Ответы

26. Способы компенсации Q. Расчёт мощности КУ. Для уменьшения затрат на установку специальных компенсирующих устройств проводятся следующие мероприятия: упорядочение технологического процесса, ведущее к улучшению энергетического режима оборудования и к повышению коэффициента мощности; выбор электродвигателей и трансформаторов с оптимальной их загрузкой; преимущественное применение синхронных электродвигателей, когда это возможно и целесообразно по условиям сети и производства; применение устройств, ограничивающих холостой ход электроприемников (асинхронных электродвигателей, трансформаторов), в частности широкое внедрение ограничителей холостого хода для устранения холостой работы асинхронных двигателей; применение переключателей с треугольника на звезду у тех асинхронных двигателей напряжением до 1000 В, которые систематически загружаются не более  чем на 40%. При реконструкции электроснабжения производится замена незагруженных трансформаторов и электродвигателей и замена асинхронных двигателей синхронными, если последнее технически возможно и экономически целесообразно. Основным средством компенсации на промышленных предприятиях являются батареи силовых конденсаторов (КБ), подключаемые параллельно к электросети, т. е. поперечная компенсация.  Конденсаторные батареи устанавливаются вблизи от места потребления реактивной мощности, при необходимости снабжаются автоматическим регулированием для изменения присоединенной мощности при разных режимах нагрузок. К широкому применению для генерации Q рекомендуются синхронные электродвигатели в большом диапазоне их мощностей. Они способны отдавать Q в сеть на месте потребления при полезной нагрузке на валу, допускают форсировку возбуждения и широкие пределы регулирования отдаваемой Q, меньше зависят от колебаний U, чем косинусные конденсаторы, повышают устойчивость системы. относительного напряжения на их зажимах. Целесообразно применять синхронные двигатели совместно с конденсаторами, которые осуществляют в основном компенсацию базисной части суточного графика реактивной нагрузки, а синхронные двигатели, главным образом, снижают пики графика. Распределение мощности компенсирующих устройств в сетях производится в основном из условия наибольшего снижения потерь активной мощности от реактивных нагрузок. Установка конденсаторов относительно большей мощности производится в местах наибольших реактивных нагрузок и сопротивлений питающих линий. Поперечная емкостная компенсация (ПЕК) Под мощностью установки поперечной емкостной компенсации следует понимать реактивную мощность, фактически отдаваемую установкой в тяговую сеть. К параметрам установки ПЕК относят число последовательно соединенных конденсаторов в одной ветви установки М, число параллельных ветвей установки N и используемое значение индуктивности реактора, соответствующее одному из его ответвлений. В самом общем случае потребная мощность установки ПЕК Qk при требуемом коэффициенте мощности представляет собой разность между реактивными мощностями, потребляемыми из системы до ее применения и после. Она определяется по формуле Qk= Где А — активная составляющая расхода электроэнергии тяговой подстанции на тягу поездов; φ1 - сдвиг между U и I первой гармоники на плече питания ТП до компенсации (среднее значение cos φ1 = 0,8); φ2 — то же самое при применении установки ПЕК (cos φ2 = 0,88–0,98) Потребляемая реактивная мощность характеризуется для синусоидальной нагрузки коэффициентом мощности cosр = . Коэффициент реактивной мощности tg = Коэффициент мощности изменяется в пределах 0  cos  1, а коэффициент реактивной мощности – 0  tg  . Норма названных показателей устанавливается таковой: для cos – 0,920,95 и 0,300,32 – для tg. Установка продольной емкостной компенсации состоит из конденсаторов, соединенных последовательно и параллельно. Принципиальная схема включения конденсаторов та же, что и при поперечной емкостной компенсации. Через установку в зависимости от места ее включения протекает ток плеча питания или отсасывающей линии тяговой подстанции. Поэтому в установке ПДЕК, в отличие от установок ПЕК, число параллельно соединенных ветвей конденсаторов N больше числа последовательно соединенных конденсаторов в одной ветви M. От числа параллельно соединенных ветвей конденсаторов зависит допустимая нагрузка установки по току, а от числа последовательно соединенных конденсаторов в одной ветви — степень компенсации потерь напряжения. Число конденсаторов в одной ветви установки, соединенных последовательно равно M=N, N – число параллельно соединённых ветвей конденсаторов; Xc – емкостное сопротивление ветви установки; xc – емкостное сопротивление одного конденсатора.

27. Параллельная компенсация в сетях, не содержащих преобразовательных установок. Основным средством компенсации на промышленных предприятиях являются батареи силовых конденсаторов (КБ), подключаемые параллельно к электросети, т. е. поперечная компенсация. К их преимуществам относятся: простота, относительно невысокая стоимость, недефицитность материалов, малые удельные собственные потери активной мощности, а к недостаткам — отсутствие плавного регулирования отдаваемой в сеть реактивной мощности, пожароопасность, наличие остаточного заряда. Конденсаторные батареи устанавливаются вблизи от места потребления реактивной мощности, при необходимости снабжаются автоматическим регулированием для изменения присоединенной мощности при разных режимах нагрузок.

28. Параллельная компенсация в сетях, содержащих преобразовательные установки. Неблагоприятное влияние на работу конденсаторных установок оказывает наличие в сети высших гармоник. Конденсаторы применяются также в схемах крупных компенсационных ртутно-выпрямительных агрегатов, например на заводах электролиза алюминия. На стороне катодов вентилей включается уравнительный реактор, к которому присоединяются конденсаторы. При периодическом заряде и разряде конденсаторов они создают дополнительные напряжения, которые заставляют ток переходить на очередную фазу раньше, чем это было бы при отсутствии в схеме конденсаторов, в результате чего преобразователь генерирует компенсирующую мощность Qn. Следовательно, конденсаторы выполняют в основном только функцию коммутирующего звена; общий компенсирующий эффект Кэ от их применения значительно превышает их номинальную мощность На подстанциях с несколькими преобразователями обычно применяется не более одного-двух компенсационных преобразователей, что обычно достаточно для улучшения общего коэффициента мощности всей установки. Разрабатывается схема компенсации с тиристорными преобразователями.

29.Последовательная компенсация. Расчёт мощности компенсирующего устройства. Установка продольной емкостной компенсации состоит из конденсаторов, соединенных последовательно и параллельно. Принципиальная схема включения конденсаторов та же, что и при поперечной емкостной компенсации. Через установку в зависимости от места ее включения протекает ток плеча питания или отсасывающей линии тяговой подстанции. Поэтому в установке ПДЕК, в отличие от установок ПЕК, число параллельно соединенных ветвей конденсаторов N больше числа последовательно соединенных конденсаторов в одной ветви M. Число параллельных ветвей конденсаторов установки должно быть таким, чтобы выдержать наибольшую возможную в эксплуатации нагрузку, характеризующуюся коэффициентом интенсивности kи, равным , где Imax — максимальное значение тока, протекающего по установке; I сим — среднесуточная нагрузка интенсивного месяца работы подстанции (плеча питания или отсасывающей линии в зависимости от места включения установки). Число N должно быть таким, чтобы ток Imax не превышал допустимый ток конденсаторов, т. е. должно быть выполнено условие , Где Iн – номинальный ток конденсатора; kп — коэффициент допустимой перегрузки конденсаторов, определяемый его типом. Тогда N, где kз — коэффициент запаса, определяющий, на сколько нужно увеличить число параллельных ветвей конденсаторов по сравнению с необходимым для пропуска среднего тока, чтобы при возможных изменениях нагрузки конденсаторы не были перегружены сверх допустимого. Значение коэффициента kз определяется в зависимости от среднесуточной нагрузки тяговой подстанции и для большинства из них колеблется в пределах 1,1–1,3. Установки ПДЕК применяются для обеспечения на токоприемнике электровозов требуемого уровня напряжения. Расчетным режимом для проверки, соответствует ли напряжение на токоприемнике электровозов установленным нормативам в соответствии с, является режим использования пропускной способности участка. Поэтому ток плеча питания, на котором предполагается разместить установку ПДЕК, и ток отсасывающей линии подстанции, если установка включается в нее, должны определяться для режима использования пропускной способности участка. Значение коэффициента kз для этого случая не превышает 1,05–1,1. От числа параллельно соединенных ветвей конденсаторов зависит допустимая нагрузка установки по току, а от числа последовательно соединенных конденсаторов в одной ветви — степень компенсации потерь напряжения. Число конденсаторов в одной ветви установки, соединенных последовательно равно M=N N – число параллельно соединённых ветвей конденсаторов; Xc – емкостное сопротивление ветви установки; xc – емкостное сопротивление одного конденсатора. При известных М и N мощность установки продольной емкостной компенсации Qуст^=QсМN, где Qс — мощность одного конденсатора. В устройствах ПДЕК применяются специальные конденсаторы с повышенной перегрузочной способностью типа КСП.

30.Основные параметры установок емкостной компенсации Q. К параметрам установки ПЕК относят число последовательно соединенных конденсаторов в одной ветви установки М, число параллельных ветвей установки N и используемое значение индуктивности реактора, соответствующее одному из его ответвлений. От числа параллельно соединенных ветвей конденсаторов зависит допустимая нагрузка установки по току, а от числа последовательно соединенных конденсаторов в одной ветви — степень компенсации потерь напряжения.

31.Общая структура расхода электроэнергии в системе тягового электроснабжения. ЭЭС складываются из затрат на производство электроэнергии по всему комплексу электростанций, затрат на передачу и распределение электроэнергии до потребителя и прочих общесистемных затрат на обеспечение устойчивости и надёжности энергоснабжения, содержание общих резервов мощности, межсистемных линий электропередачи и регулирование графика нагрузок. Все затраты можно разделить на постоянные – независящие от объема выработанной энергии, и переменные – пропорциональные выработанной энергии. Рассматривая структуру затрат ЭЭС, можно отметить, что в основном только затраты на топливо зависят от объема выработанной энергии.

32. Система тарифов на электрическую энергию. Договор на оплату электрической энергии. Тариф по счетчику электроэнергии предусматривает плату только на электроэнергию в киловатт-часах, учтенную счетчиками. П=Эb, где b – тарифная ставка за 1 кВт*ч потребленной электроэнергии; Э – количество потребленной энергии, учтенной счетчиками. Тройной тариф предусматривает помимо платы за потребленную мощность и энергию плату за присоединение к системе электроснабжения. П=Pa+Эb+C, где Р – общая присоединенная мощность; а – плата за единицу присоединенной мощности; С – постоянная плата за присоединение. Двухставочный тариф с основной ставкой за мощность присоединенных электроприемников предусматривает плату за суммарную мощность присоединенных электроприемников и плату за потребленную электроэнергию в киловатт-часах, учтенную счетчиками. П=Рпа+Эb. Двухставочный тариф с оплатой максимальной нагрузки предусматривает оплату как максимальной Pmax (кВт) нагрузки потребителя (основная ставка), так и потребленной электроэнергии в киловатт-часах, учтенной счетчиками. П=Pmaxa+Эb. Двухставочный тариф с основной ставкой за мощность потребителя, участвующую в максимуме энергосистемы. Одноставочный тариф, дифференцированный по времени суток, дням недели, сезонам года, предусматривает ставку только за энергию, учтенную счетчиками, но при разных дифференцированных ставках.

33. Условия оплаты за реактивную энергию. Экономическое значение реактивной энергии. Технический предел потребления реактивной энергии На сегодняшний день многие организации переплачивают за электроэнергию не менее 20%. Помимо оплаты основной (активной) электроэнергии во взаиморасчётах с энергосбытом фигурирует и реактивная электроэнергия.    Это происходит по двум причинам. Во-первых, оплата за реактивную электроэнергию предусмотрена договором энергоснабжения. Во-вторых, просто потому, что она у вас есть, то есть ваши энергоустановки генерируют реактивную электрическую энергию, а прибор учёта фиксирует информацию об этом.    Если в первом случае, достаточно исключить из договора условие об оплате за реактивную электроэнергию (мощность), то во втором можно прибегнуть к техническому решению. Последнее, помимо исключения затрат на оплату за реактивную электроэнергию позволяет ещё и экономить обычную, активную электроэнергию. При этом, экономия составляет от 10 до 20% и более. Чтобы начать экономить достаточно всего лишь установить компенсирующее устройство реактивной электроэнергии. Экономические значения потребления и технические пределы потребления и генерации реактивной мощности и энергии указывают отдельно по каждому присоединению (источнику питания) для всех потребителей, кроме тяговых подстанций железнодорожного транспорта, для которых эти значения указывают суммарно по всем тяговым подстанциям, которые соединены общей контактной сетью и производят расчеты за потребление энергии с одной энергоснабжающей организацией. Если превышение технических пределов потребления и(или) генерации реактивной мощности потребителем приводит к изменению напряжения только в точке его присоединения, оно не влечет за собой других санкций со стороны энергоснабжающей организации, кроме освобождения ее от ответственности за режимы напряжения у этого потребителя.

6. Длительность импульса по уровню 0,5 его амплитуды. Длительность временного перенапряжения Импульс напряжения    Б.7.1 Импульсное напряжение Uимп в вольтах, киловольтах, (рисунок Б.3) измеряют как максимальное значение напряжения при резком его изменении (длительность фронта импульса не более 5 мс).     Б.7.2 Длительность импульса напряжения по уровню 0,5 его амплитуды tимп 0,5 в микросекундах, миллисекундах (рисунок Б.3) измеряют следующим образом.     Б.7.2.1 Выделяют из общей кривой напряжения импульс напряжения и определяют амплитуду этого импульса Uимп а в вольтах, киловольтах как максимальное значение импульса напряжения (рисунок Б.3).     Б.7.2.2 Определяют моменты времени tн 0,5, tк 0,5 в микросекундах, миллисекундах (рисунок Б.3), соответствующие пересечению кривой импульса напряжения горизонтальной линией, проведенной на половине амплитуды импульса, в микросекундах, миллисекундах.     Б.7.2.3 Вычисляют tимп 0,5 по формуле  tимп 0,5 = tк 0,5 - tн 0,5 . (Б.33) Временное перенапряжение    Б.8.1 Измерение коэффициента временного перенапряжения Kпер U в относительных единицах (рисунок Б.4) осуществляют следующим образом:  Б.8.1.1 Измеряют амплитудные значения напряжения Uа в вольтах, киловольтах на каждом полупериоде основной частоты при резком (длительность фронта до 5 мс) превышении уровня напряжения, равного 1,1Uном^(1/2).  Б.8.1.2 Определяют максимальное из измеренных в соответствии с Б.8.1.1 амплитудных значений напряжения Uа max.   С целью исключения влияния коммутационного импульса на значение коэффициента временного перенапряжения определение Uа max осуществляют через 0,04 с от момента превышения напряжением уровня, равного 1,1Uном.  Б.8.1.3 Вычисляют коэффициент временного перенапряжения по формуле   (Б.34),     Б.8.2 Длительность временного перенапряжения tпер в секундах, определяют следующим образом.     Б.8.2.1 Фиксируют момент времени tн пер превышения действующим значением напряжения уровня, равного 1,1Uном, и момент времени tк пер спада напряжения до уровня 1,1Uном.     Б.8.2.2 Вычисляют tпер U в секундах по формуле  tпер U = tк пер - tн пер . (Б.35)

1 КЭ – качество электроэнергии

2 ЭП - электроприемник

3 КС – контактная сеть

4 ЭВ - электровоз

5 ЛЭП – линия электропередачи

6 МПЗ – межподстанционная зона

7 ТС – тяговая сеть

8 РЭ – рекуперирующий электровоз

9 ВЛПЭ – воздушные линии продольного электроснабжения

10 ЭПС – электроподвижной состав

11 ПС – пост секционирования

12 КУ – компенсирующее устройство