Диссертация (1143999), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Также нелинейная нагрузка подключаетсячерезнесколькотрансформаторов,чтовсочетаниисмалымсопротивлением системы исключает искажение формы питающегонапряжения на уровне 110 / 220 кВ. Однако, во внутренних сетяхэлектротехнических комплексов предприятий выявлены следующиепоказатели качества электрической энергии и режимов потребленияэлектрической энергии, прежде всего, влияющие на потери мощности:- гармонические искажения тока и напряжения;- большая доля реактивной мощности.1.2.2 Электротехническийкомплекспредприятийгорнодобывающей промышленностиСпособы питания подземных потребителей электрической энергиейзависят от глубины разрабатываемых горизонтов, значений подводимогов подземные выработки напряжения (6, 10 кВ), суммарной нагрузкиподземных электропотребителей, способа подготовки шахтного поля,системы разработки и др.
[72]В зависимости от указанных факторов в настоящее времяприменяются два основных способа электроснабжения подземныхгорных работ [18]. При глубоком залегании полезного ископаемого (угля,руды) электроснабжение осуществляется через ствол шахты (рисунок1.8), а при неглубоком – через скважины и шурфы.
Электроснабжениеподземных горных работ осуществляется по радиальной схеме.Привод большинства шахтных машин и механизмов представляетсобой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Условия ихэксплуатациизначительноотличаютсяотусловийэксплуатациидвигателей общего назначения, но не только из-за особенностей36окружающей среды, а вследствие специфики технологических процессовв шахте, нестабильности нагрузки, большого разнообразия режимовработы отдельных машин и механизмов, значительных колебанийнапряжения в участковой электрической сети при пуске мощногодвигателя комбайна.
По этим причинам режим электропотребления нашахтах является переменным и находится в тесной связи с горнотехнологическими характеристиками. В связи с этим наблюдаютсязначительные колебания реактивной мощности.В последнее время на шахтных подъемах все чаще применяютмощные асинхронные двигатели с частотным регулированием, чтосоздает проблемы качества электроснабжения с точки зрения высшихгармоник.Согласно вышесказанному и предыдущим исследованиям [72] дляэлектротехническихкомплексовпредприятийгорнодобывающейпромышленности характерны вариации в широких пределах следующихпоказателей качества электрической энергии и режимов потребленияэлектрической энергии, влияющие на потери мощности:- гармонические искажения тока и напряжения;- большая доля реактивной мощности.1.2.3 Электротехническийкомплекссоциально-значимыхобъектовБольшая часть оборудования электротехнического комплексасоциально-значимого объекта подключена на уровень напряжения 0,4 кВв сети с заземленной нейтралью, система TN-C-S [63].
Социальнозначимые объекты с точки зрения потребителей электроэнергии зачастуюпредставляют собой однофазную нагрузку (офисное оборудование,освещение, различные системы безопасности). Однако в них частоиспользуютсямощныетрехфазныеприемникиэлектроэнергии37(томографы, рентгеновские установки и т.д.). Такие установки, хотя ипредставляют собой трехфазный электроприемник, но существенноискажают симметрию трехфазной сети, а также искажают форму тока,приводя к искажению питающего напряжения и увеличению токанулевого провода [5].В результате проведенного анализа и собранных статистическихданных, можно констатировать что для социально-значимых объектовхарактерные изменения показателей качества электрической энергии,влияющие на потери мощности являются:- несимметричная несинусоидальность напряжения и тока;- несимметричноепотреблениезначительнойреактивноймощности.1.2.4 Графо-аналитический анализ распределительных сетейвыбранных объектовНиже приведен анализ характерных графов выбранных ранееобъектов, а именно предприятий алюминиевой, горнодобывающейпромышленности и социально-значимых объектов.Анализ производился с целью выявления зависимости показателейкачества электрической энергии от топологии электрических сетейразличных объектов.На рисунке 1.15 представлен топологический граф, характерныйдля алюминиевого предприятия.38Рисунок 1.15 – Топологический граф, характерный для алюминиевогопредприятияХарактерной особенностью топологии распределительной сетиданного предприятия является ее многоступенчатость по напряжению иразветвленность.
Очевидно, что в случае применения различного родакомпенсирующих устройств, в зависимости от их места подключения, ихвлияние на качество электрической энергии будет различным и кромевсегопрочеговыключателей.значительноСледуетзависетьподчеркнутьотположенияещеоднусекционныхособенностьрассматриваемых сетей – это близость к генерирующей подстанции, чтоозначает жесткость питающей предприятие системы.Из вышесказанного следует, что включение компенсирующихустройств на стороне 0,66, 6 и 10 кВ практически будет сказыватьсятолько на тех линиях 0,66, 6 и 10 кВ, к которым подключаетсякомпенсирующее устройство. На остальные линии в данном случаекомпенсирующее устройство оказывать влияние не будет.
Этот фактнеобходимо учитывать при выборе средств повышения качестваэлектрической энергии.39На рисунке 1.16 показан топологический граф, характерный длягорнодобывающих предприятий с проведением работ под землей.Рисунок 1.16 – Топологический граф, характерный длягорнодобывающих предприятий с проведением работ под землейВ первую очередь отметим, что сопротивление системы в этомслучае как правило достаточно большое и может составлять более одногоОма (сеть мягкая).Характерной особенностью топологии сети, по сравнению спредыдущим случаем является меньшая разветвленность и меньшееколичество ступеней напряжения.Учитывая все это можно сделать вывод о том, что подключение КУв любом месте распределительной сети для указанной сети будетоказывать влияние на качество электроэнергии по всей сети, котораяполучает питание от одной и той же высоковольтной линии.
Указанныйфакт, как и в предыдущем случае, необходимо учитывать при выборе КУ.Нарисунке1.17представленграф,характерныйраспределительных сетей социально-значимого объекта.для40Рисунок 1.17 – Топологический граф, характерный дляраспределительных сетей социально-значимого объектаСледует отметить, что, как и для подземных выработок, дляуказанных сетей характерной чертой является мягкость питающей сети.Кроме этого, по сравнению с предыдущим случаем здесь меньшеколичество ступеней напряжения.
Их всего две. Отсюда можно сделатьвывод, аналогичный с предыдущим.В количественном изображении зависимость параметров и местаподключения КУ от топологии сети по ее графу практически получитьневозможно. Поэтому в диссертации эта зависимость в ином виде будетпредложена и представлена в последующих главах.411.2.5 Традиционная методика применения компенсирующихустройствВ настоящее время компенсирующие устройства подключаются наподстанции, к которой подключена нелинейная нагрузка или нагрузка сбольшимпотреблениемпредприятиереактивнойсоблюдаетмощности.нормативныеТакимтребованияпообразомкачествуэлектрической энергии и потреблению реактивной мощности поотношению к сетевой организации.
Однако во внутренних сетях качествоэлектрической энергии остается на низком уровне, также снижаетсяпропускная способность сети [9, 62, 78]. Помимо этого, мощностькомпенсирующегоустройствадолжнабытьдостаточнойдлякомпенсации искажений, а также необходимо предусматривать, в случаеизменениянагрузки,возможностьрегулированиямощностикомпенсирующего устройства.Рассмотримпримерустановкифильтро-компенсирующихустройств (ФКУ) при питании дуговых сталеплавильных печей (ДСП)(рисунок 1.18).Как правило, электроснабжение таких установок осуществляется покабельным линиям с медными и алюминиевыми проводами с сечениемдо 150 мм2.42Рисунок 1.18 – Схема питания дуговых сталеплавильных печейОтличительными особенностями ДСП являются [56]:1.большоеЗначительная мощность силового электрооборудования ипотреблениеэлектрическойэнергии(можетдостигать1 ТВтч/год);2.нагрузки (3.Нелинейный, несимметричный, резкопеременный характер);Низкий коэффициент мощности (0,72 – 0,85).Классический подход, как говорилось выше, заключается вустановке ФКУ на вводе РП.
Таким образом необходимо подключить 4ФКУ, примерная мощность которых составляет: 9 Мвар, 5,55 Мвар,435,55 Мвар и 9 Мвар соответственно слева направо (рисунок 1.19).Методика выбора ФКУ представлена далее [79].Рисунок 1.19 – Схема питания дуговых сталеплавильных печей сподключенными ФКУПо открытым данным, средняя стоимость ФКУ мощностью 9 Мварсоставляет 1913000 рублей, 5,55 Мвар – 1180000 рублей. Таким образомсредняя цена стоимость ФКУ составляет 212584,085 руб/Мвар.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
