Поперечная компенсация реактивной мощности

Если БК включаются параллельно нагрузке - это поперечная компенсация, а при последовательном - продольная.

После включения ёмкости параллельно нагрузки, угол φ₁ уменьшился до величины φ₂. Уменьшился ток электроприёмника, т.е. произошла разгрузка линии по току. Разгрузились на ту же величину и генераторы энергосистемы, благодаря генерации БК в месте установки элкетроприёмников. Уменьшились потери на величину ∆Р.

Для проектируемой сети, снижение тока позволяет уменьшить сечение проводов, соответственно снижается установленная мощность трансформаторов.

Поперечная емкостная компенсация выполняется комплектными конденсаторными установками ККУ, которые устанавливаются рядом с трансформаторными подстанциями (ГПП).

Продольная емкостная компенсация

Выполняется последовательным соединением.
При резонансе напряжений, в режиме короткого замыкания, ток к.з. может быть очень большим и напряжение на индуктивности и емкости недопустимо повышенное, поэтому в применяемых установках продольной компенсации, ёмкость выбирается из расчёта, чтобы емкостное напряжение U_c = 5-20% U_ном. Поэтому ёмкость продольной компенсации компенсирует лишь часть мощности.

Установки продольной компенсации практически не являются источником мощности. Главное назначение - частичная компенсация индуктивного сопротивления участков электросети, для уменьшения потери напряжения в них.

Компенсация индуктивного сопротивления ёмкостью приводит к повышению токов короткого замыкания во всех элементов трансформаторной подстанции, что особенно опасно для самих конденсаторов. Для защиты конденсаторов, при сквозных токах к.з. применяется искровый спекающийся разрядник (ИР).

Продольная компенсация применяется главным образом, как способ регулирования и стабилизации напряжения, а поперечная для повышения cos φ.

14. Учёт и оплата электроэнергии, методы экономии

Потребление электроэнергии промышленными предприятиями осуществляется в соответствии с правилами пользования электрической и тепловой энергией, которые обязательны как для электроснабжающей организации и для потребителя.

Существуют два вида учёта электроэнергии:

1. Коммерческий - осуществляется по расчётным счётчикам для финансового расчёта с электроснабжающей организацией. Счётчики устанавливаются с высокой стороны (35-110 кВ).
2. Технический - по контрольным счётчикам, для анализа расхода электроэнергии внутри предприятия. Счётчики устанавливаются на ГПП шахты и дают возможность определить расход энергии по службам, цехам, подразделениям.

Изменённый прейскурант № 09-01 предусматривает два вида тарифов - одно и двухставочный:

1. Одноставочный тариф состоит из платы за 1 кВт/ч отпущенной потребителю активной электроэнергии.
2. Двухставочный состоит из годовой платы за 1 кВт заявленной (договорной, абонированной) потребителем максимальной мощности, участвующей в максимуме нагрузки энергосистемы и платы за 1 кВт/ч потреблённой активной электроэнергии. Заявленная - это наибольшая получасовая электрическая мощность. Часы максимума нагрузки устанавливаются электроснабжающей организацией поквартально, в соответствии с режимом нагрузки энергосистемы. Заявленная мощность фиксируется поквартально в договоре и периодически контролируется энергоснабжающей организацией по фактическому получасовому максимуму активной нагрузки (Р_факт). Если Р_факт > Р_{мах. договорной}, в конце квартала производится перерасчёт суммы оплаты по Р_факт. Если Р_факт ≤ Р_{мах. договорной}, оплата производится по величине, указанной в договоре.

Все потребители подразделяются на пять тарифных групп:

1. Потребители с присоединённой мощностью 1 МВА и выше.
2. Потребители с присоединённой мощностью до 1 МВА.
3. Оптовые потребители (перепродавцы).
4. Население.
5. Посёлки, городки.

Для стимулирования деятельности предприятий, по рациональному потреблению электроэнергии применяют скидки и надбавки к тарифу за компенсацию реактивной мощности и поддержание показателей качества (для первых трёх тарифных групп).

Методы экономии энергии:

· устранение недогруза электроустановок, устранение холостой работы;

· совершенствование системы электроснабжения;

· борьба с потерями эл. энергии в кабельных и воздушных линиях электропередач;

· борьба с утечками тока (реле утечки);

· совершенствование технологии горных работ;

· отключение в ремонтные смены, выходные и праздники от источника питания;

· нормирование расхода эл. энергии.

РЕЖИМЫ НЕЙТРАЛИ

Трёхфазные сети до 1000В, в соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ) могут работать с глухозаземлённой или изолированной нейтралью, а сети 6-35 кВ с изолированной нейтралью.

Изолированная нейтраль

Изолированная нейтраль - нулевая точка, изолированная от земли или присоединённая к заземляющемму устройству через большое сопротивление.

Если система симметрична, то сопротивления изоляции относительно земли равны: Z₁ = Z₂ = Z₃ и потенциал нулевой точки равен нулю. Если сопротивление одной из фаз (например 1) уменьшится по сравнению с двумя другими, то симметрия нарушится. Напряжение фазы 1 относительно земли уменьшится, а напряжение фаз 2 и 3 увеличится. В результате возникает смещение нейтрали, и нулевая точка окажется под некоторым напряжением относительно земли.

Действующие ПБ для электроснабжения подземных установок требуют применять системы с изолированной нейтралью.

Заземлённая нейтраль

Глухозаземлённая нейтраль - нейтраль, присоединённая к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление. Система применяется для электроснабжения установок поверхности шахт, в следствии возможности одновременного питания силовых и осветительных установок.

Компенсированная нейтраль (рис.)

В сетях с изолированной нейтралью, фазы и проводники в нормальном состоянии связаны с землёй через сопротивление изоляции, которое представляет собой параллельно включённые активное и ёмкостное сопротивления. С увеличением протяжённости сети существенно возрастает значение ёмкостной составляющей. В сетях выше 1000В она становится преобладающей.

Для уменьшения емкостной составляющей тока замыкания или тока через тело человека, между нейтралью сети и землёй включают индуктивность, что приводит к появлению индуктивной составляющей тока, направленной противоположно ёмкостной.

Степень опасности таких сетей, без учёта переходного процесса, обусловлена в основном режимом настройки компенсирующего устройства и параметрами изоляции электрической сети. Если учесть параметры переходного процесса в момент касания человеком одной из фаз, то преимуществ компенсированных сетей практически нет.

Электробезопасность в сетях с различными режимами нейтрали

Анализ электробезопасности сводится к определению значения тока, протекающего через человека в различных условиях.

1. Одновременное прикосновение человека к двум фазам трёхфазной сети:
I_чел = U_чел/ R_чел =220(min) / 1000 = 0,22 А > 0,1 А
Следовательно прикосновение к двум фазам трёх фазной сети является смертельно опасным и не зависит от режима нейтрали.

2. Гораздо чаще происходит прикосновение к одной фазе, представляющее собой замыкание на землю, ток зависит от режима нейтрали. Величина тока зависит от сопротивления изоляции и ёмкости фаз относительно земли.
I_чел = 3U_ф / (3Z_чел + 3Z_c), где Z_c = R_c + X_c - полное сопротивление сети.
а) при Z_c >> Z_чел - ток ограничивается изоляцией и практически не зависит от сопротивления тела человека. Этот случай имеет место в непротяжённых линиях и при высоком уровне активного сопротивления.
б) Большая протяжённость сети (большая ёмкость) и малое активное сопротивление (старые сети) Z_чел >> Z_с, I_чел ~ U_ф / Z_чел = I_утечки.

Сети напряжением выше 1200В обладают высокой ёмкостью и прикосновение к любой фазе, даже при исправной изоляции является смертельно опасным.

Эксплуатация сетей с изолированной нейтралью не допускается без применения приборов контроля изоляции.