
- •«Энергосбережение в системах электроснабжения и электропотребления».
- •Основные направления применения электродвигателей.
- •Основные преимущества клл перед лн:
- •Отметим некоторые недостатки клл:
- •Основные направления снижения электропотребления в осветительных установках:
- •Нормально допустимые и предельно допустимые отклонения основных параметров сети напряжением до 1000 в:
Государственное бюджетное учреждение Свердловской области
Институт энергосбережения
«Энергосбережение в системах электроснабжения и электропотребления».
Шипицин Иван
Владимирович
2014г.
Основные направления потребления
электроэнергии
Электродвигатели
Электротермическое оборудование
Сварочное оборудование
Холодильное оборудование
Освещение
Рассмотрим один из основных потребителей электроэнергии. Громадная доля электроэнергии, потребляется электроприводами, в развитых странах от 60 до 65%. Электроприводом осуществляются практически все технологические процессы, связанные с движением, что делает особенно актуальной проблему энергосбережения в электроприводе и средства электропривода. В мировой практике к настоящему времени сформировалось несколько основных направлений, по которым интенсивно ведутся исследования, разработки, осуществляются крупные промышленные проекты.
В нерегулируемом электроприводе, реализованном на основе асинхронных электродвигателей с к.з. ротором, много внимания уделяется так называемым энергоэффективным двигателям, в которых за счет увеличения массы активных материалов, их качества, а также за счет специальных приемов проектирования удается поднять на 1–2% (мощные двигатели) или на 4-5% (небольшие двигатели) номинальный КПД, при некотором увеличении цены двигателя.
Этот подход может приносить пользу, если технологический процесс действительно не требует регулирования скорости, если нагрузка меняется мало и если двигатель правильно выбран. Во всех других случаях использование более дорогих энергоэффективных двигателей может оказаться нецелесообразным.
Правильный выбор двигателя для конкретного технологического процесса – один из важнейших путей энергосбережения.
Основные направления применения электродвигателей.
Технологическое оборудование (прокатные станы, металлорежущие станки, прессы и т.п.)
Турбомеханизмы (насосы, вентиляторы, воздуходувки и т.п.)
Компрессоры
Подъёмно–транспортное оборудование (подъёмные краны, лифты, транспортёры и т.п.)
В европейской практике принято считать, что средняя загрузка двигателей составляет 0,6, тогда как в нашей стране, где до недавнего времени не было принято экономить ресурсы, этот коэффициент составляет 0,3 – 0,4, т.е. привод работает с КПД значительно ниже номинального. Необходимо подчеркнуть, что работа с недогрузкой приводит к заметному снижению КПД, поэтому неоправданное завышение мощности двигателя «на всякий случай» – вредно. Так же вредны неудачно организованные циклы, когда холостой ход занимает в цикле большое место. Завышенная «на всякий случай» мощность двигателя часто приводит к незаметным на первый взгляд, но очень существенным отрицательным последствиям в обслуживаемой электроприводом технологической сфере, – например, к излишнему напору в гидравлических сетях, связанному с ростом потерь и снижением надежности и т.п. На графике мы можем увидеть зависимость К.П.Д. ( η) и cosφ двигателя от степени его загрузки.
Зависимость К.П.Д. ( η) и cosφ двигателя от степени его
загрузки
Основной путь энергосбережения средствами электропривода – подача конечному потребителю – технологической машине – необходимой в каждый момент мощности. Это может быть достигнуто посредством управления координатами электропривода, т.е. за счет перехода от нерегулируемого электропривода к регулируемому.
Выбор рациональных в конкретных условиях типов электропривода и способов управления, обеспечивающих минимизацию потерь в силовом канале, – важный элемент в общей проблеме энергосбережения.
Ожидается, что переход от нерегулируемого электропривода к регулируемому в технологиях, где это требуется, может сэкономить до 25-30% электроэнергии. В одной из технологий – в водо- воздухоснабжении – переход к регулируемому электроприводу, как показал опыт, экономит около 50% электроэнергии, до 25% воды и до 10% тепла.
Рассмотрим более подробно нерегулируемый электропривод, до настоящего времени более 90% всех промышленных электроприводов составляет асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.
Типичная схема трехфазного тиристорного регулятора (преобразователя) напряжения ТПН, включаемого между сетью переменного тока и нагрузкой (АД), представлена на рис. 4.25,а. Три пары встречно-параллельно включенных тиристоров управляются блоком управления БУ, представляющим собой любое устройство типа СИФУ (схема импульсно-фазового управления). СИФУ подает на тиристоры открывающие импульсы в моменты, сдвинутые на изменяемый угол a относительно момента естественной коммутации, благодаря чему напряжение меняется от U = Uн (a = 0) теоретически до 0 (a = 180°)Регуляторы напряжения, отличающиеся предельной простотой, доступностью элементной базы (тиристоры), малыми габаритами, высокой надежностью и низкой стоимостью, давно используются в мировой практике в качестве регуляторов скорости маломощных, обычно однофазных двигателей (доли кВт) и в качестве устройств плавного пуска трехфазных двигателей значительной (десятки – сотни кВт) мощности. Они же могут использоваться и для управления напряжением в целях энергосбережения при w » const, но сильно меняющейся нагрузке. Как подчеркивалось ранее, эти устройства не должны применяться для регулирования скорости сколько-нибудь мощных АД, приводящих во вращение насосы, вентиляторы и другие машины, работающие в продолжительном режиме.
управляемый выпрямитель В – шины постоянного тока - конденсатор LC-фильтра – автономный инвертор напряжения И с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) – асинхронный двигатель АД, к которому приложено переменное 3-фазное напряжение с регулируемой частотой f = var и амплитудой U = var ; управление инвертором осуществляется блоком управления БУ.(в нашем случае ДТ- датчик тока подающий сигнал на РТ- регулятор тока)
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ
ПЕЧИ Печи сопротивления:
низко–и среднетемпературные(до 5000квт);
высокотемпературные (p=10÷1000квт);
электрованны (p=20÷400квт);
методические (до 400квт);
плавильные (p=40÷400квт);
Дуговые печи сопротивления Дуговые печи Индукционные печи
Электронно-лучевые установки
№п/п |
Тип лампы |
Мощность Вт |
Световая эффективн., лм/Вт |
Срок службы, час |
1 |
Накаливания(ЛН) |
15-1000 |
18-22 |
1000 |
2 |
Галогенные накаливания(КГ) |
150-1500 |
18-22 |
2000-3000 |
3 |
Ртутные(типа ДРЛ) |
50-1000 |
45-55 |
до 15000 |
4 |
Компактные люминесцентные (КЛЛ) |
5-30 |
50-60 |
15000 |
5 |
Линейные люминесцентные |
18-80 |
60-80 |
до 12000 |
6 |
Металлогалогенные (типа ДРИ) |
175-3500 |
70-100 |
3000-10000 |
7 |
Натриевые (типа ДНаТ) |
70-400 |
90-130 |
до 15000 |
8 |
Светодиодные |
1-120 |
до 170 |
100000 |
В России на нужды освещения расходуется около 14% вырабатываемой электроэнергии (в США -20%). Из-за большого применения ламп накаливания в жилье мы расходуем на выработку одного люмена света в 1,3-1,5 раза больше электроэнергии, а наше население получает в 3,5 -4,0 раза меньше света, чем в США.