Исследование возможности снижения потерь в силовых трансформаторах путем воздействия на процессы в магнитопроводе
ЕВДОКИМОВ В.А., КГЭУ, г. Казань
Науч. рук. канд. техн. наук, доцент МУЛЮКИН К.Н.
Целью исследования является обоснование способа построения модели магнитопровода трансформатора с улучшенными техническими характеристиками. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
– провести анализ современного состояния теоретических и практических положений, связанных с проектированием и методикой исследования магнитопровода;
– определить условия, при которых потери в магнитопроводе минимальны.
Основной тенденцией потребления электроэнергии практически во всех сферах экономики является его непрерывный рост. В этих условиях задача снижения потерь электроэнергии при ее передаче и использовании становится актуальной как с точки зрения экономической выгоды за счет снижения затрат, так и в плане обеспечения устойчивого энергоснабжения.
Силовой трансформатор занимает важное место в системе передачи и распределения электроэнергии. Потери энергии в силовых трансформаторах составляют от 30 до 50 % общих потерь при передаче электроэнергии на напряжении 0,4 – 6 (10) кВ.
При рассмотрении принципа работы трансформатора всегда предполагается, что ток во вторичной обмотке находится в противофазе по отношению к току в первичной обмотке, вследствие чего намагничивающие силы первичной и вторичной обмоток взаимно компенсируются, и таким образом происходит отбор мощности из первичной во вторичную обмотку. Но такое заключение справедливо только для индуктивной нагрузки, реальная же нагрузка имеет существенную активную составляющую, в связи с чем возникает угол рассогласования между противофазными значениями указанных токов. Таким образом, снижения потерь в трансформаторе можно добиться, обеспечив противофазность токов в первичной и вторичной обмотках.
Ликвидация угла φ за счет фазосдвигающих устройств дает возможность снижения потерь в магнитопроводе трансформатора, что является существенным резервом в вопросе экономии электроэнергии при ее передаче и потреблении.
УДК 621
Повышение энергоэффективности систем электроснабжения промышленных предприятий
ЖУРКИН М.В., ШЕВЧЕНКО Н.Ю., КТИ (ф) ВолгГТУ, г. Камышин
Науч. рук. канд. техн. наук, доцент ШЕВЧЕНКО Н.Ю.
Одним из способов повышения эффективности системы электроснабжения промышленного предприятия является энергосбережение.
Цель работы: разработать мероприятия по повышению энергоэффективности системы электроснабжения проектируемого машиностроительного завода и определить экономический эффект от внедрения данных мероприятий.
В
качестве энергетической эффективности
Кэф
примем характеристику, отражающую
отношение полезного эффекта от внедрения
энергосберегающих мероприятий (∆Эгод
–
экономия на потерях э/энергии, руб./год)
к затратам З, произведенным в целях
получения такого эффекта:
Для повышения энергоэффективности системы электроснабжения промышленного предприятия рассмотрены следующие мероприятия.
1. Замена трансформаторов типа ТМ на современные энергоэффективные трансформаторы типа ТМГ12-ЭФ Минского ЭТЗ им. В.И. Козлова.
При замене 20 ТМ-1000/10/0,4 и 26 ТМ-630/10/0,4 годовая экономия электроэнергии на заводе в денежном выражении составила 2,85 млн руб./ год. Энергетическая эффективность составила Кэф = 1,7.
2. Замена кабеля с бумажной изоляцией ААБл-10 на кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвБП-10. Поскольку кабели с бумажной изоляцией имеют более низкую максимальную рабочую температуру, чем кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, они имеют меньшую пропускную способность. Первоначальная стоимость кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена выше, однако характеристики таких кабелей в течение всего жизненного цикла кабеля лучше, чем у кабелей с БПИ такого же сечения. Экономический эффект от замены кабеля составил 1 млн руб.
3. Применение частотно-регулируемых приводов для управления электродвигателем, что обеспечивает оптимизацию режимов работы оборудования за счет управления моментом, скоростью вращения, режимами пуска и останова двигателя. В результате применения таких приводов получаем снижение расходов на электроэнергию от 20 до 60 %; снижение износа механических элементов оборудования и расходов на обслуживание; защиту оборудования от повреждений в момент пуска или останова; обеспечение постоянства эксплуатационных характеристик механизмов; плавное регулирование производительности механизмов для поддержания технологических процессов на оптимальном уровне; обеспечение возможности реализации сложных алгоритмов управления, в том числе с обратной связью; обеспечение расширенного набора защит и мониторинг параметров двигателя.
Величина экономического эффекта от применения преобразователя частоты Lenze SMD ESMD223L4TXA на насосном агрегате мощностью 22 кВт при стоимости 1 кВт ∙ ч = 4,3 руб. составила 119,8 тыс. руб.
4. Использование установок компенсации реактивной мощности (УКРМ), что позволяет разгрузить питающие линии, силовые трансформаторы и распределительные устройства; улучшить качество электроэнергии в сети; снизить расходы на оплату электроэнергии и общие затраты на энергопотребление; подключить дополнительную активную нагрузку без увеличения мощности силового трансформатора и без увеличения сечения питающего кабеля; увеличить срок службы электрооборудования; автоматически отслеживать изменения нагрузки и компенсации реактивной мощности. Экономический эффект от использования УКРМ выражается в значительной экономии энергоресурсов предприятиями, снижении расходов на ремонты и аварии, а также в прямой выгоде в виде снижения платы за потребляемую электроэнергию.
5. Переход от традиционных источников света на светодиодное освещение. Экономический эффект от внедрения мероприятия только в одном ремонтном цехе составил 856,920 тыс. руб.
6. Применение автоматизированных систем контроля и учета энергоносителей (АСКУЭ) на предприятии, что дает возможность воспользоваться дифференцированными тарифами на электроэнергию и позволяет спланировать производство таким образом, чтобы максимально перевести деятельность энергоемких операций на время действия льготных тарифов.
7. В цехах при использовании смешанных схем электроснабжения становится экономически выгодным применение шинопроводов вместо кабелей за счет снижения потерь электрической энергии.
УДК 621.548