Передача, распределение и накопление электроэнергии

Современные технические средства решения проблем энергосбережения в потребительских сетях

17 июня 2020 г. в 11:04

В недавно утвержденной «Энергетической стратегии» Российской Федерации на период до 2035 года (распоряжение правительства РФ № 1523-р от 09.06.2020) в гл. III констатируется, что имеющийся в стране потенциал энергосбережения на момент разработки документа достигает трети всего объема энергопотребления, а значит пока организационно-технические мероприятия по этому направлению недостаточно эффективны.

В принципе, в сфере электроэнергетики и сегменте потребительских сетей низкого и/или низкого среднего напряжения пока наивно было ожидать сколь значимого прорыва, поскольку уже не один десяток лет «стереотипом» технических мероприятий муниципальных, ведомственных, отраслевых и федеральных программ энергосбережения были:

  • внедрение энергоэффективного освещения или частотно-регулируемых приводов двигателей,
  • компенсация реактивной мощности (редко).

Однако интеграция энергосберегающих светильников, 6-ти и даже 12-ти импульсных ШИМ-преобразователей с высоким коэффициентом мощности по факту приводила к существенному, а порой и критическому засорению сетей гармоническими и интергармоническими возмущениями, что априори вызывает:

  • негативные изменения параметров качества электроэнергии (ПКЭ),
  • дестабилизирует энергоснабжение,
  • выводит силовое оборудование из оптимальных условий эксплуатации с повышением энергопотребления, степени износа и аварийности.

В свою очередь, традиционные и сравнительно недорогие автоматические релейные установки компенсации реактивной мощности, фигурирующие в превалирующем числе проектов разработки, модернизации, расширения силовых потребительских сетей, в условиях быстроизменяющихся нелинейных нагрузок оказываются не просто неэффективными, но и условно негативными в плане обеспечения стабильности нормированных показателей качества электроэнергии.

Обусловлено это тем, что технически обоснованная малым ресурсом и скоростью срабатывания контакторов задержка коммутации ступеней приводит к профициту в сети емкостных токов (с конденсаторов) при включении и индуктивных (от нагрузки) при отключении конденсаторных батарей и, соответственно, всем негативам пере- и недокомпенсации.

Кроме того, практически любая релейная установка компенсации реактивной мощности из-за малой скорости отклика на изменения параметра регулирования — по мощности УКМ или УКРМ, напряжению УКН или току УКТ — de facto несовместима с интеллектуальными АСУ ТП цифровых сетей, а попеременные набросы емкостных и индуктивных токов при коммутации ступеней негативно влияют на передачу информационных сигналов по сетям Profibus, Modbus или Industrial Ethernet, без которых нереально провести цифровую трансформацию объекта.

Энергосбережение и энергетическая эффективность в силовых потребительских сетях

Теоретически, добиться максимально возможного энергосбережения на объекте можно полной автоматизацией производственно-технологических процессов, на что сегодня ориентируют отраслевую экономику президент РФ в «Доктрине энергетической безопасности» и правительство России в «Энергетической стратегии».

В отношении силовой сети речь идет и об оптимизации режимов работы нагрузки, и о нивелировании всех возможных сетевых загрязнений, искажающих параметры качества электроэнергии, в том числе, реактивной мощности на фундаментальной частоте, мощности гармоник, интергармоник, искажений тока, напряжения и т. д., что, в совокупности, определено международным стандартом IEEE 1459-2010 и рассматривается в пакете отечественных стандартов по электромагнитной совместимости.

Вместе с тем, для эффективной работы АСУ ТП любой архитектуры и масштаба необходимы «свободные от загрязнений» и электромагнитно совместимые силовые сети, в которых силовое оборудование управляется на местах быстродействующими интеллектуальными контроллерами, работающими в связке с программным обеспечением аппаратного комплекса Data-центров. Косвенно это подтверждается перечнем технологического оборудования приложения к «Энергетической стратегии», где указано, что статические компенсаторы, конвертеры, выпрямители и иные типы преобразователей должны быть построены на базе полупроводниковых компонентов, а значит, как минимум, тиристоров, но лучше биполярные транзисторы с изолированным затвором (БТИЗ или IGBT), имеющие широкий интервал рабочих частот и мощностей.

Таким образом, на смену автоматическим релейным конденсаторным установкам приходят тиристорные, совместимые с цифровыми сетями, однако и они не могут решить проблему загрязнения сети гармониками и интергармониками, поскольку работают исключительно на фундаментальной частоте.

Справка
Здесь речь не идет о конденсаторных модулях, батареях или одно-двухступенчатых неуправляемых (неавтоматических) релейных установках компенсации реактивной мощности, которые в отличие от автоматических УКРМ вполне разумно использовать в любых, в том числе, цифровизованных сетях, однако:
- только для «срезания» постоянной «фоновой» реактивной мощности на предприятиях с круглосуточным режимом работы части нелинейной нагрузки;
- исключительно в пакетах с УКРМТ и с пассивными фильтрами гармоник (например, дросселями) для исключения рисков резонанса, или в связках с УКРМТ и активным фильтром гармоник (АФГ).

Активные фильтры гармоник в решении проблем энергосбережения

Пока в сетях низкого, до 1 кВ, и низкого среднего напряжения активные фильтры гармоник (Аctive filter harmonic — AFG) остаются единственным необходимым и достаточным техническим средством очистки от гармонических искажений, а в «урезанных» версиях с маркетинговым лейблом «генераторов реактивной энергии» (Static var generator — SVG) — от набросов реактивных токов на фундаментальной частоте вне зависимости от их характера (индуктивных или емкостных).

Static var generator

Безусловно, из-за высокой цены мощных IGBT-транзисторов в силовых блоках АФГ вряд ли есть смысл использовать SVG вместо более доступных финансово УКРМТ или катушек индуктивности для компенсации реактивных токов (соответственно) индуктивного или емкостного характера. Вместе с тем, АФГ «широкой полосы» с невысокой мощностью на фундаментальной частоте мог бы устранять недостатки тех же тиристорных УКРМТ в аспекте пере- или недокомпенсации при коммутации ступеней, а на частотах гармоник, вплоть до 50-го порядка, выполнять свою главную функцию — нивелировать токи искажений оперативным и дозированным набросом противофазных токов той же амплитуды и частоты.

Сделать АФГ еще более доступным финансово можно благодаря установке максимально близко к источнику гармонических возмущений и/или использованию вместе с АФГ пассивных L-C-фильтров, настроенных на гармоники низких порядков. Поэтому сегодня оптимальными по цене и (условно) полными решениями проблем искажения параметров качества электроэнергии могут стать сборки УКРМТ+АФГ+L-C-фильтр, проектирование которых должно выполняться только по результатам энергоаудита объекта с полным анализом пакета ПКЭ современными приборами-анализаторами.

Источник: Завод конденсаторных установок «МИРКОН»

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

Завод конденсаторных установок «МИРКОН» осуществляет полный цикл мероприятий по вопросам компенсации реактивной мощности.
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Прибор качества электроэнергии PMAC770

Хотите в онлайн-режиме контролировать качество электрической энергии? Подсчитывать стоимость потребленного электричества по многотарифной системе с хранением данных за последний месяц/год? Обнаруживать ошибки в функционировании трехфазной электросети? Получать информацию обо всем этом на компьютер для использования в учете и управлении технологическими процессами? Воспользуйтесь уникальным предложением от компании «Энергометрика» и приобретите многофункциональный прибор качества электроэнергии PMAC770. Этот измерительный прибор совместим с бытовыми и промышленными сетями с напряжением до 600 В, применяется в системах распределения низкого и среднего напряжения. Позволяет просто и недорого создать сеть технического учета электроэнергии. Основные функции PMAC770: отображение показателей в режиме реального времени на встроенном жидкокристаллическом экране и хранение их в памяти; измерение напряжения, силы тока, мощности, энергии, частоты, нагрузки и других характеристик; анализ гармоник, асимметрии, пик-фактора и К-фактора; подключение к промышленным сетям управления через RS-485 (Modbus-RTU); обновление встроенного программного обеспечения. Для приобретения обращайтесь к менеджерам магазина по указанным телефонам.
Отдел Продаж · ООО «Энергометрика» · 27 февраля · Россия · г Москва
Прибор качества электроэнергии PMAC770

ПРОДАМ: Источники бесперебойного питания Энергия ИБП Про

Источник бесперебойного питания серии Энергия Про – это современные, высокоточные, экономичные, надежные и удобные в работе ИБП. Источники бесперебойного питания (ИБП) предназначены для стабилизации сетевого напряжения, а также обеспечения автономного электропитания потребителей напряжением 220 Вольт чистой синусоидальной формы. Эти приборы созданы на основе наиболее оптимальных и проверенных алгоритмов работы, с учетом требований электротехнического рынка и реализацией многочисленных пожеланий наших клиентов. Преимущества: — Точность стабилизации ± 5% (питание от сети), ± 1% (инверторный режим); — Возможность использования 12 В АКБ в мощных моделях; — Новый, цветной, информативный LED-дисплей; — Экономичный холостой ход; — Усовершенствованный алгоритм интеллектуальной зарядки АКБ; — Современный универсальный корпус с возможностью настенного крепления; — Форма выходного сигнала в инверторном режиме — чистая синусоида; — Защита от перезаряда, глубокого разряда, короткого замыкания. Виды защиты: — От повышенного и пониженного напряжения; — От перегрева трансформатора; — От перезаряда; — От глубокого разряда; — От короткого замыкания; — От неправильной полярности.
Рыжов Сергей · ЭТК Энергия · 25 марта · Россия · г Москва
Источники бесперебойного питания Энергия ИБП Про

ПРОДАМ: Стабилизаторы напряжения Энергия трехфазный Voltron 5% 30000

— Артикул — Е0101-0202; — Мощность стабилизатора, ВА — 30000 Полное описание Релейный стабилизатор напряжения Энергия Voltron предназначен для обеспечения стабилизированным питанием трехфазных потребителей. Особенности ВНИМАНИЕ! При однофазном режиме в сети не должны быть подключены трехфазные потребители. Преимущества Конструкция состоит из трех стабилизаторов напряжения Voltron (5%) и общего блока контроля фаз (модуль БКС), который позволяет с помощью переключения выбрать трехфазный или однофазный режим работы и обеспечивает высокую степень защиты от аварийных ситуаций как во входной, так и в выходной сети.
Рыжов Сергей · ЭТК Энергия · 25 марта · Россия · г Москва
Стабилизаторы напряжения Энергия трехфазный Voltron 5% 30000

ПРОДАМ: Источник бесперебойного питания серии Энергия Про

Источник бесперебойного питания серии Энергия Про — это современные, высокоточные, экономичные, надежные и удобные в работе ИБП. Источники бесперебойного питания (ИБП) предназначены для стабилизации сетевого напряжения, а также обеспечения автономного электропитания потребителей напряжением 220 Вольт чистой синусоидальной формы. Изменяя количество и емкость подключенных батарей, можно наращивать или уменьшать время автономной работы. Количество подключаемых батарей ограничено только временем их заряда. Модельный ряд: ИБП Энергия Про 500 Номинальная мощность, ВА/Вт 500/300 ИБП Энергия Про 800 Номинальная мощность, ВА/Вт 800/500 ИБП Энергия Про 1000 Номинальная мощность, ВА/Вт 1000/700 ИБП Энергия Про 1500 Номинальная мощность, ВА/Вт 1500/1100 ИБП Энергия Про 1700 Номинальная мощность, ВА/Вт 1700/1200 ИБП Энергия Про 2300 Номинальная мощность, ВА/Вт 2300/1600 ИБП Энергия Про 3400 Номинальная мощность, ВА/Вт 3400/2400 ИБП Энергия Про 5000 Номинальная мощность, ВА/Вт 5000/3500 Преимущества -Точность стабилизации ± 5% (питание от сети), ± 1% (инверторный режим) -Возможность использования 12 В АКБ в мощных моделях -Цветной, информативный LED-дисплей -Экономичный холостой ход -Алгоритм интеллектуальной зарядки АКБ -Универсальный корпус с возможностью настенного крепления -Форма выходного сигнала в инверторном режиме — чистая синусоида -Широкий температурный диапазон Условия эксплуатации -Для корректной работы Источника Бесперебойного Питания необходимо, чтобы аккумуляторные батареи, присоединённые к нему (параллельно или последовательно), имели одинаковую степень заряда (разряда). -Для соблюдения этого требования мы рекомендуем использовать АКБ одинаковой модели, ёмкости и из одной партии (один и тот же датакод). Виды защиты -От повышенного и пониженного напряжения -От перегрева трансформатора -От перезаряда -От глубокого разряда -От короткого замыкания -От неправильной полярности -От перегрузки по току и короткого замыкания Оформить заказ и получить...
Смолич Елена · НПК Электроэнергетика · 25 марта · Россия · Московская обл
Источник бесперебойного питания серии Энергия Про

ПРОДАМ: ИСТОЧНИКИ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ IMD, GE, Delta, Mwell, Riello, Eaton

Компания НПАО "ПФ "СОЗВЕЗДИЕ" предлагает Вам современные решения в сочетании с передовыми технологиями от мировых лидеров в производстве систем бесперебойного и гарантированного электропитания. Мы предлагаем источники бесперебойного питания (ИБП) следующих производителей: IMD, GE, Delta, Mwell, Riello, Eaton, которые обеспечивают надежную защиту качественной электроэнергией практически любой объект или оборудование. Сотрудничество с НПАО "ПФ "СОЗВЕЗДИЕ" – это надежные партнерские отношения, полный перечень услуг по поставке, проведению пуско-наладочных и монтажных работ, сервисному, гарантийному и послегарантийному обслуживанию всего спектра поставляемого оборудования. Источники бесперебойного питания представляют собой устройства, которые используют энергию заряда аккумуляторных батарей для питания нагрузки в «аварийном» режиме работы. ИБП используются в целях защиты различного высокочувствительного электрооборудования, такого как рабочие станции ,системы телекоммуникаций, системы управления технологическими процессами, торговые терминалы, компьютеры, измерительные приборы. Источники бесперебойного питания решают проблемы при некачественном питании сети или полной потери питания. Например, это случается при отсутствии напряжения питания, низким или высоким напряжением, пульсацией амплитуды, колебанием частоты, дифференциальным и синфазным шумом, переходными процессами, и т.п. - все эти проблемы решаются источниками бесперебойного питания. Благодаря ИБП стабилизируется напряжение и обеспечивается гальваническая развязка выхода на критическую нагрузку. Все это позволяет решать проблемы в сети питания критической системы, которые могут вызывать повреждение программного обеспечения стать причиной неустойчивой работы оборудования. Существуют три класса источников бесперебойного питания (три типа защиты электропитания): — Off-line: обеспечивает питание в случае отсутствия напряжения, но сохраняют все помехи сети; — Line-interactive: защищают...
Панарина Людмила · ПФ СОЗВЕЗДИЕ · Сегодня · Россия · г Санкт-Петербург
ИСТОЧНИКИ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ IMD, GE, Delta, Mwell, Riello, Eaton
Российский производитель и бренд низковольтной аппаратуры: электрооборудования для ввода, распределения и учета электричества, локальной автоматизации технологических процессов, а также комплексных энергоэффективных решений для любой отрасли индустрии.