Методы обеспечения качества электроэнергии на концах протяженных ВЛ

УДК 621.316.1

МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА КОНЦАХ ПРОТЯЖЕННЫХ ВЛ

А.С. Сичевский, студент гр. ЭЭб-142, II курс

В.А. Коваленко, студент гр. ЭЭб-142, II курс

Научный руководитель: Т.Л. Долгопол, доцент

Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева

г. Кемерово

Низкое качество электроэнергии оказывает значительное влияние на производительность и срок службы электрооборудования, а также на энергоэффективность систем электроснабжения потребителей. Одним из показателей качества электроэнергии, который часто превышает допустимые значения, являются медленные отклонения напряжения. Это связано с большими потерями напряжения во всех элементах систем электроснабжения, вообще, и в линиях электропередач, в частности. Особенно остро стоит эта проблема для протяженных линий, так как потери напряжения пропорциональны длине линий.

Согласно ГОСТу 32144-2013 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» [1] медленные отклонения напряжения в точке передачи электрической энергии не должны превышать ±10% от номинального или согласованного значения напряжения в течение 100% времени интервала в одну неделю. Существующие системы электроснабжения потребителей требуют разработки новых подходов к проектированию и реконструкции систем электроснабжения потребителей с целью повышения качества поставляемой электрической энергии.

Одним из способов снижения потерь напряжения в точках передачи электроэнергии является увеличение сечения ЛЭП. В связи с этим произведен сравнительный анализ величины потерь напряжения в ВЛ, выполненных провода марки АС сечением 35 – 150 мм2. Провода меньшего сечения не рассматривались из-за климатических условий Кемеровской области, в связи с образованием наледи, которая может повлечь за собой обрыв ВЛ.

Для каждого из сечений была определена максимальная длина линии при условии их 100% загрузки, при которой обеспечиваются допустимые отрицательные отклонения напряжения в точке передачи электроэнергии. Максимально допустимые потери напряжения в линиях зависят от величины потерь напряжения в источниках питания (вторичных обмотках трансформаторов), которые определяются, в основном, коэффициентом загрузки трансформатора. При условии потерь напряжения во вторичной обмотке трансформатора от 3 до 5% была рассчитана максимальная длина ВЛ на оставшиеся потери напряжения (5, 6, 7%) по формуле:

где ΔU – отклонение напряжения в точке передачи электрической энергии, %; Uн – номинальное значение напряжения, В; Ip – ток нагрузки, соответствующий максимальной пропускной способности провода, А; Ro,  Xo – соответственно активное и реактивное сопротивление проводника, Ом/км; [pic 2] – коэффициент мощности нагрузки.

Таблица 1. Результаты расчетов максимальной длины ВЛ при разной степени их загрузки, при которой отклонения напряжения не будут превышать нормативных значений, км

На гистограмме (рис.1) для сравнения приведено сравнение максимальной длины линии сечением 150 мм2 в зависимости от класса напряжения при максимально допустимых потерях напряжения в ЛЭП 6%.