КОНТРОЛЬ НЕСИНУСОИДАЛЬНОСТИ НАПРЯЖЕНИЯ

В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ 10 кВ РЕСПУБЛИКИ МАРИЙ ЭЛ

ЗА ПЕРИОД 2009–2010 гг.

Н. С. Ефремов, К. М. Воробьёв, аспиранты, eef@marsu.ru

Марийский государственный университет

 

Как известно, ухудшение качества электроэнергии приводит к дополнительным потерям активной мощности. Поэтому поддержание показателей качества электрической энергии в заданных пределах должно определяться не только стандартами – в нём должны быть заинтересованы сами потребители.

В работе проводится оценка качества электроэнергии по несинусоидальности для распределительных электрических сетей (РЭС) 10 кВ Республики Марий Эл (РМЭ). Протяжённость РЭС 10 кВ в Республике в настоящее время составляет более 7600 км, в них действуют около 3000 трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ и 51 распределительная трансформаторная подстанция (РТП) на напряжения 110/35/10(6), 110/10(6), 35/10(6) кВ.

Совместно с АО "Мариэнерго" сотрудниками кафедры в 2009 г. было проведено 89 измерений на шинах 10 кВ РЭС, из них отобрано 14 – на шинах 10 кВ РТП с наиболее характерными графиками по искажению синусоидальности.

Пункт

измерения

Дата

измерений

1

Медведево

11.02

2

Краснооктябрьск

11.02

3

Табашино

14.06

4

Данилово

24.08

5

Н. Торъял

01.09

6

Косолапово

24.10

7

Шиньша

11.02

8

Морки

06.04

9

Параты

07.07

10

Памары

07.08

11

Кокшайск

24.11

12

Визимьяры

01.06

13

ОКБ

04.05

14

Луговая

24.12

 

Подстанции, для которых был осуществлён контроль качества электроэнергии по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения КU, обозначены цифрами на рис. 1 (понижающие трансформаторы 110/35/10 и 110/10 кВ на рисунке не указаны). Измерения производились в течение 2009–2010 гг. в точках общего присоединения согласно ГОСТ 13109–97 [1] и ГОСТ Р 53333–2008 [2] в нормальном режиме работы сети прибором "Ресурс-ПКЭ-1.5", который позволяет контролировать все требуемые [1] показатели качества электроэнергии.

 

Рис. 1. Схема электроснабжения Республики Марий Эл в нормальном режиме работы (линии 110 кВ)

 

Результаты измерений коэффициентов искажения синусоидальности (см. данные таблицы), для выделенных точек схемы показаны в виде графиков на рис. 2. Согласно [1], нормально допустимое и предельно допустимое значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения 10 кВ не должны превышать 5 и 8 % соответственно, эти границы указаны на графиках горизонтальными линиями. Представленные графики для пунктов 1, 2, 7, 14 имеют ярко выраженные возмущения несинусоидальности, что, по-видимому, связано с зимним характером нагрузки, однако КU находится в пределах нормы. В остальных пунктах КU не превышает 1,5–2 %. Кроме того, заметного увеличения искажения синусоидальности в часы максимума нагрузок не отмечено (кроме п. 5), из чего можно предварительно заключить, что увеличение нагрузки потребителей не оказывает существенного влияния на значение КU.

 

 

Рис. 2. Суточные графики коэффициентов искажения синусоидальности кривой напряжения

в пунктах измерений 1–14.

 

На основании проведённых в течение года измерений можно сказать, что качество электроэнергии по несинусоидальности на шинах 10 кВ подстанций РЭС в Республике соблюдается. Однако в связи с наблюдаемой тенденцией роста энергомощностей существует вероятность превышения границ, регламентированных [1].

В совокупности с КU авторами измерялись коэффициенты искажения n-х гармонических составляющих КU(п) (графики в данной статье не приводятся). В ряде случаев требования [1] не соблюдаются – например, на подстанциях "Медведево", "Шиньша", "Краснооктябрьск" коэффициент 3-й гармоники превышает установленные 3 %, что, скорее всего, связано с преобладанием бытовых электроприёмников.

Для снижения уровня высших гармоник в электрических сетях существует два основных метода: улучшение формы кривой тока, потребляемого нелинейной нагрузкой из питающей сети, и рациональное построение сети. В первом случае используются специальные режимы работы трансформаторов с компенсацией высших гармоник, совершенствование схем преобразователей и др.; второй – предусматривает питание нелинейных потребителей от отдельных трансформаторов, подключение нелинейной нагрузки в точку с наибольшей мощностью короткого замыкания, использование силовых фильтров и др. [3].

В ходе исследований отсутствовали данные по несинусоидальности напряжения на выводах узловых подстанций системы электроснабжения Республики Марий Эл (ПС "Чигашево", Йошкар-Олинская ТЭЦ), которые отражали бы качество поставляемой электроэнергии. Эти измерения не представляют большой ценности для контроля качества электроэнергии, однако они необходимы для комплексного анализа, что позволило бы сделать вывод о местоположении источника искажения синусоидальности: сеть получает электроэнергию ненадлежащего качества от внешних источников или источники искажений находятся в самóй энергосистеме? Кроме того, разовые измерения показателей качества электроэнергии не могут гарантировать соблюдение стандарта в течение года: необходим постоянный мониторинг в течение года и с учётом динамики нагрузок региона. С этой целью очередные измерения намечены на пик зимней нагрузки – на декабрь и январь. Собранная информация поможет определить состояние распределительных сетей по соблюдению качества электроэнергии и наметить необходимые мероприятия.

 

Список литературы

1.     ГОСТ 13109–97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Минск: ИПК "Изд-во стандартов", 1998. 35 с.

2.     ГОСТ Р 53333–2008. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Контроль качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Стандартинформ, 2009. 28 с.

3.     Буре А. Б. Силовые гибридные фильтры для улучшения электромагниитной обстановки в промышленных сетях / А. Б. Буре, И. Г. Буре, И. М. Хевсуриани // Главный энергетик. 2009. № 10. С. 35–42.