7.4. Режимы работы электрических сетей

7.4.1. Качество электроэнергии

Потребителям необходима электроэнергия определенного ка­чества. В соответствии с ГОСТ 13109-98 основными показателями, характеризующими качество электроэнергии, являются: отклоне­ния, колебания, несинусоидальность и несимметрия напряжения, отклонение частоты и др. Наиболее важными являются значения напряжения и частоты переменного тока, так как именно они явля­ются базой для конструирования элсктроприемников и, следова­тельно, определяют эффективность их функционирования.

Нормально и предельно допускаемые отклонения напряжения на выводах электроприемников должны быть равны соответственно ±5% и ±10% от номинального значения напряжения электрической сети. Поэтому в процессе проектирования систем электроснабже­ния необходимо проверить все элементы системы на отклонение напряжения. Регулирование напряжения - это изменение напряже­ния с целью повышения экономичности работы всей системы элек­троснабжения.

Основное регулирование напряжения происходит в центрах питания. Для этого все трансформаторы в ЦП должны иметь уст­ройство регулирования напряжения под нагрузкой (РПН). Регули­рование должно осуществляться автоматически. При этом устрой­ства регулирования напряжения должны обеспечивать поддержа­ние на шинах 6-10 кВ в пределах 105% от номинального в периоды максимальных нагрузок и не выше 100% при минимальных нагруз­ках распределительных сетей. В нормальных условиях в ЦП осу­ществляется встречное регулирование, при котором обеспечивается компенсация потерь напряжения в сети в соответствии с загрузкой трансформаторов. Если такого регулирования окажется недоста­точно для поддержания необходимого уровня напряжения у от­дельных потребителей, тогда следует использовать средства мест­ного регулирования. Например, линейные регулировочные транс­форматоры, местные трансформаторы с РПН, автоматически управляемые конденсаторные батареи и другие средства.

7.4.2. Компенсация реактивной мощности и снижение потерь электроэнергии

Повышение коэффициента мощности (cos ф) необходимо для снижения нагрузочного тока и уменьшения потерь мощности. Чем больше потребляемая реактивная мощность (0, тем меньше коэф­фициент мощности:

а величина тока больше:

При заданной плотности тока сечение проводов прямо про­порционально току нагрузки. Следовательно, с повышением cos φ уменьшается сечение проводов и кабелей.

Потери мощности на нагрев при прочих равных условиях прямо пропорциональны квадрату тока и обратно пропорциональ­ны квадрату cos φ.

Если при cos φ = 1 потери ∆Р принять за 100%, то при cos φ = 0,8 они возрастуг до 150%, а при cos φ = 0,6 возрастают до 280%. Повышение коэффициента мощности может осуществляться за счет:

• рационального использования (загрузки) электропримников;

• установки специальных компенсирующих устройств, на­ пример, автоматически регулируемых батарей статических конден­- саторов или синхронных двигателей.

Величину необходимой мощности конденсаторной батареи можно определить приближенно по выражению

где Р - активная среднесуточная нагрузка, кВт;

φ₁, φ₂ - углы сдвига фаз до и после компенсации реактивной мощности.

Выбор и размещение устройств компенсации реактивной мощности в электрических сетях следует производить на основании технико-экономических расчетов.

Потери электроэнергии зависят от сопротивления, квадрата тока нагрузки и времени потерь. Поэтому, кроме уменьшения ука­занных параметров, можно рекомендовать применение напряжения 0,66 и 10 кВ для распределительных сетей промышленных и ком­мунальных предприятий, уменьшение сопротивления линий за счет параллельной работы ЛЭП. При выборе схем электроснабжения следует выбирать вариант с минимальными потерями энергии.

Потери электроэнергии в трансформаторах составляют значи­тельную величину и могут быть уменьшены за счет правильного выбора мощности и числа трансформаторов, исключения холостых ходов и рационального режима загрузки.

Регулирование графиков нагрузки способствует снижению потерь мощности и электроэнергии. Снижение максимума нагрузки позволяет при неизменной установленной мощности трансформа­торов обеспечить электроэнергией большее число потребителей. Выравниьание графиков и снижение суммарного максимума на­грузки можно достичь смещением времени начала работы предпри­ятия, энергоемких агрегатов и цехов.

Экономия электроэнергии может быть получена за счет усо­вершенствования технологических процессов, применения новой техники, оптимизации режима работы электроустановок потреби­теля.

Вопросы к главе 7

1. Что Вы знаете о системе электроснабжения города?

2. Какие категории электроприемников по надежное Вы знаете?

3. Какие схемы электрических сетей используются в городах?

4. Что необходимо для сооружения воздушных и кабельных линий электропередачи?

5. Как производится выбор напряжения питания электросетей?

6. Что влияет на выбор схем питания городских районов?

7. Как производится выбор сечения проводов и кабеля?

8. Что понимают под качеством электроэнергии?

9. Почему необходима компенсация реактивной мощности?

Библиографический список

1. Бузников Е. Ф., Роадатис К. Ф., Бертныныи Э. Я. Производствен-­ ные и отопительные котельные. М.: Энергоотопиздат, 1984.

2. Горшков А. С. Технико-экономические показатели тепловых элек­- тростанций. М.: Энергоотопиздат, 1984.

3. Козлов В. А. Городские распределительные электрические сети. Л.: Энергоиздат, 1982.

4. Козлов В. Л., Билик Н. И., Файбисович Д. Л. Справочник по проекти-­ рованию систем энергоснабжения городов. Л.: Энергия, 1979.

5. Либермсш Н. Б., Нянкоаскан М. Т. Справочник по проектированию котельных установок систем централизованного теплоснабжения. N1: Энер­- гия, 1979.

6. Рыжкип В. А. Тепловые электрические станции. М.: Энергия, 1976.

7. Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: Энергия, 1975.

8. Соловьев Ю. П. Проектирование теплоснабжающих установок для промышленных предприятий. М: Энергия, 1978.

9. Таги-Заде Ф. Г. Энергоснабжение городов. М: Стройиздат, 1992.

10. Тульчин II К., Нудлер Г. И. Электрические сети и электрооборудо­- вание жилых и общественных зданий. М: Энергоатомиздат, 1990.