25 | 04 | 2019

Програма дисципліни «Основи енергозбереження»

Зараз електричне навантаження окремих тваринницьких ферм і птахофабрик досягає 6 тис. кВт і більш. В результаті їх реактивна потужність виросла до декількох тисяч квар. Встановлено що 1 квар реактивній потужності приводить до додаткових втрат від 1 до 15 % електроенергії. Це пояснюється тим, що реактивний струм, проходячи по обмоткам електродвигуна, затрачує електроенергію на подолання їх опору.

Величина додаткових втрат від реактивного навантаження тим більше, чим менше був завантажений електродвигун. Наприклад, якщо для асинхронного двигуна потужністю 5,5 кВт при 100 % завантаженню соs φ=0,8, то при 50 %—0,65, при 30 % — 0,51. При коефіцієнті переходу реактивної енергії в активні втрати 0,1 кВт/квар додаткові втрати на 1 кВт корисно використаній потужності в даному прикладі складають при 100 % навантаженню 0,075 кВт, 50 % —0,116 кВт, 30 % — 0,170кВт.

Понизити втрати електроенергії можна і за рахунок підвищення якості ремонту електродвигунів, яка полягає в точному забезпеченні номінальних даних. В осоружному випадку з ремонту можуть бути випущені двигуни з підвищеним споживанням реактивної потужності, нерівномірним навантаженням окремих фаз, збільшеним струмом холостого ходу значним відхиленням від заводських обмотувальних даних і іншими серйозними недоліками.

Конкурентну величину очікуваної економії електроенергії (кВт-ч/год) від реалізації перерахованих заходів можна розрахувати так.

Від скорочення тривалості холостого ходу обладнання:

 

Де Р, — потужність холостого ходу устаткування, кВт; Д — зниження тривалості роботи устаткування на холостому ходу, ч/год.

Від скорочення тривалості робочого періоду устаткування:

Де Рр — розрахункове навантаження устаткування, кВт;

∆tр — скорочення тривалості робочого періоду устаткування, ч/год.

Від заміни потужності електродвигуна:

Де ∆Р1,∆Р2 — активні втрати потужності у замінюваного і замінюючого електродвигуна, кВт;

∆Q1,∆Q2 — то ж, але реактивні втрати, квар;

Rэ — економічний еквівалент реактивного навантаження (Rэ≈1 кВт/квар); t - річний час роботи електродвигуна, ч/год.

Від перемикання з «трикутника» на «зірку» недовантажених електродвигунів:

Де ∆Р, ∆Q — зменшення втрат активної (кВт) і реактивної (квар) потужності;

∆tп — річна тривалість роботи електродвигуна в режимі „зірка”, ч/год.

Приклад. Визначити економію електроенергії від переключення обмотки статора асинхронного двигуна з «зірки» на 'I «трикутник», якщо Рн=7,8 кВт, ηн=0,86, соs φ=0,8; Rэ ==0,13. Двигун був завантажений на 25 % протягом ∆tп=2000 ч в рік. При цьому навантаженню соs φ∆=0,5; η∆=0,78; tg φ∆=1,42, навантаження на валу Р= Rэ, Рн= 0,25.7,8 =1,95 кВт.

Рішення. Після перемикання з „трикутника” на „зірку” виходить ηλ=0,85; соs φλ=0,85; tg φλ=0,62, тобто дані, близькі до номінальних.

Зменшення втрат активної потужності складе

Узагальнюючи заходи щодо економії електроенергії за рахунок раціоналізації роботи електроприводу, слід зазначити що найважливіший спосіб економії електроенергії на тваринницьких фермах — створення потокового виробництва за допомогою сучасних високомеханізованих установок.

При потоковому безперервному виробництві різко скорочуються паузи (холостий хід) у виробничому процесі і, навпаки, збільшується машинний час. Для більш рівномірного завантаження електричних сітей використовують зсунуті графіки виробництва правильне поєднання енергоємних процесів в часі. Щоб це не суперечило соціальним інтересам (робота в нічний і вечірній час, безперервний тиждень), виробничий процес автоматизують аж до повного того, що вивільняється з нього людини. Останнє дозволяє безперешкодно формувати оптимальні графіки завантаження устаткування і сітей протягом доби.

В даний час в потокових лініях ведуться роботи по об'єднанню ряду розрізнених автономних процесів тваринництва в єдину систему з централізованим диспетчерським або автоматичним управлінням використовуванням програмних пристроїв і автоматичних регуляторів.

Економію електроенергії, що досягається за рахунок інтенсифікації виробництва, можна розрахувати по формулі:

Де β1,β2 — коефіцієнти в порівнюваних варіантах питомої витрати енергії, що враховують навантаження і тривалість роботи в режимі холостого ходу; Wо — виділена витрата енергії при максимальному використовуванні робочої машини; Рм — потужність споживана робочим органом машини, кВт; Тм — машинний час або час корисної роботи, ч.

Коефіцієнт β можна знайти з виразу:

 

Де Rн — коефіцієнт навантаження; Rт — коефіцієнт використовування робочої машини; а — коефіцієнт, залежний від типу і конструкції

Робочої машини, рівний 0,7...0,9; ηмн — КПД робочої машини при повному навантаженні. Rн= Рмн/ Рм, де Рмн — номинальная потужність електродвигуна, кВт.