Промышленная резка бетона: rezkabetona.su
На главную  Энергопотребление 

Зменшення втрат електроенергії в лініях електропередач

Значні резерви економії енергетичних ресурсів наявні в електромережах. В нашій країні втрати в електричних мережах сягають 12-14% а за іншими статистичними даними до 18%. Перш за все, це обумовлено величезними обсягами крадіжок електричної енергії з мереж, відсутністю систем обліку, що дозволяє використовувати її майже без обмежень, застарілим обладнанням електромереж, крадіжками обладнання.

 

Проте існують і значні технологічні втрати, і не слід забувати, що на початку 1990-х років втрати у вітчизняних електромережах були на рівні 6-8%, такі ж втрати і в електричних мережах розвинутих країн.

 

Основні технологічні втрати електроенергії в мережах це:

 

- навантажувальні втрати в проводах ліній електропередачі (ЛЕП) та обмотках силових трансформаторів підстанцій;

 

- втрати в залізі осердь трансформаторів при неробочому ході;

 

- втрати на корону проводів ЛЕП;

 

- втрати на власні потреби;

 

- втрати в компенсаційних пристроях (конденсаторні батареї, синхронні компенсатори, статичні тиристорні компенсатори та ін.);

 

Заходи по зниженню втрат в мережах слід вибирати виходячи з принципу досягнення мінімуму приведених затрат при виконанні умов по надійності електропостачанню і якості електроенергії.

 

Проведені оціночні розрахунки вказують, що найбільш ефективними заходами є заходи групи 2 і в першу чергу технічні заходи по компенсації реактивної потужності. Питоме зниження втрат при встановленні БСК в мережах споживачів, що отримують живлення від трансформаторів 220/6-10 кВ, вкладає 70 тис.кВт.г в рік на 1 Мвар реактивної потужності батареї; від трансформаторів 110/6-10 кВ – 200 тис.кВт.г в рік; від трансформаторів 35/6-10 кВ – 300 тис.кВт.г в рік. Таким чином, проведення комплексних заходів – є ефективним способом зниження втрат електроенергії в системах електропостачання промислових підприємств.

 

Визначення втрат в лініях і мережах

 

Величина втрат в лініях і мережах визначається їх технічними параметрами і струмом навантаження, кВт, , де 1,1 – коефіцієнт, що враховує опір перехідних контактів, скрученя жил і способів прокладки ліній; - число фаз ліній; - довжина ліній, м; - поперечний розріз проводу, мм2; - питомий опір матеріалу проводу при 20 0С (Ом*мм2/м); І – середнє значення струму навантаження, А.

 

Втрати електричної енергії, кВт.г: .

 

Втрати потужності на корону.

 

Втрати потужності і енергії, що супроводжується коронним розрядом, досягає в лініях 330 кВ та вище декількох сотень кіловат на один кілометр лінії (в лініях 220- 110 кВ і нижче втрати на корону незначні), тобто в цих умовах втрати на корону не тільки спів розмірні, але й інколи перевищують втрати на нагрівання проводів. Явище корони викликає додатковий нагрів проводів, підвищує інтенсивність корозії проводів і арматури повітряних ліній.

 

Для розрахунку втрат на корону було запропоновано декілька емпіричних формул. Однак ці формули не витримували перевірки практикою, що призвело до розвитку експериментального визначення втрат на корону. На основі проведених дослідів запропоновано аналітичний вираз для оцінки втрат потужності на корону, кВт/км, у всіх трьох проводах трьохфазної лінії змінного струму при частоті 50 Гц:

 

де Dcp – середньо геометрична відстань між проводами, см; r – радіус ординарного проводу, см; U – середньорічна лінійна напруга, кВ; U0 – критична напруга, кВ; якщо фактична напруга не перевищує критичну, то корона відсутня; - відносна середньорічна густина повітря, =0,368р/(273+t), p – середньорічний барометричний тиск повітря, мм.рт.ст.; t – річна температура повітря, С.

 

Істотно впливає на покращення техніко-економічних характеристик режимів роботи розподільчої мережі раціональне планування потокорозподілу реактивної потужності в основних мережах та мережах споживачів. Правильний вибір ступені компенсації реактивних навантажень на приймальних підстанціях системи впливає на потокорозподіл реактивної потужності, що призводить до зміни сумарних втрат активної потужності і енергії в цілій системі. Оптимізація режимів роботи основних мереж за реактивною потужністю знижує ТРЕ на 4-10%.

 

Основними типами компенсаційних пристроїв (КП) при експлуатації електричних мереж є батареї статичних конденсаторів (БСК) і синхронних компенсаторів (СК), які мають наступні переваги: можливість працювати в індуктивно-емнісних режимах, широкий регулювальний діапазон, високу надійність і якість електропостачання споживачів. В останній час використовуються регульовані статичні джерела реактивної потужності.

 

Розміщувати КП в електричних мережах рекомендується таким чином, щоб 70-80% потужності КП встановлювались безпосередньо в мережах споживачів. Вибір того чи іншого засобу компенсації здійснюється на основі техніко-економічних розрахунків. При цьому порівнюються затрати засобів на виробляємий 1 кВАр.г

 

Організаційні заходи:

 

Збільшення поперечного розрізу електромереж.

 

Втрати електроенергії в лініях залежать від значення опорів і струму, що пропускається через лінії. Опір діючих ліній може вважатися практично постійним. Звідси випливає, що для зменшення втрат електроенергії можливий один шлях - зменшення струму, що протікає через них. Зменшити значення струму можна, наприклад використанням у роботі значної кількості резервних ліній.

 

При наявності паралельних ліній бажано з розумінь економії електроенергії тримати їх включеними паралельно. При використанні їх на паралельну роботу, сумарний опір (еквівалентний) опір цих мереж зменшиться, і, отже, втрати активної та реактивної енергії при її передачі скоротяться. При паралельному з’єднанні опорів еквівалентний опір, при припущенні що опори резервної та основної ліній рівні, буде в два рази нижче. Звідси випливає зменшення втрат активної та реактивної потужностей також у два рази.

 

Підвищення рівня робочої напруги.

 

В мережах до 220 кВ включно існують технічні можливості використання зниження навантажувальних втрат потужності та енергії за рахунок підвищення рівня робочої напруги.

 

При підвищення рівня робочої напруги можуть дещо зрости втрати на корону, проте в лініях 110 – 220 кВ ці втрати незначні. Втрати на корону значні в лініях понад 330 кВ. Проте в цих лініях допустимі перенапруги ізоляції незначні, що обмежує використання такого заходу зниження втрат електроенергії як підвищення напруги в лініях понад 330 кВ.

 

Розрахунки вказують на можливість зниження втрат енергії до 1% сумарних втрат в системі за рахунок оптимізації режимів робочої напруги.

 

Скорочення терміну ремонту електромереж.

 

Будь-яке обладнання під час експлуатації потребує технічного обслуговування та ремонту. При проведенні ремонту обладнання, навантаження на інше (резервне) обладнання збільшується, що значно збільшує втрати потужності. Втрати електроенергії від проведення ремонту основного обладнання прямо пропорційно залежить від часу його проведення. Таким чином, значна тривалість ремонту призводить до значних втрат електричної енергії.

 

Економія електроенергії в шинах.

 

При електропостачанні потужних приймачів електроенергії (електричні печі й ін.), як правило, застосовують багатополюсні шинопроводи. Якщо застосовувати розташування шин, як зазначено на 1б., те втрати електроенергії в такому шинопроводі будуть значно більше, ніж при розташуванні, показаному на 1а. Це пояснюється тим, що при розташуванні шин, показаному на рис 1а. сильно позначається ''ефект близькості'', при якому різко зростає індуктивний опір шин і відповідно збільшується реактивна складова струму, що в кінцевому рахунку приводить до збільшення загального струму і відповідно втрат потужності й енергії.

 

Економія електроенергії в трифазних мережах напругою до 1000 В с несиметричним навантаженням.

 

Характерною особливістю режимів електричних мереж до 1000 В полягає в нерівномірності навантаження фаз, що призводить до збільшення втрат потужності та енергії. Так, при коефіцієнті асиметрії струмів, рівному 2%, у вузлах навантаження при потужності одноразового навантаження 0,18 і потужності симетричного навантаження 0,82 втрати потужності в трансформаторі і в лінії 0,4 кВ збільшуються на 13%, а втрати напруги в найбільш навантаженій фазі зростають практично у 2 рази порівняно з симетричним режимом.

 

Основною причиною такого явища, як несиметричне навантаження по фазах є потужні однофазні електроприймачі та специфічні схеми електропостачання (наприклад, трьохфазні тягові мережі при заземленій фазі діють в трифазній електричній мережі як двофазні навантаження). Зазвичай випадки асиметрії в електричних мережах економічно обґрунтовані. Однак можливі випадки перевищенні допустимих норм величини асиметрії за технічними характеристиками обладнання. Для уникнення таких явищ використовують різні схемні рішення.

 

Для визначення величини втрат електричної енергії від несиметричних режимів використовують наступне співвідношення:

 

, де

 

Додаткові втрати, що зумовлені асиметрією навантаження, досягають 20% сумарних втрат, тому необхідно застосовувати для їх зменшення замкнені схеми ліній 0,4 кВ, зменшувати опір струмам нульової послідовності, збільшувати переріз нульового проводу, використовувати батареї статичних компенсаторів, призначених для підвищення коефіцієнта потужності.

 

Рівномірність завантаження фаз повинна бути забезпечена в першу чергу за рахунок правильного розподілу однофазних і двохфазних навантажень по фазах. Другим заходом для зменшення асиметрії в мережах напругою до 1000 В є установка нейтралерів на введеннях заземлення свинцевої оболонки кабелю. Економічна доцільність другого заходу визначається співвідношенням між витратами на встановлення нейтралерів і вартістю зекономленої електроенергії в результаті усунення асиметрії навантаження.

 

Заходи щодо вирівнювання навантаження фаз доцільно проводити в трансформаторах, завантажених більш ніж на 30 % номінальній потужності, нерівномірністю навантаження можна зневажити, тому що навантажувальні втрати незначно перевищують втрати холостого ходу.

 

Необхідно враховувати, що встановлення додаткових симетруючих пристроїв призводить до втрат електроенергії у цих пристроях, тому доцільно уникати встановлення або скорочення додаткових пристроїв в електромережах дозволяє. При застосуванні симетруючих пристроїв (СП), між цеховим трансформатором і приймачами

 

Заходи з симетрування навантаження розподільчої мережі слід передбачати вже на стадії її проектування. Для цієї мети в ТП 6 –10/0,4 кВ бажано передбачати заміну живильного трансформатора зі схемою з'єднання обмоток зірка-зірка трансформатором зі схемою з'єднання обмоток зірка-зиґзаґ. При цьому втрати і вартість трансформатора зростуть на 2-3 %. Але за рахунок виключення СП скорочуються втрати електроенергії на 5-8 % і відпадає необхідність у виробництві симметрируючого устаткування.

 

Аналогічне положення має місце при установці додаткових фільтрокомпенсиючих пристроїв (ФКП) при несинусоїдальності форми кривої струму і напруги. Установлюючи випрямні пристрої по 12-24 фазній схемі, можна значно скоротити несинусоїдальність і обійтися без ФКУ.

 

Передача і розподіл електричної енергії по повітряно-кабельних лініях у розподільних мережах 0,38 -10 кВ.

 

Помітну економію енергії в електричних мережах напругою 0,38-10 кв дає перехід від ВЛ у розподільних мережах нижчої і середньої напруги до штучно синтезованих конструкцій типу КЛ. Гібридна конструкція, що синтезує кращі властивості ПЛ і КЛ, називається повітряно-кабельною лінією (ПКЛ). Вона являє собою конструкцію, що складається з полегшених опор, на які підвішується спеціальний повітряний кабель (ПК). Конструкція ПК являє собою скручені струмоведучі ізоляційні жили в загальній чи оболонці без її, з несучим тросом, розташовуваним чи усередині цієї оболонки, чи поза нею, чи спільно в одному пучку з проводами, скрученими з несучим тросом. ПК можна виконати на посилених ізольованих струмоведучих жилах, що є самонесучими, без несучого троса. ПК призначений для підвіски на опорах полегшеного типу за допомогою спеціальної арматури. ПКЛ мають наступні переваги:

 

- істотне підвищення електробезпечності при експлуатації за рахунок зниження числа однофазних замикань на землю, обривів проводів і відсутності можливостей безпосереднього контакту зі струмоведучими частинами лінії електропередачі;

 

- зниження пошкоджуваності ізоляції і підвищення експлуатаційної надійності унаслідок виключення факторів механічного впливу, характерних для ПЛ звичайного виконання (забруднення, накиди, перекриття повітряних проміжків птахами, гілками дерев і т.п.);

 

- зменшення вітрових аварій унаслідок зменшення навантажень від ожеледі і вітру, відсутності моментів, що крутять, на опорах в аварійних режимах, значного збільшення механічної міцності конструкції ПК у порівнянні з проводами звичайного виконання;

 

- легкість конструктивного виконання багатоланцюгових ліній; зменшення вартості будівельної частини ліній за рахунок спрощення конструкцій опор, збільшення довжини прольотів, виключення металоконструкцій, ізоляторів, контурів заземлення й інших елементів ПЛ звичайного виконання;

 

- можливість монтажу ПК по стінах промислових і житлових будинків і інших інженерних споруджень, особливо в умовах суцільної міської забудови у великих індустріальних районах;

 

- зниження реактивного опору, що приводить до поліпшення режиму напруги в мережі ПКЛ і збільшенню її пропускної здатності;

 

- підвищення техніко-економічних показників за рахунок зниження втрат активної потужності в мережі;

 

- зниження вартості додаткових КП для забезпечення оптимальних режимів роботи мережі;

 

Основну економію електричної енергії при використанні ПКЛ дає зниження втрат активної потужності й енергії безпосередньо в самої ПКЛ, унаслідок зменшення витоків реактивної потужності по ділянках мережі і підвищення напруги в споживачів.

 



Новая страница 1. О развитии проекта. Квоти на небесну голубінь. Виноградов Ю.

На главную  Энергопотребление 





0.0612
 
Яндекс.Метрика