Татаров Е.И. Электроэнергетические системы и сети

Подождите немного. Документ загружается.

D:\Мои документы\Борис\Часть 0 А4.doc

101

в) технические пределы потребления реактивной мощности в часы мак-

симальных нагрузок энергосистемы Qп и (или) реактивной энергии W

за ме-

сяц, при превышении которых энергоснабжающая организация не несет ответ-

ственности за снижение напряжения в точке учета электроэнергии ниже уров-

ня, установленного в договоре для часов максимальных нагрузок энергосисте-

мы;

г) технические пределы генерации реактивной мощности в часы мини-

мальных нагрузок энергосистемы Qг и (или) реактивной энергии W

за месяц,

при превышении которых энергоснабжающая организация не несет ответствен-

ности за повышение напряжения в точке учета электроэнергии выше уровня,

установленного в договоре для часов минимальных нагрузок энергосистемы.

В связи с особенностями режимов работы электрических сетей энерго-

снабжающая организация имеет право установить потребителю часы больших

и малых нагрузок электрической сети. В этом случае она обязана предоставлять

ему скидку с тарифа за потребление реактивной энергии в часы малых нагру-

зок.

Часы больших нагрузок электрической сети - это периоды суток, в ко-

торые потребление реактивной мощности приводит к дополнительным потерям

электроэнергии в сети энергоснабжающей организации.

Часы малых нагрузок электрической сети - это периоды суток, в кото-

рые к дополнительным потерям приводит генерация реактивной мощности в

сеть. В эти часы, как правило, генерация приводит и к недопустимо высоким

напряжениям на оборудовании энергосистем, увеличивающим риск выхода его

из строя

Сумма периодов больших и малых нагрузок за сутки должна быть равна

24 ч. При отсутствии более точных данных принимают:

- часы больших нагрузок - с 7 ч 00 мин до 23 ч 00 мин;

- часы малых нагрузок - с 23 ч 00 мин до 7 ч 00 мин;

В случае указания в договоре часов больших и малых нагрузок электри-

ческой сети, значения потребления Qэ (W

QЭ

) и

Qп (W

) относятся к часам

больших нагрузок электрической сети, а значения генерации Qг (W

) к часам

малых нагрузок электрической сети.

В связи со снижением электропотребления, происходящим в последние

годы, в электрических сетях существенно повысилось напряжение, достигнув в

ряде узлов опасно высоких значений.

Для нормализации положения энергоснабжающая организация имеет

право устанавливать в договоре на пользование электроэнергией периоды спе-

циальных режимов работы компенсирующих устройств (КУ), заключаю-

щихся в отключении на период продолжительностью не менее месяца части

или всех КУ. За потребление реактивной энергии в эти периоды сверх эконо-

мических значений, установленных в договоре, потребителю предоставляется

скидка с тарифа.

Если превышение технических пределов потребления и (или) генерации

реактивной мощности потребителем приводит к изменению напряжения только

D:\Мои документы\Борис\Часть 0 А4.doc

102

в точке его присоединения, оно не влечет за собой других санкций со стороны

энергоснабжающей организации, кроме освобождения ее от ответственности за

режимы напряжения у этого потребителя.

Если превышение технических пределов потребления или генерации ре-

активной мощности потребителем приводит к изменению напряжения против

договорных пределов у других потребителей, их соблюдение является обяза-

тельным. Ответственность потребителя за превышение технических пределов в

этом случае должна быть оговорена в договоре.

Основой для расчета экономических значений реактивной мощности

и энергии

Qэ

для всех кварталов года является экономическое значение

коэффициента реактивной мощности

в точке учета электроэнергии для

часов суточного максимума нагрузки энергосистемы в квартале максимальной

нагрузки потребителя.

Правила устанавливают два метода расчета значений

нормативный и

оптимизационный.

Нормативный метод основан на применении нормативных значений

э.н’

, рассчитываемых в соответствии с методикой.

Оптимизационный метод основан на применении значений

э.о

, по-

лученных по специальным оптимизационным программам, прошедшим атте-

стацию в базовой организации (ВНИИЭ) и имеющим сертификат на примене-

ние, выданный Главгосэнергонадзором.

Расчеты значений

э.о

по оптимизационным программам проводятся

разработчиками аттестованных программ на основании договора с заказчиком,

согласовываются с базовой организацией и утверждаются Главгосэнергонадзо-

ром.

Контроль выполнения договорных режимов осуществляется по прибо-

рам учета, установленным на шинах 6 - 10 кВ подстанции потребителя.

Если приборы учета электроэнергии установлены не на шинах, для кото-

рых определено значение

, последнее необходимо скорректировать на ве-

личину:

∆

δ ,

где

∆

- потери реактивной мощности в сети от рассматриваемых шин до точ-

ки установки приборов учета в часы максимума нагрузки энергосистемы, а Р -

нагрузка потребителя в эти же часы.

Если точка учета электроэнергии находится выше шин 6 - 10 кВ, то

увеличивают на δ, если ниже данных шин, то уменьшают на δ.

Выбор метода расчета осуществляет энергоснабжающая организация.

Ко всем потребителям должен применяться одинаковый метод, однако "Прави-

ла" допускают сочетания методов в отдельных случаях.

Основой для расчета технических пределов потребления реактивной

мощности

и энергии

и генерации реактивной мощности

и энер-

D:\Мои документы\Борис\Часть 0 А4.doc

103

гии

являются значения коэффициентов реактивной мощности в указан-

ные часы

"Правила" устанавливают те же два метода их расчета: нормативный и

оптимизационный.

Нормативный метод расчета:

Нормативное значение

э.н

для шин 6 - 10 кВ подстанций 35 - 750 кВ

общего назначения и шин любого вторичного напряжения трансформаторов,

питающих технологические установки через сети не общего назначения, на-

пример, тяговые сети, сети питания сталеплавильных печей и электропечей

производств фосфора, карбида кальция и т.п. (далее ко всем этим шинам при-

меняется общий термин "шины 6 - 10 кВ"), определяют по формуле:

( )

,k 6040

max

э.н

(2.1)

где

- базовый коэффициент реактивной мощности, принимаемый рав-

ным для сетей 6 - 10 кВ, присоединенных к шинам подстанций с высшим на-

пряжением:

35 - 0,4;

110 - 0,5;

220 кВ и выше - 0,6;

для шин генераторного напряжения - 0,6;

max

- отношение потребления активной энергии (для двухставочных потре-

бителей - мощности) потребителем в квартале максимальной нагрузки системы

к потреблению в квартале его максимальной нагрузки;

k - коэффициент, учитывающий отличие стоимостей электроэнергии в различ-

ных энергосистемах и принимаемый в соответствии с таблицей (от 0,6 для

Красноярскэнерго, Хакасэнерго, Иркутскэнерго, до 1,8 для Камчатск-энерго,

Магаданэнерго, Сахалинэнерго). Для Нижновэнерго k = 1,1.

Если значение

э.н

, рассчитанное по формуле (2.1), больше 0,7, его

принимают равным 0,7.

Отдельно рассматриваются методы расчета показателей для сетей, где по

техническим причинам невозможно использование обычных конденсаторных

батарей.

Если снижение потребления реактивной мощности и энергии до норма-

тивных значений приводит к повышению напряжения на границе балансовой

принадлежности электросети сверх допустимого значения в часы больших на-

грузок электрической сети, значения

Qэ

должны быть увеличены до

уровней, при которых напряжение остается в допустимых пределах.

Нормативные значения коэффициентов реактивной мощности, исполь-

зуемых для определения технических пределов ее потребления и генерации, ус-

танавливаются равными:

= 0,7;

= 0,05.

(2.5)

D:\Мои документы\Борис\Часть 0 А4.doc

104

Расчет экономических и технических значений

реактивной мощности и энергии

Значения

i.э

для i-го квартала определяют по формуле:

i.i.

max

ээ

(2.7)

где:

max i

- фактическая максимальная активная нагрузка потребителя (30 - ми-

нутный максимум) в часы максимальных нагрузок энергосистемы в i-м

квартале;

- экономический коэффициент реактивной мощности для i-го квартала.

Значения

э.i

определяют по формуле:

(

)

ϕϕ

-170-

нэ

э.

(2.10)

где:

- значение, рассчитанное по (2.1);

- отношение 30-минутного максимума активной нагрузки (фактической)

потребителя в i-м квартале к ее значению в квартале максимальной нагрузки

потребителя;

- натуральный коэффициент реактивной мощности потребителя (при

отключенных конденсаторных установках) для квартала максимальной нагруз-

ки потребителя.

Если

iэ

<0, его принимают равным нулю.

Значение

определяют по данным контрольного замера фактическо-

го потребления реактивной мощности от энергосистемы

в часы максимума

нагрузки потребителя по формуле:

(

)

max

кфн

(2.11)

где:

max

- 30-минутный максимум активной нагрузки в эти часы;

-мощность конденсаторных установок, работающих во время замера.

D:\Мои документы\Борис\Часть 0 А4.doc

105

При отсутствии данных

определяют по формуле:

(

)

,,,

сдсд

30--180=

(2.11а)

где

сд

- доля установленной мощности СД в составе нагрузки потребителя

(резервные СД в расчет не включаются).

Если

<0, его принимают равным нулю.

Значения технических пределов потребления реактивной мощности и ге-

нерации ее в сеть энергосистемы определяют по формулам:

;

max

пп

(2.13)

max

гг

(2.15)

Значения всех коэффициентов и

, записываемых в договоры, должны

округляться до второго знака после запятой.

Реальное отсутствие у потребителей объективных технических средств

контроля и учета электропотребления приводит к тому, что в декабре 1999 года

по рассмотренной методике рассчитывалось единственное предприятие в об-

ласти из более чем семисот предприятий - двухставочников. Для остальных ре-

жим потребления и генерации реактивной мощности задавался значениями ре-

активной энергии.

Месячное экономическое значение реактивной энергии

для потре-

бителей определяется в зависимости от условий договора на пользование элек-

троэнергией.

Если потребителю не установлены часы больших и малых нагрузок элек-

трической сети:

WkW

Рi

эi

iQэi

(2.8)

где

Рi

- среднемесячное потребление активной энергии за i - й квартал;

iλ

- коэффициент, определяемый по формуле:

( )

251

(2.8а)

где

iз

- коэффициент заполнения графика активной мощности в i-м кварта-

ле.

Значение

iз

определяется в зависимости от полноты имеющейся инфор-

мации о форме графика электропотребления:

а) Если имеется учет максимальной активной нагрузки

maxi

ТP

Рi

расчmax

(2.9)

где

расч

- продолжительность расчетного периода, час.

При этом если

, его принимают равным единице.

б) Для остальных потребителей расчетным остается выражение (2.9), но

maxi

определяется по данным замеров контрольных режимных дней.

D:\Мои документы\Борис\Часть 0 А4.doc

106

в) Если отсутствует какая-либо достоверная информация о форме графи-

ка электропотребления, значение

iз

принимается одинаковым для всех квар-

талов и равным:

0,25 - для односменных потребителей;

0,5 - для двухсменных потребителей и перепродавцов электроэнергии;

0,75 - для трехсменных потребителей и тяговых подстанций электрифици-

рованного железнодорожного транспорта

0,9 - для непрерывных производств.

Если потребителю установлены часы больших и малых нагрузок электри-

ческой сети, то значение

iQэ

для часов больших нагрузок определяют:

WkW

QэiiiQ бнбнэ

где

−

бн

iэ

imi

(2.12)

где

- согласованная доля потребления активной энергии в часы малых на-

грузок электрической сети для i-го квартала.

Значения технических пределов потребления реактивной энергии и гене-

рации ее в сеть энергосистемы определяют по формулам:

(

)

WdW

iРimiQ

−

(2.14)

iРiQ

(2.16)

Если потребителю установлены часы больших и малых нагрузок, то зна-

чение

iQп

, рассчитанное по формуле (2.14), умножается на коэффициент

iбн

(2.12).

РАСЧЕТНАЯ ТАБЛИЦА СИСТЕМНОГО РАСЧЕТА КРМ

N Расчетный Ед. Квартал

N параметр изм. IV-I П-Ш

1 2 3 4 5

1 Потребление активной энергии за рабочие сутки,

.р раб

тыс.кВт.ч

2 Потребление активной энергии за выходные и празднич-

ные сутки,

.р вых

тыс.кВт.ч

3 Потребление активной энергии в часы малых нагрузок

электрической сети (с 23

до 7

.р мн

тыс.кВт.ч

4 Средняя активная часовая мощность потребителя в рабо-

чие сутки IV-го квартала:

рабср

.р

МВт

D:\Мои документы\Борис\Часть 0 А4.doc

107

1 2 3 4 5

5 Согласованная доля потребления активной энергии в ча-

сы малых нагрузок сети:

р.рабр.мн

о.е.

6 Среднее число рабочих дней в месяце i-го квартала,

ср.раб

о.е.

7 Среднее число выходных дней в месяце i-го квартала,

ср.вых

о.е.

8 Среднемесячное потребление активной энергии в i-м

квартале:

WNWN

.р.рi.р выхср.выхрабср.рабср.

тыс.кВт.ч

9 Квартал максимальной активной нагрузки АО-энерго, S о.е.

10 Часы максимальных нагрузок АО-энерго в i-м квартале час

11 Квартал максимальной активной нагрузки потребителя,

о.е.

12 Часы максимума активной мощности предприятия (ком-

ментарий-нагрузка выше средней)

час

13 Фактическая максимальная активная мощность потреби-

теля в часы максимальных нагрузок объединенной энер-

госистемы в i-м квартале,

max i

МВт

14 Фактическая максимальная активная мощность потреби-

теля в часы его максимальных нагрузок в квартале М,

мmax.

МВт

15 Фактическая максимальная активная мощность потреби-

теля в часы максимальной нагрузки объединенной энер-

госистемы в квартале S,

max s

МВт

16 Фактическая реактивная мощность потребителя полу-

чаемая из сетей АО-энерго в часы его максимальных ак-

тивных нагрузок в квартале М,

мф

Мвар

17 Отношение активной нагрузки потребителя в часы его

максимальных нагрузок в квартале максимальной на-

грузки АО-энерго S к нагрузке в квартале его максималь-

ной нагрузки М

.s мmaxmaxmax

о.е.

18 Отношение максимальной активной нагрузки потребите-

ля в часы максимума активной нагрузки АО-энерго в i-м

квартале к ее значению в квартале максимальной нагруз-

ки АО-энерго S

i i s

k P P

max max

о.е.

19 Коэффициент заполнения графика активной мощности в

i-м квартале при среднем числе часов в месяце - 732:

732

р.ср

imaxiз

о.е.

D:\Мои документы\Борис\Часть 0 А4.doc

108

1 2 3 4 5

20 Натуральный коэффициент реактивной мощности потре-

бителя для квартала максимальной нагрузки потребителя

мм

max

фн’

о.е.

Базовый коэффициент реактивной мощности

на

шинах 6-10 кВ подстанций с высшим напряжением

110 кВ = 0,5;

220 кВ = 0,6.

При 220 кВ принимаем

о.е.

22 Нормативное значение коэффициента мощности для по-

требителя, при значении коэффициента k, учитывающего

отличие стоимости энергии в различных АО-энерго. Для

ОАО «Нижновэнерго» k=1.1,

(

)

э н Б

max

tg tgϕ ϕ

= +k

04 06. .

о.е.

23 Контроль допустимости полученного значения:

если

э н э н э н

tg tg tg

< =07., ;

если

э н э н

tg tg

≥ =07 07., ,.

о.е.

24 Значения экономического коэффициента реактивной

мощности по кварталам

)(,

−

tgtg

н’эн’

170

о.е.

25 Значения экономической реактивной мощности по квар-

талам

max

= ⋅

Мвар

26 Расчетный коэффициент:

( )

iз

251

о.е.

27 Контроль допустимости полученного значения:

если

kkk

i’i’i’

λλλ

;

если 001001

i’

,,,

=≥

о.е.

28 Месячное экономическое значение реактивной энергии

для потребителя, которому не установлены часы боль-

ших и малых нагрузок электрической сети:

iр

iiQ .ср.

⋅⋅=

тыс.квар.ч

29 Нормативное значение коэффициента реактивной мощ-

ности для определения технических пределов потребле-

ния,

о.е.

D:\Мои документы\Борис\Часть 0 А4.doc

109

1 2 3 4 5

30 Значения технических пределов потребления реактивной

мощности

max

= ⋅

Мвар

31 Значение технического предела потребления реактивной

энергии:

(

)

iрimiQ .ср.

1 ⋅⋅−=

тыс.квар.ч

32 Нормативное значение коэффициента реактивной мощ-

ности для определения технических пределов генерации,

о.е.

33 Значения технических пределов генерации реактивной

мощности

г г

max

= ⋅

Мвар

34 Значение технического предела генерации реактивной

энергии:

iрiQ .ср.

⋅=

тыс.квар.ч

D:\Мои документы\Борис\Часть 0 А4.doc

110

РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ

В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Передача мощности в электрических сетях всегда сопровождается паде-

нием напряжения на элементах сети, что объясняется наличием активных и ре-

активных сопротивлений этих сетей. Вследствие падений напряжения на эле-

ментах сети уровни напряжения во всех узлах схемы отличаются.

Отклонения напряжения могут выходить за допустимые пределы. Причи-

нами этого являются:

1. Падения напряжения на элементах сети, вызываемые токами нагрузки,

протекающими по ним.

2. Неправильный выбор сечений токоведущих элементов и мощности сило-

вых трансформаторов.

3. Неправильно построенные схемы сетей.

Рассмотрим участок распределительной сети между двумя узлами. Схема

имеет вид:

R+jX

P’+jQ’

Рисунок 1 -

Схема замещения участка сети

При известном напряжении в центре питания (ЦП) - точке 1 -напряжение

в точке 2 определяется выражениями:

,UjUUU

δ−∆−=

(1)

(

)

(

)

∆−

(2)

где

XQRP

=∆

- продольная составляющая падения напряжения;

RQXP

−

=δ

- поперечная составляющая

Известно, что поперечная составляющая падения напряжения обычно

учитывается при расчетах сетей с номинальным напряжением 220кВ и выше,

так как при более низких напряжениях имеет малую величину и существенно

на результат не влияет.

Требования к качеству напряжения на зажимах электроприемников нор-

мируются ГОСТ 13109-97.

ПУЭ (п.1.2.23) предъявляют следующие требования к уровню напряже-

ния на шинах с номинальным напряжением 6-20 кВ подстанций, к которым

присоединены распределительные сети:

♦ не ниже 105% номинального в период больших нагрузок;

♦ не выше 100% номинального в период наименьших нагрузок этих

сетей (реально выбирают ближайшее к номинальному, но все-таки

большее, напряжение на шинах).