Закрити

  Авторизація

Логін
Пароль
Запам'ятати на 2 тижні?

Забули пароль?
Якщо ви незареєстровані, пройдіть реєстрацію
Останні новини
Останні новини
Буде побудована найбільша сонячна електростанція в Західній Україні
19.10.2017р.

У Закарпатській області в селі Тийглаш будують...

Оптимальна електрична схема для двокімнатної квартири
19.10.2017р.

Однією із найважливіших робіт при благоустрої або...

Урагани призвели до буму систем зберігання енергії
19.10.2017р.

Небувале зростання продажів систем зберігання...

Компанія «Eaton» представить новинки на виставці «Енергетика в промисловості - 2017»
19.10.2017р.

Компанія «Eaton», світовий експерт у сфері керування...

Фонд держмайна назвав об’єкти, які планує продати у 2018 році
17.10.2017р.

Окрім загальновідомого «Одеського припортового...

Опитування
Опитування

Вам подобається оновлений портал?

5244
02.10.2008р. |
Конденсатори як засіб економії
Зменшення технологічних втрат - дуже важливий фактор рентабельності всіх електропостачальних компаній. Одна з можливостей у цьому напрямі - зменшення втрат активної потужності і енергії способом максимального приближення джерела реактивної потужності до її споживача. Ця ідея не нова. Однак, її реалізація можлива різними способами і є елементом творчості кваліфікованого інженерного персоналу компаній.

Автор даної публікації ставить за мету ознайомити персонал електропостачальних компаній з досвідом і результатами роботи ВАТ «Волиньобленерго» з єдиною метою: можливістю і, на глибоке переконання автора, – необхідністю поширення його в інших компаніях.

Трохи з історії цієї проблеми. Автора ще в роки навчання в інституті зацікавила ідея техніко-економічних розрахунків, пов'язаних з економією енергії при її транспортуванні. Особливий інтерес викликала можливість зменшення втрат активної енергії при зменшенні перетоків реактивної потужності.

На посаді інженера служби релейного захисту автор мав технічну можливість замірів цих потоків з допомогою приладів, і отже накопичувати інформацію і робити свої висновки. Лишилося виконати техніко-економічні розрахунки. До цього слід було ще вжити заходів для підвищення їх точності, адже навантаження змінюється за час доби, тижня, місяця, сезону.

Не відразу, але проблему точності розрахунків саме для електромереж вдалося розв'язати. Фактично існують формули, що ставлять точність розрахунків в залежність від точності показників лічильників електроенергії. Раціоналізаторська пропозиція автора на цю тему від 1972 р. не знайшла підтримки. Керівному персоналу підприємства в ці роки треба було мати занадто багато рішучості, працелюбства, щоб виконувати такі завдання. Власне, відмова прийшла тоді від „Львівенерго”. Якраз вирішувалася доля стратегічних об'єктів: трьох комплектів батарей конденсаторів потужністю по 32 МВАр, основним призначенням яких було регулювання напруги шляхом вмикання і вимикання. Вочевидь, на них були виділені кошти планової системи господарювання. І нелогічно було впроваджувати додаткову компенсацію реактивної потужності ще й біля споживачів.

Отже, ідея молодого інженера аж ніяк не могла зупинити цей важкий потяг, що мчав у «світле майбутнє», бездарно розсипаючи дорогою величезні кошти. Тож плани були виконані, кошти витрачені. Пізніше ці об'єкти були демонтовані, бо досить швидко зникла потреба у єдиній їх функції – регулюванні напруги. Автор теж не став вимагати особливої уваги до своєї ідеї. Була причина: країна випускала лише дорогі й потужні конденсаторні установки, а потреба була в малопотужних і дешевих.

Минуло 30 років. Багато що змінилося. На ринку з’явилися досить дешеві конденсатори у трифазному (що важливо) виконанні. Змінилися й умови для реалізації ідеї, бо приватизовані й акціонерні компанії мають незрівнянно більшу свободу дій при впровадженні заходів для зменшення втрат. Для них не становить особливих труднощів і фінансування високорентабельних технічних проектів. Споживання електроенергії в сільській місцевості зменшилося, отже зменшилися потоки і активної, і реактивної потужностей до віддалених споживачів. Крім цього, схеми електропостачання переведені на більш високі напруги, що теж зменшило потенційний ефект від компенсації реактивної потужності. Жорсткі економічні умови ставлять виробничі підприємства в такі умови, що вони намагаються не споживати реактивної енергії.

То чи залишилися ще об'єкти для впровадження ідеї? Виявилося, що так, і до того ж їх немало. Сільське і міське населення ніяк не обмежується у споживанні реактивної потужності. Не обмежуються й малі підприємства різного призначення. І тому потоки реактивної потужності достатні для того, щоб їх компенсація в місцях підвищеного споживання була економічно доцільною, навіть високорентабельною. Це підтверджують розрахунки.

Нижче наводиться таблиця з результатами розрахунків ефективності компенсації реактивної потужності по філіях ВАТ „Волиньобленерго”.

Назва філії

Потужність БК, (кВАр)

Економія ел. енергії (за місяць)

Вартість зменшення втрат (грн.)

Термін окупності (міс.)

В-Волинська

392

9437,16

1132,46

5,19

Горохівська

595

10189,17

1222,7

7,3

Ковельська

1316

26476,61

3177,19

6,21

Ст.-Вижівська

300

4420

530,40

8,48

Локачинська

192

2330,25

279,63

10,3

Ківерцівська

972

10067,84

1208,14

12,07

Любешівська

360

8989,5

1078,74

5,00

Маневицька

432

6875,45

825,05

7,85

Любомльська

616

15270

1832,4

5,04

Луцька (р)

612

14082,32

1689,88

5,43

Рожищенська

456

7668,23

920,19

7,43

Іваничівська

432

13278,83

1593,46

4,07

Луцька (м)

1190

8502,14

1020,26

17,5

Ратнівська

598

15668

1880,16

3,91

К-Каширська

258

4750,57

570,07

5,56

Турійська

192

2311,98

277,44

10,26

Всього:

8913

160318,08

19238,17

 


У графі „Потужність БК” вказана сумарна потужність всіх конденсаторів, що встановлені у різних місцях схеми філії.
У графі ”Економія ел. енергії (за місяць)” вказана сумарна економія електроенергії після встановлення БК, обрахована не тільки в схемі самої філії, але й у схемі її зовнішнього електропостачання.

У графі „Вартість зменшення втрат” вказана сумарна вартість місячної економії електроенергії при її ціні на гуртовому ринку 0,12 грн./кВт-год з ПДВ, що на теперішній час є вже заниженою ціною.

У графі „Термін окупності” вказаний термін окупності БК у місяцях, виходячи з їх ціни 15 грн./кВАр з ПДВ (ціна деяких комерційних фірм). Насправді ціна нових БК близько 25 грн./кВАр з ПДВ, і вона неоднакова для БК різних одиничних потужностей.
При установці банок конденсаторів (БК) у трифазному виконанні виходили із логіки досягнення максимального економічного ефекту, тобто максимуму зменшення втрат електроенергії при мінімумі як витрат на самі конденсатори, так і затрат на їх встановлення та експлуатацію. З цієї логіки доходимо висновку, що найбільш економічним буде встановлення БК напругою 0,4 кВ максимальних одиничних потужностей у віддалених від джерела живлення ТП 10/0,4 кВ.

Для початку треба було перевірити економічну доцільність грубої компенсації, що означає встановлення лише одної банки конденсаторів, максимальної для даного фідера потужності. У цьому варіанті експлуатаційні затрати на встановлення БК теж мінімальні. Іншими словами, вирішення проблеми можна охарактеризувати ще й так: точну компенсацію реактивної потужності доцільно виконувати лише на тих фідерах, де підтвердиться економічна доцільність грубої компенсації.

За формулами для розрахунків, пристосованих для діючих електромереж і саме для поставленої мети, була розроблена комп'ютерна програма, що враховує як реальні розрахункові дані, котрі можна зібрати, так і необхідну точність розрахунків, котрим можна довіряти. Програма дозволяє швидке введення нових даних, зважаючи на необхідність постійного внесення змін, що випливають з умов роботи різних фідерів, їх схем, а також для різних потужностей БК. Програма складена так, щоб була можливість бачити результати по кожній ділянці фідера і за цими результатами коректувати місце встановлення БК вже на першому етапі.

З допомогою розрахунків підтвердилося припущення, що після визначення у такий спосіб фідера, оптимальної потужності БК і місця його встановлення, залишається багато можливостей для уточнення. Але чи варто витрачати так багато часу на всі ці численні розрахунки, пов'язані з подрібненням вже підтвердженої ефективної потужності БК, та ще й завдавати більше клопоту персоналу на їх встановлення, коли саме впровадження ідеї такої компенсації ще під питанням? Та й уточнення ці дають не такий вже й відчутний додатковий ефект.

З досвіду впровадження ідеї: до уточнення розрахунків справа не доходить. Досить складно впровадити і більш прості варіанти грубої компенсації. Отже, так все ніби й залишається: реально можливо впроваджувати лише варіант так званої грубої компенсації, і це є оптимальним варіантом.

На варіант з конденсаторами 0,4 кВ вийшли з таких міркувань:

- вартість одиниці потужності конденсатора напругою 0,4 кВ суттєво нижча від конденсаторів 6, 10 кВ;
- безпеку праці обслуговуючого персоналу при встановленні конденсаторів 0,4 кВ вдається забезпечити гарантовано, що важче з конденсаторами 6-10 кВ;
- при встановленні БК на шинах 0,4 кВ за певних обставин вдається ще й зменшити втрати в трансформаторі ТП;
- повні затрати на виконання робіт з встановлення БК-0,4 кВ значно нижчі, ніж у варіанті БК 6-10 кВ.

Розглянемо далі логіку схем підключення конденсаторів на напругу 0,4 кВ.

Треба було врахувати і максимальну безпеку їх обслуговування, і мінімально знизити можливість ушкоджень іншого обладнання при пошкодженні БК. Автор дав пропозицію про підключення БК до комутаційного апарата найбільш завантаженого фідера. Ця ідея виходила з того, що для безпеки людини конденсатор після його вимкнення слід негайно розрядити. Спеціальні розрядні опори, які іноді підключаються разом з конденсаторами, самі несуть втрати, і нелогічно працювати над зменшенням втрат і ці ж втрати десь збільшувати. При вимкненні ж фідера 0,4 кВ разом з під'єднаним конденсатором останній негайно розряджається на схему фідера. Під'єднувати конденсатор до комутаційного апарата вводу 0,4 кВ за цією логікою не варто, бо при відімкненні всіх фідерів вимкнення вводу 0,4 кВ залишить конденсатор не розрядженим.

У процесі реалізації ідеї головний інженер Ратнівської філії В. А. Михальчук запропонував найкращу ідею: конденсатор приєднується до ошиновки 0,4 кВ трансформатора ТП і вмикається разом із трансформатором.

При цьому після вимкнення ТП конденсатор миттєво розряджається на обмотку трансформатора. Захищається конденсатор разом з цим же трансформатором запобіжниками і встановлюється в камері трансформатора. При відкритому ТП біля трансформатора кріпиться спеціально виготовлена для БК шафа. Саме цей варіант: підключення БК до ошиновки 0,4 кВ трансформатора ТП є нині основним у „Волиньобленерго”.

Впровадження БК почалося в Горохівській філії (гол. інженер В .М. Цяк) наприкінці 2002 року. За цей час в компанії встановлено понад ста БК потужністю від 20 до 67 кВАр. Не було жодного випадку пошкодження ні самих конденсаторів, ні суміжного обладнання, що підтверджує достатню надійність схеми їх підключення.

За цей час вдалося ще вдосконалити розрахунки насамперед завдяки більш продуманому введенню розрахункових даних. Точність розрахунків доведена до рівня, що відповідає точності показів приладів обліку електроенергії, котрі використовуються в розрахунках.

Хоч робота з компенсації реактивної потужності в компанії завершується, вона була і залишається надзвичайно цікавою і сама підказує, як це іноді буває, дуже вдалі ідеї, що перевіряються практичним впровадженням. Додатковий позитивний ефект компенсація реактивної потужності дає у підвищенні рівня напруги біля віддалених споживачів електроенергії. Цей ефект особливо помітний при ненормальних схемах живлення, наприклад, при живленні шин 10 кВ підстанції 35/10 кВ по кільцевих лініях 10 кВ, коли виводиться в ремонт лінія 35 кВ чи трансформатор 35/10 кВ.

Як видно з таблиці, рентабельність впровадження БК дуже висока. Світова економіка має дуже мало таких високорентабельних елементів діяльності. Логічно було б припустити, що після впровадження високоефективних БК можливо буде з дещо меншим успіхом зайнятися впровадженням менш ефективних установок. Однак виявилося, що подальше встановлення БК швидко зменшує їх ефективність. До цього призводять об’єктивні закони фізики. І ця характеристика зниження ефективності не є універсальною. Вона дуже залежить від багатьох моментів, що аж ніяк не можуть бути однаковими для всіх енергокомпаній. Вірогідно, в більш потужних обленерго (а таких більшість) економічний ефект буде значно більшим, і після встановлення БК з терміном окупності до 12 місяців ще залишиться дуже багато об’єктів, де буде можливо і доцільно встановити БК з окупністю від 12 до 24 і більше місяців. Це також дуже високоефективне вкладення коштів, яке теж має мало аналогів у світовій економіці.

Встановлені БК дають ефект міні-електростанції з генерацією активної потужності за графіком, що повністю збігається з графіком її споживання (зменшення втрат активної потужності від БК є більшим при більших і меншим при менших навантаженнях). Вартість установленого кіловата потужності (потужності зменшення втрат від БК) такої електростанції значно нижча, ніж на теплових чи атомних електростанціях, а швидкість монтування вражаюча – 2-3 години на БК. Крім цього, виробництво такої електроенергії не вимагає жодного кілограма палива, не створює шкідливих викидів, що дає чудовий екологічний ефект. Для держави таке впровадження БК є кроком до зменшення використання електроенергії на виробництво одиниці продукції.

Можна з абсолютною впевненістю стверджувати, що компенсація реактивної потужності економічно доцільна у всіх без винятку електропостачальних компаніях. У ВАТ „Волиньобленерго” такі місця встановлення БК визначилися практично у всіх філіях.
Не знайшлося жодного району електромереж, в котрому не було б якогось мінімуму (шість у Турійській філії!) місць для встановлення БК. Встановлювати БК доцільно далеко не на кожному фідері, і навіть не на кожному четвертому. Але це співвідношення теж дуже різниться як між компаніями, так і між районами електромереж однієї компанії. Тепер щодо практичних доказів, що втрати справді зменшуються. У цьому напрямку слід зважити на такий приклад:

Любомльська філія, втрати за жовтень – 887 тис. кВт-год. Розрахункове зменшення втрат від компенсації (див. таблицю) – 15270 кВт-год., що становить 1,72% від втрат.
Економічні показники цієї операції:
Гуртова ціна 1 кВт-год. – 0,12 грн. (зараз вона зростає);
Розрахункова щомісячна вартість економії – 15270 кВт-год. х 0,12 = 1832,4 грн;
Затрати на БК – 9240 грн.
Т окуп. = 5,04 міс.

Отже, окупність встановлення БК дуже висока. Але результат цієї дуже ефективної в економічному сенсі операції насправді не дуже помітний. Фактичний результат ще кращий, бо опір мережі є більшим від розрахункового через старіння лінії (тріщини в дроті), різні перехідні опори тощо.

Чи можливо зафіксувати таке падіння втрат? Адже щомісяця величина втрат змінюється: після зими спадає, після літа збільшується (за грудень втрати філії становлять вже 1405 тис. кВт-год.). І порівняти місяць роботи без БК з місяцем роботи з БК, якщо вони зменшують втрати на 1,72%, важко. Адже інтенсивніша робота персоналу по інших напрямах (очищення трас, відшукування несанкціонованого відбору, більший порядок у засобах обліку тощо) дають більший ефект. І покращення результатів саме цієї діяльності є чи не більшим від результатів компенсації.

Тож єдиним способом залишається лише ретельна перевірка розрахунків різними способами.

Ефект може бути більш відчутним в компаніях з малими комерційними втратами («Сумиобленерго», «Полтаваобленерго»), які ще цієї ідеї не впроваджували. У цьому випадку відсоток відносного падіння втрат буде більшим.

Орієнтовний річний ефект від компенсації реактивної потужності по Україні - зменшення втрат 150 – 200 млн.кВт-год електроенергії при дуже високій рентабельності затрат.




За матерілами Всеукраїнської галузевої газети "Електротема"
Теги та ключові фрази
економія електроенергіі конденсаторами розрахунок, конденсаторні батареї ціна, ціна конденсаторної батареї 0.4 кВ, Розрахунок і підключення конденсаторів, конденсатор для економії електроенергії, Способи зменшення втрат потужності, конденсаторна батарея на 0.4кв 40квар ціна, де самі дешеві конденсатори, економия ел.енергиї, засiб для економii ел. енергii


Поділіться цією інформацією в соцмережах, дякуємо за популяризацію порталу:
Також Ви можете:

Додати до закладок Підписатись Версія для друку




Інші статті
17.11.2010р.

Електричні щити 2

Електричний щит - це початок всієї електричної частини будівлі, і не важливо, що це - величезний завод у мегаполісі або скромний будиночок у селі. Скрізь є електричні щити

18.08.2010р.

Пристрій для плавного пуску електродвигуна

Одним із самих головних недоліків асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором є наявність у них великих пускових струмів. І якщо теоретично методи їх зниження були добре розроблені вже досить давно, то ось практично всі ці розробки застосовувалися дуже в рідкісних випадках

При використанні матеріалів посилання на www.proelectro.info (для інтернет ресурсів з гіперссилкою) обов'язкове.