ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ


КОМПЛЕКСНОЕ РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ ПРОТЯЖЁННЫХ СЕТЕЙ 0,4 кВ


Одной из проблем невозможности обеспечения качественного электроснабжения потребителей в распределительных сетях является низкий уровень напряжения у конечного потребителя (Рис.1). Причина этого – большая удаленность объектов от центров питания, неоднородность нагрузки по её величине, ветхость старых кабельных и воздушных линий, недостаточная мощность питающих трансформаторов. Оперативная реконструкция таких объектов, в связи с жалобами потребителей на качество электроэнергии, затруднительна в связи с существенными затратами и длительностью проведения работ, связанной с разукрупнением сетей, заменой трансформаторных подстанций и линий электропередач. В результате, на длительном интервале времени потребитель электрической энергии вынужден получать некачественную электроэнергию.


Рис.1 – Распределение напряжения по длине линии

Поэтому при недопустимых падениях напряжения сетевые компании вынуждены максимально увеличивать напряжение на распределительной подстанции (10/0,4 кВ, 6/0,4кВ) таким образом, чтобы напряжение самых отдалённых потребителей соответствовало ГОСТ 32144-2013. Такие меры имеют ограничения в связи с тем, что уровни напряжений потребителей, находящихся в непосредственной близости от центра питания должны также находится в диапазонах вышеуказанного ГОСТа.

Потребители, имея повышенное напряжение, вынуждены менять выходящие из строя: бытовую технику, осветительные и обогревательные устройства, оплавленную в результате повышенного тока изоляцию, а также расходуют при этом на (10-20)% больше электроэнергии, недостаток которой испытывают на себе потребители в конце питающей линии.

У потребителей с низким уровнем напряжения происходит отключение оборудования, выход из строя электродвигателей, бытовой техники и т.д.

Таким образом сетевая организация, имея повышенные потери электроэнергии в линиях электропередач, имеет претензии потребителей к низкому качеству электроэнергии и, как следствие, риск возникновения штрафных санкций, снижение полезно отпущенной энергии, отсутствие возможности технологического присоединения.

Традиционным способом решения проблемы пониженного напряжения является применение последовательно включенного в линию электропередач вольтодобавочного трансформатора. В рассечку лини электропередач подключается такой трансформатор, с характеристиками соответствующими задачам достижения на определенном участке сети уровня напряжения в соответствии с требованиями ГОСТ (Рис. 2).


Рис. 2 – Установка вольтодобавочного трансформатора на линии

Такое решение, безусловно, имеет свои преимущества:

1.Оперативное реагирование на жалобу потребителя с целью ее устранения.
2.Мобильность устройства для решения подобных проблем на других объектах.

В таблице 1 приведены сравнительные характеристики вольтодобавочных трансформаторов различных производителей.

Cравнительные характеристики вольтодобавочных трансформаторов различных производителей

Параметр ТВМГ ENSTO FELT
1. Размер, мм 1000 х 1047 х 677 482 х 360 х 974 900 х 750 х 280
1700 х 900 х 450
2. Масса, кг 750 170 90-200
3. КПД, % 97 98 99,7
4. Направление регулирования напряжения Вольтодобавка Вольтодобавка Вольтодобавка/
вольтоограничение
5. Цена за 1 кВт мощности, руб. 9 000 4 000 2 900
6. Охлаждение Масляное Воздушное Воздушное
7. Мощность, кВА 105 50 35 - 330
Таблица 1 – Сравнительная таблица бустеров различных марок

Следует отметить, что любая вольтодобавка увеличивает ток на линии до вольтодобавочного трансформатора (бустера) пропорционально увеличенному напряжению линии после бустера, что вызывает некоторое увеличение потерь и падение напряжения в линии перед бустером, что можно отнести к недостаткам такого способа регулирования напряжения. Как рассматривалось выше, низкий уровень напряжения у конечного потребителя (Рис.1). определяется, наряду с другими причинами, в основном повышенным уровнем напряжения в начале сети. Поэтому вполне очевидно, что понижение напряжения у группы потребителей в начале сети до минимального уровня близкого к требованиям ГОСТ даст положительные результаты. Позволит обеспечить нормальную работу электрооборудования, а также при снижении токовой нагрузки уменьшить потери и, как следствие, увеличить отпуск электроэнергии.

Если в центре питания у трансформатора (регулирование ПБВ) выставить максимальный уровень напряжения U = 1,05Uн и в начале сети потребителям понижать напряжение до величины U=Uн, U = (0,9 – 0,95) Uн и делать это до тех пор, пока напряжение не упадет до минимума напряжения, регламентируемого ГОСТ, то дальше в сеть будет передаваться электроэнергии на (10-30)% больше, чем без такого регулирования. В конце линии при достижении напряжении уровня ниже минимума, определяемого ГОСТ, его следует повышать.


Рис. 3

Использование оптимизаторов питания определяется концепцией энергосбережения и энергоэффективности, а также защитой электрооборудования от провалов напряжения. Эти задачи решаются посредством пофазного автоматического регулирования напряжения потребителей. Для этого используются вольторегулирующие трансформаторы. При этом 95% мощности передается электрическим путем и лишь 5% - электромагнитным. Поэтому мощность вольторегулирующих трансформаторов не превышает 5% от номинальной мощности оптимизатора, что положительно сказывается на стоимостных и массогабаритных параметрах оборудования. Коэффициент полезного действия устройства – 99,7%.

Обмотка низкого напряжения трансформатора включается в фазу сети последовательно с нагрузкой. Обмотка высокого напряжения (ВН) включается на входное напряжение. Посредством коммутации обмотки ВН получают три режима работы нормализатора: вольтоограничение, вольтодобавка, транзит.

В режимах вольтоограничение, вольтодобавка регулируются напряжение, ток нагрузки и.как следствие, меняются параметры сети, подающей питание к нагрузке. В отличие от стабилизатора напряжения (где выходное напряжение определяется уставкой) оптимизатор питания в рамках рабочего диапазона входных напряжений удерживает выходные напряжения в соответствии с ГОСТ т.е. 220В ± 5, +_10%, что обеспечивает нормальную работу электрооборудования. Регулирование напряжения потребителей происходит без разрыва питающей сети. Это устраняет проблемы, связанные с силовыми коммутациями и прерыванием питания потребителей. В конечном итоге отсутствие силовых коммутационных элементов создает условия для длительной и бесперебойной работы нормализатора.

Таким образом, при правильной расстановке оптимизаторов питания по длине протяженной линии, применительно к определенным группам потребителей (Рис. 4), можно получить следующие положительные эффекты:


Рис.4 – Расстановка оптимизаторов питания по длине линии

  • При незначительных затратах на приобретение и установку оптимизаторов питания по всей длине линии потребители обеспечиваются качественной электроэнергией, что приводит к отсутствию претензий потребителей;
  • В начале линии происходит разгрузка по току линии, контактных групп, электрооборудования, бытовой техники;
  • Экономия электроэнергии в начале линии и, как следствие, возможность передачи освободившейся мощности дальше по лини;
  • У потребителей в конце линии отсутствуют провалы напряжения, которые приводят к выходу из строя электрооборудования и бытовой техники, система освещения обеспечивает необходимый уровень освещенности;
  • Возможности технологического присоединения.

Модификации трехфазного одноступенчатого энергосберегающего стабилизатора ФЭЛТ с контролем напряжения по каждой фазе

Тип Номинальный ток,А Мощность нагрузки
max, кВА
Диапазон входного
напряжения сети,В
Габаритные размеры, мм Вес,кг
САН 3.200-050-02 50 35 170 ÷ 260 800х1200х280 127
САН 3.200-080-02 80 55 170 ÷ 260 800х1200х280 127
САН 3.200-130-02 130 85 170 ÷ 260 800х1200х280 127
САН 3.200-160-02 160 110 170 ÷ 260 800х1200х280 127
САН 3.200-205-02 205 135 170 ÷ 260 800х1200х280 127
САН 3.200-250-02 250 165 170 ÷ 260 800х1200х280 127
САН 3.200-330-02 330 220 170 ÷ 260 800х1200х280 127
САН 3.200-415-02 415 270 170 ÷ 260 800х1200х280 127
САН 3.200-480-02 480 330 170 ÷ 260 800х1200х280 127
Таблица 2 – Модификации трехфазного одноступенчатого энергосберегающего стабилизатора ФЭЛТ с контролем напряжения по каждой фазе

Модификации трехфазного одноступенчатого энергосберегающего оптимизатора ФЭЛТ (для асинхронных двигателей)

Тип Номинальный ток,А Мощность нагрузки
max, кВА
Диапазон входного
напряжения сети,В
Габаритные размеры, мм Вес,кг
ОСН 3.200-050-02 50 35 170 ÷ 260 800х1200х280 127
ОСН 3.200-080-02 80 55 170 ÷ 260 800х1200х280 127
ОСН 3.200-130-02 130 85 170 ÷ 260 800х1200х280 127
ОСН 3.200-160-02 160 110 170 ÷ 260 800х1200х280 127
ОСН 3.200-205-02 205 135 170 ÷ 260 800х1200х280 127
ОСН 3.200-250-02 250 165 170 ÷ 260 800х1200х280 127
ОСН 3.200-330-02 330 220 170 ÷ 260 800х1200х280 127
ОСН 3.200-415-02 415 270 170 ÷ 260 800х1200х280 127
ОСН 3.200-480-02 480 330 170 ÷ 260 800х1200х280 127
Таблица 3 – Модификации трехфазного одноступенчатого энергосберегающего оптимизатора ФЭЛТ (для асинхронных двигателей)

Примеры установки стабилизаторов напряжения на опорах воздушной линии





РЭС Новосибирской области установлено 19 (девятнадцать) единиц оборудования различной мощности (от 35 кВА до 165 кВА) на объектах г. Новосибирска и области, которое успешно решило задачу по обеспечению качественным электропитанием потребителей.


г. Нижний Новгород,

ул. Ильинская, 21

Пн-Пт с 9:00 до 18:00 ч.