асп. Ахметшин А.Р.
ФГБОУ ВПО “Казанский государственный
энергетический университет”
Обеспечение нормативных показателей качества электроэнергии в
распределительных сетях
напряжением 0,4 кВ
Недостаточные темпы и высокая стоимость
реконструкции (РЭС), отличающихся значительной протяженностью, в сочетании с
ростом энергопотребления приводят к ухудшению показателей качества
электроэнергии (ПКЭ), которые во многих случаях уже не удовлетворяют
нормативным требованиям [1]. Немаловажным фактором, влияющим на энергосбережение,
является несимметрия нагрузки РЭС на стороне 0.4 кВ, что обусловливает
дополнительные потери электроэнергии как в фазных проводах, так и в нулевом
проводе [2].
В
настоящее время для энергетиков стало доступным новое электрооборудование на
напряжение 0.4 кВ, позволяющее решать проблемы обеспечения нормативных ПКЭ у
потребителей РЭС. К нему можно отнести вольтодобавочные
трансформаторы (ВДТ) типа ТВМГ, выпускаемые компанией ООО “СКЭ-Электро”, и трансформаторы типа ТМ, ТМГ со специальным встроенным
симметрирующим устройством нулевой последовательности (ТМСУ), выпускаемые ПРУП «Минский
электротехнический завод им. В. И. Козлова», позволяют
снижать потери электроэнергии в сетях 0.4 кВ от токов нулевой
последовательности.
Основное предназначение ТВМГ:
- автономное регулирование напряжения на каждой фазе;
- компенсация несимметрии фазных
напряжений при несимметричных нагрузках.
Для определения экономической
эффективности установки в сети 0,4кВ вольтодобавочных устройств в качестве
примера рассмотрен существующий участок ЛЭП на 0,4кВ с низким качеством
напряжения в конце линии. Длина линии от трансформаторной
подстанции (ТП) до опоры № 31 составляет 1,271 км. Ток в каждой фазе на ТП в часы максимума не превышает 60 А.
В предположении, что нагрузка на фидере
распределяется равномерно, построена диаграмма изменения напряжения в
зависимости от длины (рис.1).
Рис.1.
Изменение напряжения в зависимости от длины
(1 -
установка ТВМГ, 2 - перевес провода, 3 - существующий уровень)
Из диаграммы
(рис.1) видно, что и перевес провода и
установка ТВМГ способствуют уменьшению отклонения уровня напряжения до
нормативных значений.
При этом средние
затраты на реконструкцию фидера [3] составляют, 801 тыс. руб. и стоимость установки ТВМГ
номинальной мощностью 52 кВА (максимальная мощность
82 кВА при работе не более 6 часов при 20оС, входное напряжение 195
В) равна по данным производителя 650 тыс. руб.
Как видно,
затраты на реконструкцию фидера и
установку ТВМГ находятся в одном ценовом диапазоне. Но реконструкция фидера 0.4
кВ не сможет обеспечить уменьшение несимметрии напряжения.
На рис. 2
представлена диаграмма изменения коэффициентов несимметрии напряжения на рассматриваемом
участке ЛЭП по нулевой последовательности (
) в течение
суток.
Рис.2.
Изменение коэффициента 
в течение
суток
Из диаграммы
(рис.2) видно, что коэффициент 
в течение
суток превышает нормальное допустимое (2%) [1].
Трансформаторы
ТМСУ обладают способностью уменьшать токи нулевой последовательности. Обмотка
симметрирующего устройства ТМСУ включена в рассечку нулевого провода
трансформатора из расчета того, что при несимметричной нагрузке
и появлении тока нулевой последовательности ток, создаваемый
симметрирующим устройством равный по величине и направленный
в противоположном направлении, компенсирует действие тока нулевой
последовательности, предотвращая этим самым перекос фазных напряжений [5].
Выводы:
Используя
рассмотренное в статье оборудование в РЭС 0,4-10 кВ, возможно, избавиться от
основных негативных явлений, тем самым улучшить ПКЭ, а также уменьшить потери
на ЛЭП за счет компенсации токов нулевой последовательности.
Литература:
1.
ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств
электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах
электроснабжения общего назначения. 32 с. (Дата введения: 01.01.1999)
2.
Железко Ю. С. Потери
электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для
практических расчетов / Ю. С. Железко. - М.: ЭНАС, 2009. 456 с.
3.
Приложение к протоколу
заседания Правления ОАО «РАО «ЕЭС России» от 21.01.2008 № 1805пр. 19 с. URL: http://www.rushydro.ru (дата
обращения: 03.06.11).
4.
Сайт компании ООО “СКЭ – ЭЛЕКТРО”. URL: http://www.ske-electro.ru (дата обращения:
03.06.11).
5.
Сайт компании ПРУП «Минский электротехнический завод им.
В. И. Козлова». URL: http://www.metz.by (дата обращения: 03.06.11).