СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С ПОМОЩЬЮ ПОСТОЯННОГО ТОКА

REDUCTION OF ELECTRICITY LOSSES USING DIRECT CURRENT

Alexander Bogachev

student, department of intelligent electric networks, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

Anastasia Skidan

student, department of intelligent electric networks, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В данной работе произведен техническое обоснование проблемы снижения потерь электроэнергии с помощью постоянного тока, а также приведена аргументация положительных сторон данного решения

ABSTRACT

In this paper, the technical justification of the problem of reducing electricity losses using direct current is made, and the argumentation of the positive aspects of this solution is also given.

Ключевые слова: постоянный ток, напряжение, потребитель.

Keywords: direct current, voltage, consumer.

В последние 10-15 лет в связи с ростом количества нелинейных потребителей (преобразователи частоты, выпрямители, полупроводниковые блоки питания и пр.) переменного тока напряжением до 1000 В и особенно однофазной нагрузки резко возросли потери электроэнергии при её передаче до потребителя и в низковольтных сетях.

Передача избыточной реактивной мощности также существенно снижает пропускную способность электрических линий и силовых трансформаторов. Искажение форм кривых токов и напряжений приводит к росту погрешностей работы измерительных трансформаторов и искажению показаний приборов учёта электроэнергии. При передаче на постоянном токе понятия "реактивная мощность" вообще не существует, а проводник используется на все 100% активной мощности. Постоянный ток не подвержен поверхностному эффекту, т. е. используется полностью поперечное сечение проводника. Таким образом, с таким же поперечным сечением проводника на постоянном токе можно передать больше мощности. На постоянном токе нет "плохих" гармоник, которые имеются на переменном. Переменное трехфазное питание требует четыре проводника, а постоянный ток обходится двумя. При этом, при напряжении 550В, постоянный ток в 2 раза безопаснее переменного тока промышленной частоты (50 Гц).

С линии электропередачи (ЛЭП) 10(6) кВ заходит фидер на выпрямительную подстанцию постоянного тока (ВППТ) 0,4кВ, с прямым подключением к аккумуляторной системе хранения электроэнергии. Аккумуляторная система хранения предназначена для накапливания электроэнергии и в период пика потребления или в случае аварии на подстанции, компенсирует недостающую энергию в сеть. Передача электроэнергии происходит по кабельным линиям (КЛ), это более безопасно и экологично, чем воздушные линии электропередачи (ВЛ). К такой сети возможно подключение альтернативной энергии (фотоэлектрические станции, ветряные электростанции). Перед каждым домом подключается инвертор, для преобразования постоянного тока в переменный и блок управление нагрузкой потребителя. Это необходимо для того, чтобы не произошло перенапряжение в приборах. Некоторая наша техника может работать на постоянном токе, но далеко не вся, поэтому нам необходим инвертор. С помощью инвертора, можно задавать необходимый уровень напряжения (220В или 380В), в котором нуждается потребитель. Для регулярного мониторинга нагрузки электроэнергии используется WEB-портал уровня постоянного тока на исследовательской платформе.

Светодиодные светильники, которые можно купить в любом магазине уличного освещения, могут работать на постоянном токе сети 380В (220В). На входе схемы установлен диодный мост, он уже может «выпрямлять» переменный ток. При питании постоянного напряжения 380В получим почти нулевые пульсации светового потока, а это большой плюс.

Пилотный проект найдет свое предназначение в России. Для этого можно реконструировать привычную для нас сеть переменного тока. Такая реконструкция требует вложений. Эффективнее будет всего, применять эту технологию в новых районах, где строительство жилого сектора начинается с нуля.

В настоящее время в мировой энергетике используется в основном переменный ток с частотой 50 и 60 Гц. Такие частоты являются наиболее пагубными для живых организмов.

Применение постоянного тока значительно повышает уровень электробезопасности, так как минимальный допустимый порог напряжения при переменном токе примерно в четыре раза ниже по сравнению с постоянным током.

Если рассматривать КЛ с точки зрения влияния экологии внешней среды, можно выделить следующие характеристики:

-при прокладке КЛ не осуществляется вырубка лесов, урон земледелию и плодородию почвы минимальный, не истребляется флора и фауна. Не происходит влияние жизни людей токами ВЛ (электромагнитное поле).

-при возникновении аварийной ситуации исключается угроза жизни человека. При аварии на КЛ будет производится точечный ремонт КЛ согласно постоянного мониторинга, с помощью операционного обеспечения(диспетчера).

- снижена до минимума возможность хищения электроэнергии потребителю.

Хотя ещё полвека назад считалось, что постоянный ток окончательно сдал свои позиции, сегодня в рамках разговоров о повышении энергоэффективности систем электроснабжения всё чаще на повестке дня появляются проекты по строительству сетей DC. Переход промышленности на потребление постоянного тока потребует в первую очередь обновления оборудования и перестройки сложившейся культуры использования энергии. А правильный подбор коммутационной и защитной аппаратуры для цепей постоянного тока – первый шаг к использованию всех преимуществ подобных сетей.

Список литературы:

1. Воротницкий В.Э., Загорский Я.Т., Апряткин В.Н. Расчет, нормирование и снижение потерь электроэнергии в городских электрических сетях. - Электрические станции, 2000, №5, с.9-13.
2. Воротницкий В.Э., Железко Ю.С., Казанцев В.Н. Потери электроэнергии в электрических сетях энергосистем. - Москва: Энергоатомиздат, 1983. - 368с.
3. Железко Ю.С. Расчет, анализ и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях. - Москва: НУ ЭНАС, 2002. – 280 с.