Определение координат внутренних атомов элементарной ячейки

 

158 

Подсекция 

Электроэнергетика, энергосбережение  и альтернативные источники энергии 

 

 

 

 

 

 

УДК

 

621.3.017 

      

Арынов А.К., Токпеисова Г.Ш.  

Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева 

г. Алматы, Республика Казахстан 

e-mail: a.k.arynov@rambler.ru   

          

 

ИЗЫСКАНИЕ ПУТЕЙ СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ  

В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 

       

Аннотация. В статье показаны основные пути снижения потерь электроэнергии в электрических сетях. 

Предлагаемые  рекомендации  позволяют  существенно  снизить  потери  электроэнергии  в  электрических  сетях 

при разных ступенях напряжения. 

Ключевые слова: распределительные электрические сети, потери энергии, снижение, компенсация. 

   

Важнейшим  показателем  экономичности  работы  распределительных  электрических  сетей 

являются  потери  электроэнергии  -  наглядный  индикатор  состояния  системы  учета  электроэнергии, 

эффективности энергосбытовой деятельности энергоснабжающих организаций. 

В настоящее время в распределительных электрических сетях часто имеет место существенное 

превышение  уровня  фактических  потерь  электроэнергии  над  оптимальными  и  нормативными 

значениями. 

По мнению международных экспертов, относительные потери электроэнергии при ее передаче 

и распределении в электрических сетях большинства стран можно считать преемлимыми, если они не 

превышают 4-5%. Потери электроэнергии на уровне 10% можно считать максимально допустимыми 

с  точки  зрения  физики  передачи  электроэнергии  по  сетям  [1].  Это  подтверждается  и  докризисным 

уровнем  потерь  электроэнергии,  который  не  превышал,  как  правило,  10%.  Так  как  сегодня  этот 

уровень вырос в 1,5. 2, а по отдельным электросетевым предприятиям – даже в 3 раза, очевидно, что 

на  фоне  происходящих  изменений  хозяйственного  механизма  в  энергетике,  кризиса  экономики  в 

стране проблема снижения потерь электроэнергии в электрических сетях не только не утратила свою 

актуальность,  а  наоборот  выдвинулась  в  одну  из  задач  обеспечения  финансовой  стабильности 

организаций. 

Типовой  перечень  мероприятий  по  снижению  потерь  электроэнергии  в  электрических  сетях 

достаточно хорошо известен и включен в отраслевую инструкцию [2]. 

К  основным  мероприятиям  по  снижению  технических  потерь  электроэнергии  для 

системообразующих электрических сетей 110 кВ и выше являются: 

широкое  внедрение  регулируемых  компенсирующих  устройств  (управляемых  шунтируемых 

реакторов, статических компенсаторов реактивной мощности) для оптимизации потоков реактивной 

мощности и снижения недопустимых или опасных уровней напряжения в узлах сетей; 

отключение в режимах малых нагрузок трансформаторов на подстанциях (ПС) с двумя и более 

трансформаторами, а также на ПС с сезонной нагрузкой; 

замена  провода  на  перегруженных  ВЛ  на  большее  сечение  и  повышение  пропускной 

способности  существующих  линий  для  выдачи  активной  мощности  от  электростанций  для 

ликвидации дефицитных узлов и завышенных транзитных перетоков; 

проведение работ по составлению и анализу балансов электроэнергии по подстанциям, узлам и 

фидерам, устранение небалансов; 

развитие  альтернативной  энергетики  (малых  ГЭС,  ветроэлектростанций,  приливных, 

геотермальных  ГЭС  и  т.п.)  для  выдачи  малых  мощностей  в  удаленные  необеспеченные  узлы 

электрических сетей. 

 

159 

Очевидно,  на  ближайшую  и  удаленную  перспективу  останутся  актуальными  оптимизация 

режимов  электрических  сетей  по  активной  и  реактивной  мощности,  регулирование  напряжения  в 

сетях, оптимизация загрузки трансформаторов, выполнение работ под напряжением и т.п [3]. 

В последние 10-15 лет изменение структуры потребления в сторону коммунально-бытового и 

мелкомоторного  сектора  обусловило  очень  высокую  загрузку  большого  количества 

распределительных линий и трансформаторов. В результате происходит резкое снижение надежности 

электроснабжения и качества электроэнергии и столь же резкое увеличение технических потерь.  

Для  объективного  технически  и  экономически  обоснованного  выбора  мероприятий  по 

снижению потерь электрической энергии, а также для определения объемов финансирования сроков 

реализации  должны  разрабатываться  и  утверждаться  схемы  развития  электрических  сетей  на 

расчетный  период.  При  разработке  схем  развития  рассматриваются  следующие  вопросы  и 

принимаются по ним решения.  

Для  оптимизации  схемных  режимов  проводится  анализ  существующих  схем  в  части 

построения  городских  электрических  сетей:  двухлучевая;  петлевая;  смешанная  с  выполнением 

электрических  расчетов  и  с  оценкой  двух  режимов  электрических  сетей  -  для  условий  годового 

максимума  и  минимума  нагрузок  с  учетом  определившихся  за  период  эксплуатации  точек 

токораздела в нормальном и в послеаварийном режимах. Рассчитываются потери электроэнергии в 

элементах  сети,  в  линиях  электропередачи,  в  трансформаторах.  Определяется  баланс  активной  и 

реактивной мощностей в узлах распределения потоков. Дается оценка эффективности работы сети по 

потерям  электроэнергии,  ее  качеству  у  потребителя,  загрузке  сети  реактивной  мощностью  и  ее 

дефициту, надежности электроснабжения. 

С учетом данных о росте нагрузок, существующих потребителей на расчетный период, данных 

о  новых  заявленных  потребителях,  планов  городской  застройки  и  перспективного  развития 

формируется,  дорабатывается  схема  развития  на  расчетный  период,  а  так  же  ее  принципы 

построения, уточняются точки токоразделов. Вновь выполняются электрические расчеты с оценкой 

двух  режимов  электрической  сети  -  для  условий  годового  максимума  и  минимума  нагрузки  с 

составлением  нового  баланса  активной  и  реактивной  мощностей  в  нормальном  и  послеаварийном 

режимах.  По  результатам  электрических  расчетов  и  данных  полученных  техническим  аудитом, 

характеризующих  физическое  состояние  электротехнического  оборудования  сетей,  определяются 

объемы работ по его замене, по реконструкции и развитию электрических распределительных сетей, 

необходимых  для  приведения  их  к  состоянию,  при  котором  обеспечиваются  оптимальные 

электрические потери, а также адаптация сетей к растущим электрическим нагрузкам. 

С появлением в жилищном секторе современных многоэтажных зданий, удельное потребление 

на квартиру в которых превышает 20кВт, необходимо рассматривать вопрос электроснабжения этих 

зданий по схеме глубокого ввода, сводя тем самым к минимуму появление новых кабельных линий 

напряжением 0,38 кВ. 

При выполнении электрических расчетов с  учетом роста нагрузок необходимо рассматривать 

возможность перевода участков сети на более высокий класс напряжения. Особенно это касается зон 

комплексной  массовой  застройки.  Перевод  сети  на  более  высокий  класс  напряжения  должен 

рассматриваться  одновременно  с  режимами  работы  нейтрали  (глухозаземленная  или  эффективно 

заземленная  через  резистор),  с  такими  режимами  работы  нейтрали  имеют  меньшие  потери 

электроэнергии за счет  отсутствия дополнительного  оборудования, необходимого для компенсации 

больших емкостных токов. 

При  разработке  схем  развития  сетей  на  стадии  определения  баланса  активной  и  реактивной 

мощностей в  узлах распределения потоков на расчетный период  определяется  дефицит реактивной 

мощности.  На  основании  расчетных  данных  в  схеме  решаются  вопросы  необходимого  количества 

устройств компенсации реактивной мощности, а также места их размещения. Приоритетным является 

размещение  компенсирующих  устройств  непосредственно  у  потребителя,  так  как  это  коренным 

образом  влияет  на  потери  электроэнергии  в  сети  и  на  ее  качество  у  потребителя.  Батарея 

статистических  конденсаторов  в  данном  варианте  установки  является  одновременно  и  элементом 

регулирования напряжения [3]. 

Регулирование  напряжения  на  центрах  питания  должно  осуществляется  по  принципу 

встречного  регулирования.  На  протяженных  фидерах  -  в  целях  снижения  потерь  электроэнергии  и 

обеспечения  надлежащего  уровня  напряжения,  в  качестве  регуляторов  напряжения  необходимо 

устанавливать  конденсаторные  батареи  с  автоматическим  регулированием  или  вольтодобавочные 

трансформаторы, также с автоматическим регулированием напряжения. 

 

160 

Применение  современного  электротехнического  оборудования,  отвечающего  требованиям 

энергосбережения:  необходимо  заменять  силовые  трансформаторы  и  трансформаторы  собственных 

нужд  в  случае,  если  они  обладают  большими  потерями  электроэнергии  на  перемагничивание 

сердечников, на трансформаторы с меньшими потерями, а также токоограничивающие реакторы на 

современные  с  большими  индуктивными  сопротивлением  к  токам  К3  и  меньшими  потерями  в 

нормальном режиме. 

При  разработке  рабочих  проектов  на  реконструкцию  и  техническое  перевооружение  должно 

закладываться  оборудование,  отвечающее  требованиям  энергосбережения.  Применение 

трансформаторов с сердечниками из аморфной стали, также позволит снизить потери. 

Применение измерительных трансформаторов тока и напряжения с высоким классом точности 

и  замена  индукционных  счетчиков  на  электронные  позволит  получать  более  объективную 

информацию  о  потерях  в  электрических  распределительных  сетях,  снижая  тем  самым  величину 

коммерческих потерь электроэнергии. 

Применение  вольтодобавочных  трансформаторов  как  линейных  регуляторов  напряжения 

позволяет  не  только  снижать  потери  электроэнергии  в  сетях,  но  также  решает  вопрос  адаптации 

линий  электропередачи  к  изменению  электрических  нагрузок  в  строну  их  роста  -  обеспечит 

нормированный уровень напряжения у потребителя. 

Снижение расхода электроэнергии на «собственные нужды» электроустановок: применение для 

электрообогрева  зданий  и  сооружений  подстанций,  распределительных  пунктов  трансформаторных 

подстанций  и  т.д.  нагревательных  элементов  с  аккумуляторами  тепла,  позволяющих  использовать 

электроэнергию  на  обогрев  в  ночной  не  пиковый  период  графика  нагрузок  позволит  частично 

сократить потребление на собственные нужды на электросетевых объектах. 

Применение  для  освещения  зданий  и  территорий  люминесцентных  светильников  с 

максимальным использованием так называемого режима «дежурного света». 

Внедрение автоматизации и дистанционного управления электрическими распределительными 

сетями  напряжением  6-20  кВ  обеспечивает  своевременное  выявление  неблагоприятных  режимов 

работы  сети  и  оперативное  устранение  этих  режимов  в  неблагоприятных  ситуациях  графиков 

нагрузок,  позволяет  избегать  аварийных  ситуаций  массового  отключения  потребителей. 

Недопущение развития неблагоприятных режимов в электрических сетях в значительной мере влияет 

и на потери электроэнергии в сетях. 

Коммутационные аппараты выключатели, выключатели нагрузки должны применяться на базе 

вакуумных выключателей с программируемым микропроцессорным управлением, обеспечивающим 

функции АПВ, АВР, фиксацию изменения потоков мощности. 

К  приоритетным  мероприятиям  по  снижению  технических  потерь  электроэнергии  в 

распределительных электрических сетях 0,4-35 кВ относятся: 

 

использование 10 кВ в качестве основного напряжения распределительной сети; 

 

увеличение доли сетей напряжением 35 кВ; 

 

сокращение радиуса действия и строительство ВЛ 0,4 кВ в трехфазном исполнении по всей длине; 

 

применение самонесущих изолированных и защищенных проводов для ВЛ напряжением 0,4-10 кВ; 

 

использование максимального допустимого сечения провода в электрических сетях 0,4-10 кВ 

с целью адаптации их пропускной способности к росту нагрузок в течение всего срока службы; 

 

разработка  и  внедрение  нового  более  экономичного  электрооборудования,  в  частности, 

распределительных  трансформаторов  с  уменьшенными  активными  и  реактивными  потерями 

холостого хода, встроенных в КТП и ЗТП конденсаторных батарей; 

 

применение  столбовых  трансформаторов  малой  мощности  6-10/0,4  кВ  для  сокращения 

протяженности сетей 0,4 кВ и потерь электроэнергии в них; 

 

более  широкое  использование  устройств  автоматического  регулирования  напряжения  под 

нагрузкой,  вольтодобавочных  трансформаторов,  средств  местного  регулирования  напряжения  для 

повышения качества электроэнергии и снижения ее потерь; 

 

комплексная  автоматизация  и  телемеханизация  электрических  сетей,  применение 

коммутационных  аппаратов  нового  поколения,  средств  дистанционного  определения  мест 

повреждения  в  электрических  сетях  для  сокращения  длительности  неоптимальных    ремонтных  и 

послеаварийных режимов, поиска и ликвидации аварий; 

 

повышение достоверности измерений в электрических сетях на основе использования новых 

информационных технологий, автоматизации обработки телеметрической информации. 

Необходимо сформулировать новые подходы к выбору мероприятий по снижению технических 

потерь  и  оценке  их  сравнительной  эффективности  в  условиях  акционирования  энергетики,  когда 

 

161 

решения  по  вложению  средств  принимаются  уже  не  с  целью  достижения  максимума 

«народнохозяйственного  эффекта»,  а  получения  максимума  прибыли  данного  АО,  достижения 

запланированных уровней рентабельности производства, распределения электроэнергии и т.п. 

В  условиях  общего  спада  нагрузки  и  отсутствия  средств  на  развитие,  реконструкцию  и 

техперевооружение  электрических  сетей  становится  все  более  очевидным,  что  каждый  вложенный 

ресурс в совершенствование системы учета сегодня окупается значительно быстрее, чем затраты на 

повышение  пропускной  способности  сетей  и  даже  на  компенсацию  реактивной  мощности. 

Совершенствование  учета  электроэнергии  в  современных  условиях  позволяет  получить  прямой  и 

достаточно  быстрый  эффект.  В  частности,  по  оценкам  специалистов,  только  замена  старых, 

преимущественно  малоамперных  однофазных  счетчиков  класса  2,5  на  новые  класса  2,0  повышает 

собираемость средств за переданную потребителям электроэнергии на 10-20%.  

Решающее значение при выборе конкретных мероприятий по совершенствованию учета и мест 

их  внедрения  имеют  выполнение  расчетов  и  анализ  допустимых  и  фактических  небалансов 

электроэнергии на электростанциях, подстанциях и в электрических сетях в соответствии с Типовой 

инструкцией 



4.

 

 

ЛИТЕРАТУРА 

1.  Бохмат  И.С,  Воротницкий  В.Э., Татаринов Е.П. Снижение  коммерческих  потерь в  электроэнергетических 

системах. Электрические станции, 1998, №9. 

2.  Инструкция  по  снижению  технологического  расхода  электрической  энергии  на  передачу  по 

электрическим сетям энергосистем и энергообъединений. М.:1987.  

3.  Бекбаев  А.Б.,  Арынов  А.К.,  Кенжебеков  Д.А.  Анализ  методов  по  снижению  потерь  энергии  в 

электрических сетях / Тр.Mеждународной конференции «Высокие технологии – залог устойчивого развития». 

Алматы. 2011.с.339-343. 

4.  Типовая  инструкция  по  учету  электроэнергии  при  ее  производстве,  передаче  и  распределении.  М.: 

СПО ОРГРЭС, 1995. 

 

Арынов А.К., Токпеисова Г.Ш. 

Электр тораптардағы электр энергияның шығындарын төмендету жолдарын анықтау 

Түйіндеме:  Мақалада    электр  тораптардағы  электр  энергияның  шығындарын  төмендету  жолдары 

қарастырылған.  Ұсыныстар  кернеудің  әртүрлі  сатылы  электр  тораптардағы  электр  энергияның  шығындарын 

елеулі төмендетуге мүмкіншілік береді.  

Түйін сөздер: энергияның шығындары, төмендету, тәсіл, тарату тораптары, кернеу. 

 

Arynov A., Tokpeisova G. 

Research of ways of decrease in losses of the electric power in electric networks 

Resume: The main ways of decrease in losses of the electric power are shown in article in electric networks. 

Offered recommendations allow to reduce significantly electric power losses in electric networks at different steps of 

tension. 

Key words: distributive electric networks, energy losses, decrease, compensation.  

 

 

УДК 621.34.07 

 

Багдалов К.А., бакалавр, Байназарова Л.А. 

Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева,  

г.Алматы, Республика Казахстан  

bailaz@mail.ru  

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ МАССЫ ЖИДКОГО ПРОДУКТА ОДНОРОДНОЙ 

КОНСИСТЕНЦИИ (С 4 ОДНОТАКТНЫМИ МОДУЛЯМИ)

 

 

Аннотация. Статья относится к области автоматизации технологических процессов, а именно к технике 

дозирования  и  приготовления  жидких  продуктов  требуемой  консистенции,  используемых  в  ряде  отраслей 

народного хозяйства, в частности нефтеперерабатывающей, химической промышленности.  

Ключевые слова: автоматизации  технологических процессов дозирования материалов; вибромодуль.  

 

  Существует  ряд  устройств  для  дозирования  массы  жидкого  продукта  содержащее 

дозировочную  емкость  с  двумя  датчиками  уровня  и  сливным  патрубком,  на  котором  установлен 

регулирующий орган, последовательно соединенные индикатор, масштабный блок, блок сравнения и 

 

162 

исполнительный  механизм,  подключенный  выходом  к  входу  регулирующего  органа,  а  так  же 

задатчик  дозы,  подключенный  выходом  к  второму  входу  блоку  сравнения,  в  котором,  с  целью 

повышения  точности  за  счет  уменьшения  температурой  погрешности,  введены  два  согласующих 

элемента,  блок  деления,  источник  опорного  напряжения  и  расположенная  в  дозировочной  емкости 

контрольная  емкость  с  жидким  продуктом,  в  которой  установлен  один  из  датчиков  уровня, 

соединенный выходом и входом первого согласующего элемента, подключенного выходом к входу 

делителя блока деления, соединенного выходом с входом индикатора, а входом опорного сигнала – с 

первым  выходом  источника  опорного  напряжения,  второй  выход  которого  соединен  с  входом 

задатчика дозы. 

Недостатками  этого  устройства  являются:  ограниченные  возможности  по  параметрам 

приготовляемого  жидкого  продукта  требуемой  консистенции;  устаревшая  элементная  база 

информационно-измерительной системы.  

Задачей данной работы является приготовление жидкого продукта требуемой консистенции и 

увеличение точности контроля параметров жидкого продукта.  

Техническим результатом данной работы является расширение функциональных возможностей 

и улучшение качества приготовляемого жидкого продукта требуемой консистенции. 

Технический результат достигается за счет ведения: вибромодулей позволяющих осуществлять 

процесс  перемешивания  и  приготовления  жидкого  продукта  требуемой  консистенции,  а  введение 

дополнительного  измерительного  канала  по  частоте  колебаний  рабочего  органа  вибромодуля 

позволяет  осуществлять  процесс  контроля  за  параметром  плотности,  приготовляемого  жидкого 

продукта требуемой консистенции. 

Схема  рисунка  1  сосоит  1  –  дозировочная  емкость  высотой  Н

1

  и  площадью  горизонтального 

(поперечного) сечения S

1

 с неизвестной массы жидким продуктом, 2 – дополнительная контрольная 

емкость  высотой  Н

2

  и  площадью  горизонтального  (поперечного)  сечения  S

2

,  3  –  приготовляемый 

жидкий  продукт,  4  –  электромагнит  с  якорем  вибромодуля,  5,  6  –  пусковые  конденсаторы  в  цепи 

питания  вибромодуля,  7,  8  –  датчики  уровня,  9,10  –  датчики  частоты,  11  –  информационно-

измерительная система, 12 – исполнительный механизм, 13 – регулирующий орган исполнительного 

механизма.  

Комплекс работает следующим образом. 

Факт наличия жидкости в емкостях 1 и 4 контролируют датчики 7 и 8 уровня жидкости. При 

наличии  достаточного  уровня  жидкости  в  обеих  емкостях,  информационно-измерительная  система 

замыкает  цепь  питания  вибромодулей  и  начинается  интенсивный  процесс  перемешивания  с  целью 

доведения жидкости до однородной консистенции. 

Факт достижения однородной консистенции контролирует датчики 9 и 10. при этом равенство 

частот  колебаний  всех  рабочих  органов  соответствует  достижению  однородной  консистенции 

жидкого продукта, так как параметр частоты колебаний рабочего органа пропорционален параметру 

плотности. Информационно-измерительная система по информации, поступающей с датчиков 7, 8, 9 

и  10  в  зависимости  от  степени  выполнения  поставленной  задачи  вырабатывает  соответствующие 

функции  управления  для  исполнительных  механизмов,  то  есть  размыкается  цепь  питания 

вибромодулей, что соответствует функции разрешения процессу дозирования гомогенизированного 

жидкого продукта.  

Комплекс  для  дозирования  массы  жидкого  продукта,  содержащий  дозировочную  емкость  со 

сливным  патрубком,  на  котором  установлен  регулирующий  орган  и  расположенную  в  ней 

контрольную  емкость с жидким продуктом, снабженные датчиками уровня отличающийся тем, что 

по  п.  1  дополнительно  введены  два  одинаковых  вибромодуля,  каждый  из  которых  содержит  пару 

идентичных  исполнительных  модуля,  обмотки  электромагнитов  которых  включены  между  собой 

параллельно  через  собственные  конденсаторы  в  цепь  питания  перменного  тока,  при  этом  один  из 

исполнительных  модулей  помещен  в  контрольную  емкость,  а  остальные  размещены  в  основной 

емкости,  по  п.  2  два  датчика  частоты  и  информационно-измерительная  система  на  цифровой 

элементной базе с измерительными каналами по частоте и уровню.  

  Изобретение  относится  к  автоматизации    технологических  процессов  дозирования 

материалов,  в  частности  к  технике  дозирования  жидких  продуктов  требуемой  консистенции, 

используемых  в  ряде  отраслей  народного  хозяйства,  в  частности  в  нефтеперерабатывающей, 

химической промышленности и т.д. 

 

 

 

163 

 

жүктеу/скачать 37,51 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: