44. Несинусоидальность в электроэнергетических системах и мероприятия по борьбе с нею

Причины возникновения несинусоидальности напряжений и токов - наличие вентильных преобразовательных установок и электроприемников с нелинейной вольт-амперной характеристикой.

Электроприемники с нелинейной вольт-амперной характеристикой - это, например, газоразрядные линии (ртутные и люминесцентные), распространенные в промышленных и городских сетях.

Неблагоприятное влияние несннусоидальности на работу сетей, электрооборудования и электроприемников состоит в следующем:

- появляются дополнительные потери в электрических машинах, трансформаторах и сетях, а также дополнительные отклонения напряжения;

- затрудняется компенсация реактивной мощности с помощью БК;

- сокращается срок службы изоляции электрических машин и аппаратов;

- ухудшается работа устройств автоматики, телемеханики и связи[2].

Несинусоидальность напряжений и токов вызывает ускоренное старение изоляции электрических машин, трансформаторов и кабелей в основном в результате повышенного нагрева.

Гармоники тока, проникая в сети энергосистем, приводят к ухудшению работы высокочастотной связи и систем автоматики, а также вызывают ложные срабатывания некоторых релейных защит.

Снижение несинусоидальности можно осуществить одним из следующих способов:

- снижением уровня высших гармоник, генерируемых вентильными преобразователями;

- рациональным построением схемы электрической сети;

- использованием фильтров высших гармоник,

Снижение уровней высших гармоник, генерируемых преобразователями, можно осуществить за счет увеличения числа фаз выпрямления в преобразовательных установках (как правило, до 12) или применения специальных схем преобразователей и законов управлениями ими, обеспечивающих улучшение формы кривой их первичных, т. е. сетевых, токов.

Использование фильтров - распространенный способ снижения уровня высших гармоник. Фильтр высших гармоник представляет собой последовательно соединенные реактор и БК. Батареи конденсаторов, применяемые в фильтрах, целесообразно одновременно использовать для компенсации реактивной мощности. Экономически целесообразно применение таких многофункциональных устройств, предназначенных не только для снижения синусоидальности, но и для компенсации Q. Такие установки часто называют фильтрокомпенсирующими (ФКУ).

44. Задачи, стадии и методы проектирования электрических сетей

Проекты различных электрических сетей характеризуются рассмотрением следующих, общих для всех стадий проектирования вопросов:

- анализ существующей сети рассматриваемой энергосистемы (района, города, объекта) с точки зрения ее загрузки, условий регулирования напряжения, соответствия техническим ограничениям;

- составление балансов активной мощности на рассматриваемый расчетный срок с целью выявления необходимости сооружения новых подстанций и мест их размещения;

- выбор расчетных режимов работы электростанций, присоединенных к рассматриваемой сети (как существующих, так и вновь сооружаемых);

- обоснование схемы построения сети на каждом из расчетных уровней, параметров ее новых элементов и очередности их сооружения;

- выполнение расчетов характерных установившихся режимов работы сети (нормальных, послеаварийных, ремонтных) с целью проверки выполнения технических ограничений, условий регулирования напряжения и баланса реактивной мощности с последующим обоснованием мест установки новых компенсирующих устройств, их типов и мощности;

- выполнение расчетов токов коротких замыканий (КЗ), обоснование требований к отключающей способности коммутационной аппаратуры и выявление необходимости ограничения токов КЗ;

- проверочные расчеты статической и динамической устойчивости;

- выбор и обоснование количества, мощности и мест установки дугогасящих реакторов для компенсации емкостных токов (выполняется для сетей 35 кВ и менее);

- ориентировочная оценка необходимых капиталовложений и потребностей в оборудовании, проводах воздушных линий, силовых кабелях и т.п. по этапам развития.

При проектировании электрической сети, центральным является обоснование схемы ее построения.

В качестве критерия выбора оптимального варианта схемы сети (как и других энергетических объектов) служит минимум приведенных затрат на ее сооружение и эксплуатацию.

Не исключается необходимость применения метода вариантного сопоставления - метода, на котором базировалась практика проектирования в течение нескольких последних десятилетий.