Повышение качества электроэнергии

Основными способами и техническими средствами повышения качества электроэнергии, которые обеспечивают совершенствование эксплуатации и технического обслуживания электрооборудования, являются:

  • • регулирование напряжения в центре питания и у электрооборудования;
  • • снижение потерь напряжения в электрооборудовании и сети;
  • • применение фильтросимметрирующих и фильтрокомпенсирующих устройств;
  • • питание чувствительного к качеству электроэнергии электрооборудования от отдельных источников;
  • • равномерное распределение нагрузки по фазам;
  • • применение активных фильтров и динамических компенсаторов искажений напряжения (ДКИН).

За счет регулирования напряжения в центре питания и у потребителей снижают отклонения и колебания напряжения. Для этого применяют силовые трансформаторы с регулированием под нагрузкой (РПН) при необходимости частого изменения уровня напряжения и силовые трансформаторы с переключением без возбуждения (ПБВ), когда требуется редкое (квартальное) изменение уровня напряжения. В последнем случае переключения выполняют при отключенном трансформаторе.

Использование изменений коэффициента трансформации силовых трансформаторов создает определенный уровень напряжения у всех электроприемников. При этом надо учитывать тот факт, что повышение напряжения до допустимого уровня у наиболее удаленных электроприемников обычно приводит к повышенному уровню напряжения у близко расположенной к регулируемым трансформаторам нагрузки, что может оказаться выше допустимого. Кроме того, частые переключения РПН, особенно ПБВ, нежелательны, так как требуют соответствующей квалификации персонала, а при ПБВ — отключения потребителей от сети.

Повысить качество электроэнергии можно и за счет приближения электроприемников с резко переменным графиком нагрузки к основным, наиболее мощным источникам питания. Такое приближение позволяет сократить сферу влияния этих электроприемников на другие потребители за счет демфирования толчков нагрузок мощными трансформаторами. Кроме того, предусматривают питание крупных электроприемников с резко переменной нагрузкой от отдельных линий, получающих питание от главной понизительной подстанции (ГПП) или ТЭЦ.

Использование параллельной работы питающих линий и трансформаторов на ГПП (при включенном секционном выключателе) хотя и удорожает систему электроснабжения, однако приводит к снижению отклонений и колебаний напряжения.

Если разные по характеру нагрузки подключены к одной системе (или секции) шин, то колебания напряжения будут передаваться в осветительную сеть. В этом случае питание осветительной нагрузки необходимо выполнить от другой системы (или секции) шин или запитать от отдельного трансформатора. На осветительную нагрузку влияют также пусковые токи и токи самозапуска электродвигателей. Нежелателен также групповой пуск электродвигателей, так как он сопровождается снижением напряжения на шинах подстанции, что может привести к отпаданию контактов магнитных пускателей и возможному расстройству технологического процесса производства.

Для питания электроприемников с повышенными требованиями к стабильности напряжения (электронные устройства, компьютеры и пр.) применяют стабилизаторы напряжения и источники гарантированного питания.

Когда показатели качества электроэнергии (ПКЭ), характеризующие несинусоидальность, не удается довести до нормированных значений схемным путем, используют фильтры, подключаемые параллельно к сети, а также фильтрокомпенсирующие устройства (ФКУ), которые будут генерировать (помимо фильтрации гармоник) реактивную мощность и компенсировать потери мощности в сети и напряжения. Применяют также фильтросимметрирующие устройства, которые, кроме фильтрации высших гармоник, т.е. недопуска их в сеть, выполняют функции симметрирования напряжения. Таким образом, ФКУ и ФСУ воздействуют одновременно на несинусоидальность, несимметрию и на отклонения напряжения. К категории таких устройств относятся быстродействующие статические источники реактивной мощности — статкомы. Кроме того, одним из основных направлений применения статкомов является также поддержание уровня напряжений в линиях электропередачи с целью увеличения устойчивости системы и расширения возможностей передачи электроэнергии.

Хорошие показатели по улучшению качества электроэнергии обеспечивают активные фильтры, идея которых основана на введении в сеть последовательного источника напряжения с управляемым искажением или параллельного источника тока с такой же функцией. При этом вносимые ими искажения находятся в противофазе с уже имеющимися искажениями и компенсируют их в результирующей кривой тока. Кроме того, активные фильтры, помимо фильтрации токов и напряжений электросетей, могут обеспечивать КРМ и симметрирование трехфазных систем токов и напряжений.

Динамические компенсаторы искажений напряжения (ДКИН) на 0,4 и 6 (10) кВ позволяют решать весь комплекс проблем, связанных как с качеством электроэнергии, так и с провалами и посадками (до трех секунд) напряжения, перенапряжениями в питающих и распределительных сетях. Устройства ДКИН обеспечивают снижение потерь электроэнергии, устраняют несимметрию по фазам и несинусоидаль- ность во всех режимах работы.

Устройства ДКИН представляют собой преобразователь напряжения (выпрямитель, инвертор) с пофазным управлением на базе полностью управляемых выпрямителей, который подключен к сети питания потребителя и через вольтодобавочный трансформатор (ВДТ) перераспределяет мощности и Q) таким образом, чтобы добавка напряжения на вторичной обмотке полностью компенсировала искажение напряжения при любых нарушениях в питающей сети.

Устройство ДКИН двукратно преобразует напряжение, его вход подключен к системе электроснабжения, а выход — через управляемый инвертор и через ВДТ к нагрузке. Вторичная обмотка ВДТ включена последовательно с нагрузкой, и в ней наводится напряжение, компенсирующее провал напряжения в системе электроснабжения.

Устройства ДКИН регулируют напряжение нагрузки к номинальному значению, устраняя кратковременные нарушения электроснабжения от энергосистемы, и являются дешевой и надежной альтернативой источникам бесперебойного питания.

Устройства ДКИН обеспечивают быстрый отклик на провал напряжения, начиная работу уже после первой миллисекунды. За одну миллисекунду они реагируют на провал напряжения с последующим восстановлением напряжения в следующую половину цикла, а полное исправление для трехфазных провалов вплоть до 40% и однофазных провалов до 55% в течение не менее 30 секунд.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >