«Элек.ру» — специализированная интернет-площадка, посвященная исключительно вопросам, касающимся электротехнического рынка в целом и отдельных его отраслей в частности.

Стабильность напряжения электроэнергетической системы и реактивная мощность.

Опубликовано: 15 июля 2011 г. в 12:31, 610 просмотровКомментировать

В последние годы нестабильность напряжения крупных электроэнергетических систем мира привела к ряду дорогостоящих отключений подачи электроэнергии, иногда аварий в Европе, Америке и Азии - во Франции в 1978 году, в Бельгии в 1982, в Швеции в 1983 и 2003, в западной Франции в 1987, в Токио в 1987,в Сан-Паулу  в 1997, в Греции в 2004, в северной части штата Огайо, Мичигане, Нью-Йорке и Онтарио в августе 2003 года, в Москве, московской и калужской областях в мае 2005 года. Практически все аварии и отключения подачи электроэнергии были обусловлены нарушением энергетического баланса, как по активной, так и реактивной мощности, в большей мере ответственной за стабильность напряжения на разделе сетей общего пользования и распределительных сетей потребителей электроэнергии. Именно повышенная плотность перетоко в реактивной мощности в распределительных сетях вызывает наиболее негативное в плане последствий понижение напряжения во время тяжелых условий нагрузки (в очень жаркую или очень холодную погоду), что зачастую приводит к коллапсу напряжения — аномально низкому или нулевому сетевому напряжению.

Активная, реактивная мощность, их производство, потребление и передача.

Активная мощность вырабатывается генераторами электростанций и определяется током частоты 50-60 Гц, находящимся в одной фазе с напряжением. Реактивная мощность расходуется на образование электрических и магнитных полей в линии электропередачи, трансформаторах, двигателях, конденсаторах и другом оборудовании, вырабатывается синхронными генераторами совместно с активной мощностью и увеличение /уменьшение потребления реактивной мощности при номинальной полной мощности генератора влечет за собой обратное уменьшение/увеличение доли активной мощности. Таким образом, хотя реактивная мощность — мнимая величина, не выполняющая работы и не теоретически требующая энергоресурсов для ее производства, она оказывает существенное влияние на величину вырабатываемой/передаваемой активной мощности и все главные показатели качества передаваемой электроэнергии, в том числе сетевое напряжение.

Наиболее актуальной проблемой сетей электроснабжения сегодня стало увеличение потребления реактивной мощности на фоне чрезвычайной сложности ее передачи от электростанций потребителям – асинхронным двигателям, в том числе бытовым, сельскохозяйственным и асинхронным электроприводам для собственных нужд электростанций — 40% всей потребляемой реактивной мощности; электропечным установкам и вентильным преобразователям — 8 и 10% всей потребляемой реактивной мощности соответственно; трансформаторам всех ступеней трансформации — 35% всей потребляемой реактивной мощности; на компенсацию потерь в линиях электропередач — 7% всей потребляемой реактивной мощности. Если активную мощность со сравнительно небольшими потерями можно передавать на значительные расстояния, то потери реактивной мощности (основные — 22 % в повышающих трансформаторах электростанций и в автотрансформаторах на подстанциях 110–750 кВ, 6,5 % — в линиях районных сетей, 13,5 % — в понижающих трансформаторах) при сложных условиях нагрузок могут приближаться к 100% всей вырабатываемой в системе реактивной мощности.

В этой связи исключительно важным становится проведение мероприятий по компенсации реактивной мощности у самих потребителей электроэнергии, что позволит сохранить общий баланс мощности в системе и обеспечить устойчивость сетевого напряжения. Компенсация реактивной мощности становится возможной благодаря тому, что ток в потребляющем реактивную мощность индуктивном оборудовании (асинхронные двигатели, трансформаторы, электропечные установки, вентильные преобразователи и т.д.) отстает от напряжения по фазе, в то время, как конденсаторные установки (КРМ, УКРМ), синхронные двигатели отличаются токами, опережающими напряжение по фазе. Емкостные токи в конденсаторных установках и реактивная мощность, создающая электрическое поле в конденсаторных батареях противоположны по направлению индуктивным токам и реактивной мощности, создающей магнитные поля в обмотках трансформаторов, двигателей и т.д. В результате реактивная мощность емкости нивелирует реактивную мощность намагничивания и сеть разгружается от перетоков реактивной мощности, что повышает ее пропускную способность и стабилизирует сетевое напряжение.

Все мероприятия по стабилизации баланса мощности в сети и стабилизации напряжения условно делят на две группы — не требующие использования компенсирующих устройств и проводимые с применением компенсирующих устройств различного типа. К первой группе относятся технические и технологические решения, снижающие потребление реактивной мощности:

  • максимально возможное ограничение работы двигателей асинхронного типа на «холостом ходу», когда сдвиг фаз тока и напряжения близок или равен 90 градусам и потребление реактивной мощности максимально для данного агрегата или машины;
  • переключение обмоток асинхронных двигателей с питанием от сети с напряжением до 1000 В и загрузкой менее 40% с «треугольника» на «звезду», а также замена или отключение понижающих трансформаторов с загрузкой менее трети их номинальной мощности;
  • замена асинхронных двигателей двигателями синхронного типа;
  • переход на преобразовательные системы с меньшим потреблением реактивной энергии (с искусственной коммутацией вентилей и большим количеством фаз выпрямления) и с ограничением по высшим гармоникам питающих токов и т.д.
  • Во вторую группу мероприятий включают:
  • применение статических конденсаторных установок (КРМ, УКРМ), предпочтительно групповой компенсации с автоматическим регулированием отдаваемой реактивной мощности;
  • использование синхронных двигателей для компенсации реактивной мощности или схем, включающих конденсаторные установки и синхронные двигатели;
  • применение индивидуальных компенсаторов для электроприемников с нелинейными характеристиками, искажающими кривую напряжения за счет наличия большого числа высших гармоник в питающем токе.

По материалам Конденсаторного завода «Нюкон»

Информация о компании

Конденсаторный завод «Нюкон» производит: моторные, светотехнические, косинунсные и силовые конденсаторы. На базе завода работает цех производства шкафов УКРМ и АУКРМ. Продукция завода сертифицирована, обладает стабильно высоким качеством, и пользуется постоянным спросом не только в России, но и за рубежом. Отличительной чертой завода являются не только клиентоориентированые цены, но и быстрые сроки выполнения заказов. Будем рады Вашему обращению в нашу Компанию.

Рекомендуем почитать

15 июля 2011 г. в 12:54
Проблему электромагнитной совместимости потребителей электроэнергии с питающими сетями часто сравнивают с проблемой загрязнения окружающей среды, и эта аналогия вполне корректна, поскольку оборудование, приборы и устройства в большинстве своем так же негативно влияют на качество генерируемой и передаваемой электроэнергии, как и деятельность человека на его природную среду обитания.
26 июня 2013 г. в 12:37
Причины необходимости компенсации реактивной мощности у потребителя электроэнергии. Некоторые аспекты применения коэффициентов мощности cos φ и реактивной мощности tg φ. Особенности компенсации реактивной мощности в сетях напряжением 6.3-10.5/0,4 кВ.
12 марта 2014 г. в 11:32
Многие помнят нашумевшие энергетические аварии в Москве и Санкт-Петербурге в 2005 и 2010 годах, когда тысячи людей остались запертыми в тоннелях метро и лифтах на несколько часов.
15 июля 2011 г. в 11:24
Реактивная мощность, как физическое явление в цепях синусоидального тока остается наиболее сложной для понимания, что обусловлено условностью самого термина, возникшего благодаря ряду аналогий с активной мощностью.
3 мая 2012 г. в 16:36
Решение проблемы климата путем повышения энергосбережения и эффективности энергосистем. Почему необходима коррекция коэффициента мощности. Компенсация реактивной мощности, как определяющий критерий повышения эффективности систем электроснабжения.

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.