технологии снижения потерь электроэнергии. Чернов Егор Электроснабжение. Разного класса напряжения

• Название: Разного класса напряжения
• Анкор: технологии снижения потерь электроэнергии
• Дата: 08.11.2022
• Размер: 21.43 Kb.
• Имя файла: Чернов Егор Электроснабжение.docx
• Тип: Документы; #777628

УДК 621.314.23
ТЕХНОЛОГИИ СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ В ЭЛЕКТРОСЕТЯХ

РАЗНОГО КЛАССА НАПРЯЖЕНИЯ

Егор Игоревич Чернов

Науч. рук. доцент каф. ЭПП, к.ф-м.н., Наталья Вячеславовна Денисова

ФГБОУ ВО «КГЭУ», г. Казань, Россия

[e-mail]
Аннотация: В данной статье проанализированы современные технологии, позволяющие снизить потери в цеховых трансформаторных подстанциях. Рассмотрена эффективность применения трансформаторов с магнитопроводом из аморфной стали.

Ключевые слова: снижение потерь, цеховые трансформаторные подстанции, накопители электроэнергии, аморфные сплавы, аморфные трансформаторы, несимметрия нагрузок.
TECHNOLOGIES FOR REDUCING LOSSES IN POWER

GRIDS DIFFERENT VOLTAGE CLASS

Egor Igorevich Chernov

Scientific advisor Natalia Vyacheslavovna Denisova

FGBOU VO “KGEU”, Kazan, Republic of Tatarstan

[e-mail]
Abstract: This article analyzes modern technologies that reduce losses in shop transformer substations. The efficiency of the use of transformers with a magnetic core made of amorphous steel is considered.

Keywords: loss reduction, shop transformer substations, power storage, amorphous alloys, amorphous transformers, load asymmetry.
Наша жизнь невозможна без потребления электричества. Ее используют все, начиная от подзарядки телефона, заканчивая заводами. Электроэнергия проходит тысячи километров, прежде чем поступит к потребителю. По данным разных источников, потери электроэнергии в распределительной сети в МРСК/РСК ПАО «Россети» в разных ее частях составляют от 3 до 23% [1]. В масштабах целой страны это существенные показатели.

Цель данного исследования: выявить возможные способы улучшения систем электроснабжения и энергосбережения.

Мероприятия по снижению потерь электроэнергии делятся на: организационные, технические, мероприятия по улучшению учета электроэнергии.

К организационным мероприятиям относятся оптимизация схем электроснабжения, выравнивание загрузки фаз и т.п. В сетях 6-20 кВ несимметрия загрузки фаз увеличивает потери, по сравнению с загруженной сетью, к тому же, с увеличением нессимметрии резко возрастают и потери электроэнергии. Для их снижения в данных сетях следует применять выравнивание величин нагрузок по фазам с их последующим мониторингом и компенсация токов обратной последовательности. Этого можно достичь распределением общей мощности конденсаторных батарей между фазами так, чтобы они создавали ток обратной последовательности равный направленный противоположно току обратной последовательности нагрузки [2].

К техническим относится компенсация реактивной мощности. Этого можно добиться, используя установки компенсации реактивной мощности, конденсаторные батареи и синхронные двигатели. Благодаря своим техническим свойствам они снижают потери реактивной мощности и повышают коэффициент мощности [3]. Другим техническим мероприятием является замена недогруженного трансформатора на трансформатор меньшей номинальной мощности. При недогрузке трансформатора его коэффициент мощности может снизиться до значений 0,1-0,2, так как потери холостого хода в нем постоянны. У трансформаторов меньшей номинальной мощности значения потерь холостого хода ниже [4].

Так же для снижения потерь на холостой ход в трансформаторах можно применять сердечники из аморфной стали. Трансформатор на протяжении всех 24 часов в течение дня теряет энергию на создание магнитного потока, который не зависит от его загрузки [5]. Атомы в в аморфных материалах расположены хаотично и близко друг к другу. Данное свойство повышает их электрическое сопротивление. Потери на холостой ход возникают вследствие намагничивания сердечника. Далее в сердечнике возникают токи. Благодаря своему большему сопротивлению, в аморфных сердечниках возникающие токи значительно ниже, чем в традиционных трансформаторах [6].

Следующим мероприятием является внедрение системы накопления электроэнергии в электросети [7]. Их применение обосновано тем, что потребители не используют энергию по одному графику. Есть часы максимума и минимума использования энергии. В часы максимума возникают провалы напряжения, которые влекут повышение потерь энергии. Если же в эти часы использовать накопители энергии, чтобы они отпускали энергию, то это приведет к снижению провалов напряжения и потерь электроэнергии. Система накопления в средние часы потребления энергии не будет работать, а в часы минимума потребления будет потреблять из сети электроэнергию, чтобы в будущем в часы максимума ее отдавать.

Все перечисленные мероприятия можно использовать для снижения потерь электроэнергии и снижения трат на ее поставку потребителю. Использование трансформаторов с сердечниками из аморфной стали позволит промышленным предприятиям и энергоснабжающим организациям снизить потери энергии, внедрение систем накопления энергии позволит стабилизировать электроснабжение предприятий и бытовых потребителей.
ИСТОЧНИКИ
1. В.Э. Воротницкий. Анализ динамики, структуры и мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях России и за рубежом // Энергоэксперт. 2017. С. 1-21.

2. Геркусов А.А., Грачева Е.И., Шумихина О.А. Влияние несимметричной нагрузки на потери электроэнергии в распределительных сетях 0,4-20 кв // Вестник казанского государственного энергетического университета. 2022. С. 15-28.

3. Хрольский В.Я., Ефанов А.В., Ершов А.Б, Ястребов С.С. Технические мероприятия по снижению потерь электроэнергии в сельских электрических сетях // Сборник научных статей II Международного молодежного конгресса. 2017. С. 215-225.

4. Лукьянов М.Р. Определение целесообразности замены незагруженных силовых трансформаторов // Современные научные исследования и разработки. 2018. С. 555-556.

5. Atabak Najafi, Ires Iskender.  Comparison of core loss and magnetic flux distribution in amorphous and silicon steel core transformers // Electrical Engineering. 2017. P. 1125-1131.

6. B.Sai Ram, aA.K.Paul, S.V.Kulkarni. Soft magnetic materials and their application in transformers. 2021.

7. Бахтеев К.Р. Создание гибридного накопителя электроэнергии большой мощности для предотвращения кратковременных
нарушений электроснабжения промышленных потребителей // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2017. Т. 20. № 3-4. С.36-44. doi: 10.30724/1998-9903-2018-20-3‒4-36-44.