УСТРАНЕНИЕ АСИММЕТРИИ НАПРЯЖЕНИЯ У ПОТРЕБИТЕЛЕЙ РАЙОННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 0,4 кВ
Проблема асимметрии напряжения в сетях 0,4 кВ стоит крайне остро, так как в большинстве случаев на трансформаторных подстанциях (ТП) установлены трансформаторы, которые при эксплуатации экономичны лишь при симметричной нагрузке фаз. В итоге на ТП, в которых возникает асимметрия фаз, возникают большие потери электроэнергии [1].
Несимметричные режимы в электрических сетях сельской местности, коттеджных поселках возникают по следующим причинам:
1) неодинаковые нагрузки в различных фазах,
2) неполнофазная работа линий или других элементов в сети,
3) различные параметры линий в разных фазах.
Асимметрия напряжения отрицательно сказывается на рабочих и технико-экономических характеристиках вращающихся электрических машин. Асимметрия напряжений оказывает негативное влияние на работу потребителей, поскольку приводит к снижению надежности и экономичности работы электроприемников (асинхронных двигателей, систем освещения, конденсаторных установок, устройств автоматики и др.), к увеличению потерь мощности в линиях электропередач и трансформаторах.
В работе рассматривались следующие способы устранения асимметрии напряжения в распределительных сетях:
- использование вольтодобавочных трансформаторов типа ТВМГ;
- применение силовых трансформаторов с симметрирующим устройством.
Трансформатор с симметрирующим устройством марки ТМГСУ выпускается
Минским электротехническим заводом имени В. И. Козлова. Он обеспечивает поддержание симметричности фазных напряжений в сетях энергосистем и у потребителей электроэнергии с неравномерной пофазной нагрузкой. Трансформаторы ТМСУ обладают способностью уменьшать токи нулевой последовательности (io). Обмотка симметрирующего устройства ТМСУ включена в рассечку нулевого провода трансформатора из расчета того, что при несимметричной нагрузке и появлении Ь ток, создаваемый симметрирующим устройством равный по величине и направленный в противоположном направлении, компенсирует действие , предотвращая этим самым перекос фазных напряжений [2].
ТВМГ устанавливаются на стороне 0.4 кВ. Основное предназначение ТВМГ:
- автономное регулирование напряжения на каждой фазе;
- компенсация асимметрии фазных напряжений при несимметричных нагрузках.
Вольтодобавочные трансформаторы ТВМГ обеспечивают:
- Регулирование напряжения в пределах ± 20% (заданное фазное напряжение, как правило, 230 В);
- Устранение асимметрии за 1-2 периода;
- Повышение напряжения за 200 мс [3].
Для определения эффективности установки в сети 0.4 кВ вольтодобавочных трансформаторов типа ТВМГ и трансформаторов с СУ в качестве примера рассмотрен фидер №2 (рис.1) со стороны 0.4 кВ ТП №15. На участке 1-21 используется провод марки А-35; на отпайках - провод А-25. Длина линии от ТП №15 до опоры № 21 составляет 1,027 км, общая длина - 1.79 км. Цифрами по всей протяженности ЛЭП обозначаются номера опор, среднее расстояние между которыми 51 м. Ток в каждой фазе на ТП в часы максимума не превышает 70 А. Диаграмма изменения напряжения в течение суток, приведенная на рис. 2, показывает необходимость стабилизации уровня напряжения в допустимых пределах и снижение его асимметрии.
Из диаграммы (рис.4) видно, что и перевес провода и установка ТВМГ способствуют уменьшению отклонения уровня напряжения до нормативных значений.
Стоимость установки ТВМГ номинальной мощностью 52 кВА (максимальная мощность 82 кВА при работе не более 6 часов при 20оС, входное напряжение 195 В) равна 650 тыс. руб.
Как видно, затраты на реконструкцию фидера и установку ТВМГ находятся в одном ценовом диапазоне. Но реконструкция фидера 0.4 кВ не сможет обеспечить уменьшение асимметрию напряжения.
Определим экономию денежных средств за счет компенсации.
Таким образом, экономически целесообразно устанавливать ТМГСУ при изначальной установки или же при замене обычных трансформаторов с последующим использованием последних.