Задачей данного раздела дипломного проекта является технико - экономическое обоснование необходимости затрат на внедрение контроллера - компенсатора реактивной мощности электрических сетей промышленных предприятий.

1. Задачи организационно-экономического раздела

Определение «автоматизированная система» охватывает все типы систем, в которых функционирование системы осуществляется в результате согласованного взаимодействия человека — специалиста в заданной области и соответствующего комплекса средств автоматизации его труда на базе ЭВМ. Для всех систем данного класса характерно включение человека в состав системы при научно-обоснованном распределении функций между ним и комплексом средств автоматизации (КСА). Такое распределение предполагает выполнение человеком более свойственных ему функций эвристического характера, основанных на опыте, интуиции, неформальном творческом отношении к выполняемому процессу, и включение в КСА формализованных, алгоритмически представимых функций, основанных на использовании известных методов и знаний. Наряду с существенными различиями, прежде всего вызванными целевым назначением системы и решаемыми в ней задачами, в процессах создания и функционирования всех типов АС выделяются общие принципы и методы их технико-экономического обоснования, а также организации этих процессов.

На уровне предприятия из всего множества АС выделяются три группы: 1) автоматизированные системы управления предприятиями (АСУП), разработками (АСУР) и в целом научно-производственным объединением (АСУ НПО); 2) автоматизированные системы подготовки производства: автоматизированная система научных исследований (АСНИ), система автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированная системы технологической подготовки производства (АС ТПП), САПР организации производства и труда (САПР ОПИТ); 3) автоматизированные гибкие производственные системы (ГПС).

Проектируемая система входит в третью группу рассмотренной выше классификации.

Содержание технико-экономического обоснования заключается в следующем:

1. доказать целесообразность создания АС;

2. на основе расчетов технико-экономических показателей, характеризующих результаты функционирования создаваемой АС, и сравнения их с допустимыми показателями варианта, выбранного за базу для сравнения (аналога), дать количественную оценку экономической целесообразности создания или развития АС (количественная составляющая оценки эффективности создания или развития АС);

3. рассчитать и проанализировать по отдельным статьям затраты, необходимые для создания или развития АС; показать распределение затрат по компонентам автоматизированной системы и моментам их осуществления в процессе ее создания и функционирования, определить источники финансирования работ по созданию или развитию АС;

4. сопоставить затраты на создание и функционирование АС с результатами, получаемыми в ней; определить условия и сроки окупаемости затрат; оценить величину прибыли предприятия, на котором функционирует АС, и влияние ее функционирования на формирование фондов развития науки и техники, социального развития и фонда оплаты труда на предприятии;

5. сформулировать организационные условия эффективного функционирования создаваемой АС.

2. Технико-экономическая необходимость автоматического регулирования рм в промышленных электросетях

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 РМ 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 РМ, со­ставляющую от 70 до 90 % производимой в это время ак­тивной мощности .

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

При дефиците РМ 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 АД, 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, 1,5 % у люминесцентных ламп и на 2,2 % у ламп ДРЛ.

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 РМ 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.