5796 2. Предельное ускорение и торможение;
3. Ограничение тока на номинальном уровне в пусковом, рабочем и аварийном режимах;
4. Увеличить срок службы механических и электрических частей оборудования;
5. Освобождается некоторое оборудование;
6. Установка преобразователя частоты возможна в стандартной ячейке распределительного устройства вместо выпущенного оборудования.
Главным преимуществом внедрения частотно-регулируемого привода является экономия электрической энергии, которая может достигать 60 %.
Внедрение энергоэффективных стратегий в настоящее время является основополагающим инструментом модернизации промышленности, жилищно- коммунального хозяйства и транспортного сектора. Прогрессивная политика энергосбережения и энергоэффективности позволяет укрепить энергетическую и экологическую безопасность государства. Кроме того, обеспечение повышения энергоэффективности стимулирует внедрение новых инновационных технологий и решений, что, в свою очередь, стимулирует активное взаимодействие между развитием науки и передачей технологий.
Список использованных источников
1. Программа «Энергосбережение 2020» Республики Казахстан. Постановление Правительства Республики Казахстан от 25 июля 2016 года № 434.
2. Частотно-регулируемый привод. https://ru.wikipedia.org/wiki/Частотно- регулируемый_привод
3. Шувалов Г.А. Экономия электроэнергии с помощью частотного преобразователя.
https://www.elec.ru/articles/ekonomiya-electroenergii-s-pomo/
УДК 621.315.004.163
МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ Баландин Виталий Сергеевич1, Булатбаева Юлия Феликсовна2
1Cтарший преподаватель кафедры “Энергетические системы” Карагандинского государственного технического университета, Караганда, Казахстан
2Cтарший преподаватель кафедры “Автоматизация производственных процессов”
Карагандинского государственного технического университета, Караганда, Казахстан Научный руководитель – к.т.н. Ф.Н.Булатбаев
Производство электрической энергии в Казахстане осуществляют 128 электрических станций различной формы собственности. По состоянию на 01.01.2018 г. общая установленная мощность электростанций Казахстана составляет 21 672,9 МВт, располагаемая мощность — 18 791,4 МВт [1].
Электрические сети Республики Казахстан представляют собой комплект подстанций, распределительных устройств и соединительных линий электропередачи напряжением 0,4- 1150 кВ, предназначенных для передачи и (или) распределения электрической энергии.
Положительные предпосылки для роста энергетики в Казахстане включают:
- присутствие значительных запасов топливно-энергетических ресурсов;
- значительный потенциал возобновляемых источников энергии;
- присутствие транзитного потенциала и путей для экспорта электроэнергии;
- большой потенциал на энергосбережение и энергоэффективность.
5797
К отрицательным факторам можно отнести: значительное развитие ресурса парка генерирующего оборудования. Рост цен на газ и, как следствие, недостаток конкурентоспособности на рынке электроэнергии. Рост негативного воздействия тепловой генерации на окружающую среду [1].
Для решения этих проблем надо развивать сектор генерации на основе современных и экологически чистых технологий с более высокой эффективностью, оптимизируя структуру генерирующих мощностей с учетом экономических и экологических аспектов.
Сегодня существуют серьезные проблемы в функционировании региональных электросетевых компаний: высокие потери электроэнергии, связанные с неудовлетворительным техническим состоянием сетей и подстанций, недостаток единой технической политики. Существующий метод формирования тарифов не позволяет полностью модернизировать электрические сети.
Для решения существующих проблем региональных электросетевых компаний надо ввести общую техническую стандартизацию, АСКУЭ, новый стимулирующий метод установления тарифов, усиление государственного контроля над объемом и реализации инвестиционных программ, целесообразность слияния электросетевых компаний в регионе, укрепления роли отраслевого министерства или создания независимого государственного органа в области электроэнергетики.
Казахстан - страна с резко континентальным климатом, а в электроэнергетике в обозримом будущем один из основных вопросов наряду с производством электроэнергии останется и усилит роль централизованного теплоснабжения за счет ТЭЦ. Централизованное теплоснабжение городов, осуществляемое существующими ТЭЦ, остается экономически наиболее выгодным в одно и то же время, физическое и моральное обесценивание оборудования большинства казахстанских электростанций, построенных в 1950-1970-х годах, становится реальным фактором ненадежного электричества и теплоснабжения потребителей.
Эффективность использования электроэнергии из-за концентрации источников в одном месте и нахождения потребителей в другом, а также большой разницы в пике потребления во многом зависит от эффективности системы передачи электроэнергии, которая в Казахстане полностью недоразвита и неравномерна. Большинство линий электропередачи были построены в советское время и обладают около 75% износа [2].
Главным отрицательным моментом систем электроснабжения считается большая доля потерь - 10-15%, а для сельских линий уровень принимает значения до 20-30% потерь.
Для исследования нормирования и удобство расчета фактических потерь можно разделить на три категории [3].
1 Технические потери - потери, возникающие в процессе передачи электроэнергии, в элементах электрической сети, из-за физических процессов, происходящих в них, которые необходимы для передачи электроэнергии. Они состоят из потерь, которые различаются в зависимости от нагрузки электрической сети (нагрузки), от состава включенного оборудования (условно постоянного) в зависимости от погодных условий.
2 Потребление для собственных нужд подстанций - электричество, потребляемое вспомогательным оборудованием, которое поддерживает работу основного оборудования процесса генерации, преобразования и распределения электрической энергии, а также потребляется для поддержания нормальных условий для обслуживающего персонала подстанции.
3 Потери электричества, возникающие из-за наличия ошибки при проведении измерений, которая выражается в виде суммарного дисбаланса электроэнергии, в зависимости от технических характеристик и режимов работы измерительных комплексов для измерения принимаемого и отпускаемого электричества.
Состав и структура потерь электроэнергии:
- в проводах линий электропередач;
- в силовых автотрансформаторах и трансформаторах.
5798
Из-за небольшого размера и сложности расчета потери нагрузки в остальных элементах электрической сети, такие как токограничивающие реакторы, соединительные провода и шины распределительных устройств подстанций, формируются на основе конкретных и включают частично фиксированные потери.
Для расчета потерь нагрузки в зависимости от имеющейся информации о нагрузках и сетевых диаграммах возможно применять пять методов расчета:
- оперативные расчеты;
- расчетные нагрузки;
- средние нагрузки;
- количество часов наибольшей потери мощности;
- оценка потерь от обобщенной информации о цепях и нагрузках сети.
Условные постоянные потери электроэнергии - потери, которые происходят в оборудовании, подключенном к сети при нормальной работе.
Состав условно-постоянных потерь электроэнергии [3]:
- потери без нагрузки в силовом сетевом оборудовании (автотрансформаторы, трансформаторы, дугогасящие реакторы);
- потери в регулируемых устройствах компенсации реактивной мощности;
- потери в оборудовании, параметры которого остаются неизменными при различных нагрузках в электрической сети (нерегулируемые компенсирующие устройства, ограничители перенапряжений, высокочастотные соединительные устройства, измерительные трансформаторы напряжения, включая их вторичные цепи, электрические счетчики 0,22-0,66 кВ и изоляция силового кабеля).
Климатические потери электричества представляют собой потери из-за погодных условий, которые должны учитываться для линий электропередачи с напряжением 110 кВ и выше для потерь на корону и от 6 кВ для потерь от токов утечки на изоляторах.
Состав климатических потерь [3]:
- потери короны в воздушных линиях электропередачи 110 кВ и выше;
- потери от токов утечки на изоляторах воздушных линий электропередач;
- потребление электроэнергии на гололед.
Для объективного, технически и экономически целесообразного выбора мер по сокращению потерь электроэнергии, а также для определения объема финансирования сроков реализации следует разработать и утвердить схемы развития электрических сетей за расчетный период [4].
При проектировке схем развития рассматриваются следующие вопросы и принимаются к ним решения.
Оптимизация режимов схемы.
Делается анализ существующих схем построения городских электрических сетей:
двухлучевой; магистраль; смешанных с выполнением электрических расчетов и оценки двух режимов электрических сетей - для условий годовых максимальных и минимальных нагрузок с учетом текущих точек разделения в нормальном и послеаварийном режимах, которые были определены в течение периода эксплуатации. Рассчитываются потери электричества в сетевых элементах, в линиях электропередачи, в трансформаторах.
Рассчитывается баланс активной и реактивной мощности в узлах распределения потока.
Оценивается эффективность сети с точки зрения потерь электроэнергии, ее качества у потребителя, сетевой нагрузки с реактивной мощностью и ее дефицита, а также надежности источника питания.
Принимая во внимание данные о росте нагрузки, имеющиеся потребители за расчетный период, данные о новых потребителях, планы развития городов и будущее развитие, проектируется схема разработки для расчетного периода. Электрические расчеты снова проводятся с оценкой двух режимов электрической сети - для условий годовой максимальной и минимальной нагрузки при подготовке нового баланса активной и реактивной мощности в нормальном и послеаварийном режимах. По результатам
5799
электрических расчетов и данных, полученных в результате технического аудита, характеризующих физическое состояние сетей электрооборудования, определяемых объемом работ по его замене, реконструкции и развитию электрических распределительных сетей, необходимых для приведения их в состояние, при котором обеспечиваются оптимальные электрические потери, а также адаптация сетей к растущим электрическим нагрузкам.
Рост класса напряжения электрической сети.
С появлением в жилом секторе современных высотных зданий удельное потребление на квартиру, в которой превосходит 20 кВт, надо рассмотреть вопрос об энергоснабжении этих зданий по схеме глубокого ввода, тем самым сводя к минимуму появление новых кабельных линий с напряжением 0,38 кВ.
При проведении электрических расчетов с учетом роста нагрузок надо учитывать возможность передачи участков сети в класс более высокого напряжения. Это в особенности справедливо для зон комплексного массового развития. Переключение сети на более высокий класс напряжения следует расценивать одновременно с режимами работы нейтрали, при этом такие режимы работы нейтрали обладают меньшие потери мощности из-за отсутствия дополнительного оборудования для компенсации больших емкостных токов.
Компенсация реактивной мощности.
При проектировке схем развития сетей на этапе определения баланса активной и реактивной мощности в узлах распределения потока за расчетный период определяется переизбыток реактивной мощности. На основе вычисленных данных схема решает проблемы количества устройств для компенсации реактивной мощности, а также их местоположение.
Приоритет заключается в размещении компенсирующих устройств непосредственно у потребителя, поскольку это в корне влияет на потерю электроэнергии в сети и ее качество у потребителя. Батарея статистических конденсаторов в этом варианте установки считается одновременно элементом регулирования напряжения.
Регулирование напряжения в линиях электропередачи.
Регулирование напряжения в центрах питания должно производиться в соответствии с принципом регулирования. На длинных линиях - для снижения потерь энергии и обеспечения достаточного уровня напряжения надо установить конденсаторные батареи с автоматическим регулированием или вспомогательными трансформаторами, а также с автоматическим регулированием напряжения в качестве регуляторов напряжения.
Использование современного электрооборудования, отвечающего требованиям энергосбережения.
Надо заменить силовые трансформаторы и трансформаторы если они обладают большие потери электроэнергии для перемагничивания сердечников, на трансформаторы с меньшими потерями, а также токоограничивающие реакторы с большой индуктивной устойчивостью к токам K3 и меньшими потерями в нормальном режиме.
При проектировке рабочих проектов по реконструкции и техническому перевооружению должно быть заложено оборудование, отвечающее требованиям энергосбережения.
Использование измерительных трансформаторов тока и напряжения с классом высокой точности и замена индукционных счетчиков на электронные позволяет получить более объективную информацию о потерях в электрических распределительных сетях, тем самым уменьшив величину коммерческих потерь электроэнергии.
Использование вольтодобавочных трансформаторов в качестве линейных регуляторов напряжения позволяет не только снизить потери электроэнергии в сетях, но и решает проблему адаптации линий электропередач к изменениям электрических нагрузок в направлении их роста - обеспечит нормализованный уровень напряжения у потребителя.
Снижение энергопотребления для «собственных нужд» электрических установок.
Применение для электрического отопления зданий и сооружений подстанций, пунктов распределения трансформаторных подстанций и т. д. нагревательных элементов с тепловыми аккумуляторами, которые позволяют использовать электричество для отопления в течение
5800
непикового периода графика загрузки, частично уменьшат потребление для вспомогательных нужд на объектах электросетевого хозяйства.
Применение для освещения зданий и территорий люминесцентных ламп на светодиодные.
Внедрение автоматики и дистанционного управления электрораспределительными сетями напряжением 6-20 кВ.
Он обеспечивает своевременное обнаружение неблагоприятных режимов работы сети и быстрое устранение этих режимов в неблагоприятных ситуациях графиков нагрузки, позволяет избежать аварийных ситуаций массового отключения потребителей.
Предотвращение развития неблагоприятных режимов в электрических сетях оказывает значительное влияние на потери электроэнергии в сетях.
Выключатели коммутационных устройств, выключатели нагрузки должны использоваться на основе вакуумных выключателей с программируемым микропроцессорным управлением, обеспечивающим функции автоматического повторного включения, автоматического пробоя, фиксации изменений в потоке мощности.
Снижение потерь электрической энергии достигается путем приближения источников электроэнергии к потребителям, что невозможно в сельских районах из-за большой длины воздушных линий и отдаленности этих объектов от центра распределения. В этой ситуации целесообразно использовать нетрадиционные источники энергии малой мощности для снабжения отдельных потребителей электрической энергией.
Список использованных источников
1. Упушев Е.М., Борибай Э.С. Развитие энергетики в Казахстане на основе использования возобновляемых источников энергии // Вестник КазЭУ, № 1, 2012. - С. 26 - 30.
2. Электроэнергетика Казахстана: ключевые факты. https://www. kegoc.kz/ru /elektroenergetika/elektroenergetika-kazahstana-klyuchevye-fakty
3. Потери электроэнергии. http://uchetelectro.ru/poteri
4. Электроэнергетика Казахстана. http://bourabai.kz/toe/kazenergy.htm
УДК 621.1
ЖЭО-ДА ДЕТАНДРЛЫҚ ҚОНДЫРҒЫЛАРДЫ ҚОЛДАНУ МҮМКІНДІКТЕРІ Балғабаева Динара Тлеужанқызы
Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия Ұлттық Университеті «Жылуэнергетика»
кафедрасының магистранты, Нур-Султан, Қазақстан Ғылыми жетекшісі – PhD М.Г.Жумагулов
Жоғары қысыммен табиғи газды магистральды газ құбырлары арқылы тасымалдау, жоғары вольтты ЭБЖ арқылы барынша электр энергиясын алыс қашықтықтарға берумен іспеттес және экономикалық жағынан орынды. Сонымен қатар, түпкі тұтынушылардың технологиялық қондырғыларында айтарлықтай аз қысымды газ пайдаланылатын болса, газ тарату станцияларда (ГТС) және газ реттеу пункттерінде (ГРП) газ қысымын ықшамдау қажеттілігі туындайды.
Газ магистральды газ құбырларынан газ тарату станциялары (ГТС) арқылы қалалық және өндірістік жүйелерге өтеді. Газ тарату станцияларында оны тарату желілеріндегі газ қысымына дейін қысқарту кезінде, оған бұрын энергия, еңбек және материалдық ресурстар шығынымен компрессорлық станцияларда берілген, газ ағынының артық қысымының потенциалды энергиясының айтарлықтай көлемі жоғалады, сондықтанда газ тарату