CC BY
87
Karnet Yulia Nikolaevna, candidate of physical and mathematical sciences, scientific Secretary, iam@iam. ras. ru, Russia, Moscow, Institute of Applied Mechanics RAS,
Anosov Yuriy Valentinovich, candidate of technical sciences, docent, for-studs@yandex.ru, Russia, Moscow, Moscow State Regional Humanitarian Institute
УДК 621.833
НОВОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
В.М. Степанов, В.Ю. Карницкий, П.Ю. Каратеев
Рассмотрено новое техническое решение - система контроля и управления качеством электрической энергии в электрических сетях для повышения эффективности использования и контроля качества электрической энергии.
Ключевые слова: эффективность использования, качество электрической энергии, распределение электроэнергии, электропитающие системы.
Система электроснабжения является подсистемой как питающей энергосистемы, так и технологической системы. Следовательно, система электроснабжения промышленного предприятия оказывается на стыке этих двух систем, и ее режимы влияют и на первую, и на вторую. В свою очередь, питающая энергосистема и технологическая система предъявляют требования к параметрам режимов системы электроснабжения.
Технологическая система обязывает систему электроснабжения обеспечивать подачу электроэнергии в необходимом количестве и требуемого качества. То есть технология производства, во-первых, задает уровень электропотребления при номинальном напряжении на электроприемниках, а во-вторых, ограничивает допустимые пределы отклонения напряжения от номинального. Кроме того, предприятия заинтересованы в уменьшении платы за электроэнергию, то есть в уменьшении активной нагрузки системы электроснабжения.
С точки зрения питающей энергосистемы одним из основных показателей режимов работы системы электроснабжения, таким образом, является активная мощность, потребляемая в максимум нагрузки. Величина этой мощности определяется активной нагрузкой приемников и потерями мощности на передачу по элементам электросетей и цеховым трансформаторам. Снижение потребления активной мощности актуально как в период
максимума, так и в остальные интервалы времени. Система электроснабжения должна также выполнять требования питающей энергосистемы к потреблению реактивной мощности.
До настоящего времени предлагались следующие способы регулирования потребления активной мощности предприятием: отключение части электропотребителей при возникновении дефицита мощности в энергосистеме, изменение времени начала работы потребителей-регуляторов с целью выравнивания графика нагрузки, уменьшение потерь мощности на передачу в электросетях и трансформаторах системы электроснабжения, повышение эффективности использования электроэнергии в приемниках.
Эффективное распределение и потребление электрической энергии в системе электроснабжения может быть достигнуто за счет эффективного потребления и интеллектуального контроля над распределением активной мощности без нарушения установившегося технологического процесса и при соблюдении у каждого приемника электроэнергии допустимых отклонений напряжения.
Система электроснабжения должна рассматриваться как единый комплекс, включающий в себя внутризаводские и цеховые электрические сети, конденсаторы и приемники электроэнергии. При этом оптимизация режимов в системе электроснабжения осуществляется не только с учетом потерь мощности на передачу по электрической сети, но и с учетом изменения мощности приемников электроэнергии и конденсаторов при отклонении напряжения от номинального. Мощности приемников электроэнергии и конденсаторов при реальных величинах напряжения возможно определять в соответствии с их статическими характеристиками по напряжению.
Поэтому контроль распределения электрической энергии для повышения качества и эффективности электропотребления является актуальной научной задачей.
Разработано новое техническое решение - система контроля и управления качеством электрической энергии в электрических сетях (рисунок).
Задачей технического решения является обеспечение функциональной связи электротехнических устройств, контролирующих эффективное использование, распределение и снижение потерь электроэнергии в элек-тропитающих системах, и снижение потери электрической энергии за счет уменьшения провалов напряжения, реактивной составляющей мощности, контроль над эффективным использованием и распределением электроэнергии.
Система контроля и управления качеством электрической энергии в электрических сетях содержит блок базы данных счетчиков 1, выход которого связан с блоком архива данных учета 2, выход которого связан с бло-
ком системы учета 3, выход которого, в свою очередь, связан с первым блоком контроля качества электрической энергии 4, выход которого связан с первым блоком электротехнических устройств управления качеством электрической энергии 5, выход которого связан с блоком электропитаю-щей сети 6, первый выход которого при помощи обратной связи связан с блоком базы данных счетчиков 1, а второй выход связан с блоком объекта потребления электрической энергии 7, выход которого, в свою очередь, связан со вторым блоком контроля качества электрической энергии 8, выход которого связан со вторым блоком контроля качества электрической энергии 9.
1
2
3
4 5 б
/СЛ
9 8 7
Функциональная схема системы контроля и управления качеством электрической энергии в электрических сетях; 1 - блок
базы данных счетчиков; 2 - блок архива данных учета; 3 - блок системы учета; 4 - первый блок контроля качества электрической энергии; 5 - первый блок электротехнических устройств управления качеством электрической энергии; 6 - блок электропитающей сети; 7 - блок объекта потребления электрической энергии; 8 - второй блок
контроля качества электрической энергии; 9 - второй блок электротехнических устройств управления качеством электрической
энергии
Предлагаемое техническое решение позволяет обеспечивать функциональную связь электротехнических устройств, контролирующих эффективное использование, распределение и снижение потерь электроэнергии в электропитающих системах, тем самым снижая потери электриче-
ской энергии за счет уменьшения провалов напряжения, реактивной составляющей мощности, эффективно использовать и распределять электроэнергию в рамках электропитающей системы (блоки 1 - 6) и системы электроснабжения предприятия (7 - 9). Кроме этого, данное техническое решение обеспечивает высокий уровень масштабируемости для использования на промышленных предприятиях любого размера.
Список литературы
1. Андреев К. А. Повышение эффективности функциональной диагностики электротехнических элементов силовых трансформаторов под нагрузкой Тула. Изд-во ТулГУ, 2013.
2. Зацепина В. И. Обеспечение безотказности систем электроснабжения промышленных предприятий за счет новых средств компенсации негативных факторов: дис. ... д-ра техн. наук. Липецк, 2014.
3. Каратеев П.Ю. Повышение эффективности электропотребления и функционирования электротехнических устройств распределения электрической энергии в электропитающих системах: дис. ... канд. техн. наук. Тула, 2014.
Степанов Владимир Михайлович, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, ener-sy@tsu.tula.ru. Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Карницкий Валерий Юльевич, канд. техн. наук, доц., energy@tsu. tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Каратеев Павел Юрьевич, инженер, karat.tulgu@ya.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
INNOVATIVE TECHNOLOGY FOR ELECTRICAL ENERGY UTILIZING EFFICIENCY
AND QUALITY CONTROL
V.M. Stepanov, V. Y. Karnitsky, P. Y. Karateev
Innovative technology for electrical energy utilizing efficiency and quality control -electrical energy quality control and management system for electric power systems is considered.
Key words: utilizing efficiency, electrical energy quality, energy distribution, power supply systems.
Stepanov Vladimir Mikhaylovich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, energy@tsu. tula. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Karnitsky Valery Yulievich, candidate of technical sciences, docent, ener-gy@tsu.tula.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Karateev Pavel Yuryevich, postgraduate, karat. tulgu @ya.ru, Russia, Tula, Tula State University
