автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Исследование эффективности работы регулируемого источника реактивной мощности в сельских распределительных сетях Монголии

На правах рукописи

Халымийн Рахмст

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ РЕГУЛИРУЕМОГО ИСТОЧНИКА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В СЕЛЬСКИХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ МОНГОЛИИ

Специальность 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 ч МОЯ 2013

Красноярск 2013

005541065

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Иркутская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор Кудряшев Геннадий Сергеевич

доктор технических наук, профессор Буянтуев Сергей Лубсанович ФГБОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления», кафедра «Электроснабжение промышленных предприятий и сельского хозяйства», профессор

кандидат технических наук, профессор Попов Юрий Петрович

ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», политехнический институт, кафедра «Электротехнические комплексы и системы», профессор

ФГБОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова»

Защита диссертации состоится 20 декабря 2013 года в 14— на заседании диссертационного совета ДМ 220.037.01 при ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 90.

Тел./факс 8(391)227-36-09, e-mail: dissovet@kgau.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет».

Автореферат разослан 19 ноября 2013 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просьба направлять по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира 90, КрасГАУ, ученому секретарю диссертационного совета ДМ 220.037.01 Бастрону Андрею Владимировичу

Ученый секретарь .jSo-c—^"

диссертационного совета

Бастрон А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Преобразование сельского хозяйства в последнее десятилетие характеризуется применением современного оборудования в технологических процессах сельскохозяйственного производства, что ставит одной из основных задач эффективное использование электрической энергии. Одним из основных вопросов, решаемых при эксплуатации систем электроснабжения сельскохозяйственного перерабатывающего предприятия, является проблема компенсации реактивной мощности: выбор типа компенсации реактивной мощности, места установки и режима работы компенсирующего устройства (КУ).

Компенсация реактивной мощности позволяет обеспечить баланс реактивной мощности, снизить потери мощности и электроэнергии, улучшить показатели качества электроэнергии в сети электроснабжения сельскохозяйственного перерабатывающего предприятия.

Вопросы компенсации реактивной мощности актуальны для электрических сетей всех напряжений как в России, так и в Монголии.

В Монголии интенсивно развивается производство по переработке сельскохозяйственной продукции с использованием высокотехнологического оборудования на основе электронных приборов нового поколения. Такое оборудование, как правило, повышает требования к качеству питаемого напряжения. Технология производства и переработки на сельскохозяйственном перерабатывающем предприятии непосредственно связана с качеством электрической энергии.

В настоящее время в электрических сетях напряжением 0,4 кВ, 6 кВ, 10 кВ на сельскохозяйственных перерабатывающых предприятиях республики Монголии применяются статические компенсирующие устройства на основе конденсаторных батарей (КБ). Статические компенсирующие устройства позволяют получить эффект от компенсации реактивной мощности, но недостаточный при резко переключающихся переменных нагрузках.

Таким образом, актуальной представляется задача применения регулируемого источника реактивной мощности для снижения уровня реактивной составляющей мощности.

Степень разработанности темы. Основанием для определения цели и постановки задач исследования являются: тенденция развития и использования средств компенсации реактивной мощности, степень изученности теории плавного регулирования реактивной мощностью в распределительных сетях, результаты эксплуатационных характеристик и эффективности использования на сельскохозяйственных предприятиях Монголии.

Цель работы - оценить эффективность работы регулируемого источника реактивной мощности в сельских распределительных сетях Монголии для снижения потоков реактивной мощности.

Задачи исследования:

- провести анализ существующих способов и средств компенсации реактивной мощности;

- провести теоретические исследования влияния параметров компенсирующего устройства на реактивную составляющую электрической сети;

- разработать физическую модель исследования параметров и эффективных режимов работы регулируемого источника реактивной мощности;

- провести экспериментальные исследования режимов работы компенсирующего устройства в распределительных сетях сельскохозяйственных предприятий Монголии;

- обосновать технико-экономическую эффективность применения регулируемого компенсирующего устройства в распределительных сетях сельскохозяйственных предприятий Монголии.

Объект исследования. Процесс регулирования реактивной мощности в сельских распределительных сетях на основе применения управляемого источника реактивной мощности.

Предмет исследования. Влияние регулируемого источника реактивной мощности на режимы работы сельской распределительной сети 0,4 кВ.

Научная новизна исследований:

- проведено обоснование параметров выбора регулируемого компенсирующего устройства для электрических сетей сельскохозяйственного предприятия;

- разработана физическая модель регулируемого источника реактивной мощности для электрических сетей;

- впервые разработано и исследовано регулируемое устройство компенсации реактивной мощности для сельских распределительных сетей Монголии;

- проведена оценка технико-экономического обоснования применения компенсирующего устройства.

Практическая значимость.

Разработанный источник реактивной мощности в сельских распределительных сетях позволяет повысить энергоэффективность и ресурсосбережение при производстве и переработке сельскохозяйственной продукции, а также улучшить технико-экономические показатели сельхозтоваропроизводителей Монголии.

Выбор параметров компенсирующего устройства позволяет снизить реактивную составляющую в сельских распределительных сетях и оптимизировать их пропускную способность.

Заводам-изготовителям компенсирующих устройств результаты работы позволят усовершенствовать производимые ими источники реактивной мощности для снижения реактивной составляющей.

Результаты экспериментов и методика исследований используются в учебном процессе кафедры электроснабжения сельского хозяйства Монгольского сельскохозяйственного университета и кафедры энергообеспечения и теплотехники ФГБОУ ВПО ИрГСХА.

На защиту выносятся:

- результаты проведенных теоретических исследований влияния параметров КУ на реактивную составляющую электрической сети;

- результаты физического моделирования параметров и режимов работы регулируемого источника реактивной мощности;

- разработанное устройство компенсации реактивной мощности для сельских распределительных сетей;

- результаты экспериментальных исследований режимов работы компенсирующего устройства в сельских распределительных сетях Монголии;

- технико-экономические показатели эффективности применения регулируемого источника реактивной мощности.

Достоверность научных положений подтверждается результатами лабораторных и производственных испытаний, полученных с использованием методов активного планирования эксперимента на сертифицированном оборудовании и согласованностью с опубликованными экспериментальными данными по теме диссертации.

Апробация работы. Материалы исследования доложены и получили одобрение: на научно-практической конференции «Актуальные проблемы эксплуатации машинно-тракторного парка, технического сервиса, энергетики и экологической безопасности в АПК» (Иркутск, 2007); научно-практической конференции «Совместная деятельность сельскохозяйственных товаропроизводителей и научных организаций в развитии АПК центральной Азии» (Иркутск, 2008); научно-практической конференции «Рациональное природопользование и энергосберегающие технологии в агропромышленном комплексе» (Иркутск, 2010); научно-практической конференции «Инновационные технологии в АПК» (Иркутск, 2010); международной научно-практической конференции «Engineering problems in agriculture and industry» (Улан-Батор, 2010); научно-практической конференции «Природа и сельскохозяйственная деятельность человека» (Иркутск, 2011); научно-практической конференции «Инновационные энергоресурсосберегающие технологии в АПК» (Москва, 2012); научно-практической конференции «Природопользование и аграрное производство» (Иркутск, 2012); научно-практической конференции «Актуальные вопросы технического, технологического и кадрового обеспечения АПК» (Иркутск, 2012); научно-практической конференции «Инновационные энергоресурсосберегающие технологии» (Москва, 2012).

Работа выполнена в соответствии с планом НИР Иркутской государственной сельскохозяйственной академии «Энергосберегающие технологии и повышение эффективности использования электрической энергии в сельскохозяйственном производстве» (тема 28К, номер государственной регистрации № 01200903240).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 19 печатных работ, из них 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК. Получен патент на изобретение РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы из 126 наименований, содержит 128 страниц машинописного текста, включая 60 рисунков, 10 таблиц и 3 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена актуальность работы, цель и задачи диссертации, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе «Анализ существующих способов и средств компенсации реактивной мощности в сельских распределительных сетях Монголии» приведен подробный анализ современного состояния электроэнергетики Монголии. Рассмотрены существующие способы и средства регулирования реактивной мощности в сетях низкого напряжения. Рассмотрены основные показатели качества электрической энергии с учетом различных факторов, обусловленных режимами работы как электрической сети, так и нагрузки.

Большой вклад в разработку методов расчета показателей качества, а также способов и средств, снижающих реактивную мощность в сетях 0,4 кВ, внесли: Ю.С. Железко, И.В. Жежеленко, Ю.К. Розанов, Г.А. Евдокунин, И.В. Наумов и др. Исследования влияния реактивной составляющей мощности на работу потребителей непосредственно связаны с использованием специальных компенсирующих устройств.

Проведена оценка эффективности работы различных компенсирующих устройств. На основе проведенного анализа установлено, что наиболее эффективным способом снижения реактивной мощности является применение управляемых компенсирующих устройств

Во второй главе «Теоретические исследования влияния параметров компенсирующего устройства на реактивную составляющую электрической сети» проведены теоретические исследования по влиянию параметров компенсирующего устройства на сети низкого напряжения, составлена схема замещения линии электропередачи с активными и реактивными параметрами.

При расчёте режимов в трёхфазных схемах электропередачи с учётом полного электромагнитного воздействия фаз построена схема замещения (рис. 1).

«л X-

и*

и2Ь

N ^ т

1 _

МТХс Хс Хс

Рисунок 1 — Цепочная схема замещения линии

Такая схема замещения является достаточно точной для линий длиной / < 300 км, пока параметры схемы замещения определяются как произведение погонных параметров линии на её длину. На основании трёхфазных схем замещения участка в ряде случаев строится цепочная схема замещения линии, состоящая из последовательного соединения реактивного и активного сопротивления. Необходимость в создании цепочной схемы возникает при расчётах многочастотных переходных процессов и в случае выделения промежуточных узлов на линии.Параметры эквивалентной схемы ЛЭП имеют вид:

Сопротивление линии передачи

Z, = R, + j(coL-J/coC) = R, + j(XL-Xc), (1)

где R = r-I; XL = co-L.

b„ ' 3 3

Учитывая то, что в распределительных сетях низкого напряжения при допущении характерных свойств общее комплексное значение сопротивления линии электропередачи с учетом продольных индуктивных и поперечных ёмкостных сопротивлений будет иметь индуктивный характер, то можно представить

Z.i = R +ja-L = R +j-XL. (2)

При дальнейшем рассмотрении сети представлена схема замещения трансформатора питания сети. Сопротивление двухобмоточного однофазного трансформатора ZT=rT+j-xT определяется из опыта короткого замыкания, в котором измеряют напряжение короткого замыкания Uk% и потери АРк. На основании этих данных рассчитывались параметры схемы замещения

_ АРк -U2ном з. v _UK 'О2ном

7 ~ ' ' " inn е ' \ '

j ном ши-г>1юи

где UHом - номинальное линейное напряжение, кВ;

5И0», - номинальная трехфазная мощность, МВА;

Рк - потери короткого замыкания, кВт.

Потери мощности в намагничивающем контуре АРкх и ДОхх определяются по результатам опыта холостого хода и учитываются в схеме замещения постоянной мощностью АSxx = А+ jAQм со стороны зажимов обмотки низкого напряжения трансформатора.

Если отклонения напряжения и частоты незначительны, то изменение мощности нагрузки можно представить как

= = (4)

SU 5f eu 8/ w

Применение (4) нецелесообразно, а иногда и невозможно ввиду отсутствия необходимой информации, поэтому в расчётах используются типовые обобщённые статические характеристики, полученные расчетным путём для типового состава нагрузки и схем соединения отдельных потребителей.

При выполнении расчётов сети достаточно учесть свойства нагрузки, задав её статические характеристики, отражающие состав потребителей каждой

конкретной нагрузки. Однако во многих случаях их можно представить в следующей форме:

Р = Р..„

Q = Qm

_и

- + с

и

и_ и„ и_

узле нагрузки; Р,

- + с

/ Л

л

/»о.

(5)

(6)

и Оион - номинальные

где итм - номинальное напряжение мощности нагрузки.

С учетом этого было проведено исследование реактивной мощности для сети с компенсирующим устройством. Общая нагрузка в распределительных сетях имеет индуктивный характер и поэтому происходит возникновение реактивной мощности, что приводит к большим потерям электрической энергии и ухудшению показателей качества электроэнергии в сети. Для того чтобы устранить эти недостатки, существуют разные способы компенсации реактивной мощности, эффективным среди которых является подключение компенсатора реактивной мощности в виде компенсирующего устройства с регулирующими параметрами. Его применяют для компенсации потери напряжения АС/ в линии:

К-гНвг+ОсУ^

А и =-

"н

(7)

где Рг - активная мощность нагрузки; <2г, - индуктивная мощность нагрузки; £>с - ёмкостная мощность компенсатора; г - активное сопротивление нагрузки.

Для решения задач, связанных с компенсацией реактивной мощности, в последнее время применяются параллельно включаемые конденсаторы, активный фильтр (АФ) с емкостным характером сопротивления для повышения коэффициента мощности и регулирования напряжения. При наличии в сети устройства для компенсации реактивной мощности возникает необходимость анализа устройства по влиянию на уровень напряжения. Схематически компенсатор реактивной мощности в сети можно представить в виде конденсатора, поперечно включенного на зажимах подключения электроприёмников данной сети (рисунок 2).

иг

и„

а

г.

КУ

Рисунок 2 - Схема подключения КУ

Подсчитав общее сопротивление данной схемы, можно определить сопротивление КУ, которое имеет ёмкостной характер. По схеме

Zoб = 2т + 4- Zнoб+ , (8)

г™ =

СФ

2н+Х,,

(9)

где гное — общее комплексное сопротивление нагрузки с параллельно соединенным КУ; Хсф - ёмкостное сопротивление компенсирующего

устройства; 2п - комплексное сопротивление нагрузки.

После проведенных преобразований получим емкостное сопротивление компенсирующего устройства

^об— -^л— 7.1

гн

-:-■ (Ю)

Ъъ-гоб-гт+гп+ги

Для распределительной сети низкого напряжения ёмкость данного компенсирующего устройства определяется параметрами сети и нагрузки:

0,02 • (г„- г„б- гт+гл+г* ) С = —---(11)

г»

Проведенный анализ показывает, что в распределительных сетях 0,4 кВ необходимо учитывать суммарную нагрузку, распределенную вдоль участка линии, в этом случае компенсирующее устройство обладает наименьшей погрешностью.

В третьей главе «Моделирование режимов работы компенсирующего устройства для сельской распределительной сети 0,4 кВ» проведено моделирование режимов работы сетей 0,4 кВ с компенсирующим устройством. Для физической модели компенсирующего устройства, структурная схема которого представлена на рисунке 3., получены зависимости реактивной мощности для сети 0,4 кВ от изменения параметров нагрузки.

Рисунок 3 - Структурная схема трехфазного компенсирующего устройства

Компенсатор реактивной мощности работает следующим образом. К трехфазной сети подключены делители напряжения 1, необходимые для согласования низковольтных цепей датчиков напряжения 2, которые выдают напряжения, пропорциональные напряжениям в фазе питающей сети. Однофазные трансформаторы тока 3 формируют синхронизированные с сетью сигналы, которые поступают на датчики реактивного тока 4. Сигналы с датчиков реактивного тока и датчиков напряжения поступают на элемент сравнения 5, на котором происходит сравнение сигнала сети и отличие его от идеализированного. Сформированные сигналы поступают на входы инверторов бив блоки формирования сигналов управления 7. Корректирующие сигналы с блоков формирования сигналов управления поступают на дифференциальные усилители 8, в которых формируются сигналы управления, пропорциональные коэффициенту усиления. Усиленные сигналы поступают на входы силовых модулей 9, выходы которых подключены к соответствующим входам емкостных фильтров 10. С выходов емкостных фильтров 10 корректирующий сигнал подается в цепь фазы питающей сети, что ведет к компенсации реактивной мощности.

Компенсатор реактивной мощности позволяет использовать недорогие силовые модули на основе операционного усилителя и ключевых MOSFET транзисторов и GTO тиристоры. В процессе моделирования в качестве нагрузки данной фазы была взята комплексная нагрузка, обладающая индуктивным характером. Для моделирования режимов работы электрической сети с компенсирующим устройством использовалась программы MATLAB, Electronics Workbench и Multisim Electronics Workbench 5.12 Professional, позволяющая в полной мере выполнить графический ввод проектируемой схемы и анализ характеристик аналоговых и цифровых устройств. Результаты моделирования режимов работы представлены на рисунке 4 и 5.

U(B)

18?.!Н8 V

Рисунок 4 - Осг1иллограмма напряжения на нагрузке

тгт\

Ч

\

\

/

\ /

\ / tons) V/

Рисунок 5 - Напряжение на нагрузке при включении компенсирующего устройства с выходной ёмкостью С=19пР

На рисунке 4 изображен график напряжения на нагрузке при включении компенсирующего устройства с выходной ёмкостью С=2пР и можно заметить изменения напряжения на нагрузке, активной мощности и коэффициенте мощности.

После подключения компенсирующего устройства с оптимальным выходным параметром, который регулируется автоматически, напряжение на нагрузке поднялось на 14,11 %, увеличилась активная мощность нагрузки и коэффициент мощности.

При экспериментальном исследовании компенсирующего устройства в электрической сети в качестве нелинейной нагрузки использовались светильники с люминесцентными лампами ЛБ-20 и асинхронный двигатель.

Схема подключения компенсирующего устройства представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 - Работа модели компенсирующего устройства при подключении

люминесцентных ламп

Результаты моделирования позволяют сделать вывод о том, что работа компенсатора сводит практически к нулю составляющую реактивной мощности в общем балансе мощностей питающей сети.

Отклонения фазных напряжений

Время

Рисунок 7 - Отклонение напряжения при включении КУ

Повышение напряжения происходит на 1,6% при включении компенсирующего устройства.

Реактивная мощнопъ

-Ов

Время

Рисунок 8 - Реактивная мощность при включении КУ

Таблица 1 - Выходные характеристики напряжения при включении компенси-_рующего устройства в однофазную сеть с различной нагрузкой_

Количество Характеристика сети иср.в иср, В Отклонение,

измерении до включения после включения %

7 освещение 216,3 219,2 1,32

4 электродвигатели 218,6 221,5 1,3

6 бытовые приборы 214,8 217,3 1,15

6 компьютеры и оргтехника 219,2 221,1 0,85

При включении модели КУ в сеть наблюдается повышение напряжения в среднем на 1 % и снижение реактивной мощности на 87,5 %.

Таким образом, результаты математического моделирования на основе разработанной схемы регулируемого КУ и моделирования режимов работы созданной физической модели, исследования параметров регулируемого источника реактивной мощности указывают на то, что изменение мощности потребителя существенно не влияет на режим работы компенсатора, при этом значение коэффициента мощности можно повысить до 0,98, погрешность при номинальной нагрузке составляет 0,5 %.

В четвертой главе «Экспериментальные исследования показателей качества электрической энергии в распределительных сетях Монголии» приведены результаты экспериментальных исследований по показателям реактивной мощности и коэффициента мощности в действующих сетях Монголии. В результате проведенных исследований, на примере сельскохозяйственного предприятия, выявлены основные источники генерирования реактивной мощности, которые показаны на рисунке 8. Определен вклад внешних и внутренних ис-

точников реактивной мощности, который составляет в процентном соотношении 76 % и 24 % соответственно.

С целью повышения коэффициента мощности и компенсации реактивной мощности в сети сельскохозяйственного предприятия разработано устройство, позволяющее в автоматическом режиме осуществлять компенсацию реактивной мощноти, и тем самым повысить коэффициент мощности.

* освещение я электрохимические установки

м электросварочные установки ш бытовая аппаратура ш электропривод я преобразовательные устройства

т компрессоры

и ■

Рисунок 9 —Диаграмма распределения реактивной мои^ности в сети сельскохозяйственного перерабатывающего предприятия

В качестве прибора для измерения показателей качества электрической энергии использовался измерительно-вычислительный комплекс «РЕСУРСАМ».

В результате обследования сельскохозяйственного предприятия были выбраны места подключения прибора, которые представлены на рисунке 9.

Рисунок 10 - Схема электроснабжения сельскохозяйственного предприятия и точки подключения прибора для проведения измерений

Предварительно были проведены измерения в сети 6 кВ, результаты которых выявили наличие реактивной мощности.

В рамках совместного договора между МСХУ и ИрГСХА были проведены измерения показателей качества электроэнергии в распределительных сетях на одном из ведущих предприятий АПК Монголии сельскохозяйственного предприятия. За последние 10-4 5 лет на предприятии проведено полное перевооружение технологического процесса на основе современного оборудования. По рейтингу эффективности производства предприятие является одним из лучших сельскохозяйственных предприятий Монголии. Предприятие насыщено высокотехнологическим оборудованием, требующим для более эффективной работы питание электрической энергией нормального качества.

Для определения энергетических показателей на предприятии были проведены испытания электрической энергии. Место проведения измерений: г. Улан-Батор, подстанция ТП-1, шины 0,4 кВ, ввод 1. Измерения проводились в течение суток с 17°". На рисунке 11 показан график активной и реактивной мощности до и после включения КУ.

Активная и реактивная трехфазные мощности

120.0

е.о I I ,, ........гт1 ..,...,. | .,,..,,,. , .... .

1 I | | | | | I 5 8 5 I § 1 а 1 1 § | § § § | |

Рисунок 11 — Трехфазная активная и реактивная мощность до и после подключения КУ в электрической сети сельскохозяйственного предприятия

Реактивная составляющая мощности до включения КУ была в среднем 38 кВ Ар, а после включения КУ снизилась до 15 кВ Ар, в результате которого повысился коэффициент мощности от 0,75 до 0,95, о чём можно судить по графику изменения коэффициента мощности до и после подключения управляемого КУ (рисунок 12).

coscp

1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 0,60

Ш1ШШ»шшшшнШШН

Рисунок 12 - График коэффициента мощности до и после подключения КУ

в сети

Рабочая частота ШИМ-преобразователя равна 200 кГц, частота управляемого импульса - 2 кГц. В качестве силовых ключей используются высоковольтные транзисторы - STE53NM50 и быстродействующие тиристоры типа ТБ453-630, ТБ453-800 с параметрами напряжения с 1400 В до 2400 В, рабочий ток 800-1000 А и рабочая частота 2000 Гц. Мощность устройства составляет 0,8 кВА.

В результате экспериментальных исследований в действующих электрических сетях Монголии выявлены основные источники реактивной мощности. Разработано компенсирующее устройство, которое обеспечивает высокую степень компенсации реактивной мощности в электрической сети и может успешно использоваться для снижения потерь электрической энергии в трехфазных сетях с нулевым проводом.

В пятой главе «Экономическая эффективность применения трехфазного компенсирующего устройства в сельских распределительных сетях» приведено экономическое обоснование использования компенсирующего устройства на примере сельскохозяйственного предприятия по производству сельскохозяйственных продуктов, их переработки в Монголии в городе Улан-Баторе. Определение потерь мощности и снижения срока службы электрооборудования проводилось по методике, предложенной Ю.С. Железко. Установлено, что снижение затрат от потери активной мощности составляет 13 % от общей суммы затрат на оплату за электроэнергию в год. Фактическое увеличение срока службы электрооборудования составляет 1,2 года, срок окупаемости компенсирующего устройства - 2,74 года. Повышается качество электрической энергии, и улучшаются показатели надежности электрооборудования, годовая экономия от использования компенсирующего устройства составляет 79,882 тыс. руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Проведенный анализ существующих способов и средств компенсации реактивной мощности указывает на необходимость разработки регулируемого источника реактивной мощности для сельскохозяйственных предприятий. Существующие технические средства компенсации реактивной мощности требуют совершенства в связи недостаточной изученностью.

2. Проведенные теоретические исследования влияния параметров компенсирующего устройства на реактивную составляющую электрической сети позволили определить область экспериментальных исследований компенсации реактивной мощности в распределительных сетях Монголии.

3. Разработанная модель устройства компенсации реактивной мощности с плавным управлением позволила провести исследование и разработать схему компенсирующего устройства с оптимальным значением выходного параметра, позволяющего снижать реактивную мощность с погрешностью 0,5 % и поддержанием коэффициента мощности на уровне 0,99.

4. Проведенный сравнительный анализ коэффициента мощности, активной и реактивной мощности на модели электрической сети, работающей на асинхронную и коммунально-бытовую нагрузку (осветительную) без компенсатора, и с его использованием позволил установить, что изменение режима работы и характера нагрузки существенно не влияет на выходные характеристики управляемого компенсирующего устройства, при этом поддерживается заданный уровень коэффициента мощности на уровне 0,95.

5. Предложенная схема компенсации реактивной мощности (патент РФ № 2453964 на изобретение) позволяет за счет улучшенных технических характеристик, надежности и быстродействия в реальном времени компенсировать реактивную мощность, что подтверждается снижением реактивной мощности после включения КУ на 59 % и повышением коэффициента мощности от 0,75 до 0,95 в распределительных сетях Монголии.

6. Проведенный экономический расчёт применения компенсирующего устройства в сети сельскохозяйственного перерабатывающего предприятия Монголии для снижения потерь и повышения коэффициента мощности показал, что экономия на оплате электроэнергии составит 95709,6 рублей в год, при этом увеличится фактический срок службы электрооборудования на 1,2 года.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

Научные публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Халымийн Рахмет Математическое моделирование при разработке компенсатора реактивной мощности [Текст] / Рахмет Халымийн // Вестник КрасГАУ. -2010. -№12. — С. 139-143.

2. X. Рахмет. Энергосбережение при производстве и переработке сельскохозяйственной продукции [Текст] / Рахмет X, Г.С. Кудряшев, В.В. Федчишин,

А.Н. Третьяков// Вестник Иркутского Государственного Технического Университета. - 2013. - № 5. - С. 147-150.

3. Патент РФ на изобретение № 2453964 Российская Федерация, МПК H02J3/18. Компенсатор реактивной мощности [Текст] / Третьяков А.Н., Халы-мийн Рахмет, Кудряшев Г.С., Билдагаров П.Н.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Иркутская ГСХА. - 2010113467; заявл. 06.04.2010; опубл. 20.10.2011, Бюл. №17.

Публикации в других изданиях

4. Бузунова, М.Ю. Анализ измерений гармонических составляющих в электрических сетях Иркутской области [Текст] / М.Ю. Бузунова, А.Н. Третьяков, М.А. Шильников, Рахмет Халымийн // Актуальные проблемы эксплуатации машинно-тракторного парка, технического сервиса, энергетики и экологической безопасности в АПК: мат. международ, науч.-практ. конф., по-свящ. 75-летию со дня рождения И.П. Терских, Иркутск, 25-27 сентября 2007 г. - Иркутск: ИрГСХА, 2007. - С. 168-171.

5. Кудряшев, Г.С. Влияние высших гармоник на качество электроэнергии в точке общего присоединения потребителей [Текст] / Г.С. Кудряшев, А.Н. Третьяков, О.Н. Шпак, Рахмет Халымийн // Актуальные проблемы эксплуатации машинно-тракторного парка, технического сервиса, энергетики и экологической безопасности в АПК: мат. международ, науч.-практ. конф., посвящ. 75-летию со дня рождения И.П. Терских, Иркутск, 25-27 сентября 2007 г. - Иркутск: ИрГСХА, 2007. - С. 181-185.

6. Третьяков, А.Н. Качество электрической энергии на сельскохозяйственных предприятиях Иркутской области [Текст] / А.Н. Третьяков, М.Ю. Бузунова, Г.С. Кудряшев, Рахмет Халымийн // Актуальные проблемы эксплуатации машинно-тракторного парка, технического сервиса, энергетики и экологической безопасности в АПК: мат. международ, науч.-практ. конф., посвящ. 75-летию со дня рождения И.П. Терских, Иркутск, 25-27 сентября 2007 г. - Иркутск: ИрГСХА, 2007. - С. 218-223.

7. Кудряшев, Г.С. Эмпирический подход исследования режимов электропотребления на предприятиях [Текст] / Г.С. Кудряшев, М.Ю. Бузунова, А.Н. Третьяков, Р. Буувэйбаатар, Рахмет Халымийн // Совместная деятельность сельскохозяйственных товаропроизводителей и научных организаций в развитии АПК центральной Азии: сб. мат. международ, науч.-практ. конф., Иркутск, 25-27 марта 2008 г. - Иркутск: ИрГСХА, 2008. - Ч. III - С. 65-69.

8. Третьяков, А.Н. Соотношение активной и реактивной мощности на перерабатывающем предприятии [Текст] / А.Н. Третьяков, Р. Буувэйбаатар, Рахмет Халымийн // Совместная деятельность сельскохозяйственных товаропроизводителей и научных организации в развитии АПК центральной Азии: сб. мат. международ, науч.-практ. конф., Иркутск, 25-27 марта 2008 г. - Иркутск: ИрГСХА, 2008. - Ч. III - С. 104-107.

9. Халымийн Рахмет Уйлдвэр, ахуйн газрын цахилгаан хангамжийн цахилгаан эрчим хучний чанарын зарим асуудлууд [Текст] / Рахмет Халымийн, Р. Буувэйбаатар // Эрчим хуч and engineering. - 2008. - №3 (58). - С. 27-28.

10. Халымийн Рахмет Цахилгаан эрчим хуч хэрэглэгчийн чадлын узуулэлтийг туршсан ур дун [Текст] / Рахмет Халымийн, Р. Буувэйбаатар, Г.С. Кудряшев, А.Н. Третьяков // Jourbal of Agricultural Sciences. - 2010. - №5 (01). -С. 130-132.

11. Третьяков, А.Н. Влияние температурного режима на энергопотребление фермы КРС [Текст] / А.Н. Третьяков, Рахмет Халымийн // Рациональное природопользование и энергосберегающие технологии в агропромышленном комплексе: мат. международ, науч.-практ. конф., посвящ. 65-летию Победы в Великой Отечественной войне, Иркутск, 13-15 апреля 2010 г. -Иркутск: ИрГСХА, 2010. - Ч. 1. - С. 293-296.

12. Билдагаров, П.Н. Отклонение фазных напряжений в сельских электрических сетях и их статическая оценка [Текст] / П.Н. Билдагаров, А.Н. Третьяков, Рахмет Халымийн, Г.С. Кудряшев // Инновационные технологии в АПК: мат. регион, науч.-практ. конф. мол. ученых СФО с международ, уч., посвящ. 65-летию Победы в Великой Отечественной войне, Иркутск, 12-14 мая 2010 г. - Иркутск: ИрГСХА, 2010. - С. 258-263.

13. Буувэйбаатар, Р. Исследование электрических сетей Монголии, оптимизация режимов работы [Текст] / Р. Буувэйбаатар, Г.С. Кудряшев, А.Н. Третьяков, Рахмет Халымийн // Engineering problems in agriculture and industry: мат. международ, конф., Улан-Батор, 2-4 июля 2010 г. - Монголия, Улан-Батор: МСХУ, 2010.-С. 215-219.

14. Халымийн Рахмет Эффективность применения устройств компенсации реактивной мощности [Текст] / Рахмет Халымийн, В.П. Пухмахтеров, В.Ю. Иванов // Природа и сельскохозяйственная деятельность человека: сб. ст. международ, науч.-практ. конф., Иркутск, 23-27 мая 2011 г. - Иркутск: ИрГСХА, 2011.-С. 236-242.

15. Третьяков, А.Н. Оптимизация потерь в распределительных сетях сельскохозяйственных предприятий Иркутской области [Текст] / А.Н. Третьяков, Рахмет Халымийн // Природопользование и аграрное производство: мат. международ. науч.-практ. конф., Иркутск, 23-25 мая 2012 г. - Иркутск: ИрГСХА, 2012.-С. 33-37.

16. Третьяков, А.Н. Вопросы эффективности на предприятиях АПК Иркутской области [Текст] / А.Н. Третьяков, Рахмет Халымийн // Актуальные вопросы технического, технологического и кадрового обеспечения АПК: мат. международ. науч.-практ. конф. и V-ro регион, науч.-производ. сем. «Чтения И.П. Терских», посвящ. 80-летию со дня рождения д.т.н., проф., Заслуженного деятеля науки и техники, Терских Ивана Петровича, Иркутск, 25-26 сентября 2012 г. - Иркутск: ИрГСХА, 2012. - С. 259-262.

17. Халымийн Рахмет Хуурмаг чадлыг компенсацлах автомат тохируулагатай тухуурумж зохион бутээж туршсан дун [Текст] / Рахмет

Халымийн, Р. Буувэйбаатар, Г.С. Кудряшев, А. Н. Третьяков // Jourbal of Agricultural Sciences.-2012.-№11.- С. 81-83.

18. Кудряшев, Г.С. Актуальность применения компенсирующих устройств для повышения энергоэффективности электрооборудования АПК [Текст] / Г.С. Кудряшев, А.Н. Третьяков, Рахмет Халымийн // Инновационные энергосберегающие технологии: пленарные доклады и тезисы сообщений в рамках научной сессии (МНС-12) «Инновационные проекты в области агроин-женерии», Москва, 8-9 ноября 2012 г. - Москва: МГАУ, 2012. - С. 126-127.

19. Рахмет. X. Создание адаптивной автоматической системы компенсации реактивной мощности [Текст] / X. Рахмет, А.Н. Третьяков, В.Ю. Иванов // Научные исследования и разработки к внедрению в АПК: Материалы научно-практической конференции молодых ученых, Иркутск, 19-20 апреля 2012г.-Иркутск: Изд-во ИрГСХА, 2012.- С. 51-54.

Лицензия на издательскую деятельность ЛР № 070444 от 11.03.98 г. Подписано в печать 14.11.2013 г. Формат 60x84. Объем 1,2 п.л. Тираж 100 экз.

Издательство Иркутской государственной сельскохозяйственной академии 664038, Иркутская обл., Иркутский р-н, пос. Молодежный

ФГБОУ ВПО «ИРКУТСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

На правах рукописи

04201454653

ХАЛЫМИИН Рахмет

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ РЕГУЛИРУЕМОГО ИСТОЧНИКА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В СЕЛЬСКИХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ МОНГОЛИИ

Специальность 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском

хозяйстве

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель д.т.н., профессор Г.С. Кудряшев

Иркутск 2013

и

Оглавление

Введение................................................................................... 4

Глава 1 Анализ существующих способов и средств компенсации реактивной мощности в сельских распределительных сетях Монголии.............. 9

1.1 Современное состояние электроснабжения Монголии...................... 9

1.2. Реактивная мощность в сельских распределительных сетях...............11

1.3 Анализ способов и средств компенсации реактивной мощности в сельских распределительных сетях................................................... 14

1.3.1 Анализ способов компенсации реактивной мощности в сельских распределительных сетях............................................................... 14

1.3.2 Существующие технические средства компенсации реактивной

мощности в сельских распределительных сетях.................................. 15

1.4. Выбор места установки компенсирующего устройства.................... 22

1.5 Выводы.......................................................................................................... 24

Глава 2 Теоретические исследования влияния параметров компенсирующего устройства на реактивную составляющую электрической сети........ 25

2.1 Исследование схемы регулиремого источника реактивной мощности........................................................................................... 25

2.1.1 Теоретические исследования характеристик параметров сельской распределительной сети................................................................ 29

2.1.2 Согласование параметров компенсирующего устройства с режимами сельской распределительной сети 0,4 кВ........................... 36

2.2 Выводы............................................................................................................ 38

Глава 3. Моделирование режимов работы компенсирующего устройства для сельской распределительной сети 0,4 кВ..................................... 39

3.1. Моделирование режимов работы компенсирующего устройства........ 39

3.2. Исследование физической модели компенсирующего устройства в

распределительной сети 0,4 кВ.......... ...................................... 53

3.2.1 Исследование отклонения напряжения и реактивной мощности на физической модели компенсирующего устройства в сети 0,4 кВ............. 53

3.3 Выводы............................................................................................................ 57

Глава 4. Экспериментальные исследования показателей качества электрической энергии в распределительных сетях Монголии..................... 58

4.1. Экспериментальные исследования показателей качества электрической энергии в распределительных сетях Монголии............................ 58

4.1.1 Методика проведения измерений.............................................. 58

4.1.2 Экспериментальные исследования сетей 6кВ............................... 63

4.1.3. Экспериментальные исследование электрических сетей 0,4 кВ........ 67

4.2. Анализ показателей качества электрической энергии на сельскохозяйственном предприятии при установке компенсирующего устройства... 74

4.3 Экспериментальные исследования параметров электрической сети с компенсирующим устройством....................................................... 78

4.4 Выводы............................................................................................................ 81

Глава 5. Экономическая эффективность применения трехфазного компенсирующего устройства в сельских распределительных сетях............. 82

5.1 Метод расчета снижения потерь электроэнергии в сельских распределительных сетях ях 0,4 кВ за счёт компенсации реактивной мощности........ 83

5.2. Определение потерь мощности электрооборудования..................... 85

5.3. Определение снижения срока службы электрооборудования............. 90

5.4. Расчёт экономического эффекта при применении КУ в исследуемой распределительной сети 0,4 кВ....................................................... 95

5.5. Основные электротехнические показатели надежности при работе

электрооборудования................................................................... 97

5.6 Выводы................................................................................. 101

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ..................................................................... 102

Список литературы....................................................................... 104

Приложение................................................................................... 119

Введение

Актуальность работы. Преобразование сельского хозяйства в последнее десятилетие характеризуется применением современного оборудования в технологических процессах сельскохозяйственного производства, что ставит одной из основных задач эффективного использования электрической энергии. Одними из основных вопросов, решаемых при эксплуатации систем электроснабжения сельскохозяйственного перерабатывающего предприятия, является компенсация реактивной мощности: выбор типа компенсации реактивной мощности, места установки и режима работы компенсирующего устройства (КУ). Компенсация реактивной мощности позволяет обеспечить баланс реактивной мощности, снизить потери мощности и электроэнергии, улучшить показатели качества электроэнергии в сети электроснабжения сельскохозяйственного перерабатывающего предприятия.

Вопросы компенсации реактивной мощности актуальны для электрических сетей всех напряжений, как в России, так и в Монголии.

В Монголии интенсивно развивается производство по переработке сельскохозяйственной продукции с использованием высоко технологического оборудования на основе электронных приборов нового поколения. Такое оборудование, как правило, повышает требования к качеству питаемого напряжения. Технология производства и переработки на сельскохозяйственном перерабатывающем предприятии непосредственно связана с качеством электрической энергии [22, 46, 47].

В настоящее время в распределительных сетях с напряжением 0,4 кВ; 6 кВ; 10 кВ на сельскохозяйственных перерабатывающых предприятиях республики Монголии применяются статические компенсирующие устройства на основе конденсаторных батарей (КБ). Статические компенсирующие устройства позволяют получить эффект от компенсации реактивной мощности, но недостаточный при резко переклюшающихся переменных нагрузках.

Таким образом, актуальной представляется задача применение регулируемого источника реактивной мощности для снижения уровня реактивной составляющей мощности [23, 70, 75].

Цель работы - оценить эффективность работы регулируемого источника реактивной мощности в сельских распределительных сетях Монголии для снижения потоков реактивной мощности.

Задачи исследования:

- провести анализ существующих способов и средств компенсации реактивной мощности;

- провести теоретические исследования влияния параметров компенсирующего устройства на реактивную составляющую электрической сети;

- разработать физическую модель исследования параметров и эффективных режимов работы регулируемого источника реактивной мощности;

- провести экспериментальные исследования режимов работы компенсирующего устройства в распределительных сетях сельскохозяйственных предприятий Монголии;

- обосновать технико-экономическую эффективность применения регулируемого компенсирующего устройства в распределительных сетях сельскохозяйственных предприятий Монголии.

Объект исследования. Процесс регулирования реактивной мощности в сельских распределительных сетях на основе применения управляемого источника реактивной мощности.

Предмет исследования. Влияние регулируемого источника реактивной мощности на режимы работы сельской распределительной сети 0,4 кВ.

Научная новизна исследований:

- проведено обоснование параметров выбора регулируемого компенсирующего устройства для электрических сетей сельскохозяйственного предприятия;

- разработана физическая модель регулируемого источника реактивной мощности для электрических сетей;

- впервые разработано и исследовано регулируемое устройство компенсации реактивной мощности для сельских распределительных сетей Монголии;

- проведена оценка технико-экономического обоснования применения компенсирующего устройства.

Практическая значимость.

Разработанный источник реактивной мощности в сельских распределительных сетях позволяет повысить энергоэффективность и ресурсосбережение при производстве и переработке сельскохозяйственной продукции, а также улучшить технико-экономические показатели сельхозтоваропроизводителей Монголии.

Выбор параметров компенсирующего устройства позволяет снизить реактивную составляющую в сельских распределительных сетях и оптимизировать их пропускную способность.

Заводам-изготовителям компенсирующих устройств результаты работы позволят усовершенствовать производимые ими источники реактивной мощности для снижения реактивной составляющей.

Результаты экспериментов и методика исследований используются в учебном процессе кафедры электроснабжения сельского хозяйства Монгольского сельскохозяйственного университета и кафедры энергообеспечения и теплотехники ФГБОУ ВПО ИрГСХА.

На защиту выносятся:

- результаты проведенных теоретических исследований влияния параметров КУ на реактивную составляющую электрической сети;

- результаты физического моделирования параметров и режимов работы регулируемого источника реактивной мощности;

- разработанное устройство компенсации реактивной мощности для сельских распределительных сетей;

- результаты экспериментальных исследований режимов работы компенсирующего устройства в сельских распределительных сетях Монголии;

- технико-экономические показатели эффективности применения регулируемого источника реактивной мощности.

Апробация работы. Материалы исследования доложены и получили одобрение: на научно-практической конференции «Актуальные проблемы эксплуатации машинно-тракторного парка, технического сервиса, энергетики и экологической безопасности в АПК» (Иркутск, 2007); научно-практической конференции «Совместная деятельность сельскохозяйственных товаропроизводителей и научных организаций в развитии АПК центральной Азии» (Иркутск, 2008); научно-практической конференции «Рациональное природопользование и энергосберегающие технологии в агропромышленном комплексе» (Иркутск, 2010); научно-практической конференции «Инновационные технологии в АПК» (Иркутск, 2010); международной научно-практической конференции «Engineering problems in agriculture and industry» (Улан-Батор, 2010); научно-практической конференции «Природа и сельскохозяйственная деятельность человека» (Иркутск, 2011); научно-практической конференции «Инновационные энергоресурсосберегающие технологии в АПК» (Москва, 2012); научно-практической конференции «Природопользование и аграрное производство» (Иркутск, 2012); научно-практической конференции «Актуальные вопросы технического, технологического и кадрового обеспечения АПК» (Иркутск, 2012); научно-практической конференции «Инновационные энергоресурсосберегающие технологии» (Москва, 2012).

Работа выполнена в соответствии с планом НИР Иркутской государственной сельскохозяйственной академии «Энергосберегающие технологии и повышение эффективности использования электрической энергии в сельскохозяйственном производстве» (тема 28К, номер государственной регистрации № 01200903240).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 19 печатных работ, из них 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК. Получен патент на изобретение РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы из 126 наименований, содержит 128 страниц машинописного текста, включая 60 рисунков, 10 таблиц и 3 приложения.

Выражаю благодарность научному руководителю, Заслуженному работнику Высшей школы РФ, доктору технических наук, профессору Кудряшеву Геннадию Сергеевичу за терпение и внимательное отношение к работе. Почетному работнику высшего профессионального образования РФ, доктору технических наук, профессору Наумову Игорю Владимировичу за проявленное внимание к работе. Коллективу кафедры энергообеспечения и теплотехники и сотрудникам энергетического факультета ФГБОУ ИРГСХА за помощь при написании работы. Особую признательность за организацию выражаю Г. Энхбаяру - доктору (8б), декану Инженерного Института Монгольского СХУ, Р. Бямбадоржу - профессору, доктору ^б), Д. Содномдоржу - профессору, доктору (Зб), Заслуженному учителю Монголии, заведующему профессорского состава Политехнического Университета.

Глава 1 Анализ существующих способов и средств компенсации реактивной мощности в сельских распределительных сетях Монголии

Анализ режимов работы распределительных сетях 0,4 кВ; 6 кВ; 10 кВ Монголии и России показали существование задачи компенсации реактивной мощности для электрооборудования поточных линий в процессах производства, хранения и переработки сельскохозяйственных продуктов [61, 115, 121]. Компенсация реактивной мощности вызвана высокой загрузкой элементов электрооборудования поточных линий реактивной мощностью вследствие ее потребления из сети. Уменьшение уровня реактивной мощности требуют разработки управляемых технических средств ее компенсации.

1.1 Современное состояние электроснабжения Монголии

До 1990 года г. Улан-Батор считался единственным населённым городом в Монголии с населением около 650 тысяч. Спустя 20 лет население столицы выросло почти вдвое, возросло электропотребление вследствие этого задача электроснабжения обострилась. В результате переселения с аймаков в город Улан-Батор общая занимаемая площадь города выросла почти вдвое. В 2000-х годах, интенсивное развитие строительства жилого сектора и офисных зданий в городе Улан-Баторе послужило причиной развития вопросов электроснабжения. Рост промышленного производства, привел к увеличению потребления электроэнергии (ЭЭ) по сравнению с 90-ми годами прошлого века [116]. Не имея механизма регулирования взаимоотношений между потребителями и поставщиками электрической энергии, постоянно возникали перебои в электроснабжении.

В рамках решения вопросов бесперебойного и качественного электроснабжения потребителей, промышленное производство вывели из центральной части города, остальных потребителей обязали выполнять технические мероприятия по снижению уровня взаимного влияния. Такими мерами являлись установка фильтров высших гармоник и использование компенсирующих устройства. Главной

задачей в это время стало то, что энергоснабжающие организации не имели возможности определить виновников, ухудшающих качество ЭЭ, поскольку не была разработана законодательная база, позволяющая решать вопросы по взаимоотношению энергоснабжающих организаций и потребителей. Отсутствие измерительных приборов, испытательных лабораторий и специалистов в области электроснабжения также отодвигало решение вопроса качественного электроснабжения.

Распределительные сети напряжением 0,4 кВ протяженностью до 4 километров и на конечных потребителях фазное напряжение в вечернее время достигало 120 В [122, 123] вместо 220 В. Такая же картина по качеству ЭЭ в производственных районах. Сейчас главный вопрос энергосистемы Монголии обеспечить потребителей необходимым объёмом электроэнергии. В связи с этим в западном районе Монголии через город Кызыл, и в районе Сибири с Гусиноозерской ГЭС импортируется электроэнергия из России. С 2011 года, начато строительство пятой ТЭЦ в г. Улан-Баторе. Общее производство электроэнергии в стране около 3500 млн. кВтч, при этом 60% территории и 80% населении обеспечено электроэнергией [117].

По расчётам энергоснабжающей организации, потери электроэнергии в стране, при передаче и распределении составляют порядка 43%. Для решения данной задачи с 2003 года правительство разработало государственную программу по снижению потерь ЭЭ [122]. Министерство Энергетики в 2008 году ввело в действие нормативный документ по качеству электроэнергии. MNS-1778-2007, аналогичный ГОСТу 13109-97, который действует на территории Российской Федерации. Потери электрической энергии приходящиеся на сети 0,4 кВ составляют более 25%. Это связано с такими главными причинами как:

- большая перегруженность ЛЭП;

- радиус действия ЛЭП намного превосходит допустимую норму;

- постоянная несимметрия фазных нагрузок.

Контрольные измерения на 110 фидерах напряжением 0,4 кВ, в 60% случаев наблюдалось отклонение напряжения от номинального и несимметричность нагрузок по фазам [117, 122].

Анализ современного состояния электроснабжения показал необходимость рассмотрения вопроса о передаваемой и потребляемой активной и реактивной мощности в распределительных сетях.

1.2 Реактивная мощность в сельских распределительных сетях

При генерации и потреблении энергии на переменном токе количество вырабатываемой и потребляемой электроэнергии в каждый момент времени соответствует количе�