30. Экономия электроэнергии на предприятии

Экономия может быть получена за счет уменьшения потребления ее приемниками (двигателями, печами, преобразователями, и т.д.), а также уменьшение потерь электроэнергии в различных элементах ее энергосистемы. При передаче от источника питания до приемников теряется около 15% электроэнергии.

Экономия электроэнергии в трансформаторах

В трансформаторах размер потерь должен быть доведен до минимума путем правильного выбора числа и мощности трансформатора, а также рационального режима его работы. Ограничение ХХ можно добиться и в сварочных установках и электропечных установках. Работа трансформатора в режиме ХХ или близкой к нему вызывает излишние потери не только в самом трансформаторе, но и во всей системе питания из-за низкого коэффициента мощности.

Экономия электроэнергии в линиях

Зависят от значений сопротивлений и токов, пропускаемых через эту линию. Для уменьшения потерь электроэнергии возможен только 1 путь – уменьшение протекающего через ее тока. Уменьшить значение тока возможно использованием в работе значительного количества резервных линий, а при наличии параллельных линий желательно их обоюдное включение. При проектировании СЭС необходимо принимать тот вариант, при котором отсутствуют все возможные реакторы, т.к. они являются дополнительными потребителями энергии.

Экономия электроэнергии в трехфазных сетях

В сетях напряжением до 1 кВ с неравномерно распределенной нагрузкой потери электроэнергии значительно больше, чем при симметричной нагрузке. Равномерность загрузки всех фаз должна быть обеспечена за счет правильного распределения 1-и 2-хфазной нагрузок по фазам. Вторым способом для уменьшения асимметрии является установка так называемых нейтраллеров на выводах и заземление металлических оболочек кабеля. Экономическая целесообразность данного мероприятия определяется соотношением между затратами на установку и стоимостью сэкономленной электроэнергии.

Экономия за счет применения повышенных напряжений

Установка понижающих трансформаторов с высшим напряжением 110, 35, 10 кВ вблизи самого приемника и сокращение протяженности цеховых сетей напряжением 230-660 В дают значительную экономию электроэнергии, однако, чем выше напряжение питающих линий, тем дороже электрооборудование.

Экономия за счет изменения шага шкалы мощности

Для уменьшения потерь ХХ, а также для приближения коэффициента загрузки к идеальному, требуется изменить шаг мощности трансформатора с номинала 1,6 до номинала 1,35.

Экономия за счет рекуперации

Способом рекуперации экономится до 5% потребляемой мощности. В данный метод заложены принципы использования технологического оборудования для выработки и трансформации ее в сеть. Выработка может осуществляться за счет использования синхронных электродвигателей (режим ХХ), а также использование генераторов ТЭЦ, во время которых покрываются полные расходы на использование электрической энергии от системы.

31. Компенсация реактивной мощности. Способы уменьшения потребления. Выбор и расчет ку

Вопрос о компенсации реактивной мощности включает в выбор целесообразных источников, расчет и регулирование их мощности, а также размещение источников в системе электроснабжения.

В качестве КУ на крупных предприятиях используют СД, работающие в режиме ХХ, на более мелких предприятиях используют КУ в виде батарей, т.е., набором нескольких конденсаторов.

Для компенсации реактивной мощности и обеспечения требуемого качества электроэнергии при резкопеременной нагрузке, а также наличии несимметрии и несинусоидальности формы кривых тока и напряжения применяют специальные фильтр-компенсирующие устройства (ФКУ) и фильтр-симметрирующие устройства (ФСУ).

Реактивная составляющая, находящаяся в сети, составляет малую часть полной мощности, поэтому компенсация реактивной мощности во многих случаях экономически целесообразна в том случае, когда потребление данной мощности составляет 60-70% полной мощности. В остальных случаях это нецелесообразно по следующим причинам:

1. при передаче значительной реактивной мощности возникают дополнительные потери активной мощности и энергии практически во всех элементах энергосистемы, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью. Так, при передаче активной мощности (Р) и реактивной (Q) через элемент энергосистемы с некоторым сопротивлением (R), потери активной мощности составят: . Дополнительные потери активной мощности, вызванные протеканием реактивной мощности, пропорциональны ее квадрату, поэтому во многих случаях передача значительной реактивной мощности от генератора к потребителям нецелесообразно даже несмотря на низкие удельные затраты, связанные с ее компенсацией.

2. возникают дополнительные потери напряжения, которые особенно существенны в сетях районного значений. Например, при передаче мощности активной и реактивной через элемент системы с некоторым активным сопротивлением R, а также реактивным X, потери напряжения составляют: , где- потери напряжения, обусловленные активной и реактивной мощностями. С влиянием реактивной мощности, передаваемой по элементам сети, на напряжение, связано понятие баланса реактивной мощности, под которым понимают равенство генерируемой и потребляемой мощности при допустимых отклонениях напряжения у приемников электроэнергии.

3. загрузка реактивной мощностью систем промышленного электроснабжения, а также трансформаторов, уменьшает их пропускную способность и требуют значительного увеличения сечения проводников ВЛ и КЛ, увеличения номинальной мощности и числа трансформаторов главных понизительных подстанций.

На предприятиях уменьшение потребляемой реактивной мощности из сети достигается улучшением режима работы приемника, применением двигателей долее совершенной конструкции, устранением их недогрузки, а также за счет установки специальных КУ.

Т.к. основными потребителями являются асинхронные двигатели, трансформаторы и преобразователи, в этом случае производят следующее:

1. замена малозагруженных двигателей двигателями меньшей мощности

2. понижение напряжения у двигателей, систематически работающих с малой загрузкой

3. ограничение ХХ двигателей и сварочных трансформаторов

4. применение синхронных двигателей вместо асинхронных

5. применение синхронизированных АД

6. применение наиболее целесообразных силовых схем и системы управления преобразователей.

Продольная компенсация осуществляется путем установки КУ непосредственно перед потребителем. Поперечная компенсация осуществляется с помощью установки конденсаторной батареи на шинах ГПП (10 кВ), или на шинах цеховой ТП (0,4-0,66 кВ).

Расчет КУ

Наибольшая реактивная мощность, которая может быть передана из сети высокого напряжения в сеть низкого напряжения Q_в-н без превышения предусмотренного значения коэффициента загрузки определяется по формуле , где = 0,93 для нагрузок 2-й и 3-й категорий, или 0,7 для нагрузок 1-й категории.

Если расчетная реактивная нагрузка сети НН равна Q_рн, а допустимый переток реактивной мощности с шин 6-20 кВ в сеть НН равен Q_в-н, то от источников реактивной мощности низкого напряжения - синхронных двигателей и конденсаторов необходимо обеспечить получение реактивной мощности Q_кн=Q_рн-Q_в-н. Значение мощности Q_кн уточняется при выборе стандартных комплектных конденсаторных батарей.