Авторы: Лісієнко Д.А., студент; Шлепньов С.В., доц., к.т.н.
Источник: ХIІІ Міжнародна науково-технічна конференція "Автоматизація технологічних об'єктів і процесів. Пошук молодих", ДонНТУ
Великими споживачами електричної енергії є промислові міста. Електричні мережі великих промислових міст нашої країни були побудовані у післявоєнний час і прокладення нових повітряних ліній ускладнено, тому застосовується прокладка кабельних ліній. Специфікою міських мереж є те, що побудова нових ліній електропередачі пов’язана зі значними витратами і часто просто не можлива з причин екологічного характеру. Тому доводиться збільшувати потужність енергії, що передається по існуючим лініям, за рахунок збільшення сили струму, але вже вони зношені і застарілі. Ріст потужностей змушує шукати нові шляхи вирішення проблеми.
Передача та розподіл електроенергії в електричних мережах обов’язково супроводжуються втратами електроенергії. Фактичні втрати електроенергії в електромережах (ФВЕ) містять в собі дві складові: технологічні втрати електроенергії (ТВЕ), комерційні втрати електроенергії (КВЕ). Зниження втрат електроенергії - одне із завдань енергозбереження.
На рис.1 представлені дані про відносні втрати електроенергії в електричних мережах низки країн. У країнах Західної Європи та Японії відносні втрати електричної енергії коливаються у діапазоні 4 – 8,9 %, дещо вищій показник у Канаді 9,8%. В Україні та Росії відносні втрати електричної енергії складають 12,3 % та 13,7 %, що є найбільшим показником серед розглянутих країн.
![Рисунок 1 – Втрати електроенергії в електричних мережах країн світу (складено на основі [1])](images/article2_pic1.jpg)
Рисунок 1 – Втрати електроенергії в електричних мережах країн світу (складено на основі [1])
Із загальної величини технічних втрат близько 78% доводиться на електричні мережі з класом напруги 110 кВ і нижче, у тому числі 33,5 % у мережі 0,4 - 10 кВ [1]. З об'єктивних причин завантаження електричних мереж 0,4 кВ збільшуватиметься у зв’язку з ростом потреб побутових споживачів електроенергії, тоді і доля втрат у розподільчих мережах найближчими роками буде зростати. Тому розробка заходів стосовно зниження втрат в електричних мережах 0,4 - 10 кВ досить актуальна.
Згідно з [2] одним з ефективних технічних заходів є встановлення пристроїв для компенсації реактивної потужності.
На прикладі ділянки мережі "Донецьких міських електричних мереж" ПАТ "ДТЕК Донецькобленерго" проведемо розрахунок компенсації реактивної потужності.
У складній розгалуженій розподільчий мережі маємо однотрансформаторну абонентську підстанцію (АПС), тип трансформатору ТМ – 63/10. На шинах низької напруги 0,4 кВ встановлені лічильники активної та реактивної електроенергії.
Вихідні дані показання лічильників за період - березень 2013 року:
WР = 1457 кВ·г - показання лічильника активної енергії;
WQ = 2127 квар·г - показання лічильника реактивної енергії;
Т = 600 г - період зняття свідчення лічильників електроенергії (місяць), година.
Результуюча середня активна потужність:
Початковий коефіцієнт потужності перераховується з:
Результуюча середня реактивна потужність:
Повна потужність:
Розрахунок після компенсації реактивної потужності:
Необхідний коефіцієнт потужності приймаємо рівним cosφ2 = 0,9.
Активна потужність після компенсації:
Реактивна потужність після компенсації:
Необхідна потужність компенсуючого пристрою:
де коефіцієнт k при зміні cosφ з величини 0,57 до 0,9 буде дорівнювати k = 0,957 [3].
Отже, аналізуючи отримані результати можемо сказати, що у даному випадку компенсація реактивної потужності не буде ефективним засобом енергозбереження. Тому необхідно шукати інші шляхи по зниженню енерговитрат.