|
|
Ответы (Электроснабжение железных дорог). 1. Проблема качества эл энергии. Показатели качества электроэнергии
26. Способы компенсации Q. Расчёт мощности КУ.
Для уменьшения затрат на установку спец-х КУ проводятся следующие мероприятия: упорядочение технологического процесса, ведущее к улучшению энергетического режима оборудования и к повышению cos φ; выбор эл.двигателей и тр-ров с оптимальной их загрузкой; преимущественное применение синхронных эл.двигателей, когда это возможно и целесообразно по условиям сети и производства; прим-е устройств, ограничивающих холостой ход эл.приемников (асинхронных электродвигателей, трансформаторов), в частности широкое внедрение ограничителей холостого хода для устранения холостой работы асинхронных двигателей; применение переключателей с треугольника на звезду у тех асинхронных двигателей U до 1000 В, которые систематически загружаются не более чем на 40%. При реконструкции ЭС производится замена незагруженных трансформаторов и электродвигателей и замена асинхронных двигателей синхронными, если последнее технически возможно и экономически целесообразно.
Основным средством компенсации на пром.предприятиях являются батареи силовых конденсаторов (КБ), подключаемые параллельно к эл.сети, т. е. поперечная компенсация. КБ устанавливаются вблизи от места потребления Q, при необходимости снабжаются автоматическим регулированием для изменения присоединенной мощности при разных режимах нагрузок. Распределение мощности КУ в сетях производится в основном из условия наибольшего снижения потерь Р от реактивных нагрузок. Установка конденсаторов относительно большей мощности производится в местах наибольших реактивных нагрузок и сопротивлений питающих линий.
Поперечная емкостная компенсация (ПЕК)
мощность установки ПЕК - реактивная мощность, фактически отдаваемая установкой в ТС. К параметрам установки ПЕК относят число последовательно соединенных конденсаторов в одной ветви установки М, число параллельных ветвей установки N и используемое значение индуктивности реактора, соответствующее одному из его ответвлений. Потребная мощность установки ПЕК Qk при требуемом cos φ представляет собой разность между реактивными мощностями, потребляемыми из системы до ее применения и после. Она определяется по формуле Qk= Где А — активная составляющая расхода электроэнергии ТП на тягу поездов; φ1 - сдвиг между U и I первой гармоники на плече питания ТП до компенсации (среднее значение cos φ1 = 0,8); φ2 — то же самое при применении установки ПЕК (cos φ2 = 0,88–0,98) Потребляемая реактивная мощность характеризуется для синусоидальной нагрузки коэффициентом мощности  .
Коэффициент реактивной мощности  Коэффициент мощности изменяется в пределах 0 cos 1, а коэффициент реактивной мощности – 0 tg . Норма названных показателей устанавливается таковой: для cos – 0,920,95 и 0,300,32 – для tg.
Установка продольной емкостной компенсации (ПДЕК) состоит из конденсаторов, соединенных последовательно и //. Через установку в зависимости от места ее включения протекает ток плеча питания или отсасывающей линии ТП. Поэтому в установке ПДЕК, в отличие от установок ПЕК, число параллельно соединенных ветвей конденсаторов N больше числа последовательно соединенных конденсаторов в одной ветви M.
От числа параллельно соединенных ветвей конденсаторов зависит допустимая нагрузка установки по I, а от числа последовательно соединенных конденсаторов в одной ветви — степень компенсации потерь U. Число конденсаторов в одной ветви установки, соединенных последовательно равно M= N, N – число параллельно соединённых ветвей конденсаторов; Xc – емкостное сопротивление ветви установки; xc – емкостное сопротивление одного конденсатора.
|
27. Параллельная компенсация в сетях, не содержащих преобраз-х установок.
Для повышения cosφ на шинах ТП I за
счет частичной разгрузки системы от потока Q применяют статические нерегулируемые и регулируемые установки Q на базе электрических конденсаторов.
Основным средством компенсации на промышленных предприятиях являются батареи силовых конденсаторов (КБ), подключаемые параллельно к электросети, т. е. поперечная компенсация. К их преимуществам относятся: простота, относительно невысокая стоимость, недефицитность материалов, малые удельные собственные потери P, а к недостаткам - отсутствие плавного регулирования отдаваемой в сеть Q, пожароопасность, наличие остаточного заряда. Конденсаторные батареи устанавливаются вблизи от места потребления Q, при необходимости снабжаются автоматическим регулированием для изменения присоединенной мощности при разных режимах нагрузок.
После включения ПЕК реактивная составляющая тока в системе I’2 становится меньше по сравнению с этой составляющей до компенсации I2р, а активная составляющая тока I2а остается прежней. За счет ПЕК cosφ в системе увеличивается, а ΔU уменьшается, что означает увеличение U в точке включения ПЕК.
Установки ПЕК размещаются на стороне 27,5 кВ в двух точках: на ТП и на ПС. При включении 1ф установки ПЕК на ТП она устанавливается на одном из ее плеч питания, параллельно тяговой нагрузке (электровозам). Это осуществляется на плече питания, на которое подается U «отстающей» фазы
Размещение установки ПЕК на плече питания ТП именно с «отстающей» фазой обусловлено рядом причин. При включении ее на плече питания ТП с «отстающей» фазой она, помимо повышения cosφ, обеспечивает определенное повышение U на этом плече, где U меньше, чем на плече с «опережающей» фазой и уменьшение несимметрии I, создаваемой ТП в системе. Однофазная установка ПЕК уменьшает ΔU не только на том плече, где она установлена, но и на соседнем. Но уменьшение ΔU на этом плече в четыре раза меньше, чем
на плече с установкой. Установка ПЕК может быть включена и на ПС. Это позволяет уменьшить ΔU и в ТС, повысить U на ПС. При включении установки ПЕК на ТП она повышает U на плече, на котором установлена, на 2-5 % в зависимости от мощности установки. При расположении установки на ПС U на его шинах увеличивается на 6-12%.
|
28. Параллельная компенсация в сетях, содержащих преобразовательные установки.
Электровозы переменного тока потребляют из системы значительную Q, поэтому cos φ на шинах ТП имеет пониженное значение 0,75-0,85. В среднем его значение принимают равным 0,8.Низкое значение cos φ приводит к ряду отрицательных последствий. Q, необходимая для работы электровозов, поступая из системы, загружает линии и трансформаторы. В результате увеличиваются потери P.
Широкое использование вентильных преобразователей в промышленности приводит к необходимости решать вопросы уменьшения их воздействия на питающую сеть, и в первую очередь вопросы компенсации реактивной мощности.
На стороне катодов вентилей включается уравнительный реактор, к которому присоединяются конденсаторы. При периодическом заряде и разряде конденсаторов они создают дополнительные U, которые заставляют I переходить на очередную фазу раньше, чем это было бы при отсутствии в схеме конденсаторов, в результате чего преобразователь генерирует компенсирующую мощность Qn., следовательно, конденсаторы выполняют в основном только функцию коммутирующего звена; общий компенсирующий эффект Кэ от их применения значительно превышает их номинальную мощность
На подстанциях с несколькими преобразователями обычно применяется не более одного-двух компенсационных преобразователей, что обычно достаточно для улучшения общего коэффициента мощности всей установки. Разрабатывается схема компенсации с тиристорными преобразователями.
Непосредственное применение батарей конденсаторов в целях компенсации реактивной мощности в сетях с вентильными нагрузками проблематично. В каждом конкретном случае необходим расчет токовой перегрузки батарей резонансной группой гармоник. В некоторых случаях такие расчеты необходимо производить до гармоник достаточно высокого порядка, особенно при малых емкостях конденсаторных батарей
ПЕК на ТП постоянного тока включается на шинах 10 кВ.
|
29.Последовательная компенсация. Расчёт мощности КУ.
Установка продольной емкостной компенсации состоит из конденсаторов, соединенных последовательно и параллельно. Через установку в зависимости от места ее включения протекает ток плеча питания или отсасывающей линии тяговой подстанции. Поэтому в установке ПДЕК, в отличие от установок ПЕК, число параллельно соединенных ветвей конденсаторов N больше числа последовательно соединенных конденсаторов в одной ветви M.
Число параллельных ветвей конденсаторов установки должно быть таким, чтобы выдержать наибольшую возможную в эксплуатации нагрузку, характеризующуюся коэффициентом интенсивности kи, равным
 , где Imax — макс-е значение тока, протекающего по установке; Iсим -среднесуточная нагрузка интенсивного месяца работы подстанции (плеча питания или отсасывающей линии в зависимости от места включения установки).
Число N должно быть таким, чтобы ток Imax не превышал допустимый ток конденсаторов, т. е. должно быть выполнено условие
 , Где Iн – номинальный ток конденсатора; kп - коэффициент доп. перегрузки конденсаторов, определяемый его типом.
Тогда N , где kз - коэффициент запаса, определяющий, на сколько нужно увеличить число //-х ветвей конденсаторов по сравнению с необходимым для пропуска среднего I, чтобы при возможных изменениях нагрузки конденсаторы не были перегружены сверх допустимого. Значение коэффициента kз определяется в зависимости от среднесуточной нагрузки ТП и для большинства из них колеблется в пределах 1,1–1,3.
Установки ПДЕК применяются для обеспечения на токоприемнике электровозов требуемого уровня U. Ток плеча питания, на котором предполагается разместить установку ПДЕК, и ток отсасывающей линии подстанции, если установка включается в нее, должны определяться для режима использования пропускной способности участка. Значение коэффициента kз для этого случая не превышает 1,05–1,1. От числа // соединенных ветвей конденсаторов зависит доп. нагрузка установки по току, а от числа последовательно соединенных конденсаторов в одной ветви — степень компенсации потерь U. Число конденсаторов в одной ветви установки, соединенных последовательно равно M=N N – число параллельно соединённых ветвей конденсаторов; Xc – емкостное сопротивление ветви установки; xc – емкостное сопротивление одного конденсатора.
При известных М и N мощность установки продольной емкостной компенсации Qуст =QсМN, где Qс — мощность одного конденсатора.
В устройствах ПДЕК применяются специальные конденсаторы с повышенной перегрузочной способностью типа КСП.
|
30.Основные параметры установок емкостной компенсации Q.
К параметрам установки ПЕК относят число последовательно соединенных конденсаторов в одной ветви установки М, число параллельных ветвей установки N и используемое значение индуктивности реактора, соответствующее одному из его ответвлений.
От числа параллельно соединенных ветвей конденсаторов зависит допустимая нагрузка установки по току, а от числа последовательно соединенных конденсаторов в одной ветви — степень компенсации потерь напряжения.
|
31.Общая структура расхода электроэнергии в системе тягового электроснабжения.
ЭЭС13 складываются из затрат на производство эл.энергии по всему комплексу электростанций, затрат на передачу и распределение эл.энергии до потребителя и прочих общесистемных затрат на обеспечение устойчивости и надёжности энергоснабжения, содержание общих резервов мощности, межсистемных ЛЭП и регулирование графика нагрузок.
Все затраты можно разделить на постоянные – независящие от объема выработанной энергии, и переменные – пропорциональные выработанной энергии.
Рассматривая структуру затрат ЭЭС, можно отметить, что в основном только затраты на топливо зависят от объема выработанной энергии.
|
32. Система тарифов на эл. энергию. Договор на оплату эл. энергии.
Тариф по счетчику электроэнергии предусматривает плату только на электроэнергию в киловатт-часах, учтенную счетчиками.
П=Эb, где b – тарифная ставка за 1 кВт*ч потребленной электроэнергии; Э – количество потребленной энергии, учтенной счетчиками.
Тройной тариф предусматривает помимо платы за потребленную мощность и энергию плату за присоединение к системе электроснабжения.
П=Pa+Эb+C, где Р – общая присоединенная мощность; а – плата за единицу присоединенной мощности; С – постоянная плата за присоединение.
Двухставочный тариф с основной ставкой за мощность присоединенных электроприемников предусматривает плату за суммарную мощность присоединенных электроприемников и плату за потребленную электроэнергию в киловатт-часах, учтенную счетчиками.
П=Рпа+Эb.
Двухставочный тариф с оплатой максимальной нагрузки предусматривает оплату как максимальной Pmax (кВт) нагрузки потребителя (основная ставка), так и потребленной электроэнергии в киловатт-часах, учтенной счетчиками. П=Pmaxa+Эb.
Двухставочный тариф с основной ставкой за мощность потребителя, участвующую в максимуме энергосистемы.
Одноставочный тариф, дифференцированный по времени суток, дням недели, сезонам года, предусматривает ставку только за энергию, учтенную счетчиками, но при разных дифференцированных ставках.
|
33. Условия оплаты за Q. Экономическое значение Q. Технический предел потребления Q
На сегодняшний день многие организации переплачивают за электроэнергию не менее 20%. Помимо оплаты основной (активной) электроэнергии во взаиморасчётах с энергосбытом фигурирует и реактивная электроэнергия.
Это происходит по двум причинам. Во-первых, оплата за реактивную электроэнергию предусмотрена договором энергоснабжения. Во-вторых, просто потому, что энергоустановки генерируют реактивную электрическую энергию, а прибор учёта фиксирует информацию об этом.
Если в первом случае, достаточно исключить из договора условие об оплате за реактивную электроэнергию (мощность), то во втором можно прибегнуть к техническому решению. Последнее, помимо исключения затрат на оплату за реактивную электроэнергию позволяет ещё и экономить обычную, активную электроэнергию. При этом, экономия составляет от 10 до 20% и более.
Чтобы начать экономить достаточно всего лишь установить компенсирующее устройство реактивной электроэнергии.
Экономические значения потребления и технические пределы потребления и генерации Q и энергии указывают отдельно по каждому присоединению (источнику питания) для всех потребителей, кроме ТП ждт, для которых эти значения указывают суммарно по всем ТП, которые соединены общей КС и производят расчеты за потребление энергии с одной энергоснабжающей организацией.
Если превышение технических пределов потребления и(или) генерации Q потребителем приводит к изменению U только в точке его присоединения, оно не влечет за собой других санкций со стороны энергоснабжающей организации, кроме освобождения ее от ответственности за режимы U у этого потребителя.
| |
|
|
Скачать 1.4 Mb.