Глава 3 Экономическая часть Расчет себестоимости опытного образца микропроцессорного контроллера – компенсатора реактивной мощности и прогнозная оценка снижения себестоимости на стадии освоения.

Разработал Смирнов С.А.

Руководитель Лукичева Л.И.

Введение.

В процессе создания изделий электронной техники технические вопросы тесно связаны с экономическими.

В настоящее время огромную роль играет конкурентоспособность разрабатываемых систем и устройств. Одним из условий высокой конкурентоспособности изделия является низкая себестоимость его производства.

На современном уровне интенсивного развития промышленной электроэнергетики, значительного увеличе­ния протяженности электросетей, при массовом внедрении автоматических и полуавтоматических поточных линий, применении сложной преобразовательной техники усложнились режимы работы электроприемников, изменился ха­рактер их нагрузок, большинство из которых стали иметь переменный и резкопеременный характер во времени. При наличии таких графиков электрических нагрузок реактивная мощность электроприемников в течение суток может иметь большие пре­делы изменения .

В настоящее время потребление электроэнергии харак­теризуется повышенным отношением реактивной мощности к активной. Значения tg  на уровне 0,7—0,9 характерны для многих энергосистем, т. е. источники электрической энергии генерируют в режимах больших нагрузок реактивную мощность, со­ставляющую от 70 до 90 % производимой в это время ак­тивной мощности .

В этих условиях сама по себе компенсация реактивной мощности не может обеспечить эффективное повышение экономичности работы электроустановок, а в ряде случаев приводит к значительному ущербу, связанному с нехваткой или избытком реактивной мощности в энергосистеме, с возникновением излишних потерь активной мощности в режимах перекомпенсации, со значи­тельным ростом напряжения в этих режимах и т. д.

При дефиците реактивной мощности в энергосистеме за счет повышенно­го ее потребления электроприемниками ухудшается про­пускная способность распределительных электросетей пред­приятия вследствие возрастания тока I. Данное обстоятельство, снижая cos  электроустановок, приводит к удорожанию их стоимости и повышенному расходу цветного металла.

Включение компенсирующих устройств, например кон­денсаторных установок (Оку), позволяет снизить эти потери мощности. Однако в часы минимума (или полного отсутствия) на­грузки электроприемников при наличии нерегулируемых КУ создаются излишние потери активной мощности.

Общие дополнительные затраты предприятия при наличии нерегулируемых и круглосуточно ра­ботающих КУ состоят из следующих компонентов:

• затрат от возникновения излишних потерь активной мощности и энергии;

• затраты связанные с ущербом от фор­сированного износа и старения изоляции обмоток электро­двигателей при повышенном напряжении, сокращением срока службы ламп накаливания и тепло- электронагревательных приборов, уменьшением срока службы самих КУ.

Помимо асинхронных двигателей, ламп и приборов с нитями накала и кон­денсаторов чувствительны к изменению напряжения и дру­гие виды электроприемников. Так, снижение напряжения на 5 % приводит к снижению производительности электро­печей на 2,4—5,4%, а при снижении напряжения на 10% их производительность уменьшается на 9—17%. При производстве сварочных работ в процессе снижения уров­ня напряжения снижается качество сварки; в процессах производства электролиза алюминия снижение напряжения на 5 % уменьшает производительность электролизных ванн на 6,1 %, а при его повышении на 5% сверх номи­нального приводит к недопустимому перегреву ванн. Снижение напряжения на 1 % в осветительной сети умень­шает световой поток на 3—4 % у ламп накаливания и на 1,5 % у люминесцентных ламп.

Повышение напряжения на зажимах синхронных двига­телей (СД) вызывает резкое снижение его мощности вслед­ствие возрастания реактивной составляющей тока холосто­го хода СД. Например, при загрузке двигателя 80 % номи­нальной мощности и повышении напряжения на зажимах СД от 0,95 до 1,05 номинального значения располагаемая реактивная мощность двигателя уменьшается для основной массы СД на 25—35%.

Этих потерь можно избежать при использовании автоматического контроллера - компенсатора реактивной мощности, который при необходимости отключает конденсаторные батареи от электросети.

Положительное решение проблемы компенсации реактивной мощности позволит ком­плексно решать вопросы экономии электроэнергии за счет снижения потерь активной мощности и регулирования напряжения в местных распределительных электросетях.