φ

 

в

 

записях

 

журнала

 

летних

 

кон

-

трольных

 

замеров

 

по

 

подстанциям

 35–110 

кВ

 «

Россети

 

Лен

 

энерго

»

Рис

. 2. 

Распределение

 

значений

 tg 

φ

 

в

 

записях

 

журнала

 

зимних

 

кон

-

трольных

 

замеров

 

по

 

подстанциям

 35–110 

кВ

 «

Россети

 

Лен

 

энерго

»

Рис

. 3. 

Графики

 

активной

 

и

 

реактивной

 

мощности

ПС

 110 

кВ

 

 29 («

Сосновская

»), 

ф

. 236 (

научно

-

исследовательский

 

центр

)

Рис

. 4. 

Графики

 

активной

 

и

 

реактивной

 

мощности

 

городской

 

ПС

 110 

кВ

 «

Выборг

-

районная

» (

ПС

 

 26)

30

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 3(14), 

сентябрь

 2019

Управление

 

сетями


Page 5
background image

ризуется

 

базовой

 

частью

 

с

 

высоким

 

потреблением

 

реактив

-

ной

 

мощности

 

и

 

изменяющейся

 

составляющей

характерной

 

для

 

коммунально

-

бытовой

 

нагрузки

потребляющей

 

преиму

-

щественно

 

активную

 

мощность

В

 

данном

 

случае

 

для

 

норма

-

лизации

 

tg

 

 

также

 

достаточно

 

установки

 

нерегулируемого

 

компенсирующего

 

устройства

На

 

рисунке

 5 

показаны

 

графики

 

активной

 

и

 

реактивной

 

мощности

 

птицефабрики

Нагрузка

 

носит

 

явно

 

резко

 

изме

-

няющийся

 

характер

 

с

 

суточной

 

периодичностью

Базовая

 

часть

 

графика

 

меньше

 

изменяющейся

 

составляющей

что

 

свидетельствует

 

о

 

необходимости

 

применения

 

компенсиру

-

ющих

 

устройств

 

с

 

возможностью

 

суточного

 

регулирования

 

величины

 

выдаваемой

 

реактивной

 

мощности

На

 

рисунке

 6 

показаны

 

графики

 

активной

 

и

 

реактивной

 

мощности

 

рудоперерабатывающего

 

предприятия

Нагрузка

 

изменяется

 

случайным

 

образом

 

в

 

большом

 

диапазоне

при

 

этом

 

наблюдается

 

суточная

 

периодичность

Базовая

 

часть

 

графика

 

значительно

 

меньше

 

изменяющейся

 

составляю

-

щей

что

 

свидетельствует

 

о

 

необходимости

 

применения

 

компенсирующих

 

устройств

 

с

 

возможностью

 

многократного

 

суточного

 

регулирования

 

величины

 

выдаваемой

 

реактивной

 

мощности

Показанные

 

примеры

 

свидетельствуют

 

о

 

наличии

 

на

-

грузок

 

с

 

высоким

 

потреблением

 

реактивной

 

мощности

 

и

 

не

-

обходимости

 

установки

 

в

 

сети

 

компенсирующих

 

устройств

Различающийся

 

характер

 

потребления

 

реактивной

 

мощ

-

ности

 

требует

 

применения

 

различных

 

устройств

Для

 

этого

 

целесообразно

 

выполнять

 

автоматическую

 

обработку

 

баз

 

данных

 

АСКУЭ

 

с

 

целью

 

выявления

 

узлов

 

потребления

 

боль

-

шого

 

количества

 

реактивной

 

мощности

классификации

 

гра

-

фиков

 

потребления

 

по

 

типам

 

нагрузки

вычисления

 

базовой

 

и

 

изменяющейся

 

части

определения

 

закона

 

распределения

 

нагрузки

 

и

 

регулярности

 

ее

 

изменения

.  

Тем

 

не

 

менее

решение

 

о

 

целесообразности

 

компенсации

 

реактивной

 

мощности

 

зависит

 

не

 

только

 

от

 

характеристик

 

на

-

грузки

но

 

и

 

от

 

параметров

 

электрической

 

сети

к

 

которой

 

эта

 

нагрузка

 

присоединена

Чем

 

выше

 

эквивалентное

 

сопротив

-

ление

 

сети

 

в

 

точке

 

присоединения

 

нагрузки

тем

 

выше

 

эффек

-

тивность

 

применения

 

компенсирующих

 

устройств

.

Включение

 

в

 

состав

 

электрической

 

сети

 

средств

 

компен

-

сации

 

реактивной

 

мощности

  (

СКРМ

способствует

 

разгрузке

 

сети

 

по

 

реактивной

 

мощности

 

и

 

более

 

полному

 

использова

-

нию

 

ее

 

пропускной

 

способности

 

для

 

загрузки

 

активной

 

мощ

-

ностью

уменьшению

 

капиталовложений

 

в

 

линии

 

и

 

трансфор

-

маторы

 

за

 

счет

 

меньших

 

сечений

 

и

 

мощности

уменьшению

 

потерь

 

активной

реактивной

 

мощности

 

и

 

электроэнергии

влияющим

 

на

 

качество

 

электрической

 

энергии

.

Средний

 

уровень

 

потерь

 

электроэнергии

 

только

 

в

 

рас

-

пределительных

 

сетях

 

составляет

 

более

 10%, 

достигая

 

в

 

ряде

 

случаев

 20–25%. 

Данные

 

показатели

 

характерны

 

для

 

многих

 

российских

 

распределительных

 

сетей

включая

 

«

Россети

 

Ленэнерго

» [8–11]. 

При

 

этом

 

в

 

энергетической

 

стратегии

 

России

 

до

 2030 

года

 

заявлено

 

требование

 

сниже

-

ния

 

уровня

 

потерь

 

до

 8% [12].

Сегодня

 

на

 

рынках

 

электроэнергии

 

практически

 

во

 

всех

 

странах

 

мира

 

растут

 

объемы

 

потребления

 

и

как

 

следствие

возрастают

 

пиковые

 

нагрузки

что

 

при

 

отсутствии

 

мероприя

-

тий

 

по

 

модернизации

 

и

 

развитию

 

электросетевого

 

комплекса

 

будет

 

приводить

 

к

 

значительному

 

росту

 

потерь

В

 [13] 

отмечается

что

 

в

 

электроэнергетической

 

отрасли

 

России

 

за

 

последнее

 

десятилетие

 

наблюдается

 

недостаточ

-

ный

 

уровень

 

надежности

 

электроснабжения

 

потребителей

высокий

 

уровень

 

относительных

 

потерь

 

электроэнергии

 

в

 

электрических

 

сетях

а

 

качество

 

электрической

 

энергии

 

не

 

соответствует

 

эволюционирующим

 

требованиям

 

секторов

 

экономики

В

 

более

 

чем

 

половине

 

случаев

 

основными

 

на

-

Рис

. 5. 

Графики

 

активной

 

и

 

реактивной

 

мощности

 

птицефабри

-

ки

 

ПС

 110 

кВ

 «

Первомайская

» (

ПС

 

 375) 

ф

. 375-03

Рис

. 6. 

Графики

 

активной

 

и

 

реактивной

 

мощности

 

рудоперера

-

батывающего

 

предприятия

 

ПС

 35 

кВ

 «

Пруды

». 

Ввод

 6 

кВ

 

Т

1

31


Page 6
background image

рушениями

влияющими

 

на

 

работу

 

потребителей

являются

 

снижения

 

напряжения

 

вследствие

 

дефицита

 

реактивной

 

мощности

При

 

этом

 

в

 

настоящее

 

время

 

в

 

мире

в

 

том

 

числе

 

в

 

России

фиксируется

 

рост

 

требований

 

к

 

качеству

 

электро

-

энергетических

 

услуг

прежде

 

всего

в

 

части

 

надежности

Это

 

происходит

 

по

 

следующим

 

причинам

Во

-

первых

это

 

быстрое

 

распространение

 

сложных

 

про

-

изводств

 

и

 

систем

требующих

 

постоянства

 

технологических

 

процессов

  (

включая

 

сложные

 

химические

биотехнологиче

-

ские

 

и

 

полупроводниковые

 

производства

дата

-

центры

кор

-

поративные

 

системы

 

управления

 

и

 

т

.

д

.).

Во

-

вторых

, — 

рост

 

качества

 

жизни

 

населения

 

в

 

развитых

 

странах

ведущий

 

также

 

к

 

повышению

 

требований

 

к

 

качеству

 

электроснабжения

 

как

 

на

 

стороне

 

индивидуальных

 

потреби

-

телей

 (

в

 

том

 

числе

 

в

 

силу

 

большого

 

распространения

 

быто

-

вых

 

и

 

электронных

 

приборов

чувствительных

 

к

 

перепадам

 

напряжения

 

и

 

силы

 

тока

перерывам

 

в

 

электроснабжении

), 

так

 

и

 

коммерческого

 

сектора

 (

торговые

 

центры

 

и

 

в

 

целом

 

тре

-

тичный

 

сектор

 

экономики

) [5].

К

 

основным

 

эффектам

 

от

 

установки

 

компенсирующих

 

устройств

 

относят

:

 

увеличение

 

пропускной

 

способности

 

сети

;

 

повышение

 

качества

 

электрической

 

энергии

;

 

снижение

 

активных

 

потерь

 

в

 

линиях

 

электропередачи

 

и

 

сетевых

 

трансформаторах

;

 

отложенную

 

реконструкцию

 

сети

.

Увеличение

 

пропускной

 

способности

Использование

 

СКРМ

 

обеспечивает

 

разгрузку

 

существу

-

ющих

 

электрических

 

сетей

 

по

 

реактивной

 

мощности

что

 

позволяет

 

увеличить

 

пропускную

 

способность

 

элементов

 

электрической

 

сети

 

по

 

активной

 

мощности

Для

 

сетей

рабо

-

тающих

 

на

 

пределе

 

передаваемой

 

активной

 

мощности

это

 

позволяет

 

рассмотреть

 

вопрос

 

об

 

отказе

 

или

 

переносе

 

сро

-

ков

 

строительства

 

новых

 

или

 

реконструкции

 

существующих

 

линий

 

электропередачи

 

и

 

повышении

 

установленной

 

мощ

-

ности

 

трансформаторного

 

оборудования

 

подстанций

 

с

 

целью

 

увеличения

 

пропускной

 

способности

 

электрических

 

сетей

При

 

этом

 

возникает

 

дополнительная

 

экономия

 

затрат

 

на

 

стро

-

ительство

 

и

 

эксплуатацию

 

новых

 

линий

 

электропередачи

а

 

также

 

дополнительная

 

выручка

 

за

 

предоставляемые

 

транс

-

портные

 

услуги

 

по

 

передаче

 

электроэнергии

.

Повышение

 

качества

 

электрической

 

энергии

Работа

 

СКРМ

 

влияет

 

на

 

значения

 

таких

 

показателей

 

ка

-

чества

 

электроэнергии

как

 

установившееся

 

отклонение

 

на

-

пряжения

размах

 

изменения

 

напряжения

несимметрия

 

и

 

ис

-

кажения

 

синусоидальности

 

кривой

 

напряжения

длительность

 

провалов

 

напряжения

У

 

потребителей

 

производственного

 

профиля

 

обеспечение

 

нормативных

 

значений

 

показателей

 

качества

 

электроэнергии

 

снижает

 

брак

 

продукции

увеличивает

 

производительность

 

технологического

 

оборудования

 

и

 

снижает

 

частоту

 

его

 

от

-

ключения

Кроме

 

того

снижается

 

вероятность

 

нарушения

 

нормальной

 

работы

 

систем

 

управления

 

и

 

технологической

 

автоматики

а

 

также

 

скорость

 

износа

 

технологического

 

обо

-

рудования

.

У

 

потребителей

 

непроизводственной

 

сферы

 

обеспечение

 

качества

 

электроэнергии

 

может

 

сопровождаться

 

уменьшени

-

ем

 

претензий

 

по

 

компенсациям

 

экологического

 

и

 

материаль

-

ного

 

ущерба

.

В

 

электрических

 

сетях

 

технический

 

эффект

 

от

 

обеспече

-

ния

 

качества

 

электроэнергии

 

может

 

выражаться

 

в

 

снижении

 

потерь

 

мощности

 

в

 

электросетевом

 

оборудовании

Кроме

 

это

-

го

 

можно

 

ожидать

 

снижения

 

вероятности

 

перегрузки

 

и

 

пере

-

возбуждения

 

трансформаторного

 

оборудования

 

разных

 

клас

-

сов

 

напряжения

которые

 

могут

 

возникать

 

при

 

значительных

 

отклонениях

 

показателей

 

качества

 

электроэнергии

 

от

 

норма

-

тивных

 

значений

.

При

 

обеспечении

 

качества

 

электроэнергии

 

снижаются

 

темпы

 

износа

 

изоляции

 

элементов

 

электрической

 

сети

 

с

 

со

-

ответствующим

 

продлением

 

срока

 

их

 

службы

 

и

 

межремонт

-

ных

 

периодов

снижается

 

вероятность

 

нарушения

 

работы

 

релейных

 

защит

 

и

 

сбоев

 

в

 

действии

 

локальной

 

и

 

системной

 

автоматики

.

Экономический

 

эффект

 

в

 

электрических

 

сетях

 

от

 

обеспе

-

чения

 

качества

 

электроэнергии

 

может

 

выражаться

 

в

 

сниже

-

нии

 

затрат

 

на

 

выплату

 

ущербов

реновации

планово

-

пред

-

упредительные

 

и

 

восстановительный

 

ремонты

.

Снижение

 

активных

 

потерь

 

в

 

линиях

 

электропередачи

 

и

 

сетевых

 

трансформаторах

Разгрузка

 

линий

 

электропередачи

 

и

 

сетевых

 

трансфор

-

маторов

 

от

 

реактивной

 

мощности

 

приводит

 

к

 

снижению

 

в

 

них

 

действующего

 

тока

 

и

соответственно

активных

 

потерь

Эко

-

номический

 

эффект

 

рассчитывается

 

из

 

стоимости

 

сэконом

-

ленной

 

электроэнергии

.

Отложенная

 

реконструкция

 

сети

Экономический

 

эффект

 

от

 

применения

 

СКРМ

 

носит

 

си

-

стемный

 

характер

 

и

 

проявляется

 

одновременно

 

как

 

у

 

потре

-

бителя

 

электроэнергии

так

 

и

 

в

 

электрических

 

сетях

Систем

-

ный

 

эффект

 

заключается

 

в

 

следующем

:

 

в

 

снижении

 

ущерба

 

от

 

упущенной

 

коммерческой

 

выго

-

ды

 

и

 

уменьшении

 

размеров

 

штрафных

 

платежей

 

по

 

договорным

 

обязательствам

 

у

 

всех

 

участников

 

рынка

 

электроэнергии

,

 

в

 

экономии

 

затрат

 

на

 

реновацию

планово

-

предупре

-

дительные

 

и

 

восстановительные

 

ремонты

 

всех

 

видов

 

оборудования

,

 

в

 

сокращении

 

ущербов

 

от

 

безвозвратных

 

потерь

 

средств

 

производства

.

В

 

определенных

 

случаях

 

СКРМ

 

являются

 

альтернативой

 

сооружению

 

дополнительных

 

линий

 

электропередачи

 

и

 

заме

-

не

 

трансформаторного

 

оборудования

 

при

 

выполнении

 

задан

-

ных

 

требований

 

по

 

надежности

.

32

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 3(14), 

сентябрь

 2019

Управление

 

сетями


Page 7
background image

Существует

 

множество

 

различных

 

типов

 

средств

 

компен

-

сации

 

реактивной

 

мощности

батареи

 

статических

 

конденса

-

торов

  (

БСК

), 

синхронные

 

компенсаторы

  (

СК

), 

управляемые

 

шунтирующие

 

реакторы

  (

УШР

), 

статические

 

тиристорные

 

компенсаторы

  (

СТК

), 

статические

 

компенсаторы

 

реактивной

 

мощности

 (