Лекція “Використання електроспоживачів. Робота нагрівних пристроїв і котелень ”
Страница 2 из 5
Приклад. Навантаження вентилятора незмінне і складає 7 кВт. Вимагається визначити, який з двох асинхронних двигунів — з номінальною потужністю 7,5 або 10 кВт — більш економічний.
Рішення. Втрати активної потужності можна визначити по формулі:
Де Р і η— навантаження і відповідне їй значення КПД електродвигуна. Для двигуна 7,5кВт η=87 %, а 10 кВт—88%
В цьому випадку це є електродвигун більшої потужності має менші втрати енергії.
В сільському господарстві багато двигунів, які слабо завантажені. У ряді випадків їх навантаження не перевищує 50...60%. Такі електродвигуни вигідніше замінити на менш могутні. Одержуване в цьому випадку зниження втрат електроенергії компенсує; навіть витрати, пов'язані із заміною двигунів.
При нерівномірному навантаженні устаткування вибирають потужність двигуна, близьку до максимального розрахункового навантаження. Це найбільш поширене в практиці рішення по вибору електродвигунів, яке забезпечує економне використовування електроенергії.
Проте в тих випадках, коли пік навантаження перевищує приблизно в 2 рази її величину в період мінімуму, доцільно застосувати спеціальні прийоми зниження втрат електроенергії. Одним з таких прийомів є перемикання обмоток асинхронного електродвигуна з „трикутника” на „зірку” в періоди його недовантаження, тоді втрати електроенергії зменшуються приблизно в 1,5 рази. Це пояснюється тим що при перемиканні обмоток двигуна з „трикутника” на „зірку” напруга кожній фази знижується в 1,73 рази, відповідно знижуються реактивне навантаження (підвищення cos φ) і втрати активної потужності. Проте для виконання таких перемикань необхідно, щоб обмотки асинхронних двигунів були розраховані на лінійну напругу (380 В). Для перемикання рекомендується використовувати автоматичні пристрої.
Деякі види устаткування працюють із значними періодами холостого ходу. Втрати електроенергії на холостий хід іноді досягають 15...20 % загальної її кількості, що витрачається. Для усунення таких втрат треба своєчасно відключати електроживлення.
В тих випадках, коли машини працюють з частими періодами холостого ходу, що перевищують 10 з між окремими робочими операціями, наприклад подрібнювачі кормів з ручним завантаженням сировини, метало-ріжучі верстати майстерних і т. п. доцільно застосовувати автоматичні обмежувачі холостого ходу. Вони є автоматичними вимикачами, які відключають устаткування протягом 10 з, якщо його завантаження відповідає режиму холостого ходу. Такі обмежувачі дозволяють не тільки заощадити електроенергію, але і усунути аварійні ситуації у разі неуважності і недисциплінованості робітників, обслуговуючих устаткування.
Іншим прийомом економії електроенергії устаткуванням, що працює з частими пусками і короткочасними зупинками, є вживання багато-швидкісних електродвигунів. Такі електродвигуни забезпечують рекуперацію електроенергії за рахунок перемикання з підвищеної швидкості на знижену в період гальмування.
Втрати електроенергії можна понизити і за рахунок зниження реактивного навантаження двигунів. До недавнього часу унаслідок невеликої потужності сільськогосподарських об'єктів не уділялося необхідної уваги реактивному навантаженню двигунів.
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.
