Отраслевые технологии

Отраслевые технологии

Реактивная мощность является составляющей полной мощности. Реактивная мощность в отличие от активной мощности не выполняет полезную работу, а тратится на электромагнитные процессы. Оптимальным решением является выработка (генерация) реактивной мощности в точках её потребления, тем самым обеспечивается минимальная загрузка электросетевого оборудования реактивной составляющей и максимальная возможность передачи активной мощности. Таким образом, использование электросетевого оборудования является наиболее эффективным. Компенсация реактивной мощности обеспечивается установкой устройств компенсации реактивной мощности, которые предназначены как для выработки реактивной мощности, так и для её потребления. К устройствам компенсации реактивной мощности относятся:

  • Статические тиристорные компенсаторы (СТК);
  • Батареи статических конденсаторов (БСК);
  • Управляемые шунтирующие реакторы (УШР);
  • Шунтирующие реакторы (ШР).

Батареи статических конденсаторов – электроустановки, предназначенные для выработки реактивной мощности: представляют собой конденсаторы, обычно соединенные по схеме «треугольник» и разделенные на несколько ступеней с разной емкостью. К преимуществам использования конденсаторов можно отнести низкие потери активной мощности и низкие эксплуатационные затраты. К недостаткам можно отнести отсутствие плавного регулирования вырабатываемой мощности, так как емкость конденсаторной батареи изменяется ступенями.

Статические тиристорные компенсаторы – электроустановки, предназначенные для выработки реактивной мощности: состоят из секций конденсаторных батарей, коммутации которых обеспечивают тиристорные ключи. Применение СТК выполняется в местах требующих быстродействующего регулирования реактивной мощности.

Статические компенсаторы (СТАТКОМ) – электроустановки, предназначенные для регулирования реактивной мощности, и обеспечивающие её выдачу или потребление. СТАТКОМ представляет собой управляемое статическое устройство, содержащее полностью управляемые приборы силовой электроники и выполненное по схеме преобразователя напряжения. СТАТКОМ обладает высоким быстродействием, малым содержанием высших гармоник, малыми габаритами и возможностью использования в любых электрических сетях. СТАТКОМ позволяет отказаться от установки дополнительных конденсаторных батарей, которые могли бы потребоваться при установке СТК, в том числе и для фильтрации гармоник.

Шунтирующие реакторы – электроустановки, предназначенные для потребления реактивной мощности: включаются между фазами линии и землей и компенсируют емкости линии. Шунтирующие реакторы можно разделить на управляемые и нерегулируемые. Простая и прочная конструкция сделала сухие шунтирующие реакторы наиболее экономически эффективным средством компенсации емкости линии электропередачи.

Управляемые шунтирующие реакторы – представляют собой электромагнитные реакторы, индуктивность которых может плавно регулироваться. Управляемые шунтирующие реакторы применяемые совместно с батареями конденсаторов дают возможность обеспечивать выдачу и потребление реактивной мощности. Управляемые тиристорами шунтирующие реакторы (УШРТ) имеют высокое быстродействие регулирования.

Устройства продольной компенсации – электроустановки, предназначенные для изменения реактивных параметров линий электропередач: представляют собой последовательное включение компенсирующих устройств в линию электропередачи батареи электрических конденсаторов. Являются эффективным средством повышения пропускной способности за счет уменьшения общего индуктивного сопротивления линий электропередач.

В электрических сетях и на объектах генерации токи короткого замыкания могут достигать столь больших величин, что электрооборудование, а также сечения кабелей электросети приходится выбирать не по условиям нормального режима, а исходя из устойчивости их работы при коротких замыканиях. Для снижения рисков повреждения оборудования от действия токов короткого замыкания применяют оборудование ограничения токов короткого замыкания.

Токоограничивающие реакторы – электроустановки, предназначенные для ограничения токов короткого замыкания. Токоограничивающий реактор представляет собой катушку с постоянным индуктивным сопротивлением. Включается последовательно в схему и работает как индуктивное дополнительное сопротивление, уменьшающее ток при коротких замыканиях.

Гибкие системы передачи переменного тока (FACTS) – это системы, основой создания которых является силовая электроника (преобразование переменного тока в постоянный, или изменение параметров частоты и/или напряжения). Использование современной силовой электроники позволяет:

  • Управлять потоками активной и реактивной мощности и напряжением в сети;
  • Использовать устройства FACTS в большом диапазоне напряжений и токов за счет последовательного и параллельного соединения элементов;
  • В зависимости от вида устройств повысить скорость включения/отключения;
  • Снизить потери в устройствах FACTS на промышленной частоте 50 Гц.

Назначение устройств FACTS:

  • Координация (ограничение) токов короткого замыкания;
  • Преодоление аварийных режимов с минимизацией ущерба;
  • Полное использование пропускной способности электропередачи;
  • Повышение перегрузочной способности линий электропередачи, вплоть до их термических возможностей, включая кратковременные режимы;
  • Обеспечение устойчивой работы электропередач;
  • Оптимизация потоков мощности по линиям электропередачи при реализации функции минимизации потерь;
  • Уменьшение или исключение перетоков реактивной мощности в связанных электрических сетях различного класса напряжений и частоты;
  • Уменьшение требований к общему объему генерации за счет оперативного управления режимами работы электрических сетей и выдачи запасенной энергии в часы максимума нагрузок;
  • Улучшение показателей качества электроэнергии.

Вставка постоянного тока (ВПТ) – преобразовательная подстанция, предназначенная для преобразования переменного тока в постоянный и последующего преобразования постоянного тока в переменный той же или иной частоты. С помощью ВПТ осуществляется несинхронная связь между энергосистемами, обеспечивающая возможность независимого регулирования частоты в каждой из них. Быстродействующее регулирование преобразователей ВПТ позволяет практически безынерционно изменять величину и направление потока мощности, благодаря чему такая связь способна осуществлять передачу электроэнергии по заданной программе. Законы регулирования могут быть выбраны с большой степенью независимости от изменений режима (уровней напряжения, частоты) в связываемых энергосистемах.

Smart Grid – интеллектуальные сети: представляет собой систему, оптимизирующую затраты в электроэнергетике, позволяющую перераспределять электроэнергию, оперативно менять характеристики электрической сети. Электрические сети объединяются в единую автоматизированную систему, которая в реальном времени отслеживает и контролирует режимы работы. Внедрение Smart Grid позволяет:

  • Интегрировать в общую энергосистему возобновляемые источники электрической энергии и системы накопления электрической энергии;
  • Повышать уровень сервиса для конечных потребителей электрической энергии;
  • Оптимизировать планирование затрат на техническое обслуживание и ремонт;
  • Включать потребителей в процессы управления электрической энергией;
  • Повысить управляемость и наблюдаемость электрической сети;
  • Управлять отключениями в режиме реального времени;
  • Снизить потери электрической энергии.

Малая генерация получила распространение в энергоемких производствах нефтехимии, текстильной промышленности, производстве минеральных удобрений, а также на предприятиях малого и среднего бизнеса, который стремится обеспечить энергетическую независимость и строит собственные станции. Процесс совместной выработки электрической и тепловой энергии, который позволяет значительно повысить КПД, широко используются в малой энергетике. Внедрение малой генерации позволяет достичь следующих результатов:

  • Тепло и электрическая энергия используются непосредственно в месте получения, а это обходится гораздо дешевле, чем строительство и эксплуатация многокилометровых теплотрасс и линий электропередач;
  • Потребитель приобретает энергетическую независимость от сбоев в электроснабжении и аварий в системах теплоснабжения.

Накопители электрической энергии (НЭЭ) - устройства, предназначенные для частичного или полного разделения во времени процессов выработки и потребления электроэнергии. В НЭЭ осуществляется аккумулирование энергии, получаемой от энергосистемы, ее хранение и выдача при необходимости обратно в систему. Накопители позволяют частично или полностью решить следующие задачи:

  • Стабилизация частоты и напряжения, повышение качества электроэнергии;
  • Принудительное распределение мощности по сети (управление перетоками мощности);
  • Улучшение статической и динамической устойчивости электрической сети;
  • Выравнивание графиков нагрузки электрической сети;
  • Повышение надежности работы электрической сети.

Основными типами НЭЭ являются:

  • Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС);
  • Сверхпроводящие индуктивные накопители энергии (СПИНЭ);
  • Электрохимические (аккумуляторные батареи) и емкостные накопители (конденсаторные батареи).


Наверх