Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
68
Добавлен:
20.02.2016
Размер:
1.58 Mб
Скачать
cos

Энергосбережение в электропотребляющих установках посредством повышения

Как правило, на предприятиях ведется постоянный учет расхода электроэнергии, который оборудован входным коммерческим учетом на ТП, на распределительных устройствах для крупных внутренних потребителей а на индивидуальных вводах квартир установлены электросчетчики. Зачастую системы электроснабжения эксплуатируются не в номинальных режимах, электрооборудование и распределительные сети оказываются перегружены или недогружены. Это приводит к увеличению доли потерь в трансформаторах, электродвигателях, что приводит к снижению значения cos в системе электроснабжения.

Экономия потребляемой предприятием электрической энергии достигается непосредственно через снижение потерь электрической энергии в системах трансформирования, распределения и преобразования (трансформаторы, распределительные сети, электродвигатели, системы электрического уличного и местного освещения), а также через оптимизацию режимов эксплуатации оборудования, потребляющего эту энергию. Причем последнее дает наибольший экономический эффект (до 70 - 80% от общей экономии).

Одним из факторов, приводящие к возникновению потерь в электрических сетях промышленных предприятий является реактивная составляющая протекающего тока при наличии индуктивной нагрузки (нагрузка в промышленных и бытовых электросетях носит обычно активно-индуктивный характер). Соответственно, из электрической сети происходит потребление как активной, так и реактивной энергии.

Активная энергия преобразуется в полезную – механическую, тепловую и пр. энергии.

Реактивная энергия расходуется на создание электромагнитных полей в электродвигателях, трансформаторах, индукционных печах, сварочных трансформаторах, дросселях и осветительных приборах.

Основные потребители реактивной мощности на коммунальных, промышленных предприятий являются:

асинхроные двигатели (45 – 65)% ;

электропечные установки (8)%;

вентильные преобразователи (10)%; •трансформаторы всех ступеней трансформации (20 – 25)%

Уменьшение реактивной составляющей в общей мощности потребляемой электроэнергии широко распространено во всем мире и известно под термином «компенсация реактивной мощности» (КРМ), как одно из наиболее эффективных средств обеспечения рационального использования электроэнергии.

Реактивная Электрическая Энергия

По определению реактивная мощность цепи это электрическая энергия, затрачиваемая на создание электрических и магнитных полей в электрооборудовании потребителей, которая периодически циркулирует между источником и нагрузкой. Это возможно, если в нагрузке есть идеальные элементы L и C, способные накапливать ее ,равна:

Q = xI2 = gU2

Так как x = z Sin φ, то Q = z I2Sin φ или Q = U I Sin φ

Поэтому она имеет двойственный характер: индуктивный φ>0,а при φ<0 ёмкостной, единица измерения [ВАр ч],[кВАр ч]

 

 

Q I 2 X

 

 

Р U I cos [Вт, кВт]

 

Q U I sin [ВАр,кВАр]

 

 

S U I[ВА]

Р I 2 R

0

соs PS ; arccos PS ;tg QP ; arctg QP

Коэффициент мощности является очень важным энергетическим фактором, что видно из следующего примера.

Если активная мощность передается при cosφ = 1, то ток в цепи равен I=Р/U

Если же активная мощность передается при cosφ = 0,5, то

I 0,P5U 2UP

т.е. ток по сравнению с первым случаем увеличивается в два раза.

Современные потребители переменного тока (электродвигатели, трансформаторы и т.п.) создают в электрических цепях сдвиг тока по фазе относительно напряжения в сторону отставания на угол φ< 90°, т.е. создаются условия, когда 0<cosφ<1

Это обстоятельство приводит к последствиям, имеющим большое энергосберегающее значение.

. Приведенный пример показывает, что при данной активной мощности ток будет тем больше, чем меньше cosφ. Обмотки генераторов рассчитаны на ток определенной величины, поэтому загрузка их реактивной мощностью, т.е. работа при низких значениях cosφ, снижает отдачу активной мощности. А так как первичные двигатели генераторов воспринимают только активную мощность генераторов, то при снижении cosφ мощность их не может быть использована полностью. Другими словами, снижение cosφ приводит к уменьшению реальной полезной мощности электростанций, что крайне нежелательно.

Тип нагрузки

Асинхронный электродвигатель до 100 кВт

Асинхронный электродвигатель 100-250 кВт

Индукционная печь

Сварочный аппарат переменного тока

Электродуговая печь Лампа дневного света

Примерный коэффициентмощности сos

0,6-0,8

0,8-0,9

0,2-0,6

0,5-0,6

0,6-0,8

0,5-0,6

Тип нагрузки

Хлебопекарное

производство

Мясоперерабатывающее

производство Мебельное производство

Лесопильное производство Молочные заводы

Механообрабатывающие

заводы

Авторемонтные

предприятия

Примерный

соs

0,6-0,7

0,6-0,7

0,6-0,7

0,55-0,65

0,6-0,8

0,5-0,6

0,7-0,8

Пример. По кабелю, проложенному к потребителю ( насос) передается мощность Р= 1500 кВт при U = 6000 В и

Cos φ = 0,85. Определить, как изменится сечение провода, если

Cos φ снизится до Cos φ = 0,6.

 

 

Решение. До снижения Cos φ

сила тока составляла

I

 

 

P 103

 

1500 1000

170A

 

 

 

 

3 U Cos

 

 

 

1,73 6000 0,85

 

При снижении Cos φ до 0,6 для передачи той же активной мощности ток будет значение

I 1500 1000 241A 1,73 6000 0,6

По справочным таблицам ПУЭ определяем, что заданная мощность при Cos φ= 0,85 (I=170A), а при Cos φ =0,6 потребуется S= 120 мм2

(допустимый ток 250 А).