Сегодня пятница 15 декабря 2017 г. 07:42
сделать стартовой в избранное
О проекте
Контакты
Форум
Размещение рекламы
   
 
 
Логин Пароль  
 
 
запомнить на этом компьютере
регистрация  |  если забыли пароль
 
 
№124ноябрь 2017Энергетика и электротехника
Снижение технических потерь в тяговых сетях горэлектротранспорта – залог успешного развития городов
При передаче электроэнергии по сетям возникают технические потери электроэнергии, и всегда стоит задача эти потери минимизировать. Большую роль при этом играет качество оборудования, срок его эксплуатации. Если учесть, что тяговые сети горэлектротранспорта в большинстве российских городов создавались в 1950-1960-х годах, то станет понятно, почему они имеют самые высокие потери среди всех сетей. Решению задачи снижения этих потерь и посвящена данная статья.

В 2010 г. мной была выдвинута идея о том, что сети тяговых подстанций горэлектротранспорта, (далее ГЭТ), питающие подвижной состав (трамваи и троллейбусы, работающие на постоянном токе) потребляет определённое количество реактивной мощности из сети, что приводит к дополнительным техническим потерям и, как следствие, к нерациональному использованию электроэнергии [10]. До этого считалось, что оборудование, работающее на постоянном токе, не потребляет из сети реактивную мощность. Мы проделали научную работу по инструментальному обследованию сетей ГЭТ с целью определения потребления реактивной мощности тяговыми подстанциями ГЭТ, характером потребления по времени суток, её мощности и других параметров электросети. Инструментальное обследование проводилось на четырёх региональных предприятиях ГЭТ: МУП г. Барнаула, МУП г. Бийска, МУП г. Рубцовска, МУП г. Салават (Республика Башкортостан). Измерения проводились на вводных шинах выпрямительных устройств БВКЛЕ или их аналогов на стороне низкого напряжения 660 В в точках перед подключением выпрямительных агрегатов Результаты обследования сведены в Таблице 1.
Из результатов проведённых обследований можно сделать вывод, что при преобразовании переменного тока в постоянный происходит дополнительное потребление из сети реактивной мощности, расходуемой на обогрев балластных резисторов внутри выпрямительных агрегатов, нагрев силовых трансформаторов и подводящих кабелей.
После получения данной технической информации мы провели большой объём научно-технических и конструкторских работ по созданию системы Компенсации реактивной мощности, (далее КРМ) для тяговой подстанции ГЭТ.
Уникальность системы
Как известно, топология тяговых подстанций ГЭТ всех стран бывшего СССР одинакова. Она построена на одних и тех же базовых принципах и используемых технических решениях. Везде используется однотипное оборудование. Разница лишь в масштабе, т. е. потребляемой мощности. Поэтому задачей исследования была разработка и создание такой системы КРМ — ГЭТ, которая бы учитывала особенности построения таких сетей, их технические параметры, а также другие факторы.
При создании системы КРМ — ГЭТ мы ставили следующие цели:
• повышение надёжности, безаварийности городского электротранспорта;
• снижение заявленной пиковой мощности, повышение качества напряжения в электросети электротранспорта;
• экономия денежных средств предприятий ГЭТ за счёт снижения потребления электроэнергии на 3-6%,
• сохранение неизменной или снижение цены на проезд в электротранспорте для населения.
Технология КРМ — ГЭТ может применяться в регионах, где имеется подвижной состав горэлектротранспорта,В  в качестве малобюджетного способа снижения технических потерь на трансформаторных тяговых подстанциях ГЭТ и экономии денежных средств.
Разработка и установка систем КРМ — ГЭТ на тяговых подстанциях по технологическим и инженерным критериям не имеет аналогов в России и СНГ, т. к. технология КРМ в настоящее время применяется только в электрических сетях общего назначения 0,4-10 кВ.
Применение технологии КРМ в сетях ГЭТ имеет ряд особенностей, а именно:
— повышенный уровень фазного (линейного) напряжения питания 660 (900) В (обычное – 220/400 В),
— шестифазная система питания (обычная система питания — трёхфазная),
— схема соединения обмоток силового трансформатора — «Звезда с изолированным нулём» (обычная — с глухозаземлённой нейтралью).
Таким образом, разработанная система КРМ — ГЭТ является технически новой системой, отличной от уже имеющихся систем КРМ.
Суть использования технологии КРМ в сетях ГЭТ сводится к тому, чтобы путём принудительной компенсации в электрическую сеть реактивной (конденсаторной) мощности при помощи специально разработанного и изготовленного оборудования добиться улучшения качества электроэнергии в сети, снижения технических потерь, а также экономии электроэнергии.В 
В настоящий момент инновационное оборудование (Установка компенсации реактивной мощности ZEROS-ТП для тяговых подстанций) разработано, изготовлены опытно-промышленные образцы, оборудование установлено на нескольких тяговых подстанциях, проведена опытно-промышленная эксплуатация. Оборудование запущено в эксплуатацию в двух регионах, где эксплуатируется уже более года. В дальнейшем предполагается его массовое внедрениеВ  на предприятияхВ  горэлектротранспорта России и стран СНГ.
Обеспечена патентная защита. В Роспатенте РФ оформлено два патента и подана заявка на третий.
В определённых случаях требуется дополнительно оснащать системы КРМ — ГЭТ фильтрами гармоник, т. к. в некоторых сетях при использовании подвижного состава, имеющего устаревшие силовые полупроводниковые приборы, это оборудование генерирует в сеть высокочастотные помехи, которые приводят к массовому выходу из строя систем управления. В настоящее время проводятся дополнительные научно-технические исследования в этом направлении.
Экономический эффект
Реализация данной технологии при развитии сетей Горэлектротранспорта в городах позволяет не только не превышать установленный уровень мощности существующих тяговых подстанций, но и высвободить до 20% электрической мощности за счёт автоматической компенсации реактивной мощности и разгрузки силовых трансформаторов, питающих тяговые подстанции ГЭТ. В результате тяговые подстанцииВ  работают в более экономичном и технически благоприятном режиме, что положительно сказывается на их надёжности, статической устойчивости всей сети, безаварийности и безотказности. При этом снижается заявленная пиковая мощность тяговых подстанций, ликвидируются провалы и просадки напряжения в питающей сети электротранспорта.
Учитывая, что соотношение времени потребления максимальной мощности и времени минимального потребления в сетях ГЭТ составляет примерно от 1/2 до 1/5, снижение требуемой присоединительной мощности происходит в 1,3-1,5 раза. Т. е. на каждый 1 МВА имеющейся присоединительной мощности высвобождается порядка 180-250 кВА. Учитывая высокую стоимость присоединительных мощностей в городах, годовой эффект от внедрения только одной единицы оборудования составляет от 1 до 1,5 млн. руб.
Применение системы КРМ — ГЭТ позволяет избавиться от указанных проблем и сэкономить значительные финансовые средства в годовом объёме примерно (1,5 млн. руб. х 2N), где N-количество тяговых подстанций в городе, положительно сказывается на статической устойчивости и надёжности системы электроснабжения города.

Технические решения
В установках компенсации реактивной мощности (УКРМ-ТП-ZEROS) для управления процессом компенсации реактивной мощности используются немецкие контроллеры Beluk со специально разработанным алгоритмом управления, разработанным нашими специалистами.
Основным узлом УКРМ-ТП-ZEROS являются специализированные сухие самовосстанавливающиеся конденсаторы ZEZ Silko (Чехия), выполненные по MКP-технологиям, а также специализированные конденсаторные контакторы опережающего включения Benedikt & Jager (Австрия), позволяющие производить надёжную и безопасную коммутацию ступеней регулирования компенсации реактивной мощности по алгоритму, задаваемому контроллером Beluk.
Особенностью разработанного оборудованияВ  является то, что система питания выпрямительных блоков на тяговых подстанциях шестифазная, а не трехфазная, как на обычных подстанциях. Поэтому компенсацию реактивной мощности силовых трансформаторов тяговых подстанций нужно проводить одновременно, синхронизируя по всем 6-ти фазам.
При разработке установок УКРМ-ТП-ZEROS использован ряд инновационных технических решений, являющихся ноу-хау. Поскольку тяговые подстанции находятся на балансе МУПов ( муниципальные администрации городов), то технико-экономический эффект от применения данной технологии на территории региона будет гораздо более значительным, чем на отдельно взятом предприятии, а именно:
— снижение величины технических потерь на 15-20%;
— увеличение срока службы силовых трансформаторов и кабельных линий за счет меньшего нагрева реактивным током на 18-22%;
— снижение аварийности внутри тяговых подстанций;
— повышение статической надежности сетей ГЭТ;
— снижение затрат на ППР и ремонты;
— возможность подключения дополнительных абонентов к электросетям города там, где раньше это было невозможно по технической причине.
В Техническая возможность для реализации данной инновационной технологии существует на территории любого города, где есть сети Горэлектротранспорта.
Для этого на каждой тяговой подстанции устанавливаются комплектные автоматические регулируемые 6-ти фазные установки компенсации реактивной мощности УКРМ-ТП-ZEROS.
При возникновении на линии пиковой нагрузки, например, при разгоне трамвая, троллейбуса, система УКРМ-ТП-ZEROS получает сигнал, анализирует его, и , включая ступени регулирования, компенсирует повышенную индуктивную нагрузку трамваев (троллейбусов), предотвращаяВ  перегрузку питающей сети, повышая качество электроэнергии, распределяя нагрузку равномерно во времени и снижая технические потери в сети.
В результате тяговая подстанция работает в более экономичном и технически благоприятном режиме, что положительно сказывается на её надежности, безаварийности и безотказности. При этом снижается заявленная пиковая мощность, ликвидируются провалы и просадки напряжения в питающей сети электротранспорта, увеличивается значение Cos Fi до нормативного (не ниже 0,95) и даже выше.
Энергопотребление трамваев и троллейбусов крайне неравномерно по времени суток: периоды с потреблением мощности до 200 кВА длительностью 10-30 секунд, сменяются движением накатом и торможением, в течение которых потребление почти отсутствует. Тем не менее, требуемая присоединительная мощность для обеспечения движения одного трамвая/троллейбуса составляет ? 200 кВА, т.е. по его максимальной мощности.
Предлагаемое техническое решение позволило оптимально распределить во времени потребляемую из сети города электроэнергию, тем самым снизив порог необходимой мощности присоединения, высвободить излишние трансформаторные мощности для нужд городского хозяйства, сэкономив значительные денежные средства городского бюджета.
Кроме того, с технической точки зрения, сглаживание пульсаций нагрузки в сети за счёт применения данной технологии увеличивает статическую надёжность и безопасность тяговых сетей и возможность контроля и регулирования такого важного параметра качества электроэнергии, как реактивная мощность.
Результаты
В результате отпадает необходимость в регулировке напряжения в сети 6(10) кВ со стороны энергоснабжающих организаций, в строительстве новых тяговых подстанций или увеличении мощности существующих, а также в проведении дорогостоящих мероприятий по поддержанию необходимого качества электроэнергии в тяговых сетях и городских электросетях общего пользования. Ко всему прочему, экономится электроэнергия, потребляемая предприятием Горэлектротранспорта.
Муниципальное предприятие таким образом имеет возможность повысить надёжность и безаварийность ГЭТ, снизить заявленную пиковую мощность, повысить качество напряжения в электросети электротранспорта. Это, в свою очередь,В  позволяет сэкономить денежные средства предприятия Горэлектротранспорта за счёт снижения потребления электроэнергии на 3-6% и, как следствие, сохранить неизменной или снизить цену на проезд в городском электротранспорте для населения, а также инвестировать высвобождаемые денежные средства для своего развития, что в свою очередь также могло бы способствовать снижению себестоимости услуг.

Литература:В 
1. Приказ Минэнерго № 2 от 10.01.2000 г
2. Постановление Правительства РФ N 168 от 21 марта 2007 г.
3. Приказ Минпромэнерго России от 22.02.2007 № 49 (Порядок расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии, применяемых для определения обязательств сторон в договорах об оказании услуг по передаче электрической энергии (договоры энергоснабжения)).
4. ГОСТ 13109-97 («Электрическая энергия. Нормы качества электрической энергии в системах энергоснабжения общего назначения)
5. Паули В.К., Воротников Р.А.: Компенсация реактивной мощности как эффективное средство использования электроэнергии, Энергоэксперт № 2, 2007
6. Овсейчук В, Трофимов Г., Кац А., Винер И., Укасов Р.,В  Шимко А.: Компенсация реактивной мощности: к вопросу о технико-экономической целесообразности, Новости Электротехники № 4, 2008
7. Могиленко А.: Потери электроэнергии в распределительных сетях. Особенности анализа информации, Новости Электротехники № 6, 2008
8. Решение задач по нормализации потоков реактивной мощности в распределительных электрических сетях, Энергоэксперт № 2, 2007.
9. Технический каталог: Установки компенсации реактивной мощности, 2016 г, Компания «ТРИВОНТ»®
10. Синеев А.В. Расчет экономической эффективности компенсации РМ в муниципальных распределительных и тяговых электросетях. Сборник докладов научно-практической конференции по энергосбережению, 2010, Барнаул, Комитет по энергетике Алтайской ТПП.
11. Синеев А.В.Результаты инструментальных обследований сетей тяговых подстанций за 2011-2014 г. Сборник докладов научно-практической конференции по энергосбережению, 2014, Барнаул, Комитет по энергетике Алтайской ТПП.

«Промышленные страницы Сибири» №11 (124) ноябрь 2017 г.

скачать pdf

Алексей Синеев, директор ООО «Сибирская энергосберегающая компания», эксперт Алтайской ТПП.

Новости
 
Выход на абсолютно новый рынок HVAC-оборудования – в столице универсиады Красноярске!
В Красноярске в последние годы происходит настоящий......
 
 
Названы лауреаты Премии «Оконная компания года»/WinAwards Russia 2017 по версии tybet.ru
28 ноября 2017 года в Москве прошла......
 
 
Как в кризис сократить затраты на приобретение средств индивидуальной защиты?
В ноябре 2017 года компания «Красноярск-Восток-Сервис» –......
 
 
Минстрой РФ опубликовал дорожные карты по решению проблем обманутых дольщиков
В открытом доступе на сайте Минстроя появились......
 
 
Российские компаунды продемонстрировали конкурентное преимущество по сравнению с зарубежными аналогами
Завод «НВА» для своей линейки сухих литых......
 
 
В СФО замедлились темпы жилого строительства
Новосибирскстат опубликовал статистику ввода жилых домов по......
 
 
Россия увеличила экспорт электричества
В период с января по сентябрь 2017......
 
АРХИВ НОВОСТЕЙ
   
   
© 2006-2017. Все права защищены. «Единый промышленный портал Сибири»
Цитирование приветствуется при условии указания ссылки на источник - www.epps.ru
© Создание сайта - студия GolDesign.Ru