Графики электрических нагрузок: их классификация, назначение, получение. Часов использования максимума электрической нагрузки Число часов использования максимума реактивной нагрузки
На основе расчета, а так же учитывая характер работы оборудования и категорию надежности электроснабжения фабрики, выбираем два трансформатора ТМ –250/10, суммарной мощности 500 кВ·А.
13.6 Расчет компенсационного устройства
Для повышения коэффициента мощности предприятия следует проводить мероприятия: 1) естественные, связанные с улучшением использования установленного электрооборудования; 2) искусственные, требующие применения специальных компенсирующих устройств.
Необходимая компенсирующая реактивная мощность конденсаторной установки Qк.у., кВт для этого будет равна:
Qку = Рср ∙ (tgφ1 - tgφ2), (13.14)
W – потребление активной энергии за год, кВт×ч;
T – годовое число часов использования максимума активной нагрузки;
tg φ1 – соответствующий средневзвешенному cosφ, до компенсации на вводе потребителя;
tg φ2 – после компенсации до заданного значения cos φ2 = 0,92.
Рср = 988498 / 5600 = 176,52 кВт;
Qк.у.= 176,52 × (0,78 - 0,426) = 62,49 квар.
По расчету реактивной мощности выбираем косинусный конденсатор тип КС2 - 0,4 - 67 - ЗУЗ, мощностью 67 квар.
13.7 Определение годового расхода электрической энергии и ее
стоимости
Годовой расход электрической энергии для силовой и осветительной нагрузки рассчитывается по формуле:
, (13.16)
где Pmax – расчетная максимальная потребная активная мощность силовой
нагрузки, кВт;
Tc – годовое число часов использования максимума активной мощности, ч.
Wc=143,78 · 5600 = 832888 кВт·ч.
, (13.17)
, (13.18)
где Po – максимальная мощность, потребляемая для освещения, кВт;
To – годовое число часов использования максимума осветительной нагрузки при двухсменной работе цеха, ч.
Wo=2250 · 69,16 = 155610 кВт·ч.
Годовой расход по всему предприятию будет равен:
W=Wс+Wо. (13.19)
W = 832888 + 155610 = 988498 кВт·ч.
Расчет стоимости электроэнергии ведется о тарифу за 1кВт·ч (n=1,3 руб/1кВт·ч):
Со = n · W , (13.20)
где n – стоимость 1кВт·ч.
Со=2,14 ·988498 = 2115385,72 руб/1 кВт∙ч.
13.8. Расчет технико-экономических показателей предприятия
Для оценки эффективности использования электрической энергии на промышленных предприятиях имеется ряд показателей:
Фактическая стоимость 1кВт·ч потребляемой энергии, в руб:
Со = 2115385,72 / 988498 = 2,14 руб.
Удельный расход электроэнергии на 1 т продукции выпущенной предприятием:
ωo=W/A, (13.22)
где A - количество выпущенной за год продукции (годовая производительность
предприятия), т.
ωo= 988498 /11500 = 86 кВт·ч/т.
Фактическая стоимость электроэнергии на 1 т выпущенной продукции по предприятию:
Сф=C·ωo. (13.23)
С = 2,14·86 = 184,04 руб.
Таблица 13.5 – Мероприятия по экономии электроэнергии на
предприятии
|
Мероприятия |
Коэффициент экономии, кВт·ч/т |
Объём внедрения, т |
Год. экономия электроэн., кВт·ч/год |
||||||
|
Организационные |
|||||||||
|
Проведение технической учебы по изучению новых установок с целью своевременного и грамотного их обслуживания, повышение качества ремонта | |||||||||
|
Организация учета расхода электроэнергии по производственным участкам и операциям | |||||||||
|
Разработка технически обоснованных норм электропотребления и их внедрение по предприятию, цехам и участкам | |||||||||
|
Автоматизация включения и отключения наружного освещения. Применение для наружного освещения ртутных и ксеноновых ламп с повышенной светоотдачей. | |||||||||
|
Замена кабелей перегруженных линий на кабели больших сечений. Уменьшение длины питающих линий, переход на более высокое напряжение. | |||||||||
|
Своевременная чистка, лужение и подтяжка контактных соединений на шинах распределительных устройств и силовых агрегатах | |||||||||
|
Замена электродвигателей завышенной мощности двигателями меньшей мощности с повышенным пусковым моментом | |||||||||
|
Улучшение условий охлаждения трансформаторов, контроль и своевременное восстановление качества трансформаторного масла | |||||||||
|
Энергетические |
|||||||||
|
Усиление контроля за качеством электроэнергии с помощью установки электроизмерительных приборов, позволяющих контролировать отклонение напряжения и частоты на зажимах электроприемников | |||||||||
|
Установка автоматики для контроля за режимами работы отдельного электропривода и взаимосвязанных звеньев технологического процесса | |||||||||
|
Отключение трансформаторов в нерабочие часы, смены, сутки и т.д. | |||||||||
|
Включение в работу резервных трансформаторов или вывода из работы части трансформаторов за счет использования существующей связи между трансформаторными подстанциями (ТП) по низкому напряжению | |||||||||
|
Установка автоматики на ТП, где имеется возможность для обеспечения автоматического контроля за числом параллельно работающих трансформаторов в зависимости от нагрузки | |||||||||
|
Установка дополнительных трансформаторов меньшей мощности от отдаленных ТП с целью оптимизации их загрузки в непроизводственный период | |||||||||
|
Понижение напряжения у двигателей, систематически работающих с малой нагрузкой | |||||||||
|
Ограничение холостой работы двигателей, силовых и сварочных трансформаторов | |||||||||
|
Применение при электродвигателей и трансформаторов более совершенной конструкции, имеющих меньшие потери при той же полезной мощности | |||||||||
|
Автоматические регулирование подключения мощности компенсирующих устройств | |||||||||
|
Разделение управления освещения на группы из расчета 1-4 светильника на 1 выключатель | |||||||||
|
Периодическая проверка фактической освещенности рабочих мест и территории завода с целью приведения освещенности в соответствие с действующими нормами | |||||||||
|
Своевременная очистка от загрязнения ламп и светильников | |||||||||
|
Технологические |
|||||||||
|
Улучшение загрузки насосов и совершенствование регулирования их работы | |||||||||
|
Сокращение сопротивления трубопроводов (улучшение конфигурации трубопроводов, очистка всасывающих устройств) | |||||||||
|
Замена устаревших вентиляторов и дымососов новыми, более экономичными | |||||||||
|
Внедрение рациональных способов регулирования производительности вентиляторов (применение многоскоростных электродвигателей вместо регулирования подачи воздуходувок шиберами на всосе вместо регулирования на нагнетании) | |||||||||
|
Блокировка вентиляторов тепловых завес с устройством открывания и закрывания ворот | |||||||||
|
Совершенствование газовоздушного тракта, ликвидация и скругление острых углов и поворотов, устранение подкосов и неплотностей | |||||||||
|
Внедрение автоматического управления вентиляционными установками | |||||||||
|
Отключение вентиляционных установок во время обеденных перерывов, пересмен и т.д. | |||||||||
Число часов использования заявленной мощности – это условный показатель, показывающий время, которое должен проработать потребитель с нагрузкой, соответствующей заявленной мощности, чтобы использовать то количество электрической энергии, которое фактически заявил на год.
Что представляет собой число часов использования заявленной мощности, как этот показатель рассчитывается и, главное, – зачем?
Потребление электрической энергии, а главное – мощности, в разные часы суток происходит неравномерно, имеются часы максимума и минимума потребления мощности.
Графически отображенный режим потребления любого предприятия будет представлять кривую, в которой четко просматриваются часы максимума и минимума нагрузки. Если этот график суточной нагрузки совместить с графиком потребления энергосистемы, то можно обнаружить закономерность, что часы максимума системы совпадают с максимумами большинства предприятий, что, в свою очередь, отражается на режиме работы и составе генерирующего оборудования (совмещенный график).
Чем больше неравномерность в нагрузке в часовом разрезе суток, тем дороже производство электроэнергии – больше тратится топлива, снижается эффективность использования генерирующего оборудования, что повышает стоимость электрической энергии.
Для эффективного использования генерирующего оборудования, снижения стоимости электрической энергии необходимо осуществлять мероприятия по выравниванию суточного часового графика потребления, для этого потребителю необходимо определить число часов использования (ЧЧИ) заявленной мощности в году, которое определяется, как производная от деления заявленного годового объема потребления на величину максимальной мощности. За величину максимальной мощности берется наибольшее значение потребления электрической мощности потребляемой потребителем в рабочий день в часы максимальной нагрузки энергосистемы (05:00ч. – 22:00ч.). Определение величины максимальной мощности для определения ЧЧИ, предпочтительно на основе интервальных приборов учета (наличие памяти). Эти приборы учета позволяют регистрировать значения потребляемой мощности, а значит, их использование приведёт к точному определению значения ЧЧИ, что позволит отнести потребителя к той или иной тарифной группе.
В отсутствие интервальных приборов учета, расчет ЧЧИ потребитель может определить на основе заявленного объема годового потребления и заявленной максимальной мощности собственного потребления, но для этого заявленная величина мощности должна быть подтверждена контрольным замером рабочего дня, при условии нормальной загрузки производства. А также расчет числа часов использования заявленной мощности может быть проведен на основе совмещенного графика нагрузки ГП (интервальный режим поставки электрической энергии за предшествующие периоды, с выявлением часов и величины максимума нагрузки, у ГП имеется) в отношении объема потребления в рассматриваемый период, с учетом коэффициента нелинейности.
Число часов использования максимума нагрузок Н мах так же является реперной точкой, но не только в теплофикации, а в целом во всей энергетике. Н мах - самый наглядных и самый эффективный показатель показывающих степень использования установленного энергетического оборудования ТЭЦ, ГРЭС, котельных, тепловых сетей, трансформаторов, электрических сетей и т.д.
Таблица 2 Число часов использования электрических и тепловых мощностей ТЭЦ
|
Число часов использования максимума электрической мощности НмахЭЭ |
Число часов использования максимума тепловой мощности НмахТЭ |
|||||||
|
норма по реперной точке |
неиспользуемый резерв электрической мощности |
норма по реперной точке |
неиспользуемый резерв тепловой мощности |
|||||
|
котельная ТЭЦ-2 |
||||||||
|
котельная ТЭЦ-6 |
||||||||
|
Итого по ОЭГК |
||||||||
|
* В качестве реперной точки для теплотрасс, принимается реальная пропускная способность трубопровода Ду=1000мм водяной сети взятого из справочника Николаева табл. 9.1 «Справочник проектировщика тепловых сетей» работающего по температурному графику 150-70°С с удельным потерей давления на трение 10 кгс/м 2 м Qмах=760Гкал/час |
Приняв в качестве реперной точки, число часов использования максимума нагрузок по выработке электроэнергии приято Н мах ЭЭ = 6500час сразу же видно что электрические мощности ТЭЦ используются крайне неэффективно. Резерв электрической мощности составляет не менее 2695 часов или 41,5%!
В соответствии с климатической характеристикой Омска значение реперной точки для теплового потребления составляет конкретную величину Н мах ТЭ =3726час. В таблице 2 также наглядно видно, что резерв неиспользованных тепловых мощностей по ОЭГК составляет порядка 1206часов или 32,4%!
По использованию тепловых сетей также можно сделать вывод, какие теплотрассы загружены эффективно, а какие не используют свой проектный потенциал. Так в приведенном примере видно, что потенциал теплотрассы «Октябрьская» не используется на 64,5%. Однако, как с теплотрассами, как и с линиями электропередач, пользоваться показателем Н мах надо не механически, а с умом, думать и дополнительно оценивать резерв экономии исходя из конкретного гидравлического и электрического режима работы сетей.
Недостатки, не решаемые «формой 6-тп»:
- ? Закладывают основы перекрестного субсидирования потребителей конденсационной электроэнергетики за счет потребителей комбинированной энергии от ТЭЦ.
- ? Не отражает климатические особенности региона по возможности комбинированного потребления и производства комбинированной энергии на ТЭЦ а именно, расчетное число и фактическое часов использования максимума отопительной нагрузки на предприятии, в городе, в регионе.
- ? Не выявляется и не определяется Потенциал Экономичности Топливоиспользования (ПЭТ) при потреблении и производстве и тепловой и электрической энергии на ТЭЦ и котельных предприятий, города, региона.
Что надо включить в «форму 6-тп»:
- ? Ввести в экономическую деятельность и в статистическую отчетность понятие третьего вида энергии «Комбинированная энергия».
- ? Ввести понятие Потенциал Экономичности Топливоиспользования (ПЭТ) в регионе.
- ? Расчетное число часов использования максимума электрической (6500час) и отопительной нагрузки (3726час) для конкретного региона, недоиспользование тепловых и электрических мощностей.
- ? Ввести понятие «Первая, вторая и третья реперная точка», относительно которой, оценивается потенциал экономичности топливоиспользования в городе, в регионе.
- ? Организовать нормирования экономичности топливоиспользования региона по следующим базовым показателям:
- ? удельное потребление комбинированной электроэнергии на предприятии, в городе, в регионе Wпотр [мВт/Гкал]
- ? удельной выработки электроэнергии на базе теплового потребления предприятие, город, регион Wвыр [мВт/Гкал]
- ? Коэффициент полезного использования топлива КПИТ при потреблении и при производстве комбинированной, электрической и тепловой энергии.
Социальная ответственность статистической отчетности по «форме 6-тп».
«…изменение отчетности!..»
Норма расхода на охранное освещение принимается равной: H° oxp =0,05 Н° осв, кВтч/м 2 .
| Таблица 11 | |||||||||
| ^ Число часов использования максимума осветительной нагрузки в году | |||||||||
А. Внутреннее освещение | |||||||||
| Кол-во смен | Продолжительность рабочей недели | При наличии естественного света для географических широт | При отсутствии естественного света |
||||||
| 46° | 56° | 64° |
|||||||
| 1 | 5 | 700 | 750 | 850 | 2150 |
||||
| 6 | 550 | 600 | 700 | ||||||
| 2 | 5 | 2250 | |||||||
| 6 | 2100 | 4300 |
|||||||
| 3 | 5 | 4150 | 6500 |
||||||
| 6 | 4000 | 6500 |
|||||||
| непрерывная | 4800 | 7700 |
|||||||
| ^ Б. Наружное освещение | |||||||||
| Время работы | Режим работ |
||||||||
| В рабочие дни | Ежедневно |
||||||||
| До 24 часов | 1750 | 2100 |
|||||||
| До 1 часа ночи | 2060 | 2450 |
|||||||
| Всю ночь | 3000 | 3600 |
|||||||
В таблице 12 приведены численные значения средних норм расхода электроэнергии на изготовление некоторых энергоёмких изделий и продукции.
| Таблица 12 |
||
| ^ Средние нормы расхода электроэнергии |
||
| Вид продукции | Ед. измерения | Ср. норма расхода |
| Заготовка и первичная обработка древесины | кВтч/тыс.м 3 | 4300,0 |
| Пиломатериалы | кВтч/м 3 | 19,0 |
| Цемент | кВтч/т | 106,0 |
| Железобетонные конструкции и детали | кВтч/м 3 | 28,1 |
| Строительно-монтажные работы | кВтч/тыс.руб. | 220,0 |
| Хлеб и хлебобулочные изделия | кВтч/т | 24,9 |
| Мясо | кВтч/т | 56,5 |
| Сжатый воздух | кВтч/тыс.м 3 | 80 |
| Кислород | кВтч/тыс.м 3 | 470,0 |
| Ацетилен | кВтч/т | 3190,0 |
| Производство холода | кВтч/Гкал | 480,0 |
| Бурение разведочное | кВтч/м | 73,0 |
| Пропуск сточных вод | кВтч/тыс.м 3 | 225,0 |
9.2. Мероприятий по экономии электроэнергии
9.2.7. Планирование работы по экономии электроэнергии.
Работа по обеспечению рационального и экономного использования электроэнергии должна вестись повседневно на основе планов организационно-технических мероприятий по экономии энергии, которые являются составной частью общей экономической работы на объектах и включают в себя мероприятия по совершенствованию эксплуатации электроустановок, разработку и соблюдение планов и норм расхода электроэнергии и сокращение её потерь.
Мероприятия по устранению потерь энергии, требующие капитальных затрат, включаются в план организационно- технических мероприятий лишь в том случае, если они оправдываются экономически. Нормативный срок окупаемости капиталовложений для энергетики принят Т о = 8,3 года.
Коэффициент эффективности капиталовложений K эф = 0,12.
Осуществление мероприятий по экономии электроэнергии, как правило, мало влияет на величину амортизационных отчислений и эксплутационных расходов. Поэтому коэффициент эффективности можно определять, исходя лишь из ожидаемой экономии электроэнергии:
Где С 1 - стоимость электроэнергии, потребляемой в год до осуществления мероприятий по её экономии, тыс. руб.;
С 2 - то же после осуществления мероприятий по её экономии, тыс. руб.;
ΔЭ - достигнутая экономия электроэнергии, тыс. кВт. ч/год;
С - стоимость единицы электроэнергии, руб./кВт.ч;
К - капиталовложения, необходимые для осуществления мероприятия, тыс. руб.
Коэффициент эффективности должен быть больше нормативного, тогда запланированные мероприятия экономически оправданы, и капитальные затраты окупятся получаемой экономией электроэнергии раньше нормативного срока. Если же расчёт покажет, что коэффициент эффективности меньше нормативного, то затраты не окупятся в нормативный срок, и намеченные мероприятия экономически не оправданы.
Ниже рассмотрены технические и организационные мероприятия по экономии электроэнергии.
9.2.2. Снижение потерь электроэнергии в сетях и линиях электропередачи.
9.2.2.1. Реконструкция сетей без изменения напряжения.
Для уменьшения потерь электроэнергии на перегруженных участках сетей заменяют провода, сокращают их длину путём спрямления и т.д. Экономия при такой реконструкции сетей может оказаться существенной.
9.2.2.2. Перевод сетей на более высокое номинальное напряжение. Такая реконструкция сетей ведёт к снижению потерь электроэнергии.
9.2.2.3. Включение под нагрузку резервных линий электропередачи.
Потери электроэнергии в сетях пропорциональны активному сопротивлению проводов. Поэтому, если длина, сечение проводов, нагрузки и схемы основной и резервной линии одинаковы, то при включении под нагрузку резервной линии потери электроэнергии снизятся в два раза.
9
.2.3. Снижение потерь электроэнергии в силовых трансформаторах.
9 2.3.1. Устранение потерь холостого хода трансформаторов.
Для устранения этих потерь необходимо исключить работу трансформаторов без нагрузки:
Отключать трансформаторы, питающие наружное освещение, на светлое время суток;
Отключать трансформаторы, питающие летние лагеря, полигоны и площадки на зимний период;
Уменьшать число работающих трансформаторов до необходимого минимума по мере сокращения потребления электроэнергии в ночное время, выходные и праздничные дни, в периоды между занятиями и др.
9.2.3.2. Устранение несимметрии нагрузки фаз трансформатора.
Для устранения несимметрии необходимо производить перераспределение нагрузок по фазам. Обычно такое перераспределение делают, когда несимметрия достигает 10%. Неравномерность нагрузки характерна для осветительной сети, а также при работе однофазных сварочных трансформаторов.
Для наблюдения за равномерным распределением нагрузок по фазам необходимо производить их замер в период максимума (январь) и минимума (июнь) электропотребления, а также при изменениях в электросетях, присоединении новых потребителей и т.п. При отсутствии стационарных измерительных приборов замер нагрузок производится токоизмерительными клещами.
9.2.3.3. Экономичный режим работы трансформаторов.
Сущность такого режима заключается в том, что число параллельно работающих трансформаторов определяется условием, обеспечивающим минимум потерь мощности. При этом надо учитывать не только потери активной мощности в самих трансформаторах, но и потери активной мощности, возникающие в системе электроснабжения по всей цепи питания от генераторов электростанций до трансформаторов из-за потребления последними реактивной мощности. Эти потери называются приведёнными.
Для примера на рис. 21 приведены кривые изменения приведённых потерь при работе одного (I) двух (2) и трёх (3) трансформаторов мощностью 1000 кВА каждый, построенные для различных значений нагрузки S. Из графика видно, что наиболее экономичным будет следующий режим работы:
При нагрузках от 0 до 620 кВА включен один трансформатор;
При увеличении нагрузки от 620 кВА до 1080 кВА параллельно работают два трансформатора;
При нагрузках, больших 1080 кВА, целесообразна параллельная работа трёх трансформаторов.
9.2.4. Снижение потерь электроэнергии в асинхронных электродвигателях.
9.2.4.1. Замена мало загруженных электродвигателей двигателями меньшей мощности.
Установлено, что если средняя нагрузка двигателя менее 45% номинальной мощности, то замена его менее мощным двигателем всегда целесообразна. При загрузке двигателя более 70% номинальной мощности его замена нецелесообразна. При загрузке в пределах 45-70% целесообразность замены двигателя должна быть обоснована расчётом, свидетельствующим об уменьшении суммарных потерь активной мощности как в энергосистеме, так и в двигателе.
9.2.4.2. Переключение обмотки статора незагруженного электродвигателя с треугольника на звезду.
Этот способ применяется для двигателей напряжением до 1000 В, систематически загруженных менее 35-40% от номинальной мощности. При таком переключении увеличивается загрузка двигателя, повышаются его коэффициент мощности (cos (φ) и К.П.Д. (табл. 13 и 14).
| Таблица 13 |
|||||||||||
| ^ Изменение К.П.Д. при переключении электродвигателя с треугольника на звезду |
|||||||||||
| К 3 | 0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,25 | 0,3 | 0,35 | 0,4 | 0,45 | 0,5 |
||
| η γ /η Δ | 1,27 | 1,14 | 1,1 | 1,06 | 1,04 | 1,02 | 1,01 | 1,005 | 1,0 |
||
| Таблица 14 |
|||||||||||
| ^ Изменение cos φ при переключении электродвигателей с треугольника на звезду
|
|||||||||||
| cos φ ном
| cos φ γ / cos φ Δ при коэффициенте загрузки К 3 |
||||||||||
| 0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,25 | 0,3 | 0,35 | 0,4 | 0,45 | 0,5 |
|||
| 0,78 | 1,94 | 1,87 | 1,80 | 1,72 | 1,64 | 1,56 | 1,49 | 1,42 | 1,35 |
||
| 0,79 | 1,90 | 1,83 | 1,76 | 1,68 | 1,60 | 1,53 | 1,46 | 1,39 | 1,32 |
||
| 0,80 | 1,86 | 1,80 | 1,73 | 1,65 | 1,58 | 1,50 | 1,43 | 1,37 | 1,30 |
||
| 0,81 | 1,82 | 1,86 | 1,70 | 1,62 | 1,55 | 1,47 | 1,40 | 1,34 | 1,20 |
||
| 0,82 | 1,78 | 1,72 | 1,67 | 1,59 | 1,52 | 1,44 | 1,37 | 1,31 | 1,26 |
||
| 0,83 | 1,75 | 1,69 | 1,64 | 1,56 | 1,49 | 1,41 | 1,35 | 1,29 | 1,24 |
||
| 0,84 | 1,72 | 1,66 | 1,61 | 1,53 | 1,46 | 1,38 | 1,32 | 1,26 | 1,22 |
||
| 0,85 | 1,69 | 1,63 | 1,58 | 1,50 | 1,44 | 1,36 | 1,30 | 1,24 | 1,20 |
||
| 0,86 | 1,66 | 1,60 | 1,55 | 1,47 | 1,41 | 1,34 | 1,27 | 1,22 | 1,18 |
||
| 0,87 | 1,63 | 1,57 | 1,52 | 1,44 | 1,38 | 1,31 | 1,24 | 1,20 | 1,16 |
||
| 0,88 | 1,60 | 1,54 | 1,49 | 1,41 | 1,35 | 1,28 | 1,22 | 1,18 | 1,14 |
||
| 0,89 | 1,59 | 1,51 | 146 | 1,38 | 1,32 | 1,25 | 1,19 | 1,16 | 1,12 |
||
| 090 | 1,50 | 1,48 | 1,43 | 1,35 | 1,29 | 1,22 | 1,17 | 1,14 | 1,10 |
||
| 0,91 | 1,54 | 1,44 | 1,40 | 1,32 | 1,26 | 1,19 | 1,14 | 1,11 | 1,08 |
||
| 0,92 | 1,50 | 1,40 | 1,36 | 1,28 | 1,23 | 1,16 | 1,11 | 1,08 | 1,06 |
||
В таблице 13 и 14 обозначено:
η Δ - К.П.Д. двигателя при коэффициенте загрузки К 3 и соединении обмотки статора в треугольник;
φ γ - то же, после переключения обмотки с треугольника на звезду.
Из таблиц видно, что эффект от переключения обмоток статора с треугольника на звезду тем больше, чем меньше номинальная мощность двигателя (то есть меньше его cosφ ном ) и чем меньше он загружен. Так при К 3 ≥0,5 переключение обмоток не даёт повышения К.П.Д. двигателя.
9.2.5. Экономия электроэнергии за счёт повышения коэффициента мощности (cos φ).
Потребители электроэнергии (асинхронные двигатели, трансформаторы, воздушные линии, люминесцентные лампы и др.) для нормальной работы нуждаются как в активной, так и в реактивной мощности.
Известно, что потери активной мощности обратно пропорциональны квадрату коэффициента мощности. Этим подтверждается значение повышения cos (p для достижения экономии электроэнергии.
Потребляемая реактивная мощность распределяется между отдельными видами электроприёмников следующим образом: 65-70% приходится на асинхронные двигатели, 20-25% - на трансформаторы и около 10 % - на прочие потребители.
Для повышения cos φ применяется естественная или искусственная компенсация реактивной мощности.
К мероприятиям естественной компенсации относятся:
упорядочение технологического процесса, ведущее к улучшению энергетического режима оборудования;
замена мало загруженных электродвигателей менее мощными;
переключение статорных обмоток асинхронных двигателей напряжением до 1000 В с треугольника на звезду, если их загрузка составляет менее 35-40%;
установка ограничителей холостого хода электродвигателей, когда продолжительность межоперационного периода превышает 10 с;
регулирование напряжения, подводимого к электродвигателю при тиристорном управлении;
повышение качества ремонта электродвигателей с целью сохранения их номинальных параметров;
замена, перестановка, отключение трансформаторов, загружаемых менее чем на 30%;
введение экономического режима трансформаторов.
9.2.6. Экономия электроэнергии в осветительных установках.
9.2.6.1. Применение эффективных источников света.
Одним из наиболее эффективных способов уменьшения установленной мощности освещения является использование источников света с высокой световой отдачей. В большинстве осветительных установок целесообразно применять газоразрядные источники света: люминесцентные лампы, ртутные, металлогалогенные и натриевые лампы.
Перевод внутреннего освещения с ламп накаливания на люминесцентные лампы, а наружного освещения на ртутные (ДРЛ), металлогалогенные (ДРИ) и натриевые (ДНаТ) лампы позволяет значительно повысить эффективность использования электроэнергии.
При замене ламп накаливания люминесцентными лампами освещённость в помещениях возрастает в два и более раз, в то же время удельная установленная мощность и расход электроэнергии снижаются. Например, при замене ламп накаливания люминесцентными лампами в спальных помещениях освещённость возрастает с 30 до 75 лк и при этом экономится 3,9 кВТ.ч электроэнергии в год на каждый квадратный метр площади. Это достигается за счёт более высокой световой отдачи люминесцентных ламп. Например, при одинаковой мощности 40 Вт лампа накаливания имеет световой поток 460 лм, а люминесцентная лампа ЛБ-40 - 3200 лм, т.е. почти в 7 раз больше. Кроме того, люминесцентные лампы имеют средний срок службы не менее 12000 ч, а лампы накаливания - лишь 1000 ч, т.е. в 12 раз меньше.
При выборе типа люминесцентных ламп следует отдавать предпочтение лампам типа ЛБ как наиболее экономичным, обладающим цветностью, близкой к естественному свету.
В установках наружного освещения наибольшее распространение получили ртутные лампы типа ДРЛ. Чаще всего используются лампы мощностью 250 и 400 Вт.
Дальнейшее повышение экономичности лампы ДРЛ достигнуто введением в её кварцевую горелку наряду с ртутью иодидов талия, натрия и индия. Такие лампы называются металлогалогенными, имеют обозначение ДРИ. Световая отдача этих ламп в 1,5-1,8 раз больше, чем ламп ДРЛ той же мощности.
Ещё более эффективными для установок наружного освещения являются натриевые лампы высокого давления. Они по экономичности в два раза превосходят лампы ДРЛ и более чем в шесть раз -лампы накаливания.
Для ориентировочной оценки экономии электроэнергии, получаемой при замене источников света на более эффективные, можно пользоваться таблицей 15.
| Таблица 15 | ||
| ^ Возможная экономия электроэнергии за счёт перехода на более эффективные источники света. | ||
| Заменяемые источники света | Среднее значение экономии, %- |
|
| Люминесцентные лампы - на металлогалогенные | 24 |
|
| Ртутные лампы - на: | ||
| -люминесцентные | 22 |
|
| - металлогалогенные | 42 |
|
| - натриевые | 45 |
|
| Лампы накаливания - на: | ||
| - ртутные | 42 |
|
| -натриевые | 70 |
|
| - люминесцентные | 55 |
|
| - металлогалогенные | 66 |
|
9.2.6.2. Устранение излишней мощности в осветительных установках.
Наличие завышенной мощности осветительной установки может быть выявлено путём сравнения фактических значений освещённости или удельной установленной мощности с их нормируемыми значениями.
Фактическая освещённость замеряется с помощью люксметра или определяется расчётом.
При выявлении освещённости, превышающей норму необходимо заменить лампы на менее мощные или уменьшить их количество и тем самым довести освещённость до нормы.
Если фактическая удельная установленная мощность превышает норму, то следует уменьшить мощность установки, сократив освещённость до уровня нормы (например, путём изменения высоты подвеса светильников).
| Таблица 16 |
|
| ^ Коэффициент спроса осветительной нагрузки |
|
| Наименование помещения | К с |
| Мелкие производственные здания и торговые помещения | 1,0 |
| Производственные здания, состоящие из ряда отдельных помещений или из отдельных крупных пролётов | 0,95 |
| Библиотеки, административные здания, предприятия общественного питания | 0,9 |
| Учебные, детские, лечебные учреждения, конторские, бытовые, лабораторные здания | 0,8 |
| Складские помещения, электроподстанций | 0,6 |
| Наружное освещение | 1,0 |
Понятие времени использования максимальной нагрузки, его определение.
Суточный график активной нагрузки перестраивается в годовой график нагрузок по продолжительности (рис. 2.1), по которому определяется число часов использования максимума нагрузки .
 |
Рис. 2.1. Годовой график нагрузки по продолжительности
Площадь годового графика по продолжительности – это количество потребленной за год промышленным предприятием электрической энергии ().
Число часов использования максимальной нагрузки () – это такое время, в течение которого через электрическую сеть, работающую с максимальной нагрузкой, передавалось бы такое же количество электроэнергии, которое передается через нее в течение года по действительному графику нагрузки:
(ч). (2.7)
Время использования максимальной нагрузки определяется характером и сменностью работы потребителя.
Величиной пользуются при определении потерь электроэнергии. Для этого нужно знать величину – время максимальных потерь, т. е. время, в течение которого электрическая сеть, работая с неизменной максимальной нагрузкой, имеет потери электроэнергии, равные действительным годовым потерям.
Время максимальных потерь: 
(ч),
где – потери активной энергии, кВт×ч, или расход электроэнергии на покрытие потерь;
– наибольшие потери мощности, кВт.
Определение приведенных затрат на установку силового оборудования.
Суммарные приведенные затраты на установку силового оборудования определяются из выражения
где – капитальные затраты на установку одного трансформатора, тыс. у.е. .
Стоимость потерь электрической энергии в трансформаторе
где – каталожные данные, кВт ;
– коэффициент загрузки трансформатора;
=8760 – число часов работы трансформатора в течение года, ч.
Если на подстанции работают параллельно n однотипных трансформаторов, то их эквивалентные сопротивления в n раз меньше, а проводимости в n раз больше. С учетом этого формула (2.18) для двух трансформаторов примет вид
Потери мощности в трансформаторах складываются из потерь активной и реактивной мощности.
Потери активной мощности определяются потерями на нагрев обмоток трансформатора, зависящих от тока нагрузки, и потерь на перемагничивание и вихревые токи (нагрев стали), не зависящих от тока нагрузки.
Потери реактивной мощности также складываются из двух составляющих: потерь реактивной мощности, вызванных рассеянием магнитного потока в трансформаторе и зависящих от квадрата тока нагрузки, и потерь на намагничивание трансформатора, не зависящих от тока нагрузки и определяемых током холостого хода.
Графики электрических нагрузок: их классификация, назначение, получение.
Режимы работы потребителей эл.эн не остаются постоянными, а непрерывно меняются в течение суток, недель, месяцев и года
Различают графики активных и реактивных нагрузок.
По продолжительности: сменные, суточные и годовые
Графики нагрузки подразделяются на индивидуальные - для отдельных ЭП и групповые - для группы ЭП.
Индивидуальные графики нагрузки обозначаются строчными буквами: p(t), q(t), i(t); групповые графики нагрузок обозначаются теми же, но прописными буквами: P(t), Q(t), I(t).
В условиях эксплуатации изменения нагрузки по активной и реактивной мощности во времени описывают в виде ступенчатой кривой по показаниям счетчиков активной и реактивной мощности, снятым через одинаковые определенные интервалы времени.
На рис. приведен график изменения нагрузки цеха в течение одной (максимально загруженной) смены длительностью 8 ч. Криволинейный график заменен ступенчатым с интервалом времени 30 мин. Для каждого 30-минутного интервала в течении всей смены найдены средние 30-ти минутные нагрузки Рср1-Рсрi, из которых одна является максимальной. Эта нагрузка обозначается Рр, называется расчетной, и по ее значению выбирают проводники и уставки защиты в определенных точках электрической сети, оценивать потери напряжения, выбирать мощности генераторов и решать технико-экономические вопросы.
Предыдущая статья: Прошедший через морозилку крыжовник, вяленый в сушилке Следующая статья: Янтарное варенье из антоновки