Валентин Красник - Управление электрохозяйством предприятий
Сравним статические характеристики источников и приемников электроэнергии до и после компенсации реактивной мощности.
Статические характеристики источников электроэнергии (например, генераторов) определяются из баланса напряжений в начале U1 и конце U2 линии с учетом потерь напряжения AU, а именно:
Возводя обе части уравнения в квадрат, имеем:
После алгебраических преобразований относительно Q получаем уравнение вида
Подставив эти значения в формулу (46), окончательно получим:
Знак «плюс», полученный в результате извлечения корня, относится к нестабильной части статической характеристики.
Статические характеристики нагрузки можно также выразить уравнением вида (46). Они характеризуются двумя величинами: коэффициентом наклона характеристики и значением напряжения Umin, при котором статическая характеристика достигает минимума.
Затем характеристики источников и приемников можно сложить, в результате получается обобщенная характеристика источников и приемников электроэнергии до компенсации реактивной мощности.
После установки КУ для компенсации реактивной мощности выражение (44) (при условии сохранения напряжения в конце линии на том же уровне U2, что достигается в том случае, если после включения КУ напряжение U2 восстанавливается, например, изменением коэффициентов трансформации силовых трансформаторов) примет следующий вид:
Возводя обе части уравнения (49) в квадрат, получаем:
Преобразовывая уравнение (50) относительно Q, получаем уравнение вида (46), но со скорректированными коэффициентами, а именно:
Подставив значения этих коэффициентов в уравнение (51), получим:
где мощность КУ определяется по известной формуле:
Поскольку Qку = U2, а промышленная частота f = 50 Гц, то окончательно получим уравнение статической характеристики после компенсации реактивной мощности при помощи КУ:
Зная значения коэффициентов a, a', b, b', c, c', можно по уравнениям (46), (51) и (54) вычислить для различных значений наложения U2 статические характеристики до и после компенсации реактивной мощности.
Анализ формул статических характеристик электроприемников до и после компенсации реактивной мощности показывает, что компенсация у промышленных электроприемников при помощи КУ приводит к изменению статических характеристик системы и нагрузки. При компенсации реактивной мощности критическое напряжение Umin приближается к номинальному значению и угол наклона статической характеристики возрастает, причем с повышением степени компенсации, а также с увеличением эквивалентного сопротивления сети эффект возрастает.
Таким образом, компенсация реактивной мощности при помощи КУ приводит к снижению запаса устойчивости электрической системы.
Специалистами в этой области было выявлено, что увеличение мощности КУ в целях компенсации реактивной мощности при поддержании постоянным уровня напряжения отрицательно отражается на устойчивости нагрузки в том случае, если общее индуктивное сопротивление ΣX1 (в основном сопротивление понижающих трансформаторов и линий) превышает внешнее эквивалентное индуктивное сопротивление нагрузки X2, т. е.
ΣX1 > X2. (55)
Из этого неравенства видно, что с увеличением ΣX1(а это может иметь место при подключении КУ для компенсации реактивной мощности или при снижении X2, что может иметь место при увеличении коэффициента трансформации трансформаторов) устойчивость нагрузки уменьшается.
Отсюда следует, что применение конденсаторов может оказаться недопустимым из-за пониженных запасов устойчивости (особенно у АД, у которых в процессе работы при такой ситуации могут возникнуть явления самоотключения, «опрокидывания», торможения и т. п.).
Такие явления следует учитывать руководителям и специалистам энергослужб предприятий (организаций) при эксплуатации электроустановок, особое внимание обращая на данное обстоятельство при заключении договоров энергоснабжения при фиксировании условий генерации и потребления реактивной мощности.
ГЛАВА 14
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТНОГО УЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
14.1. Правила учета электрической энергии
Расчеты за потребляемую электроэнергию являются одной из основополагающих позиций договорных взаимоотношений между потребителем и энергоснабжающей организацией, учитывающих интересы обеих сторон.
Требования к расчетным приборам учета электроэнергии являются многогранными и включают в себя достоверность и точность определения расхода электроэнергии с учетом ее потерь в электрических сетях, открытости и доступности результатов измерений на всех этапах производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии.
Эти вопросы находятся в центре внимания на самом высоком государственном уровне и отражены в ряде законодательных правительственных документов, в том числе:
в Законе Российской Федерации «Об энергосбережении» № 28-ФЗ, принятом Государственной Думой 13 марта 1996 г., в котором указана необходимость обеспечения обязательного приборного учета всего объема производимых и потребляемых энергоресурсов;
в статьях 541, 543 и 544 Гражданского кодекса, в которых подчеркивается, что количество переданной электрической энергии определяется в соответствии с данными приборов учета о ее фактическом потреблении и т. д.;
в постановлении Правительства Российской Федерации от 02.11.95 № 1087 «О неотложных мерах по энергосбережению», на базе которого действуют Правила учета электрической энергии [18];
в Законе Российской Федерации «Об обеспечении единства измерений», который устанавливает правовые основы обеспечения единства измерений в Российской Федерации, регулирует отношения государственных органов управления РФ с юридическими и физическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств измерений и направлен на защиту прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики РФ от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений;
в Законе Российской Федерации «О государственном регулировании тарифов на электрическую и тепловую энергию в Российской Федерации», принятом Государственной Думой 10 марта 1995 г., который определяет экономические, организационные и правовые основы государственного регулирования тарифов на электрическую и тепловую энергию в РФ;
в других законодательных, правовых и подзаконных актах, а также в государственных стандартах и ряде нормативно-технической документации.
Настоящие Правила учета электрической энергии определяют общие требования к организации ее учета и взаимосвязь между основными нормативно-техническими документами, действующими в этой области.
Допускается на основании действующих правовых и нормативно-технических документов ведомствами разрабатывать и утверждать в установленном порядке в пределах своей компетенции ведомственные нормативно-технические документы в области учета электроэнергии, не противоречащие утвержденным Правилам учета электрической энергии. Если эти документы содержат требования межведомственного характера, они должны быть согласованы в установленном порядке с Ростехнадзором.
Правила учета электрической энергии являются обязательными при:
осуществлении производства, передачи, распределении и потреблении электрической энергии;
выполнении проектных, монтажных, наладочных и ремонтных работ по организации учета электрической энергии;
обеспечении эксплуатации средств учета электрической энергии.
Основной целью учета электроэнергии является получение достоверной информации о ее производстве, передаче, распределении и потреблении на оптовом и розничном рынках для решения следующих основных технико-экономических задач:
финансовых расчетов за электроэнергию и мощность между энергоснабжающими организациями и потребителями электроэнергии с учетом ее качества;
определения и прогнозирования технико-экономических показателей производства, передачи и распределения электроэнергии в энергетических системах;
определения и прогнозирования технико-экономических показателей потребления электроэнергии на предприятиях промышленности, транспорта, сельского хозяйства, коммунально-бытовым сектором и др.;
обеспечения энергосбережения и управления электропотреблением.
Учет активной электроэнергии должен обеспечивать определение количества электроэнергии (и в необходимых случаях средних значений мощности):
