Даёшь постоянный ток! Опции

[Гость_Гость_Павел_*_*]

То, что ДПТ сложнее конструктивно и есть ограничение по питающему напряжению в 1,5 КВ правда, а вот про обслуживание и габариты - неправда. За свою жизнь побывал на разных заводах и повидал кучу движков ПТ, которые работают десятилениями ( с 40-50-х годов) и уж поверте на слово - никто их никак не обслуживает и сгоревших "сверхнадёжных" по своей простоте асинхронников с посиневшими от перегрева роторами, убитыми подшипниками и т.д. тоже видал немало. Габариты двигателя при заданной мощности определяются в первую очередь частотой вращения и если сравнить 2 асинхронника на 10кВт с частотой вращения 750об. и 3000об., то разница будет значительна. Кстати про сложность: она бывает разная - конструктивная и технологическая, так вот, не смотря на более сложную конструкцию ДПТ в производстве значительно проще и дешевле, поскольку его конструкция позволяет практически полностью автоматизировать всё производство, в т.ч. и намотку роторов, а вот автоматизировать намотку статора в асинхроннике - очень непростая задача даже сейчас, вот и мотают на большинстве заводов практически в ручную, с небольшими подручными приспособлениями. Оглянитесь вокруг - ДПТ везде вогруг нас, посчитайте сколько их у вас в доме (дрель, болгарка, пылесос, фен, электробритва, кофемолка, блендер, мясорубка стиралка и пр. электроинструменты) Если посчитать все выпущенные ДПТ, то их кол-во многократно превзойдёт кол-во асинхронников, неуж-то они такие все плохие и устаревшие? Правда-ли, что вы за ними всё время ухаживаете и постоянно обслуживаете? Ещё про напряжение: А часто-ли применяется напряжение выше 1,5 кВ? Кстати в электровозе стоит не один эл.двигатель, а много (от 4 до 12) и никто не мешает их включить последовательно, что собственно и делается. Так что многие проблеммы у ДПТ более надуманны, чем реальны, а вот их достоинства вполне очевидны. Кстати коллектор в ДПТ является ничем иным, как механическим инвертором напряжения и его КПД (у хороших моторов) значительно превосходит КПД всех ныне достигнутых современной техникой полупроводниковых преобразователей. Коллекторный узел у приличных моторов достиг такой степени совершенства (нужные материалы, оптимизация конструкции, моделирование процессов при проектировании и т.д.), что вероятность выхода мотора из строя по его причине меньше, чем вероятность разрушения подшипников и многие серьёзные производители дают на него пожизненную гарантию на весь срок эксплуатации и без замены щёток.

[Феодор]

С ума сойти - два года спустя мой манифест подхватили, да не где нибудь, а в ИНП РАН.

Особенно интересно, что я каким-то способом умудрился упоминуть в манифесте большую часть последовавшей дискуссии (за явным исключением ЖД).

Уважаемый Евгений Савельевич, с большим удовольствием приму участие в творческом труде на благо родной страны!

Кстати, все в курсе, что один из стратегических проектов Обамы - новая единая система высоковольтных линий ПТ по всем штатам? Отстанем!

Перевести потребительские сети на ПТ - более мудрёная задача, гигантская установленная база как-никак. Но, для начала, можно было бы разработать стандарт (разъём, диапазон напряжений и т. п.) питания электроники постоянным током от ИБП, чтобы не тратить драгоценный заряд батарей на инвертере. Гугль свои гигантские ВЦ питает ПТ.

К дискуссиям:

Реактивная энергия - результат способности реактивных нагрузок (индуктивностей и ёмкостей) накапливать энергию и толкать её обратно в сеть (на тех сегментах фазы переменного тока, когда напряжение питания ниже напряжения, выдаваемого реактивной нагрузкой). Счётчик реактивную энергию не видит - пришла себе и ушла обратно в генератор - а потери накапливаются.

Экономическая плотность тока, как большинство экономических концепций, подлежит неуверенности из-за прогнозирования расходов и цен, но несёт вполне внятный смысл: если потратить больше на провода сегодня, можно сэкономить энергию завтра. Чем дороже (по прогнозам) энергия - тем больше можно себе позволить потратить на её сбережение.

Сообщение отредактировал Феодор - 2.4.2009, 4:01

[Феодор]

Ещё - был расчёт, что при одинаковом напряжении одинаковая мощность, передаваемая по двум проводам, даёт ток на каждом проводе в полтора раза больше, чем по трём, и суммарное сечение проводов остаётся таким же.

С открытием! Иначе и не могло быть!

Но! Во-первых, пиковое напряжение переменного тока в 1.4 раз больше номинального. Поэтому, постоянный ток можно передавать на большем напряжении при таком же уровне защиты. Во-вторых, реактивные токи отбирают полезную активную мощность.

[Dashout]

Феодор, я искренне рад, что Вы вернулись. Вы молодец, что начали эту тему.Я здесь оказался случайно, просто поиском искал информацию по ПТ. Вопрос очень интересный и актуальный. Где бы ты ни работал, приходишь с работы домой (стал населением) и смотришь на квитанцию..., слушаешь жену о размере твоего заработка...
Меня сейчас временно перевели на другую тему (Организация технологической зоны, инициирование деловой активности), но энергетика и этот форум не выходят из головы, глубоко погряз...

У нас пока не закрыт пункт по численному примеру ПТ "на потреблении", но прошу проконсультировать по другому аспекту:

При прохождении эл.тока в проводнике возникает эл.поле - это как бы побочная продукция, негативный эффект. Можем мы негативный эффект перевести в позитивный?
Допустим, использовать это поле для организации некоего полезного транспорта?
Я понимаю, что Вы скажете - нужна очень большая сила тока и расход мощности, но все же.
Если представить, что у нас неограниченные ресурсы как финансовые, так и энергетические. И это: "Партия, дай порулить"
Дело вот в чем. Вводя энергоканал ПТ через всю страну по широте мы в принципе, можем убрать пиковые и полупиковые нагрузки (что безусловно удешевит стоимость эл.энергии).
Остаются еще ночные провалы

Вот белорусская картинка, но в принципе, все везде одинаково.
Надо забрать еще энергию ночных провалов, в этом случае ТЭСы будут работать в номинальном режиме.
Если пофантазировать, можно было бы к энергоканалу прикрутить такой "конденсатор", который бы забирал ночную энергию на полезную работу. Допустим, транзит контейнеров из Китая в Европу по энергоканалу, совмещенному с электромагнитным транспортом (электромагнитной подушкой). Сейчас уже забыл, там есть прогрессивное направление с постоянными магнитами.
Автоматика этого маршрута, по идее, должна работать так, что:
1. Обеспечивать постоянный, необходимый и достаточный энергопотенциал по всему маршруту энергопровода (для экономики);
2. Эл.магнитный транспорт держать на подсосе, т.е. на остаточном резерве. Причем, наличие объема энергии должно быть сопоставлено (синхронизировано) с транспортной скоростью на всем маршруте. Меньше энергии - меньше скорость всех объектов, больше энергии - выше скорость (синхронно) на всем пути. Контейнерам не нужно минутного расписания.

Такой проект может быть явно коммерческим (международным) - нашли бы деньги и на то и другое.
Ну и снимается сразу куча проблем, связанных и не связанных с энергетикой.
Пока желательно понять теоретическую возможность реализации, при каких условиях это возможно?

[Павел В]

Кстати мысль в слух про предполагаемые стандарты линий ПТ для быта и пр-ва. Для минимальных затрат на переоборудование и простоты унификации бытовой сети с производственной нужно ввести питание на производстве постоянным напряжением с номинальным значением в 550В с заземлённым нулём т.е. + - 275В относительно земли, которое само-собой получается при выпрямлении 3-х фаз 380В. Чисто для жилого сектора из соображений доп. повышения безопасности возможно имеет смысл ввести номинальное напряжение в 270В с заземлённым нулём т.е. + - 135В. В любом случае, приборы расчитанные на 270В можно будет включить везде. Кстати поражающее действие ПТ при напряжениях до 300В значительно ниже переменки, а после 300 постепенно выравнивается. По началу уже в имеющиеся подстанции, с уже существующими трансформаторами будут ставится качественные выпрямители с фильтрами и хорошим коэффицентом мощности и сеть ПТ будет параллельно сосуществовать с обычной трёхфазкой (как когда-то 127 и 220) и современем, по мере естественной замены оборудования постепенно сойдёт на нет. Уже сейчас подавляющее кол-во бытовых прибборов может прекрасно работать от =270В без какой-либо переделки. Естесствено желательно сделать розетку для ПТ другого стандарта.

[Феодор]

Для начала - электрическое поле не побочный эффект, а сама суть электричества. Ты имеешь в виду, что польза извлекаеся от поля, двигающего электроны вдоль проводника, а установление электромагнитного поля между проводами и между проводами и землёй - побочный эффект.

Насколько я понимаю затею про транспорт, это что-то вроде линейного двигателя. Не очень хорошо себе представляю, как сделать простую реализацию, т.к. двигатель требует, чтобы поле двигалось и тянуло его за собой. А поле вокруг проводника что спереди, что сзади - одинаковое. То есть придётся на всём пути делать коммутируемые магниты (как на левитационных трассах), строить двигатель размером в тысячи км.

Следующее наблюдение. Пока энергию из поля не сняли, эффект реактивный: при смене направления тока энергия возвращается в сеть. Но если в поле есть энергоприёмник, он становится активной нагрузкой. Контакт между проводниками необязателен: трансформатор тоже энергию передаёт через поле.

Иными словами, можно не заморачиваться с линейными двигателями, а просто катать ночью составы на электровозах, что мы, кажется, уже делаем.

Что интересно, за пару лет моя идея преобразовалась в схожем направлении: надо делать интегрированные магистрали. В одной конструкции, совместить скоростную железную дорогу, пару автомобильных полос, а под ними ЛЭП ПТ, оптоволокно, нефте- и газопровод. Для начала, соединить Китай с Польшей и гонять грузы со скоростью 200 км/ч. Потом накрыть всю страну треугольной сеткой из таких магистралей шагом в 500 км.

Интересно, осмысленна ли такая идея экономически. С землёй и обслуживанием вроде проще выходит.

Для выравнивания суточных циклов можно заняться разработкой накопителей энергии. Есть интересная книжка про маховики - теоретически, в них можно запасать огромное количество энергии, если решить проблемы с магнитной подвеской в вакууме. Кроме того, под Сергиевым Посадом есть уникальная накопительная гидроэлектростанция между двумя озёрами: ночью качает вверх, днем вниз.

Павел: спасибо за переход в практические вопросы.

Два технических комментария/возражения:

Был тут разговор, что на плюс пыль налипает, поэтому была гипотеза, что сохраняется схема фаза-нуль-земля, причём фаза - минус. На производстве, впрочем, можно сделать четырёхпроводку с дополнительной плюсовой фазой и шторками на розетках.

Мне кажется, что надо ориентироваться не на пиковое напряжение, а всё-таки на номинальное. Соображение такое: да, конденсатор после выпрямителя заряжается до пикового напряжения. Но при росте нагрузки оно постепенно проседает до номинального. Следовательно, можно ожидать, что техника с такой схемой способна работать при неизменном номинальном напряжении питания.

В то же время, резистивные и универсальные нагрузки (ТЭНы, лампочки, пылесосы) просто погорят если настолько задрать напряжение. Может быть имеет смысл сделать стандартной напругу в 250 в - число из последовательности ISO 3, достаточно близко к 240.

Ещё вопрос: насколько стабильным должно быть это напряжение? От этого сильно зависит устройство ИБП. Например, если просто параллельно к нагрузке включить 112 элементов, эти 250 в будут поддерживать заряд. При потере питания, напряжение упадёт до 224 в. Как такое поведение оговорить в стандартах? Другой вариант: батареи подключены через преобразователь, который держит 250. По сути - тот же инвертор, с теми же потерями. Зато все нагрузки расчитаны на более узкий диапазон напряжений.

[Феодор]

Роман, а можете в технических деталях описать механизм этой коррозии? Спасибо!

[Павел В]

Ну не надо кошмарить всех коррозией, от переменки с её блуждающими токами проблемм не меньше, да и метрополитен с электричками что-то не особенно весь заржавел. Кстати заземлённый ноль подразумевает компенсацию токов относительно земли и отсутствие (ну или почти отсутствие) указанных проблемм с коррозией. Да и про пыль всё полная чепуха. В телевизоре при 25КВ на кинескопе всё работает десятилетиями, а тут 500В (+-275), просто смешно! Про нагрузки, которые якобы сгорят - тоже несогласен. Лампочки накаливания при =270В работают прекрасно и перегорают не чаще, чем обычно (сам пробовал), к тому-же их становится всё меньше именьше, а в энергосберегающих всё равно стоит выпрямитель со сглаживающим кондёром, так, что там выпрямленное напряжение даже побольше. Все, ну или почти все нагревательные приборы имеют терморегулятор и поддерживают среднюю температуру прибора и ни один утюг или плитка не сгорит от минутного включения в сеть 270В. Многие остальные бытовые приборы имеют в своём составе выпрямитель, от зарядки для мобильника до БП ноутбука, компьютера, все телевизоры, приставки, да и вообще очень многое, так что там даже и переделывать ничего ненадо. Более того - эти все приборы часто имеют универсальный вход от 90 до 265В АС, так что опять-же в реальности проблемы надуманы. В этом плане вообще потребителей сильно обманывают, если не сказать жёстче: держат их за полных лохов! Например, зачем ездить по ушам про UPS с идеальным синусоидальным напряжением на выходе для обеспечения качественного электроснабжения вашей компьютерной техники??? Полный бред. Запитайте её лучше 300В постоянного тока - и это будет действительно качественно и надёжно, ну или хотя-бы трапециальным переменным напряжением с плоской верхушкой, это будет полезнее и практичнее, ведь во всех компах БП импульсные! Сомневаетесь? Включите и попробуйте... нет? а Я пробовал. Всё работает прекрасно, конечно если в устройстве нет обычных трансформаторов, но таких устроиств всё меньше и меньше. Кстати практика - великий дистилятор истины.

[Павел В]

Ну денег у нас в стране всегда расходуется (разворовывается, нынче "осваивается") в разы больше, чем того проблема реально стоит и героические потуги одних, в борьбе с чем либо, лишь простое ... других, которые за это чего либо отвечают и эксплуатируют. К тому-же я не предлагаю заземлить плюс или минус, как с метрополитеном и электричкой, когда земля фактически является частью токонесущего полюса, а заземлить нулевой, нейтральный провод, ток по которому не течёт или крайне мал, как в случае с биполярными HVDC. Про резервирование от аккумуляторов: В случае с обычными свинцовокислыми (автомобильными) аккумуляторами - нормальное зарядное напряжение на них составляет около 13,8 В, что при 20 аккумуляторах составляет 276В. В случае запитки от них напряжение на нагрузке составит около 220-240В, что вполне нормально для практических целей без осуществления дополнительных усилий по стабилизации напржения.

Ещё в догонку про нулевой провод: Он нужен для того, чтобы зафиксировать потенциал полученного напряжения с подстанции (неважно, постоянное или переменное) относительно земли, чтобы обезопасить человека, поскольку при поражении током в большенстве своём он стоит на земле, а также исключить различные "чудеса" которые возникают в случае "зависания" вторичной обмотки трансформатора в воздухе. Всегда обмотка любого более-менее мощного источника питания должна иметь связь с землёй (резистивную или через емкостные делители), в противном случае аномалии обеспечены!

Предупреждение за ненорматив.

Сообщение отредактировал AlexPetrov - 3.4.2009, 17:23

[Феодор]

Да, тут с Романом трудно не согласиться. По нулевому проводнику ток течёт, просто там напряжение маленькое. И этот ток с большим удовольствием разъест то, по чему протекает. Но систему можно заземлить в одной точке, на подстанции, то есть не устраивать повторного заземления нуля. Тогда и блуждающих токов не должно возникать.

Схемы заземления уже давно классифицированы: TN-C-S, TN-S, TT, IN, IT. Повторное заземление нейтрали необходимо в трёхфазной сети, в однофазной можно его запретить. Если организовать селективную диффзащиту, можно будет минимизировать связь с системы с землёй и ликвидировать блуждающие токи как класс.

Ещё технические возражения?

[Павел В]

Ну вот Фёдор, Ты сам и ответил на вопрос про заземление и блуждающие токи. Всё это решается довольно просто и не является принципиальной проблемой, а то так можно всё довести до абсурда, ведь если уж говорить про электрокоррозию - то любой достаточно крупный или длинный металлический предмет находящийся в земле ей подвержен, даже если никуда не включен, поэтому повсеместно на трубопроводах и др. ответственных металлоконструкциях ставят анодную защиту и постоянка с переменкой тут не причём

[Феодор]

Нашёл статью (увы, по-аглицки), где обосновывается неэффективность ПТ в жилье: http://www.leonardo-energy.org/drupal/node/657

Моё мнение: обоснована неэффективность мозгов авторов статьи. Предлагают сначала задрать напругу до 600 в, потом отдельными цепями понизить до 230 и 325 вольт. В результате исследователи делают неутешительный вывод: количество конверторов не уменьшилось. С ума сойти!

Обсуждают диффзащиту, причём абсолютно неграмотно объединяют нули после диффов. У меня дома электрики так пробовали собрать, а потом удивлялись, что выбивает.

Обращают внимание на то, что дифф трансов на ПТ нет в природе. Это да. Я, правда, выдумал хулиганство: заземлить не плюс или минус, а вторичную обмотку вч транса преобразователя, до выпрямителя. Тогда утечка станет переменной, причём вч.

Короче, вопрос проработан плохо, а когда проработан, ещё и безграмотно.

[Павел В]

Думаю, что всё уже давно придумано и существует, ведь достаточно широко линии ПТ используются в телекоммуникации и в подвижном составе. Любые токи прекрасно измеряются с помощью шунтов, а также датчиками холла и магниторезисторами, включенными в цепь магнитопровода катушки с током. Сам лично частенько покупал интелектуальные автоматы (буржуйские), которые расчитаны на применение, как в цепях переменного до 660В тока, так и постоянного (до 440В), в которых в зависимости от модели реализованы совершенно разные алгоритмы всяческих защит и функций, в т.ч. и дифф. защита. Зайдите к прмеру на сайт OEZ или MOELLER.

[Dashout]

Ну вы молодцы!!!,
пока писал текст, нанотехнолог промелькнул по ТВ с энергосберегающим освещением. Если он узнает вариант с ПТ, который даст ему монопольно впихнуть свои лампочки в жилье - пробъет все законы.
давайте пока жилье оставим, перейдем чуть выше, на распределительные линии

Уважаемые эксперты, вот что успел выловить и сформулировать вопросы:
Применительно к переводу распределительных систем на ПТ
Пример: По оплате реактивной энергии (понимаю, что есть и другие искажения, просто реактивка на глазах)
Не буду приводить все нормативные акты, но получается не очень здорово.
Приложение 2 (к приказу N 49 от 22 февраля 2007 г. «О порядке расчёта значений соотношения потребления активной и реактивной мощности…
ПРЕДЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
Положение точки присоединения потребителя к электрической сети tg фи
напряжением 110 кВ (154 кВ) 0,5
напряжением 35 кВ (60 кВ) 0,4
напряжением 6 - 20 кВ 0,4
напряжением 0,4 кВ 0,35

Митерев Дмитрий Александрович (http://miterevdmitriy.livejournal.com/892.html) привел значения tg фи к cos фи:
ПРЕДЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
Положение точки присоединения потребителя к электрической сети сos фи
напряжением 110 кВ (154 кВ) 0,894
напряжением 35 кВ (60 кВ) 0,928
напряжением 6 - 20 кВ 0,928
напряжением 0,4 кВ 0,944
смотрю другую страницу, где предлагают приобрести компенсационную установку.
http://www.ruselt.ru/krm.php, Приведены данные по cos фи:
Применение установок компенсации реактивной мощности КРМ необходимо на предприятиях, использующих:
• Асинхронные двигатели (cos(ф) ~ 0.7)
• Асинхронные двигатели, при неполной загрузке (cos(ф) ~ 0.5)
• Выпрямительные электролизные установки (cos(ф) ~ 0.6)
• Электродуговые печи (cos(ф) ~ 0.6)
• Индукционные печи (cos(ф) ~ 0.2-0.6)
• Водяные насосы (cos(ф) ~ 0.
• Компрессоры (cos(ф) ~ 0.7)
• Машины, станки (cos(ф) ~ 0.5)
• Сварочные трансформаторы (cos(ф) ~ 0.4)
• Лампы дневного света (cos(ф) ~ 0.5-0.6)
Ну вот, это практически вся промышленность! Предельные значения (нормативные, если брать по 0,4 кВ - 0,944) явно выходят за значения вышеприведенной таблицы.
Могу я сопоставлять эти значения, подразумевая, что оборудование будет работать?
Если да, то что получается?! За превышение значений с Потребителя взимается плата. Если Потребитель хочет остаться в нуле ему нужно покупать компенсационное оборудование. На этой же странице http://www.ruselt.ru/krm.php есть калькулятор. Ввел cos фи 0,7 на 100 кВт – для того, чтобы его привести к 1 (единице) нужна установка КРМ-0.4, мощностью 98 кВАр.
Т.е., просматриваются варианты поведения:
1. Вариант А) Потребитель покупает на ввод 50 гц для производства полезной работы, вместе с тем, он должен еще производить дополнительную работу по корректировке этой энергии. (эл. двигатель 50 гц + компенсационная установка);
2. Вариант Б) Потребитель покупает на ввод 50 гц, выпрямляет и использует на двигателях DC; (эл. двигатель ПТ + выпрямитель);
3. Вариант В) в распределительную сеть поступает ПТ, потребитель использует двигатели DC;
4. Вариант Г) в распределительную сеть поступает ПТ, потребитель устанавливает преобразователь, использует двигатели AC: (эл. двигатель 50 гц + преобразователь);
При анализе, мне кажется, нужно сопоставить не только стоимость оборудования (преобразователь, выпрямитель, компенсационная установка), но и размер финансовых потерь ( на этой же странице, где калькулятор утверждается, что: Оплата за реактивную энергию составляет от 12% до 50% от активной энергии в различных регионах России).
Насколько это верно?
И еще! Если Потребитель пользуется некачественной энергией, можем мы утверждать что повышается энергоемкость производства. Т.е., для выполнения одной и той же механической работы Потребитель возьмет больше некачественной энергии, следовательно, требуется выработать на ТЭС больше полной мощности (это важный момент!)

[Павел В]

Уажаемый Dashout! Да вобщем более менее примерно так всё и есть! Кроме всего выше сказанного Вами, ухудшение качества питающего напряжения действительно увеличивает его потребление при питании асинхронных электродвигателей и трансформаторов, поскольку они выходят из оптимального режима работы, возрастают потери, а соответственно и кол-во потребляемой энергии для совершения той-же работы. Поскольку большинство потерь оплачивает потребитель, то поставщику эл. энергии даже выгодно неэффективное использование проданной электроэнергии, поскольку позволяет её продать ещё в больше. Если-бы была линия ПТ с шунтом и вольтметром, то обмануть и запудрить мозги потребителю было-бы значительно сложнее, а точнее почти невозможно. Кстати про компенсаторы: лично знаком с ситуацией, когда в начале 90-х на нескольких предприятиях поставили компенсаторы, чем мгновенно вызвали огромное недовольство со стороны снабжающих организаций и энергонадзора, ведь платежи за эл.энергию резко сократились. Сразу-же начались бесчисленные проверки (ну типа воруете!) и прочие неприятности. Всё закончилось отключением установок, поскольку разборки оказались себе дороже, чем переплата за эл.энергию - и так по всей стране. Сейчас вроде ситуация лучше, но тем не менее показывает суть проблемы в целом.

Сообщение отредактировал Павел В - 3.4.2009, 19:52

[Dashout]

Уважаемый Павел В, нет ли у Вас знакомых эксплуатационников, что-бы привести яркий пример: Организация, период, тариф, полная мощность, активная мощность, оплата всего, оплата за реактивную мощность (повышающий коэффициент).
Что-то в этом роде, что-бы мы отражая уровень завышения энергоемкости и уровень переплаты хозяйствующих субъектов, ссылались на конкретный пример.
Видите, проблема намного хуже чем кажется. Дело в том, что пиковые нагрузки, как правила обеспечиваются газотурбинными установками. Расход газа, а его сейчас у Газпрома не хватает. Получается, что завышая энергоемкость (кроме всех грехов) энергетики прихватывают лишний газ у Газпрома, а ему это может не понравиться.

[Феодор]

Что происходит в индустрии в финансовом плане - не знаю.

С точки зрения экономики в целом, реактивные потоки однозначно приводят к потерям, так как энергия передаётся от генератора к реактивной нагрузке, накапливается, и передаётся обратно - с двойными потерями на передачу и преобразование.

Не совсем понятно, что означает "потребитель пользуется некачественной энергией". Реактивная мощность - результат взаимодействия переменного напряжения и реактивной нагрузки потребителя. Если оборудование потребителя некачественно использует энергию, то это приводит к потерям. Но компенсация реактивной мощности - вполне решаемая задача. Ставится конденсатор и принимает "энергетический откат" вместо сети. Или ставится фильтр и срезает все гармоники. Какие расходы и потери энергии у такой техники не знаю, может те, кто на производстве работают, просветят.

[Павел В]

Эксплуатационники знакомые есть, но уних и так забот хватает, поэтому вряд-ли они будут копаться в архивах и искать какие-то цифры.
Про качество питающей сети - ассиметрия (перекос) фаз и искажение формы питающего напряжения вызывает значительные доп. потери в асинхронных двигателях. Значительное превышение или понижение питающего напряжения относительно номинального также вызывает перегрев асинхронников и частенько выход их из строя. Если реактивную мощность можно компенсировать конденсаторной установкой, то устранить перекосы фаз и различные искажения довольно не тривиальная задача, и в реальности на предприятиях это невозможно. Да и с пере или недонапряжениями тоже всё плохо, пока энергетик сбегает на подстанцию и переключит ступени многое может погореть, да и скакать напряжение может постоянно, то мало, то много, так что ненабегаешься.

[Dashout]

Уважаемый Феодор, добрый день.
В предыдущем топике Вы классно сформулировали по энергоканалу, чуть позже разовьем эту тему.
Пока пробуем подниматься снизу вверх.

С точки зрения экономики в целом, реактивные потоки однозначно приводят к потерям, так как энергия передаётся от генератора к реактивной нагрузке, накапливается, и передаётся обратно - с двойными потерями на передачу и преобразование.
Не совсем понятно, что означает "потребитель пользуется некачественной энергией". Реактивная мощность - результат взаимодействия переменного напряжения и реактивной нагрузки потребителя. Если оборудование потребителя некачественно использует энергию, то это приводит к потерям. Но компенсация реактивной мощности - вполне решаемая задача. Ставится конденсатор и принимает "энергетический откат" вместо сети. Или ставится фильтр и срезает все гармоники. Какие расходы и потери энергии у такой техники не знаю, может те, кто на производстве работают, просветят.

Прошу прощения за примитивное изъяснение - я просто пробую разобраться - рассмотреть движение энергии относительно фиксированной работы, которую надо выполнить Потребителю.
Фиксируем условную работу
1 кВт = 1000 Дж/сек
Джоуль (Дж, J) -единица СИ работы, энергии и количества теплоты.
1 Дж равен работе силы 1 Н при перемещении точки приложения силы на расстояние 1 м в направлении действия силы.
1 Дж = 1Н•м = 107 эрг = 0,2388 кал.
НЬЮТОН (Н, N), единица СИ силы.
1 Н — сила, сообщающая телу массой 1 кг ускорение 1 м/сек в направлении действия силы.
1 Н = 105 дин = 0,102 кгс.
1 кВт = 1000 Дж/сек = 1000 Нм/сек = 101,972 кгс-м (килограмм-сила-метр)

Допустим, нужно выполнить некой объем полезной механической работы, эквивалентный моменту силы в 1000000 Нм/сек. Не вдаваясь в детали, просто фиксируем эту работу в виде Аф.
Аф = 1000000 Нм/сек = 100 кВт
КПД двигателя и редуктора для упрощения принимаем за 100%
Вроде, беру из линии 0,4 кВ переменного тока 1 кВт и выполняю, но…
Взять мне надо 1 квт активной мощности, разбираемся с полной S (кВа)
S = корень квадратный (P в квадрате + Q в квадрате) Пока не учитываем коэф.мощности!
P = S*cos(фи)
Р – известна = 100 кВт, cos(фи), tg (фи) берем из предельных коэффициентов (ПОРЯДОК РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ СООТНОШЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ АКТИВНОЙ И РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ…) для сетей 0,4 кв tg = 0,35, cos = 0,944 (это нормативные значения, когда поставщик энергии предлагает ее компенсировать Потребителю).
Косинус фи AC = 0,7 – находим тангенс, а через него реактивную и активную мощность
Вот сделал в Экселе простенькую табличку, показывающую влияние cos,tg фи на размер реактивной и полной мощности при фиксированной активной (100 кВт).

переводим в диаграмму

Если таблица правильна, то для выполнения моей фиксированной работы Аф=100 кВт. мне нужно взять при (cos=0,695) S полная = 144,0 кВа.
Если это так, то линия должна держать на мои 100% потребления 150% нагрузки?
Но, я как бы исходил из идеального состояния линии, что с будет происходить в ней если множество пользователей оплачивают и выбрасывают в сеть реактивную мощность? Куда она денется? Будет накапливаться пока не дайдет до генератора (при условии если нет компенсационных установок). Следовательно, изменится tg фи (в сторону увеличения) - изменится уровень качества (в сторону ухудшения).
Берем определение: Полная мощность — величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока в цепи I и напряжения U на её зажимах: S = U×I; связана с активной и реактивной мощностями соотношением: S = корень квадратный (P в квадрате + Q в квадрате).
Следовательно, изменение tg фи окажет влияние на напряжение в сети, силу тока...
Теперь, опять потребитель начинает брать энергию для своих Аф=100 кВт. Ему нужна активная мощность, а в линии изменилось соотношение P/Q. Что произойдет?
Правильно я понимаю, что вместе с необходимым размером Аф=Р=100 кВт. он будет тянуть сначала чужую Q, потом добавит еще свои 50% при cos=0,7.
С точки зрения напряжения, оно будет например пониженное и для выполнения той самой фиксированной работы ему потребуется больше времени, больше разбавленной энергии.
Прошу пояснить только не по формулам, а в ракурсе поставленного вопроса - фиксированная Аф=100 кВт механической мощности
Потом, уважаемый Феодор, полностью не согласен с Вами, что потребитель должен выполнять дополнительную работу по компенсации энергии (не зависимо от того, что сейчас происходит). Допустим, большое предприятие, есть энергетическое управление, штат, средства - а если малое предприятие, то как? Кроме своей специальности он должен осваивать еще и энергетику?
Я думаю, что в рыночной экономике - это перекос. Потребитель должен покупать товар, а не право на его использования при заданных вводных.
Это из области принципиальной постановки вопроса: энергетика для экономики или экономика для энергетики. Пока получается последнее.

P.S. прикладываю экселевский файл с таблицей и диаграммой, если можно поправьте и перешлите мне назад на адрес Dashout@rambler.ru

[Dashout]

Вопрос с реактивкой уже решен,

Потом, уважаемый Феодор, полностью не согласен с Вами, что потребитель должен выполнять дополнительную работу по компенсации энергии (не зависимо от того, что сейчас происходит).

Вопрос снимается - энергетический клуб его уже решил - все оплачивает или компенсирует Потребитель.
Смысл в том, что в договор Потребителя с сетевой компанией вводятся условия обязательного соблюдения установленного Минпромэнерго соотношения P/Q
ПРЕДЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ (Христенко)
Положение точки присоединения потребителя к электрической сети tg фи
напряжением 110 кВ (154 кВ) 0,5
напряжением 35 кВ (60 кВ) 0,4
напряжением 6 - 20 кВ 0,4
напряжением 0,4 кВ 0,35
Переводим в cos (выше есть эта табличка)
Положение точки присоединения потребителя к электрической сети сos фи
напряжением 110 кВ (154 кВ) - 0,894
напряжением 35 кВ (60 кВ) - 0,928
напряжением 6 - 20 кВ - 0,928
напряжением 0,4 кВ - 0,944
это отмечено в ПРАВИЛА НЕДИСКРИМИНАЦИОННОГО ДОСТУПА К УСЛУГАМ ПО ПЕРЕДАЧЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И ОКАЗАНИЯ ЭТИХ УСЛУГ (в ред. Постановления Правительства РФ от 21.03.2007 N 168)
II. Порядок заключения и исполнения договора
П.14, е
П.15, в
П.16 последний абзацю
Убытки, возникающие у сетевой организации или третьих лиц в связи с нарушением установленных значений соотношения потребления активной и реактивной мощности, возмещаются лицом, допустившим такое нарушение в соответствии с гражданским законодательством Российской Федерации.

Вот так, с 30-х годов была проблема и разом снялась. Правда, энергоемкость промышленности осталась по прежнему предельно высокой и у хозяйствующих субъектов процентов на 30 вырастут платежи.
Это облегчает защиту предложения по введению ПТ в распределительные сети.