ГЛАВА ПЕРВАЯ
ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКИ С ПОВЫШЕННЫМ ПОТРЕБЛЕНИЕМ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
- ОЦЕНКА СТЕПЕНИ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
Решению комплекса вопросов рациональной компенсации реактивной мощности придается первостепенное значение в современной электроэнергетике. Еще в 1936 г. перед промышленными предприятиями была поставлена задача довести до конца года основной критерий экономичности работы электроустановок—коэффициент мощности (cos φ) с 0,815 до 0,85, а в суровый для народного хозяйства военный 1943 г. уже была введена штрафная надбавка к тарифу на электроэнергию за низкий cos φ. В частности, в этой шкале надбавки оговаривалось, что для потребителей, имеющих cos φ ниже 0,4, подача электроэнергии должна быть прекращена. В 1951 г. был издан документ «О повышении коэффициента мощности электроустановок промышленных предприятий», а в 1961 г. он был переработан и назван «Руководящие указания по повышению коэффициента мощности потребителей электрической энергии». С января 1975 г. введены новые «Указания по компенсации реактивной мощности в распределительных сетях», в которых был существенно изменен сам принцип оценки степени компенсации реактивной мощности в промышленных электросетях и введена новая шкала скидок с тарифа и надбавок к тарифу на электрическую энергию за компенсацию реактивной мощности в электроустановках потребителей. До этого документа ранее действовали руководящие указания, где в качестве критерия компенсации реактивной мощности применялся средневзвешенный cos φ.
Свою положительную роль данные руководящие указания сыграли, поскольку в целом по стране значение средневзвешенного cos φ к 1974 г. на границе раздела электросетей (энергоснабжающих и потребляющих) достигло 0,93.
Если в ранее действовавших указаниях предполагалась почти полная компенсация реактивной мощности в распределительных электросетях предприятий с целью доведения средневзвешенного cos φ до нормативных значений и выше, то поставлена задача по обеспечению минимума приведенных суммарных расчетных затрат на электросеть и компенсирующие устройства (т. е. на производство, распределение и потребление электроэнергии), при успешном решении которой в энергосистеме будет поддерживаться на надлежащем уровне баланс реактивной мощности с ликвидацией ее пиков и спадов в часы максимума и минимума нагрузок. До сих пор существовавшая система оценки степени компенсации реактивной мощности не являлась рациональной, а количественный критерий ее оценки в виде средневзвешенного cos φ не являлся объективным. Поэтому в указаниях [1] были выбраны иные нормативные данные в виде абсолютных значений реактивной мощности (так называемая эффективная или оптимальная реактивная мощность кВар), которые задавались предприятиям энергоснабжающими организациями на границе раздела их электросетей в часы максимума нагрузки энергосистемы. В качестве же количественного критерия оценки величины скидок и надбавок к тарифу на электроэнергию был принят tg фоф.
В настоящее время данный показатель и применяющаяся при этом шкала скидок и надбавок к тарифам на электроэнергию на современном уровне развития электроэнергетики также уже не являются объективной мерой оценки степени компенсации реактивной мощности и имеют ряд существенных недостатков. изменяя значение заявленной активной мощности, участвующей в суточном максимуме нагрузки энергосистемы Ртах, потребитель может произвольно изменить величину 
(например, снижая ее значение и переходя в область больших процентов скидок с тарифов на электроэнергию за степень компенсации реактивной мощности);
не совсем правильно устанавливаются скидки с тарифов и тем потребителям, у которых
В работе [3], являющейся основой и трактующей новые правила пользования электрической и тепловой энергией [4], предложена иная, более совершенная система стимулирования и наказания за степень компенсации реактивной мощности, суть которой заключается в следующем.
Суммарная скидка или надбавка определяется отдельно для двух групп потребителей: потребителей с присоединенной мощностью трансформаторов и электродвигателей высокого напряжения 750 кВ*А и выше и потребителей с присоединенной мощностью менее 750 кВ-А.
Для потребителей первой группы суммарная надбавка или скидка состоит из двух слагаемых H1 и Н2, определяемых по формулам
(Щ
где
—фактические значения реактивной мощности потребителя в часы максимальных и минимальных нагрузок энергосистемы; Qэф1 и QЭф2 — экономически обоснованные значения реактивной мощности, которые могут быть переданы из энергосистемы соответственно в часы максимальных и минимальных нагрузок; Рф — фактическое значение активной мощности потребителя в часы наибольшей активной нагрузки энергосистемы.
Значение Н1 всегда положительно или в крайнем случае равно нулю (при
), а значение Н2 может быть положительным (что означает надбавку к тарифу за компенсацию реактивной мощности) или отрицательным (что означает скидку с тарифа). Если же
, то значение H1 принимается равным нулю; разность же
всегда принимается положительной независимо от ее знака.
Максимальная скидка с тарифа (2%) достигается при выполнении следующих двух условий:
наличия в сети потребителя конденсаторных установок (КУ) мощностью
регулирования КУ так, чтобы соблюдалось равенство
*7
Оптимальные (эффективные) значения задаются (а фактические значения Qэф1, Qэф2 и Рф определяются) поквартально.
Для потребителей второй группы значение скидки или надбавки Н, %, определяют по следующей шкале в зависимости от отношения фактической мощности QK,$ установленного у потребителя КУ к экономической мощности QKф, задаваемой энергоснабжающей организацией, т. е.
(6)
К, % . . . 30 30—50 50—70 70—90 90—110 110—130 130 и более
Н, о/о . . . +50 +30 +10 0 —5 +10 +50
Кроме того, энергоснабжающая организация задает режим работы КУ в виде графика его включения и отключения, учитывая сменность работы предприятия. В случае несоблюдения потребителем заданного режима работы КУ устанавливается максимальная надбавка к тарифу в размере 50% за квартал, в котором имело место нарушение заданного режима. При этом скидка или надбавка по шкале не применяется.
Для контроля за величинойQф1, который обязателен для потребителей первой группы, используются специальные приборы учета, фиксирующие 30-минутный максимум нагрузки потребителя в часы наибольших нагрузок энергосистемы, а при их отсутствии контроль может осуществляться с помощью обычного счетчика «реактивной энергии», включаемого контактными часами в часы наибольшей нагрузки энергосистемы.
В этом случае величина Qф1 определяется по следующей формуле:
(7)
где WP1 — расход реактивной энергии за период работы счетчика между снятием его показаний; t1 — время работы счетчика за сутки, ч; К1 — коэффициент приведения среднего потребления за время к 30-минутному максимуму принимается равным К1 = 1.1 при приведении суточного среднего потребления за время t1, К1 = 1,2; 1,3 и 1,4 соответственно при 7-, 6- и 5-дневной рабочей неделе.
Для контроля за значением Qф2 используют второй счетчик реактивной энергии, включаемый контактными
часами в периоды наименьших нагрузок энергосистемы. Эта величина определяется по следующей формуле:
Если отсутствуют контактные часы и необходимое количество счетчиков, то временно допускается осуществление контроля по ежедневным записям показаний одного счетчика в начале и конце периодов наибольшей и наименьшей активных нагрузок энергосистемы. В этом случае значение Qф1 рассчитывают по наибольшей величине Wp 1 за расчетный период. В формуле D— 1; K1= 1,2. Величину Qф2 определяют по формуле, где Wp2 является суммарным расходом реактивной мощности в часы наименьших нагрузок за D суток.
Отмеченные положения новых директивных указаний предопределяют рациональную компенсацию реактивной мощности в распределительных электросетях.
