Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Основные пути энергосбережения и снижения энергетических затрат при производстве электроэнергии и на промышленных предприятиях.

Читайте также:
  1. C)производственная авария
  2. Cостояние непроизводственного травматизма в Украине
  3. I. Основные задачи и направления работы библиотеки
  4. I. Основные парадигмы классической социологической теории.
  5. I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ УЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ
  6. I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. РУКОВОДСТВО ПОДГОТОВКОЙ И НАПИСАНИЕМ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
  7. I. Основные свойства живого. Биология клетки (цитология).
  8. I. Основные цели
  9. I. Цели и задачи учебной и производственной практики
  10. II Разновидности производственных процессов

В крупных мегаполисах вследствие роста стоимости земли, высоких требований к обеспечению надежности, управляемости и автоматизации вопросов энергосбережения и более жесткой экологической политики возникла необходимость в компактном, экологически чистом и максимально контролируемом исполнении электроэнергетических объектов. Новые современные технологии позволяют российским энергетическим компаниям решать многие проблемы, включая растущую плотность энергопотребления.

 

Условия работы современных электроэнергетических систем характеризуются увеличением плотности передаваемой энергии, как в нормальных, так и в аварийных режимах, и необходимостью компактного исполнения электроэнергетических объектов.

 

К основным технологическим направлениям формирования электроэнергетических систем XXI века можно отнести, прежде всего, повышение управляемости и в конечном счете переход к автоуправляемости электроэнергетических систем (рис. 1).

 

Основные технологические направления формирования электроэнергетических систем ХХI века

Основой повышения управляемости являются:

 

применение гибких систем электропередачи на основе устройств FACTS (Flexible Alternative Current Transmission Systems);

использование современных автоматизированных систем на основе цифровых устройств;

внедрение систем мониторинга состояния и диагностики оборудования, позволяющих оценивать надежность работы оборудования и поддерживать необходимый уровень надежности этого оборудования в режиме on-line.

Гибкие системы электропередачи должны позволить при любых возмущениях в системе, как в нормальных режимах (отключение линии для ревизии), так и в аварийных (короткое замыкание в сети), с помощью устройств FACTS перевести систему в новое стабильное состояние. Такая цель может быть достигнута только при удовлетворении следующих требований к управляющим устройствам:

 

глубокое регулирование реактивной мощности (+100 %);

высокое быстродействие;

обеспечение требуемых уровней напряжения и запасов в послеаварийных режимах и в ремонтных схемах;

оптимизация токораспределения в линиях электропередач различных классов напряжения;

уменьшение токов короткого замыкания.

Наиболее полно этим требованиям удовлетворяют такие устройства FACTS, как СТАТКОМ, АСГ (асинхронизированные генераторы), АСК (асинхронизированные компенсаторы), СТК (статические тиристорные компенсаторы), УПК (управляемые продольные компенсаторы), причем применяются данные устройства на всех уровнях электроэнергетической системы: на электростанциях – АСГ, в сети – АСК, СТК, УПК, СТАТКОМ, у потребителя – СТК, СТАТКОМ, АСК. Перечисленные устройства не исчерпывают всего многообразия возможных управляющих устройств – применяются также фазоповоротные трансформаторы, управляемые шунтирующие реакторы и т. д.

 

Электромашинное устройство FACTS – это синтез электрической машины и преобразователя, обеспечивающее векторное регулирование напряжения с помощью специальной схемы управления.

 

СТАТКОМ сегодня – наиболее совершенное и многофункциональное статическое устройство FACTS, поскольку его схема управления построена на управляемых силовых полупроводниковых приборах (IGBT, IGCT). Однако поэтому пока и более дорогое. Тем не менее, за прошедшее десятилетие за рубежом целый ряд проектов СТАТКОМ уже был реализован. Использование СТАТКОМ позволяет не только регулировать напряжение, но и увеличивать пропускную способность сетей, оптимизировать потоки мощности, улучшить форму кривой напряжения и др.

 

В России ОАО «НТЦ электроэнергетики» в 2006–2007 годах также был создан СТАТКОМ, предназначенный для установки на подстанцию 330 / 400 кВ в г. Выборге (рис. 3).

 

Для повышения пропускной способности высоковольтных линий электропередачи эффективны управляемые устройства продольной компенсации (УПК) и фазоповоротные устройства (ФПУ). В 2010 году планируется установка устройства управляемой продольной компенсации на высоковольтной линии ВЛ 500 кВ «Саяно-Шушенск - Новокузнецк».

 

Предполагается установка ФПУ в 2012 году на ВЛ 220 кВ «СоветскоСоснинская-Володино».

 

Вторым важнейшим направлением технологического развития электроэнергетических систем является создание высокоамперных линий.

 

Объективно существует две основных возможности повышения мощности передающих линий – повышение напряжения и повышение номинального рабочего тока.

 

Традиционный базовый уровень номинального напряжения в России распределительных сетей 10 кВ представляется недостаточным и требует постепенного перехода электрических распределительных сетей городов на напряжение 20–35 кВ, что уже неоднократно отмечалось в литературе и во многих случаях реализовано на практике. Повышение номинального рабочего тока за счет оптимизации выбираемых материалов, контактных соединений, самой конструкции высоковольтных устройств для электрических сетей, в принципе, давно уже реализовано в таком «гигаполисе», как Япония. В этой стране номинальные рабочие токи, как правило, составляют не 2–4, а 6–8 кА. Такая техническая политика, несомненно, представляет интерес и для других стран, где число мегаполисов растет.

 

Поскольку плотность электропотребления в мегаполисах в последние годы резко возрастает (рис. 4), и российские крупнейшие города, к сожалению, здесь уже в первом ряду, более эффективным и кардинальным решением по увеличению рабочих токов передающих линий является применение сверхпроводящих кабелей, где рабочий ток при тех же радиальных габаритах токоведущей жилы может быть увеличен почти на порядок.

 

Электропотребление и плотность электропотребления в мегаполисах

 

 

 

Рисунок 4.

Электропотребление и плотность электропотребления в мегаполисах

Появление же в 2002–2003 годах высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) 2-го поколения резко активизировали работы по практическому применению этих технологий.

 

Проведенный анализ эффективности ВТСП кабелей показывает, что с учетом затрат на прокладку, эти кабели будут дешевле традиционных медных уже к 2010 году при мощности более 70–100 МВт.

 

С 2004 года осуществляется несколько коммерческих проектов сверхпроводящих кабелей: SUMITOMO ELECTRIC завершила длительные испытания трехжильного сверхпроводящего кабеля на напряжение 66 кВ, номинальный ток 1 кА длиной 100 м, а также заключила контракт с Южной Кореей (КЕРRI) на разработку, изготовление и поставку сверхпроводящего кабеля 22,9 кВ, 1,25 кА длиной 100 м; в США реализуется проект DOE / NYSERDA по установке в промышленную эксплуатацию кабеля 34,5 кВ, ток 800 А длиной 350 м в районе Гудзона и т. д. Эксперты оценивают начало массового применения сверхпроводящих кабелей в 2010–2015 годах.

 

В России НТЦ электроэнергетики и ВНИИКП разработан и подготовлен к испытаниям образец ВТСП кабеля на напряжение 20 кВ, 1 500 А (рис. 5). В 2009 году планируется установка ВТСП кабеля 20 кВ, 2 000 А длиной 200 м на одном из объектов в Москве.

 

Сверхпроводящий кабель в процессе наладки на полигоне

 

 

Рисунок 5.

Сверхпроводящий кабель в процессе наладки на полигоне

Другими многообещающими направлениями применения ВТСП-технологий являются сверхпроводящие ограничители тока и трансформаторы. В сверхпроводящих ограничителях тока может быть реализовано свойство сверхпроводников переходить из сверхпроводящего состояния в обычное. Таким образом, при возникновении тока короткого замыкания резкое увеличение сопротивления сверхпроводника приведет к ограничению величины тока короткого замыкания.

 

Несомненный интерес представляет использование ВТСП-технологий и в генераторах, поскольку значительно снижаются размеры этого оборудования, и уменьшаются потери в них.

 

Повышение компактности и экологичности электроэнергетических объектов – требования сегодняшнего дня, вызывающие необходимость применения новых технологий.

 

Полосы отчуждения под линии электропередач, станции и подстанции с учетом их значительной протяженности могут достигать чрезвычайно больших величин – для электрических сетей и систем напряжением 35 кВ и выше площадь отчуждаемых территорий вследствие прохождения ЛЭП в России близка к территории Дании.

 

Особенно эта проблема становится актуальной для территорий развивающихся мегаполисов, где стоимость земли возрастает многократно. Для уменьшения отчуждения территории под линии электропередачи и снижения воздействия на окружающую среду все большее распространение находят компактные линии электропередач и подстанции различного исполнения.

 




Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 44 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.009 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав