Принципы расчета технико-экономических показателей устройств компенсации реактивной мощности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ташкентский университет информационных технологий

Каракалпакский государственный университет

Принципы расчета технико-экономических показателей устройств компенсации реактивной мощности

Сиддиков Илхом Хакимович доктор технических наук, профессор

Абубакиров Азизжан Базарбаевич, Юлдашев Азимжон Айтбаевич,

Бабахова Гулзива Зиятбаевна асистенты

Сарсенбаев Даулетбай Бактыбаевич, студент

Аннотация

В настоящее время источники реактивной мощности широко используются в телекоммуникационных объектах с обмотками (электродвигателями, трансформаторами и т.д.) в конструкции. Чтобы управлять этими источниками, необходимо ввести новые технические средства и элементы, включая микропроцессорные блоки. Комбинированное управление источниками реактивной мощности и регулированием напряжения с помощью микропроцессорного блока электрических приемников телекоммуникационных объектов оказывается технически и экономичным не только для источников реактивной мощности, но и для снижения трансформаторов системы электропитания.

Ключевые слова: Комбинированное управление, электрических приемников, телекоммуникации, электродвигатели, источники реактивной мощности, микропроцессорные блоки управления.

Summary

Siddikov Ilkhom Doctor of Technologies, Professor

Tashkent University of Information Technologies

Abubakirov Azizjan,

Yuldashev Azimjon,

Babahova Gulziva Assistants

Karakalpak State University

Sarsenbaev Dauletbay Student of the

Karakalpak State University

PRINCIPLES OF CALCULATION OF TECHNO-ECONOMIC INDICATORS OF REACTIVE POWER COMPENSATION DEVICES

Currently, reactive power sources are widely used in telecommunication facilities with windings (electric motors, transformers, etc.) in the design. To manage these sources, it is necessary to introduce new technical means and elements, including microprocessor blocks. Combined control of reactive power sources and voltage regulation by means of a microprocessor block of electrical receivers of telecommunication objects turns out to be technically and economical not only for reactive power sources, but also for reducing transformers of the power supply system.

Key words: to manage these sources, necessary to introduce new technical means and elements, including microprocessor blocks.

Введение

Одним из основных вопросов, связанных с повышением качества электроэнергии в сетях, решаемых как на стадии проектирования, так и на стадии эксплуатации систем промышленного электроснабжения, является вопрос о компенсации реактивной мощности, включающий выбор целесообразных источников, расчет и регулирование их мощности, размещение источников в системе электроснабжения. Приемники и преобразователи электроэнергии, имеющие в конструкции обмотки (силовые преобразователи, трансформаторы, электродвигатели и др.), потребляют не только активную мощность, но и реактивную. При передаче электроэнергии по электрическим сетям системы электроснабжения (СЭС) источников реактивной мощности (ИРМ), в них возникают потери активной мощности, за которые расплачивается потребитель. Альтернативой дополнительной плате за электроэнергию является установка в электрической сети ИРМ [1-2].

На большинстве объектах с электрооборудованиями высокого напряжения компенсация реактивных нагрузок осуществляется за счет перевозбуждения имеющихся синхронных компенсаторов (СК) с высоким напряжением (6-10 кВ) или путем размещения в электрической сети СЭС конденсаторных батарей -- ИРМ высокого (ВКБ) и низкого (НКБ) напряжения [3-4].

Как показал проведенный анализ, потери электроэнергии в СК, обусловленные генерацией ими РМ, минимальны при работе электроприемников с небольшим потреблением РМ. Рост выработки РМ сопровождается резким ростом потерь электроэнергии, нагревающих прежде всего узлов СК. Исследования также показали, что использование на низковольтных СК любой мощности, а также высоковольтных КС мощностью ниже 1600 кВт неэкономично [3].

Следует заметить, что даже при избыточной РМ мощных высоковольтных КС и генераторов, позволяющей соблюсти договорные параметры с поставщиком электроэнергии, потребитель не застраховано от неоправданных потерь последней. Замечание характерно особенно для электрических нагрузок, обладающих протяженными электрическими сетями с высоким напряжением и большим числом понижающих силовых трансформаторов (Т) 10(6)/0,4 кВ объектов СЭС.

Основная часть

Как показало опыт эксплуатации электрических сетей и электроприемников объектов СЭС, косинусные конденсаторные установки для них являются более распространенными ИРМ. Мощность источника реактивной электроэнергии пропорциональна квадрату напряжения, частоте и его емкости [2, 4]:

U -- напряжение электрической сети ТК;

0) -- угловая частота;

С -- емкость конденсаторной установки.

Применение встраиваемых микроЭВМ в блоке микропроцессорного комбинированного автоматического управления источниками реактивной мощности дает возможность снизить ущерб от повреждения электротехнического и электроэнергетического оборудования и повысить качество вырабатываемой электроэнергии.

Для примера представленной на рис. 1 определим дополнительные потери активной мощности ДР в трансформаторе (Т) и кабельных линиях (КЛ) СЭС длиной 400 м сечением 50 мм².

Допустим, до установки НКБ на объекте СЭС имеется электрическая нагрузка: P = 700 кВт, Q₁ = 500 кВАр, S₁ = 860 кВА, коэффициент загрузки К_З1 = 0,86, время максимальных потерь электроэнергии: т =5000 ч.

После установки НКБ нагрузка объекта СЭС будет иметь следующие значения: Q2 = 100 кВАр, S₂ = 707 кВА, К_З2 = 0,707.

Ток протекающий по электрическим сетям объекта СЭС определяются следующим образом:

Схема соединения микропроцессорного блока комбинированного управления (МПБУ) ИРМ реализована на основе микроЭВМ и представлена на рис. 2 [4-5]. реактивный микропроцессорный электрический приемник

Разработанный алгоритм и методика расчета технико-экономических показателей применения МПБУ в схемах применения ИРМ дает пессимистичный срок окупаемости использования ИРМ в объектах СЭС.

Разработанный алгоритм и методика расчета технико-экономических показателей применения МПБУ в схемах применения ИРМ дает пессимистичный срок окупаемости использования ИРМ в объектах СЭС.

Рис. 1. Схема соединения микропроцессорного блока комбинированного управления источниками реактивной мощности

Полученное значение срока окупаемости, за счет улучшения качества электроэнергии -- обеспечения номинального напряжения в узлах электропотребления объектов СЭС (т.е. увеличение срока службы электрооборудовании, сокращение потерь мощности в электрических сетях и др.), реально оказывается меньшим чем в его нормативного значения (Т_{ок норм} = 8 лет) [5].

Заключение

1. Удельная стоимость ВКБ оказывается вдвое меньшей, чем НКБ. Однако постоянная составляющая затрат для ВКБ оказывается выше за счет большей стоимости подключения их к электрическим сетям объектов СЭС.

2. Параметры регулируемой НКБ -- количество и мощность ступеней регулирования, мощность нерегулируемой части -- определяются суточным графиком потребления РМ электроприемниками.

3. Комбинированное управление источников реактивной мощности и регулирование напряжения с помощью ИРМ оказывается эффективным только для НКБ, включаемых за большим индуктивным сопротивлением понижающих трансформаторов объектов СЭС.

4. Для изменения напряжения на один процент от номинального значения необходимо за трансформатором 1000 кВА изменить РМ на 180 кВАр, за трансформатором 1600 кВА - 240 кВАр, за кабельной линией 0,38 кВ длиной 100 м - 240 кВАр, за кабельной линией 10 кВ длиной 1000 м - 12500 кВАр.

На основе выполненного расчета и проведенные исследования можно сделать вывод о том, что, предложенная методика выбора и применения источников реактивной мощности и микропроцессорное комбинированное управления ими позволяет на 28,7% уменьшить срок окупаемости внедренной технологии и элементов управления потреблением реактивной мощности и повышается эффективность энергосберегающих мероприятий, осуществляемых в объектах СЭС.

В связи с этим можно заключить, что широкое применение источников реактивной мощности и микропроцессорного комбинированного управления ими на объектах СЭС предприятий является решением актуальной задачи электроснабжения и перспективной тенденцией развития энерго и ресурсосберегающих технологии.

Литература

1. Аллаев К. Р. Энергетика мира и Узбекистана. -- Ташкент: Молия. -- 2007. -- 388 с.

2. Аллаев К. Р., Сиддиков И. Х., Холиддинов И. Х., Абдуманнонов А. А., Хасанов М. Ю. Алгоритм расчета сверхнормативного технологического расхода электроэнергии / Государственное патентное ведомство РУз. Свидетельства № 20140089, 17.12.2014 г.

3. Бороденко В. А. Ресурсосбережение как главный принцип создания устройств автоматики энергосистем / Вестник НИА РК. М., -- 2006. -- № 2. -- 12 с.

4. Положение о порядке организации работ по компенсации реактивной мощности / Тешабаев Б. М., Юсупалиев М.М, Салиев А. Г., Сиддиков И. Х., Умаров Ф. У. // Утв. N1864 от 10.10.2008. Минюст. РУз. Ташкент, ГИ Уздавэ- нергоназорат. -- 2008. -- 24 с.

5. Krontiris E., Hanitch R., Paralika M., Rampias I., Stathais E., Nabe A., Kadirov T. M., Siddikov I. Kh., Energy Management raining in Uzbekistan / ThefinalreportoftheProjectECTJEP-10328-97. TU -- Berlin (Germany), TEI -Athens (Athens, Greece), TashGTU (Tashkent, Uzbekistan), 1997-2001. -- 234 р.

Размещено на Allbest.ru