Стартовая >> Архив >> Подстанции >> Качество электроэнергии на промышленных предприятиях

Состояние качества электрической энергии на промышленных предприятиях - Качество электроэнергии на промышленных предприятиях

Оглавление
Качество электроэнергии на промышленных предприятиях
Нормирование качества электрической энергии
Характеристики измененного стандарта на качество
Состояние качества электрической энергии на промышленных предприятиях
Расчет отклонений напряжения
Расчет колебаний напряжения
Экономический ущерб
Ущерб, обусловленный отклонениями напряжения
Ущерб при колебаниях напряжения
Централизованное регулирование напряжения
Местное регулирование напряжения
Рациональное решение схем электроснабжения
Специальные технические устройства для ограничения колебаний напряжения
Снижение уровня высших гармоник
Специальные вентильные преобразователи
Ограничение несимметрии напряжения
Универсальность и многофункциональность методов и средств повышения качества напряжения
Обоснование точности настройки резонансных фильтров
Эксплуатационный контроль ПКЭ

Интенсификация производства, развитие электротехнологии обусловливают на современном этапе и в перспективе увеличение энергоемкости промпредприятий и концентрацию нагрузок. Например, электрическая нагрузка современного широкополосного прокатного стана черной металлургии составляет порядка 150—200 МВт, а нагрузка производства хлора и каустика на химических заводах — 50—80 МВт и более. Электрическая нагрузка предприятий основных отраслей промышленности в целом достигает: в черной металлургии 700— 1000 МВт (при полном металлургическом цикле), в химической и нефтеперерабатывающей промышленности — 200—600 МВт» в машиностроении — 100—300 МВт (при наличии электросталеплавильного производства), в цветной промышленности 100— 800 МВт (при наличии электролиза).
Происходит качественная и количественная эволюция промышленных электроприемников (ЭП). Растет число нелинейных, несимметричных и резкопеременных ЭП. Это полупроводниковые преобразователи большой единичной мощности в прокатном производстве металлургических предприятий (тиристорные преобразователи на 10 000 А, 1050 В) и в электролизном производстве предприятия химической и цветной промышленности (25 000—50 000 А, 450 В). 

 Намечается увеличение емкости печей до 400 т и мощности трансформаторов до 160 MB *А. Дуговые, электрические печи являются резкопеременными, нелинейными нагрузками, потребляющими много реактивной мощности (tg фест = 0,88).
Для улучшения качества электростали широко распространены в металлургии и машиностроении установки электрошлакового переплава (ЭШП) мощностью 5—10 MB * А, являющиеся несимметричными нагрузками (1- или 2-фазной в зависимости от режима работы).
Нагрузки главных приводов прокатных станов— резкопеременные (синхронные электродвигатели мощностью 10—20 MB * А и тиристорные преобразователи). Набросы реактивной мощности при прокатке металла превышают 100 000 кВАр. Скорость наброса и сброса реактивной мощности достигает, например, для станов горячего проката величины 400 000 кВАр/с, а для станов холодного проката — 2 000 000 кВАр/с. Частота этих набросов для таких станов, как блюминг или слябинг, достигает 1000 раз в час.
На современных металлургических предприятиях ЭП большой мощности (5—10 MB * А) имеются также синхронные электродвигатели кислородных турбокомпрессоров, электровоздуходувок доменных печей и др. Мощность этих двигателей в ближайшей перспективе достигнет 40—60 МВт. С одной стороны, они имеют ровный график нагрузки и могут использоваться для выработки реактивной мощности и улучшения КЭ, а с другой,— для системы электроснабжения возникает проблема обеспечения пусковых режимов. В машиностроении, помимо ДСП, рост суммарной мощности нелинейных, резкопеременных нагрузок вызывается развитием сварочного производства и применением полупроводниковых преобразователей для питания сварочных установок и привода металлообрабатывающих станков.
Приведенные направления в развитии электропотребления, структуры и характера ЭП при недостатке стабилизирующих средств вызывают ухудшение ПКЭ, напряженный баланс реактивной мощности на промышленных предприятиях.
Рассмотрим результаты исследований КЭ. Обобщенные данные, полученные на предприятиях различных отраслей народного хозяйства, приведены в табл. 1. Интегральная вероятность появления значений ПКЭ, выходящих за пределы, допустимые согласно ГОСТ 13109—67, находится в пределах 75—99% Это свидетельствует о том, что во многих случаях КЭ в электросетях предприятий не соответствует требованиям ГОСТа. Из табл. 1 следует также, что для ряда отраслей промышленности задача улучшения КЭ является многопараметрической. Так, в электросталеплавильных цехах, некоторых цехах машиностроительных заводов оптимизируемыми параметрами являются все показатели качества (кроме относящихся к частоте); в сетях прокатных станов — отклонения, колебания и несинусоидальность напряжения; в сетях химических комбинатов — отклонения и несинусоидальность напряжения.

 

 

 

Диапазон изменения ПКЭ

 

Отрасль промышленности

Производства

Номинальное напряжение сети V, кВ

Отклонения
напряжения
V, %

Колебания
напряжения
*v, %

Коэффициент несимметрии *1, %

Коэффициент
несинусон-
дальности
1 ^ifG’ %

Черная металлургия

Листовые станы горячей прокатки

10

— 10—4

1,7—2,0

0—2,2

7—13

Реверсивные станы с вертикальным электроприводом

10

— 10—4

15—20

 

15-30

 

Дуговые электропечи

35

2—3,7

2—2,6

6-7

Металлургия,
машиностроение

 

6—10

 

3,5—12

0,75—4,5

1,5—8

 

Сварочные установки

0,38

—8—0

20—25

7—8

Цветная металлургия

Электролизное
производство

10
0,38

—6—2
-11-0

8,3—12
6—8

Химическая

Производство
удобрений

6—10

—10—5

 

0—2,0

6—8

Целлюлозно-
бумажная

Производство
целлюлозы

10

—10—5

 

3—7

При малом удельном весе или отсутствии нелинейных нагрузок нужно снизить только отклонения напряжения (химические комбинаты, некоторые цехи машиностроительных предприятий); при удовлетворительном режиме напряжения и наличии мощных источников высших гармоник необходимо уменьшить несинусоидальность напряжения.
В большинстве случаев ПКЭ являются случайными величинами, между которыми имеется как детерминистическая, так и вероятностная связь. Распределение отклонений напряжения обычно отлично от нормального из-за наличия того или иного доминирующего фактора (автоматическое регулирование напряжения). Остальные показатели качества, как правило, распределены по нормальному закону. На предприятиях и в цехах со стабильным режимом работы (например, электролизное производство) ПКЭ являются детерминированными величинами. Таким образом, задача улучшения качества электроэнергии должна рассматриваться как в детерминистической, так и в вероятностной постановке.



 
« Исследование электрической прочности высоковольтных вакуумных дугогасительных камер после бестоковой коммутации   Кварценаполненные взрывобезопасные шахтные трансформаторы и подстанции »
электрические сети