Абдильбаев А.Б.

ТарГУ им. М.Х.Дулати, Казахстан

КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ - ОДИН ИЗ
СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

Одной из специфик электроэнергии, как вида продукции, является неизбежность ее частичных потерь при передаче потребителям. Сопоставление данных потерь показывает их различие даже для стран с примерно одинаковым уровнем экономического развития и зависит от условий
производства и распределения электроэнергии. Поэтому сравнение систем
электроснабжения только по величине потерь не дает оснований для выводов
об ее эффективности. Следовательно, при решении вопроса о технико-экономической целесообразности снижения потерь необходимо ориентироваться на конкретные сложившиеся условия производства, передачи и структуру потребления электроэнергии (рис. 1).

Рис. 1. Структура потребления электроэнергии отдельными отраслями экономики

Как видно из рис.1, более 60 % электроэнергии потребляется в сфере
производства, при этом электроемкость ВВП РК в 3...4 раза выше, чем в
США и Западной Европе и в 1,5...2 раза выше, чем в Канаде и Восточной
Европе. На протяжении 90-х годов электроемкость производственных отраслей вопреки общемировым тенденциям не снижалась, а росла. В то же
время за этот период, несмотря на снижение электропотребления относительные сетевые потери увеличились (рис.1). Преобладание в структуре
генерирующих мощностей тепловых электростанций (ТЭС) с 5 %
расходом электроэнергии на собственные нужды и рост относительных потерь при передаче (с 8,9 % - 1991г. до 13,1 % - 2001г., рис. 1) привело к тому, что примерно шестая часть производимой электроэнергии не доходит до
потребителя. Значительная часть потерь обусловлена сетевым перетоком РМ
и связанными с этим потерями активной энергии, а их снижение достигается увеличением степени компенсации РМ, потребление которой определяется двумя составляющими:

а) потерями в трансформаторах и линиях электрических сетей;

б) реактивной нагрузкой потребителей.

Условием нормального режима работы и обеспечения норм качества
электроэнергии для любой электрической сети является соблюдение в ней
баланса полной мощности (равенство производимой и потребляемой электроэнергии):

(1)

где , — суммарные активные и реактивные нагрузки генераторов,
, — суммарные активные и реактивные нагрузки потребителей, , - суммарные потери активной и РМ, Q_вл - РМ, генерируемая В JI 110 кВ и выше, - суммарная мощность устройств компенсации
РМ, Ррез, Qрез - резерв активной и РМ энергосистемы.

При этом баланс непосредственно РМ (1.10) может быть представлен как:

(2)

Рассмотрим приходную (левую) часть выражения (2). Общее потребление РМ в сетях электроснабжения достигает 1 1,3 квар на 1 кВт при-
соединенной мощности. При номинальной нагрузке генераторы электростаций вырабатывают лишь около 60 % требуемой РМ (коэффициент мощности
распространенных на ТЭС, отечественных двухполюсных турбогенераторов
серии ТВ и ТВФ, мощностью 30... 1200 МВт при номинальном напряжении -
(0,8..0,9), то есть РМ генераторов– сотавляет 0,5...0,75 квар на 1 кВт их установленной мощности, причем ее полное использование не всегда технически возможно и экономически целесообразно. Учитывая, что около 20% общего баланса РМ энергосистемы генерируется емкостью ВJI 110 кВ и выше — Qвл, без учета резерва, примерно 20 % составит отнесенная в соотношении к максимуму активной нагрузки (квар/кВт) РМ, потребляемая в распределительных сетях 35...0,4 кВ (в том числе и предприятий), которая
должна быть скомпенсирована УК - . Нарушение баланса РМ приведет к изменению уровня напряжения в сети. Если генерируемая РМ больше потребляемой, то напряжение повышается, а при дефиците РМ снижается. Однако, в отличие от активной, недостающую РМ целесообразно не передавать из соседних энергосистем, а генерировать с помощью УК, установленных непосредственно в данной энергосистеме. В то же время до 60 % расходной (правой) части баланса РМ (2) определяется потерями в элементах самой энергосистемы, а доля РМ отпускаемая с шин 6(10) кВ потребителям, составит менее 40 %. Развитие энергосистемы увеличивает дефицит РМ. Общеизвестно, что без УК, устанавливаемых в сетях энергосистем, режим баланса РМ при допустимых уровнях напряжений в узлах нагрузки неосуществим.

Литература:

1. Железко Ю.С. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнер-
гии в электрических сетях. М.: Энергоатомиздат, 1989.

2. Шишкин С.А. Потери электроэнергии и тарифы для потребителей.
(Дискуссия по статье Ю.С. Железко) // Электрика. 2003 №4.

3. Бородин И.Ф., Сердешнов А.П. Пути снижения потерь напряжения и
электроэнергии в сельских электросетях // Электрика. 2002. №5.

4. Шишкин С.А. Компенсация реактивной мощности и потери электро-
энергии в сельских распределительных сетях 6( 10)/0,4 кВ // Механиза-
ция и электрификация сельского хозяйства. 2003; №10.