Управление электрохозяйством предприятий - Валентин Красник

возрастает ток и соответственно потери активной мощности и электроэнергии, что вызывает дополнительные расходы по ее оплате;

увеличиваются потери напряжения, что отрицательно влияет на работу, срок службы и вызывает отказы электроприемников;

ухудшается пропускная способность электросетей и удорожается их эксплуатация и др.

На рис. 5 приведена схема образования ущерба на примере самого массового потребителя РМ в промышленности – приводных асинхронных двигателей.

Рис. 5. Схема ущерба от повышенного потребления РМ асинхронными

двигателями

На рис. 5 приняты следующие обозначения:

Р – активная мощность, используемая для полезной работы АД, кВт;

Q – реактивная мощность, связанная с загрузкой электросети своими перетоками, квар;

/ – длина линии электропередачи, м;

ρ – удельное сопротивление проводника, Ом-мм2/м;

R и X – активное и реактивное сопротивления линии электропередачи, Ом.

Помимо этого, потребителю электрической энергии необходимо соблюдать режимы работы КУ, особенно если отсутствуют устройства автоматического регулирования их РМ. Крайне неблагоприятным режимом является круглосуточная работа нерегулируемых КУ, приводящая к значительному ущербу для потребителя.

На рис. 6 схематично приведены составляющие ущерба от круглосуточной работы нерегулируемых КУ. Такой режим отрицательно сказывается на характере производства, снижает его эффективность, уменьшает производительность оборудования, ухудшает качество электрической энергии и приводит к потерям активной мощности во всех элементах сети.

Рис. 6. Составляющие ущерба от круглосуточной работы нерегулируемых КУ

К составляющим ущерба, показанным на рис. 6, можно добавить ущерб на электротехнологическом оборудовании, например, при чрезмерном повышении уровня напряжения возникает перегрев электролизных ванн и ухудшается процесс электролиза; возникает брак в работе электротермических установок, вплоть до обвала шихты в плавильную зону, и др.

На рис. 6 обозначено:

Qmin– реактивная мощность в часы минимума нагрузки, квар;

QKy – реактивная мощность нерегулируемых КУ, квар;

Qmin – QKy [при полном отсутствии нагрузки (-QKy)] – та часть РМ, которая передается электроприемниками потребителя в сеть, квар;

∑ ∆pтр, ∆рK, ∆рс – соответственно суммарные удельные потери активной мощности в трансформаторах, конденсаторах, в сети, кВт/квар;

Qc – реактивная мощность, передаваемая (генерируемая) в сеть, квар;

Ro – относительный износ изоляции АД;

Tном – срок службы изоляции обмотки АД при номинальных напряжении и нагрузке, ч;

TUa – срок службы изоляции обмотки АД при отклонении напряжения от номинального значения и коэффициента нагрузки двигателя а  ≠ 1, ч.

Значение Ro с достаточной точностью можно подсчитать по следующей формуле:

В табл. 2 приведены расчетные формулы по определению потерь активной мощности в зависимости от перетоков РМ.

Таблица 2

Расчетные формулы для определения потерь активной мощности в зависимости от перетоков РМ

Примечание. Коэффициент Кип = 0,7 – коэффициент изменения потерь активной мощности;  β – коэффициент загрузки трансформатора по току.

Таким образом, необходимость в автоматическом регулировании РМ вызвана стремлением не только снизить излишние потери активной мощности, возникающие в режиме перекомпенсации, но и тем, что при круглосуточной работе нерегулируемых КУ чрезмерно повышается уровень напряжения в часы минимума нагрузок. Такое повышение напряжения опасно как для токоприемников (особенно для ламп накаливания и электроприборов с нитями накала), так и для самих конденсаторов, которые при повышении напряжения более чем на 10 % выходят из строя.

При недопустимом повышении напряжения в узлах сети диспетчерская служба в энергосистемах вынуждена с целью снижения напряжения в часы минимума нагрузок (например, в ночное время) переводить генераторы в режим потребления РМ.

Успешное решение данной проблемы позволит комплексно экономить электроэнергию за счет снижения потерь активной мощности и регулирования напряжения в распределительных сетях предприятий и местных энергосистем.

Помимо этой проблемы необходимо также решать вопросы, связанные с правильным выбором и расчетом компенсирующих устройств (с учетом их статических характеристик и статических характеристик нагрузки), их наивыгоднейшим размещением в электросетях предприятий, их рациональной и безопасной эксплуатацией, защитой при аварийных режимах работы и воздействии других внешних факторов.

В прил. 2 приведены формулы для определения РМ, потребляемой электроприемниками и генерируемой источниками.

Проблема потребления и генерации реактивной мощности и (или) энергии является общей для обоих договорных субъектов, поэтому расчеты за потребление и генерацию РМ должны производиться по обоюдному согласию в соответствии с действующими НТД в той части, которая не противоречит законодательству.

Абонент по просьбе энергоснабжающей организации может отключать или включать компенсирующие устройства и таким образом менять потребление или генерацию реактивной мощности и (или) энергии. Энергоснабжающая организация, на наш взгляд, должна стимулировать абонента, применяющего такие меры, например, в виде скидки с тарифа на электроэнергию.

Графики и сроки отключения (включения) КУ, порядок оплаты и величины скидок должны быть оговорены в договоре энергоснабжения.

При двухставочном тарифе в договоре энергоснабжения обычно указывается допустимое значение присоединенной активной мощности в часы максимума нагрузки энергосистемы. Если же эта значение окажется ниже договорного, то абонент оплачивает договорной объем присоединенной мощности.

Если при одноставочном тарифе к сетям абонента подключены субабоненты, то значение потребленной электроэнергии должно быть соответственно уменьшено с учетом электроэнергии, потребленной субабонентами, что не всегда принимается во внимание и поэтому ведет к излишней переплате за электроэнергию, потребленную абонентом.

В осенне-зимний максимум нагрузки энергосистемы энергоснабжающая организация вводит в установленном порядке плановые графики ограничений (в ряде случаев – отключений) мощности абонента. В этом случае оплате должна подлежать договорная мощность, уменьшенная в соответствии с вводимыми в данный период ограничениями.

Следует также знать, что мощность, участвующая в регулировании нагрузок энергосистемы, когда абонент по согласованию с энергоснабжающей организацией переводит часть или всю нагрузку в режим абонента-регулятора, оплачивается по льготному тарифу, который устанавливается региональной энергетической комиссией. Иногда в договоре энергоснабжения предусматривается фиксированное значение мощности, оплачиваемое по льготному тарифу.

В результате такого краткого обзора и анализа договорных взаимоотношений между потребителями электроэнергии и энергоснабжающими организациями можно сделать вывод, что рациональная оплата потребляемой электроэнергии зависит не только от ее экономного расходования и от знания и умения пользоваться законодательными, правовыми и подзаконными актами, а также от грамотного взаимоотношения с энергоснабжающими организациями, что в итоге и определяется договором энергоснабжения.

Пренебрежение хотя бы одним из этих факторов приводит к значительным переплатам за потребляемую электроэнергию.

Например, часто предприятия не пользуются правом уменьшать оплачиваемую мощность, обусловленную договором энергоснабжения, и не извещают своевременно об этом энергоснабжающие организации. Такой пункт целесообразно включить в договор энергоснабжения, например, при условии, что заявленное потребителем снижение оплачиваемой мощности будет приниматься в расчет при исчислении основной платы в том случае, если это снижение будет длиться, например, не менее 3 мес.

Если нагрузка потребителя лимитируется в часы максимума нагрузки энергосистемы, то договорная оплачиваемая мощность потребителя, за которую взимается основная плата двухставочного тарифа, должна уменьшаться до установленного уровня на весь период лимитирования мощности потребителя.

В некоторых случаях переплата за потребленную электроэнергию формализуется договором энергоснабжения и частично происходит по вине потребителя, например, при превышении им согласованной участниками договора энергоснабжения величины потребляемой электроэнергии.