Применение симметрирующих устройств на трансформаторных подстанциях 10/04 кВ

Наряду с надежностью электроснабжения качество электроэнергии у потребителей является одной из важнейших характеристик электрических систем. Последствия ухудшения качества электроэнергии могут проявляться в виде технологического (порча и ухудшение качества продукции, расстройстве технологических процессов, снижения производительности механизмов) и электромагнитного (снижение эффективности процессов генерации и передачи электроэнергии, нарушение нормальной работы, уменьшение срока службы и выход из строя электрооборудования, нарушения работы телемеханики, автоматики, связи) ущерба. Для улучшения качества электроэнергии традиционно используются тиристорные стабилизаторы, конденсаторные батареи, синхронные генераторы и пассивные фильтры. Кроме этого получили распространение АБП и регуляторы качества электроэнергии, которые как правило, имеют несколько функций. Обладая определенными недостатками, эти устройства не позволяют в ряде случаев эффективно решать возложенные на них задачи. В современных развитых сетях обеспечение показателей качества энергии, приемлемых для потребителей, требует значительных затрат денежных средств и материалов, а так же сбора и обработки большей информации. Этим и объясняется важное значение вопросов качества электроэнергии в комплексной проблеме проектирования и эксплуатации электрических систем. Из – за случайного характера формирования суммарных электрических нагрузок в разветвленных сетях с многочисленными потребителями электроэнергии непрерывное изменение качества напряжения во времени и пространстве (вдоль линии) так же носят случайный характер. В соответствии с этим, целью данной работы стало рассмотрение и решение следующих задач:

  • 1.Подробное рассмотрение параметров качества электроэнергии в соответствии с действующим ГОСТ
  • 2.Статистический анализ параметров качества электроэнергии в сетях филиала ОАО «МРСК Центра» - «Смоленскэнерго».
  • 3.На основании проведенного анализа рассмотрен пример внедрения на одной из ТП 10/04 кВ встроенного в трансформатор симметрирующего устройства и рассчитан полученный экономический эффект.

Практическая значимость работы состоит в том, что полученные результаты при рассмотрении применения симметрирующих устройств могут быть использованы не только на сетевых предприятиях, но и в проектных организациях при оптимизации параметров качества электроэнергии, развития сетевого комплекса, расчетах надежности сетей и оценке капитальных вложений, для решения задач повышения эффективности и надежности электросетевого хозяйства. 

Рейтинг проекта +14

Команда

+ Вступить в команду
Показать еще

Обсуждения

Комментарии

Анна Типикина

Действительно ли проблема несимметрии напряжения так остро стоит в распредсетях? По-моему мнению, куда важнее компенсировать скачки и провалы напряжения.

Андрей Усанов

на основании исследований показателей качества электроэнергии было установлено, что большая часть технологических потерь, зависящая от качества электроэнергии,приходится именно на несимметрию сети, а в некоторых случаях эта доля доходит до 30 и более процентов. Скачки и провалы напряжения - явления кратковременные, поэтому такого влияния на величину потерь как несимметрия напряжения не оказывают.

Ответить +2 21 сентября 2014 в 20:43
Анна Типикина

Т.е. потребителя интересует вопрос симметрии, только с точки зрения потерь и соответственно тарифа? Или все же на технологические процессы это как-то влияет?

Ответить +1 22 сентября 2014 в 18:09
Андрей Усанов

Безусловно, влияние несимметрии очень значительно, нельзя так же не отметить, что снижая уровень несимметрии мы снижаем аварийность в распределительных сетях и значительно повышаем их надежность, а так же существенно улучшаем условия работы электроприемников (в большей степени это относится к различного рода двигателям, но не только) у потребителей.

Ответить +4 22 сентября 2014 в 21:13
Михаил Коротков

Согласен, провалы, прерывания напряжения, перенапряжения очень важные показатели, которые влияют на работу электроборудования потребителей, из-за данных событий в электросетях у потребителей совершаются остановки производства и они несут убытки.
Но в связи с выходом нового ГОСТ 32144-2013 (взамен ГОСТ 13109-97) данные показатели больше не нормируются. И теперь проблема снижения и компенсации провалов не лежит на электросетевых компаниях, тем более если они не выполняют функций гарантирующего поставщика, и не несут перед потребителями прямой ответственности. Потребители, если не хотят нести убытки могут сами заниматься компенсацией и сглаживанием провалов, вкладывать средства в установку специальных стабилизирующих устройств.

Что касается такого показателя как несимметрия U, то это проблемный показатель. Часто одним из технических мероприятий по улучшению качества э/э в сетях "Смоленскэнерго" является равномерное распределение однофазной нагрузки по фазам в частных секторах, или отправка писем в управляющие компании или администрации о необходимости проведения таких же работ внутри многоквартирных жилых домов, а УК в свою очередь не сильно спешат это делать. Большинство потребителей не имеют устройств защитного отключения, и в случае повреждения нулевого провода при наличии несимметрии у людей горит техника,
Также несимметрия оказывает нехорошее влияние на трёхфазные электроприёмники (электродвигатели), даже если по уровню напряжение во всех фазах в норме.

Ответить 0 6 октября 2014 в 23:05
Александр Ташкин

Ваш ответ очень хорошо характеризует современное состояние бессистемного подхода к развитию электроэнергетики, характерное для "приватизированной" энергетики - каждый субъект энергетики "тянет" на себя одеяло, а страдает конечный потребитель! Я думаю, что энергетики, понимающие всю опасность происходящих процессов должны работать так, как им велит профессиональные умения и совесть, а не своекорыстные интересы "временщиков" в энергетике.

Ответить 0 7 июля 2016 в 08:55
Елена Лысенкова

На какие именно трансформаторы по мощности выгоднее ставить симметрирующие устройства или экономический эффект в любом случае одинаков? и вообще насколько большой экономический эффект от применения подобных устройств?

Анастасия Кулаченкова

В работе был проведен критериальный анализ величин, влияющих на срок окупаемости симметрирующих устройств (СУ). Было выявлено, что срок окупаемости СУ будет минимальным при максимальном начальном коэффициенте несимметрии и малой загрузке трансформатора. СУ наиболее эффективно применять при номинальной мощности трансформатора свыше 400 кВА В среднем срок окупаемости СУ составляет не более двух лет. Экономический эффект от их применения заключается в снижении величины потерь электрической энергии, которое обусловлено уменьшением коэффициентов несимметрии обратной и нулевой последовательностей токов в линиях и трансформаторе. В сельской распределительной сети потери электроэнергии, вызванные несимметрией токов, достигают 10% от величины передаваемой электроэнергии

Ответить +2 26 сентября 2014 в 07:59
Елена Лысенкова

А какой вид имеет зависимость срока окупаемости от номинальной мощности трансформатора?

Ответить +2 26 сентября 2014 в 10:26
Ответить +3 26 сентября 2014 в 10:49
Tatyana Zakharyeva

Почему такой акцент сделан именно на симметрирование сети и симметрирующие устройства, разве они выгоднее компенсирования реактивной мощности или фильтров гармоник и тому подобных устройств?

Ответить +2 25 сентября 2014 в 21:49
Анастасия Кулаченкова

Существуют три параметра качества электроэнергии, существенно влияющие на потери электроэнергии:
- отклонение напряжения
- несимметрия токов и напряжений
- несинусоидальность напряжения питающей сети.
Компенсация реактивной мощности является эффективным методом снижения отклонения напряжения сети, применение активных фильтров позволяет бороться с высшими гармониками и тем самым уменьшать несинусоидальность кривой напряжения, а применение симметрирующих устройств (СУ) необходимо для устранения несимметрии токов и напряжений трехфазной системы. Т.е. применение СУ является отдельным эффективным мероприятием по улучшению качества электроэнергии

Ответить +3 26 сентября 2014 в 08:38
Михаил Шелоп

Какое именно СУ применено на трансформаторе 10/0,4 кВ исследуемой ТП? "СУ наиболее эффективно применять при номинальной мощности трансформатора свыше 400 кВА В среднем срок окупаемости СУ составляет не более двух лет." Сколько трансформаторов 10/0,4 кВ в рассматриваемой Вами сельской местности мощностью от 400 кВА и выше под номинальной нагрузкой имеется? О какой именно несимметрии идет речь?

Андрей Усанов

Проведен анализ большого числа ТП, не только сельских, но и городских, проведено обширное исследование для выявления общих закономерностей процессов, вследствие чего был сделан вывод о необходимости применения симметрирующих устройств. Пример разобран в разрезе эффекта от будущего внедрения симметрирующего устройства, будущая экономическая эффективность проекта. Под несимметрией понимается различие амплитудных значений фазных напряжений (и токов), об этой несимметрии и идет речь

Ответить +2 26 сентября 2014 в 15:32
Михаил Шелоп

Есть ли смысл внедрять на трансформаторы 10/0,4 кВ СУ, когда уже готовые производятся и с мощностью от 25 кВА? В качестве примера приведу трансформаторы выпускаемые на Минском электротехническом заводе имени В.И. Козлова. Приведена статья и результаты измерений http://metz.by/publication/library/36.html

Ответить 0 29 сентября 2014 в 14:20
Андрей Усанов

Смысл есть, потому как экономический эффект и срок окупаемости выше, чем у трансформаторов с уже встроенными СУ.

Ответить 0 29 сентября 2014 в 16:29
Артем Солопов

Производился хотя бы примерно расчет экономии в абсолютных величинах? Сколько возможно тем самым сэкономить руб. в год и актуально ли это будет для единичных потребителей электрической энергии или ощутимый эффект будет достигаться только в рамках крупной сетевой компании?

Ответить +1 29 сентября 2014 в 13:52
Анастасия Кулаченкова

Симметрирующие устройства позволяют значительно повысить качество напряжения и снизить уровень несимметрии токов, а, следовательно, снизить потери мощности в сетях 0,38 кВ. Применение СУ эффективно как и для отдельных электроустановок, так и в масштабе распределительной сети 0,38 кВ.Для примера: экономический эффект снижения потерь электроэнергии в сельской сети 0,38 кВ, содержащей трансформатор потребительский ТП мощностью 100кВА напряжением 10/04,кВ и воздушную линию 0,38 кВ длиной 400м, за счет применения трансформатора со встроенным СУ составляет 32,3 тыс. руб в год (срок окупаемости устройства 2,2 года)

Ответить +2 29 сентября 2014 в 14:12
Михаил Коротков

Хотелось бы поподробнее узнать про заявленные задачи проекта:

1.Подробное рассмотрение параметров качества электроэнергии в соответствии с действующим ГОСТ.

Что именно планируется внедрить? Ведь на данный момент филиалами ОАО «МРСК Центра» проводится периодический контроль качества э/э, претензионный контроль при поступлении жалобы на КЭ, сертификационный контроль и т.д. Контролируется и подробно анализируется каждый показатель КЭ из ГОСТ 32144-2013. В наличии есть приборная продукция, которая позволяет это делать. В случае несоответствия разрабатываются технические мероприятия по улучшению КЭ.

2.Статистический анализ параметров качества электроэнергии в сетях филиала ОАО «МРСК Центра» - «Смоленскэнерго».

Тот же вопрос, что конкретно планируется внедрить? И что имеется ввиду под статистическим анализом параметров КЭ?
Периодический контроль КЭ в электросетях филиала «Смоленскэнерго» проводится от одного до двух раз в год (согласно ГОСТ), также начали проводить и внеплановые повторные замеры после выполнения технических мероприятий по улучшениию КЭ, для оценки их эффективности. Соответственно ведётся анализ и статистика.

3.На основании проведенного анализа рассмотрен пример внедрения на одной из ТП 10/04 кВ встроенного в трансформатор симметрирующего устройства и рассчитан полученный экономический эффект.

Определены ли условия, при которых должно устанавливаться в трансформаторе симметрирующее устройство? Судя по проекту, я понял что установка планируется на всех эксплуатируемых трёхфазных трансформаторах ТП 6; 10 кВ мощностью 100 кВА и более.
Данные устройства конечно же необходимы. Но всё же нужно определиться на счёт условий, при которых необходима их установка, например:
- значения фактических коэффициентов несимметрий напряжений;
- разница значений фазных токов;
- фактическая мощность, загрузка трансформатора.
Думаю, что не стоит устанавливать СУ на ТП, где по результатам проведения контроля качества на ТП для устранения несоответствия по данному показателю КЭ достаточно равномерно распределить нагрузку по фазам, и при последующих повторных измерениях в данных точках данный показатель будет оставаться в пределах ГОСТ. А если коэффициенты несимметрии в пределах нормы по ГОСТ, то и на потери э/э они будут влиять незначительно.
Необходимо поподробнее рассмотреть вопрос, где в первую очередь применять СУ на ТП, например, где значения фазных напряжений и нагрузок меняются местами в течении суток, и где невозможно обойтись равномерным распределением нагрузок по фазам, ещё ,где необходимо распределение нагрузки в ведомственных сетях, например в МКЖД.
А на стадии проектирования лучше предусматривать тр-ры уже со встроенным СУ.

Андрей Усанов

Сразу начну с третьего, и хотелось бы внести маленькую поправку - фактические коэффициенты несимметрий напряжения и разница значений фазных токов это одно и тоже. Во вторых распределение нагрузки по фазам путем переподключения нагрузки не дает эффекта снижения потерь до того уровня, которого можно добиться после установки СУ. Под статистической оценкой ПКЭ, (что очевидно) имеется ввиду их рассмотрение с точки зрения статистики. Планируется внедрить симметрирование сетей путем установки встроенного СУ на трансформатор или установку трансформатора с уже встроенным симметрирующим устройством, а для наглядности эффективности данного проекта произведен экономический расчет встроенного в трансформатор симметрирующего устройства. Так же хотелось бы отметить, что от самих измерений ни качество электроэнергии не улучшается, ни потери не уменьшаются, а предлагаемые типовые мероприятия по улучшению ситуации на единицу капиталовложений будут в большинстве случаев менее эффективны, чем СУ.

Ответить 0 8 октября 2014 в 18:43

Добавление комментария