Тогда суммарные активные потери электроэнергии

Суммарные реактивные потери электроэнергии определяются по реактивным потерям мощности с учетом времени потерь и времени включения трансформатора:

Потери мощности и электроэнергии в реакторах.

Потери активной мощности в реакторах:

где k_З = I/Iном — отношение действительного тока, протекающего через реактор, к номинальному току реактора; Рном.ф — потери активной мощности в одной фазе реактора при номинальной нагрузке (даются в каталогах для определенного типа реактора). Потери реактивной мощности: ,

где ном.ф - потери реактивной мощности в одной фазе реактора при номинальной нагрузке (даются в каталоге для определенного типа реактора).

Потери активной и реактивной электроэнергии в трех фазах

реактора: ,где Твкл — время включения реактора.

Способы снижения активных нагрузок потребителей

Общая нагрузка потребителей складывается из мощности его

активных и реактивных нагрузок.Снижение потребления электроэнергии является одним из важных показателей производственной деятельности предприятия. Основной способ снижения потребления электроэнергии — ее экономия за счет уменьшения потерь электроэнергии в системе электроснабжения предприятия (в трансформаторах, реакторах, линиях), также за счет рационализации и усовершенствования технологического процесса потребления электроэнергии электродвигателями, электротермическими установками, преобразовательными и распределительными установками и др.

Потери электрической энергии в трансформаторах. Они составляют значительную величину, и их необходимо понижать до возможного минимума путем правильного выбора мощности и числа трансформаторов, рационального режима их работы, исключением х.х. при малых загрузках. Число одновременно работающих трансформаторов определяет дежурный персонал в зависимости от нагрузки из условий минимальных потерь электрической энергии в трансформаторах.

Потери электрической энергии в линии. Они зависят от сопротивления линии, квадрата тока и времени потерь. Для снижения сопротивления линии при наличии парных линий их включают параллельно. Применение повышенных напряжений 20 кВ и 660 В для сетей промышленных предприятий также значительно сокращает потери электроэнергии в питающих и распределительных сетях промышленных предприятий.

При выборе схем внешнего и внутреннего электроснабжения следует сравнивать варианты, при которых на линиях отсутствуют реакторы, или варианты, при которых потери в установленных реакторах минимальны.

Потери электрической энергии в шинопроводах. Эти потери в значительной степени определяются активным сопротивлением, которое обычно больше их омического сопротивления в 2—4 раза из-за поверхностного эффекта и дополнительных потерь в крепящих строительных конструкциях (железобетоне, головках и фланцах изоляторов), а также диэлектрических потерь в кабелях и др.

Потери в шинопроводах можно снизить за счет уменьшения активного и частично индуктивного сопротивления, вызываемого «эффектом близости шинопроводов». Это достигается соответствующим расположением шин и конфигурацией шинного пакета (2—4 полосы в пакете), применением спаренных фаз или бифиляра и др.

Потери в шинопроводах можно также снизить за счет правильного выбора экономической плотности тока. Особенно важно это учитывать в электролизных установках с большими токами.

Регулирование графиков нагрузки. Следует стремиться к получению равномерного графика нагрузки, чтобы повысить использование оборудования и снизить потери электроэнергии. Снижение значения суммарного максимума нагрузки дозволяет при неизменной установленной мощности трансформаторов обеспечить питание большего числа потребителей. Снижение значения суммарного максимума и выравнивание графика могут быть достигнуты (по договоренности с энергосистемой) смещением времени начала работы предприятий и обеденных перерывов цехов, а также установлением часов работы односменных цехов.

Для выравнивания графика нагрузки потребителя особо важным является установление рационального режима работы энергоемкого электрооборудования. С целью максимальной экономии электроэнергии для таких электроприемников необходимо установить, какой режим является более экономным — полное отключение с дополнительными расходами для его пуска или их оставление в работе с дополнительными потерями на х.х.

Снижение потерь и экономия электрической энергии усовершенствованием технологического процесса.

Наибольшее количество эл.энергии расходуется на электроприводы различных механизмов. Многие станки работающие с продолжительными периодами Х.Х. имеют низкий КПД. цикла (10 – 15%). Вследствие такой недогрузки станков понижаются КПД и двигателей. Это приводит к увеличению потребляемого тока и потерь в сети электроснабжения. Уменьшить расход эл.энергии и повысить можно путём выбора метода обработки и характера технологического процесса.

Коэффициент загрузки приводов станков можно увеличить путём замены недогруженного электродвигателя электродвигателем меньшей мощности.

Способы снижения активных нагрузок потребителей

Снижение реактивных нагрузок потребителей может осуществляться выполнением мероприятий не требующих установки компенсирующих устройств , снижающих реактивную мощность, установкой компенсирующих устройств для частичной или полной компенсации реактивной мощности.

Снижение потребления реактивной мощности без применения компенсирующих устройств. Мероприятия:

1) упорядочение технологического процесса, ведущее к улучшению энергетического режима оборудования, а следовательно, и к повышению коэффициента мощности.

2) переключение статорных обмоток асинхронных двигателей напряжением до 1000 В с треугольника на звезду если их загрузка составляет менее 40%;

3) устранение режима работы асинхронных двигателей без нагрузки (х.х.) путем установки ограничителей х.х., когда продолжительность межоперационного периода превышает 10 мин;

4) замена, перестановка и отключение трансформаторов, загружаемых в среднем менее чем на 30% от их номинальной мощности;

5) замена малозагруженных двигателей двигателями меньшей мощности при условии, что изъятие избыточной мощности влечет за собой уменьшение суммарных потерь активной энергии в энергосистеме и двигателе;

6) замена асинхронных двигателей синхронными двигателями

той же мощности, где это возможно по технико-экономическим соображениям;

7) применение синхронных двигателей для всех новых установок электропривода, где это приемлемо по технико-экономическим соображениям;

8) регулирование напряжения, подводимого к электродвигателю при тиристорном управлении;

9) повышение качества ремонта двигателей с сохранением их номинальных данных.

Снижение потребления реактивной мощности компенсирующими устройствами.

Основные принципы компенсации реактивной мощности:

1) Выбор типа, мощности, места, установки и режима работы компенсирующих устройств должен обеспечивать наибольшую экономичность при соблюдении всех технических требований.

2) Компенсирующие устройства выбираются одновременно со всеми элементами питающих и распределительных сетей.

3) Выполнение технических требований должно обеспечивать:

допустимые режимы напряжений в питающих и распределительной сетях; допустимые токовые нагрузки всех элементов сетей; режимы работы источников реактивной мощности в заданных пределах; необходимый резерв реактивной мощности в узлах сети; статическую устойчивость работы сетей и электроприемников.

4) Критерием экономичности является минимум приведенных затрат, при определении которых следует учитывать: затраты на установку компенсирующие устройств и дополнительного оборудования — коммутационных аппаратов, устройств регулирования и т.п.; снижение стоимости трансформаторных подстанции и стоимости сооружения питающей и распределительной сетей, обусловленное снижением токовых нагрузок; снижение потерь электроэнергии в питающей и распределительной сетях; снижение установленной мощности электростанции, обусловленное уменьшением потерь активной мощности.

5) Источники реактивной мощности: генераторы электростанций синхронные двигатели; воздушные и кабельные линии электрических сетей; дополнительно устанавливаемые компенсирующие устройства — синхронные компенсаторы, батареи конденсаторов поперечного включения, вентилъные установки специального назначения

6) Наибольший экономический эффект достигается при размещении средств компенсации в непосредственной близости от потребляющих реактивную мощность электроприемников.

Передача реактивной мощности из сети напряжением 6—35 кВ в сеть до 1000 В экономически невыгодна, если требует увеличения числа цеховых трансформаторов. Для электроустановок небольшой мощности, присоединяемых к сетям 6—10 кВ, экономически оправдана компенсация реактивной мощности на стороне высокоro напряжения (до 1000 В).

7) Нерегулируемые конденсаторные установки в сетях до 1000 В должны размещаться в цехах у групповых распределительных пунктов если окружающая среда допускает такую установку. Место установки регулируемых конденсаторных установок в сетях до 1000 В должно определяться с учетом требований регулирования напряжения в сети или регулирования реактивной мощности. Установка конденсаторных батарей на стороне 6—10 кВ цеховых подстанций не рекомендуется. Индивидуальная компенсация может быть целесообразна лишь у мощных электроприемииков с низким cos и большим числом переключений.