Экономия электроэнергии на предприятии

Последнее обновление: 7 ноября

Цена договорная

Физика процесса и практика применения Устройств ЭнергоСберегающих (УЭС)

Чтобы разобраться с понятием реактивной мощности, вспомним сначала, что такое электрическая мощность. Электрическая мощность – это физическая величина, характеризующая скорость генерации, передачи или потребления электрической энергии в единицу времени.
В цепях постоянного тока значение мгновенной и средней мощности за какой-то промежуток времени совпадают, а понятие реактивной мощности отсутствует. В цепях переменного тока так происходит только в том случае, если нагрузка чисто активная. Это, например, электронагреватель или лампа накаливания. При такой нагрузке в цепи переменного тока фаза напряжения и фаза тока совпадают и вся мощность передается в нагрузку. Если нагрузка индуктивная (трансформаторы, электродвигатели, освещение), то ток отстает по фазе от напряжения. Поскольку ток и напряжение не совпадают по фазе (реактивная нагрузка), то в нагрузку (потребителю) передается только часть мощности (полной мощности), которая могла бы быть передана в нагрузку, если бы сдвиг фаз был равен нулю (активная нагрузка).

Активная и реактивная мощности

Часть полной мощности (S),которую удалось передать в нагрузку за период переменного тока, называется активной мощностью (P). Она равна произведению действующих значений тока и напряжения на косинус угла сдвига фаз между ними (cos φ).
Мощность, которая не была передана в нагрузку, а привела к потерям на нагрев и излучение, называется реактивной мощностью (Q). Она равна произведению действующих значений тока и напряжения на синус угла сдвига фаз между ними (sin φ).
Таким образом, реактивная мощность является величиной характеризующей нагрузку. Она измеряется в вольт амперах реактивных (вар, var). На практике чаще встречается понятие косинус фи, как величины характеризующей качество электроустановки с точки зрения экономии электроэнергии. Действительно, чем выше cos φ, тем больше энергии, подаваемой от источника, попадает в нагрузку. Значит можно использовать менее мощный источник и меньше энергии пропадает зря.

Для чего нужно компенсировать реактивную мощность?

Несмотря на то, что реактивная энергия нужна для создания магнитных полей, она не преобразуется ни в какие другие виды энергии, постоянно циркулируя в виде двусторонних потоков (перетоков) между потребителем и генератором. В результате происходит бесполезный нагрев кабелей, сердечников трансформаторов и других токопроводящих устройств, что приводит к потерям активной энергии и ускоренному старению изоляции и оборудования. Реактивная энергия также создаёт дополнительную загрузку передающих сетей и электростанций,что ведет к повышенным затратам на производство, передачу и распределение электроэнергии.

Способы компенсации реактивной мощности и экономический эффект.

Из сказанного выше вытекает, если нагрузка индуктивная, то следует компенсировать ее с помощью емкостей (конденсаторов) и наоборот емкостную нагрузку компенсируют с помощью индуктивностей (дросселей и реакторов). Это помогает увеличить косинус фи (cos φ) до приемлемых значений 0.9–0.95. Этот процесс называется компенсацией реактивной мощности. Экономический эффект от внедрения установок компенсации реактивной мощности (УЭС) может быть очень большим. По статистике он составляет от 4 до 35% от оплаты электроэнергии в различных регионах России. УЭС окупается не более чем за год.
Для проектируемых объектов внедрение конденсаторной установки (УЭС) на этапе разработки позволяет экономить на стоимости кабельных линий за счет снижения их сечения. Автоматическая УЭС, например, может поднять cos φ с 0.6 до 0.97.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Во всем мире наиболее выгодными и удобными в эксплуатации компенсаторами реактивной мощности принято считать конденсаторные установки (Устройства ЭнергоСберегающие). Эти устройства позволяют не только выполнить требования снабжающих организаций, но и значительно улучшить качество электрической энергии в сети предприятия за счет снижения нагрузки на силовой трансформатор и распределительное оборудование. УЭС являются одновременно и накопителями, и локальными источниками реактивной энергии, благодаря чему уменьшается воздействие реактивной энергии на внешние сети.
Вывод

УЭС приносят ощутимые финансовые выгоды. Они также позволяют дольше сохранять оборудование в рабочем состоянии. Вот несколько причин, по которым это происходит.
- Уменьшение нагрузки на силовые трансформаторы, увеличение в связи с этим срока их службы.
- Уменьшение нагрузки на провода и кабели, возможность использования кабелей меньшего сечения.
- Улучшение качества электроэнергии у электроприемников и потребителей.
- Ликвидация возможности штрафов за снижение cos φ.и увеличения уровня высших гармоник во внешнюю сеть.
- Снижение величины потребления электроэнергии.
Характер изменения нагрузки, является основным фактором, влияющим на выбор наиболее подходящей схемы компенсации реактивной мощности. На многих предприятиях и учреждениях не все оборудование работает одновременно, оно задействовано всего несколько часов в день. Поэтому индивидуальная компенсация становится очень дорогим решением, при большом количестве оборудования и соответственно большом числе устанавливаемых конденсаторов. Индивидуальная компенсация наиболее эффективна, когда большая часть реактивной мощности генерируется небольшим числом нагрузок, потребляющих наибольшую мощность достаточно длительный период времени. Централизованная компенсация применяется там, где нагрузка перемещается между разными потребителями в течение дня. При этом потребление реактивной мощности в течение дня меняется, поэтому использование автоматических установок (УЭС) предпочтительнее, чем нерегулируемых.

А на практике

Осложняется дело тем, что в условиях реального производственного процесса величина нагрузки постоянно меняется, так как одни машины в процессе работы включаются, другие отключаются от сети, в вечернее и ночное время работает освещение, зимой в помещениях может осуществляться нагрев воздуха, а летом — его охлаждение. То есть компенсация реактивной мощности производится на основе постоянных практических замеров cos φ. В любом случае компенсация реактивной мощности, имеющей чаще всего индуктивный характер, производится подключением электрической емкости соответствующей величины, в автоматическом режиме. Простейшая схема включает оптическую электронную пару из излучателя и приемника света. Свет увеличил яркость – значит, нужно добавить емкости. В настоящее время есть системы, позволяющие надежно удерживать cos φ в пределах от 0,9 до 0,97. Технологические достижения в области вычислительной техники позволяют добиваться нужного подключения конденсаторных батарей для поддержания необходимого коэффициента мощности. Время срабатывания также минимизировано, а дополнительные дроссели снижают величину перепада напряжения во время переходных процессов.

Устройство Энерго Сберегающие (УЭС)

Представляет собой металлический шкаф стандартных размеров с контроллером, панелью управления и индикаторами работы на лицевой панели. Контроль за каждой фазой осуществляют датчики тока. В нижней части шкафа располагаются наборы конденсаторов (батареи). Такое расположение обусловлено простым соображением: электрические емкости довольно тяжелые, и вполне логично стремление сделать конструкцию более устойчивой. В верхней части, находятся необходимые контрольные приборы, по каждой из фаз, при помощи которого можно судить о величине коэффициента мощности. Имеется также различная индикация, в том числе и аварийная, органы управления (включения и выключения). Оценку сравнения показаний измерительных датчиков и выработку управляющих воздействий (подключение конденсаторов нужного номинала) выполняет схема, основой которой служит микропроцессор. Исполнительные устройства для каждой из фаз работают независимо, быстро и бесшумно. Как правило они, построены на мощных тиристорах или оптосиммисторах.

Устройство Энергосберегающее:

-устанавливается после узлов учета энергосбытовой компании, не требует внесения изменений в проектную документацию и дополнительных согласований.
-не дает дополнительную нагрузку на сети.
-оптимизирует напряжение в сети и увеличивает коэффициент мощности.
-работает как кратковременный стабилизатор напряжения.
-снижает ежемесячные оплаты за пользование электроэнергией от 4,5 – до 35%.

3 МЕСЯЦА ТЕСТОВОГО ПЕРИОДА, ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ФАКТОРИНГ

ОКУПАЕМОСТЬ 9 МЕСЯЦЕВ


2-prezentatsija.pdf

7 0