Энергосбережение в электротехнических системах

комплекса

большое значение для обеспечения нормальных условий труда на предприятиях по

добыче, подготовки и транспортировки минерально-сырьевых ресурсов. Правильно выполненное освещение способствует повышению производительности труда и улучшению качества продукции, повышению безопасности работ, сокращению аварий и несчастных случаев, снижению утомляемости персонала.
Объекты энергетического обследования:
Электрическое освещение внутрицеховых помещений (здания и сооружения основного и вспомогательного производства).
Электрическое освещение временных сооружений различного назначения.
Электрическое освещение промплощадок.
Уличное освещение

не энергоэффективных источников света. К ним относят лампы накаливания с

низким сроком службы (до 1000 ч).
Инструментальное обследование освещенности на предмет соответствия нормативным показателям.
Состояние светильников и помещений (загрязнение, запыленность и т.д.).

способностью:
- люминесцентные светильники с увеличением светового потока

до 40% за счет применения специального отражателя;
- светильники типа R415 с увеличением светового потока на 20% за счет электрохимической полировки отражателя.
Энергосберегающие лампы:
- люминесцентные лампы;
- ртутные лампы типа ДРЛ;
- металлогалогенные лампы типа ДРИ;
- натриевые лампы высокого давления типа ДНаТ (натриевые лампы низкого давления не пригодны для производственного освещения из-за низких показателей цветовой температуры);
- светодиодные лампы (светильники)

Особенности: люминесцентные, ртутные и металлогалогенные лампы являются ртутьсодержащими, поэтому представляют экологическую угрозу; утилизация ртутьсодержащих ламп связана с дополнительными затратами.

энергии и воды.
Определение загрузки (коэффициента нагрузки) электрических машин (трансформаторов и

электродвигателей).
Определение коэффициентов мощности в системах электроснабжения.
Гармонический анализ в электрических сетях при наличии нелинейной нагрузки.

воды;
Снижение платежей за потребляемую электроэнергию;
Обеспечение точности, достоверности измерения в части

учета отпускаемых и потребляемых энергетических ресурсов;
Проведение организационных мероприятий по рациональному расходу электроэнергии и выравниванию потребляемых мощностей в течение суток.

электроэнергии (АСКУЭ).
Автоматизированная система контроля и учета энергоресурсов (АСКУЭР).
АСКУЭ обеспечивает решение

следующих задач:
Сбор и формирование данных на предприятии для использовании их при коммерческом учете;
Формирование баланса потребления электроэнергии по отдельным узлам, районам и энергозонам;
Оперативный контроль и анализ режимов потребления электроэнергии и мощности отдельными приемниками;
Контроль достоверности показаний приборов учета электроэнергии и мощности;
Формирование статистической отчетности;
Оптимальное управление нагрузкой потребителей

обеспечивает решение следующих задач:
Учет потребляемой электроэнергии и мощности;
Учет потребления тепловой

энергии, а также расхода воды и топливного газа на собственные нужды;
Оперативного контроля потребляемой мощности и качества электроэнергии;
Формирование отчетных документов.

Как показывает мировая практика, оперативное управление топливно-энергетическими ресурсами позволяет уменьшить потребление (по данным ЦЭНЭФ):
электроэнергии на 3 – 5%;
воды на 3 – 4,5%;
тепловой энергии (котельно-печного топлива) на 3,5 – 5,5%.

потери в трансформаторах наблюдаются как при недогрузках, когда потребляемая мощность

значительно ниже номинальной мощности трансформатора, работающего в режиме, близком к режиму холостого хода (потери составляют 0,2 – 0,5% от номинальной мощности трансформатора), так и при перегрузках. Практика энергоаудитов показывает, что нагрузка трансформаторов должна быть более 30%, чтобы избежать сверхнормативные потери электрической энергии. Экономия электроэнергии обеспечивается за счет отключения ненагруженных трансформаторов, увеличивая степень загрузки остальных трансформаторов.

мероприятий по энергосбережению во время проведения энергетического обследования необходимо проверять

соответствие мощности электродвигателя потребляемой мощности нагрузки, т.к. завышение мощности приводного электродвигателя приводит к снижению КПД и коэффициента мощности. С уменьшением степени загрузки двигателя возрастает доля потребляемой реактивной мощности на создание магнитного поля системы по сравнению с номинальным режимом работы, что приводит к снижению коэффициента мощности. При завышенной мощности электродвигателя следует произвести замену электродвигателя на меньшую мощность.

Целесообразность капитальных затрат на замену одного двигателя другим двигателем с соответствующей номинальной мощностью определяется следующими положениями:
Целесообразно производить замену при загрузке менее 45%.
При загрузке 45 – 70% для замены требуется проводить экономическую оценку мероприятия.
При загрузке более 70% замена нецелесообразна.

предприятиях по бурению, добыче и транспортировки нефти и газа являются

асинхронные электродвигатели и трансформаторы всех ступеней трансформации. При работе электродвигателей и трансформаторов генерируется реактивная нагрузка. В сетях и трансформаторах циркулируют токи реактивной мощности, которые приводят к дополнительным активным потерям.

режима работы электротехнического оборудования, который определяется в процессе проведения энергоаудита,

рекомендуются следующие мероприятия, позволяющие повысить коэффициент мощности:
Увеличение загрузки асинхронных электродвигателей.
При снижении до 40% мощности, потребляемой асинхронным электродвигателем, переключать обмотки с “треугольника” на “звезду”. Мощность при этом снижается в 3 раза.
Применение ограничителей времени работы асинхронных электродвигателей и сварочных трансформаторов в режиме холостого хода.
Замена асинхронных электродвигателей синхронными.
Применение технических средств регулирования режимов работы электродвигателей. Наиболее часто применяется регулятор мощности на базе регулятора напряжения с отрицательной обратной связью по току электродвигателя.

на предприятиях силовых тиристорных и транзисторных устройств (нелинейные нагрузки), они

в значительной степени влияют на коэффициент мощности. Главной проблемой использования тиристорных и транзисторных устройств является генерация высших гармоник из-за коммутации силовых электронных ключей. В этом случае увеличивается реактивная составляющая мощности в сетях, которая вызывает дополнительные электрические потери. Гармоники существенно влияют на функционирование оборудования, особенно микропроцессорных средств управления, диагностики и защиты, вызывая ложные срабатывания аппаратных средств и т.д. В ряде случаев приходится идти на создание дорогостоящей автономной электрической сети для обеспечения нормальной работы оборудования.

компенсации реактивной мощности, оцениваемой по величине коэффициента мощности, применяются батареи

статических конденсаторов и синхронные электродвигатели (при наличии), работающие в режиме перевозбуждения. Для большей эффективности компенсаторы располагают как можно ближе к источникам реактивной мощности, чтобы эти токи не циркулировали в распределительных сетях и не вносили дополнительные потери электрической энергии.
В зависимости от режима работы электротехнического оборудования, который определяется в процессе проведения энергетического обследования, рекомендуются следующие методы, позволяющие повысить коэффициент мощности:
Увеличение загрузки асинхронных электродвигателей.
При снижении до 40% мощности, потребляемой асинхронным электродвигателем, переключать обмотки с “треугольника” на “звезду”. Мощность при этом снижается в 3 раза.
Применение ограничителей времени работы асинхронных электродвигателей и сварочных трансформаторов в режиме холостого хода.
Замена асинхронных электродвигателей синхронными.

Использование вышеозначенных компенсаторов реактивной мощности при функционировании гармоник в электрической

сети является ошибочным решением проблемы, т.к. они не влияют на генерацию высших гармоник при наличии нелинейной нагрузки. Для борьбы с высшими гармониками используют различные средства, в том числе считаются наиболее действенными динамические фильтро-компенсирующие устройства (ДФКУ), с помощью которых обеспечивается коэффициент мощности до 0,9. Комплексное использование ДФКУ с традиционными компенсаторами позволяют получить коэффициент мощности не менее 0,95.
Энергоэффективность повышения коэффициента мощности за счет использования ДФКУ с компенсаторами реактивной мощности проявляется в виде:
Снижения потерь активной мощности.
Снижения платежей за реактивную электроэнергию.
Повышения пропускной способности (разгрузки) электрической сети.

массовому неуправляемому электроприводу с короткозамкнутыми асинхронными двигателями и состоит в

совершенствовании процедур выбора двигателей для конкретных установок.
Второй путь повышения экономичности массового нерегулируемого электропривода – переход на энергосберегающие двигатели, в которых за счет увеличения массы активных материалов (железа и меди) повышены номинальные значения КПД и коэффициента мощности.
Третий путь – создание специальных дополнительных технических средств, обеспечивающих в нерегулируемом электроприводе минимизацию вредного влияния на энергетические показатели отклонения нагрузки от номинальной.
Четвертый путь – переход от нерегулируемого электропривода к регулируемому. Это дает три важных обстоятельств электросбережения:
- Экономия электроэнергии часто достигается не за счет собственного привода, а за счет процесса, который привод обслуживает;
- Для получения полезных энергетического и других эффектов, часто нужны изменения координат электропривода в небольших пределах;
- Гибкость решения конкретных задач при отсутствии универсальных решений.
Пятый путь, относящийся к регулируемому электроприводу. Возможность широкой автоматизации производственных процессов, влияющих на энергетический баланс в целом.

регулируемого электропривода возможно достижение энергетического эффекта, в основном, при обслуживании

транспортных средств:
Компрессорные установки (система транспортировки сжатой среды, например, газа повышенного давления).
Насосные установки (система транспортировки жидкости, например, нефти или воды).
Вентиляторные установки (система транспортировки среды нормального давления, например, в аппаратах охлаждения газа).

В отдельных случаях возможно достижение энергетического эффекта средствами регулируемого электропривода путем создания специфического режима работы буровых установок. Например, процессы бурения в резонансном режиме позволяют снизить удельное электропотребление ротора на 46% при увеличении скорости хода на 28,5%. Результаты получены на ОАО «Лебединский ГОК» в ходе промышленно-экспериментальных испытаний системы резонансного разрушения горной массы (кварциты) крепостью 17 по шкале М.М.Протодьяконова средствами регулируемого электропривода вращателя бурового станка СБШ-250МН (разработка МГГУ – кафедра ЭЭГП).

В системе большинства производств в основном применяются тиристорный

электропривод постоянного тока (подъемные и буровые установки) и частотно-регулируемый электропривод переменного тока (компрессорные установки, насосные агрегаты и вентиляторы).
Из слаботочной техники (системы управления и регулирования) применяются различные датчики и устройства в системах автоматизации процессов.
В современных системах энергоэффективного автоматизированного электропривода наибольшее распространение получили методы стабилизации давления в гидросистеме и уровня жидкости в емкости и скважине. В меньшей степени используется метод поддержания заданной температуры теплоносителя.
Каждый из этих методов использует стандартную одноконтурную систему регулирования по давлению, уровню или температуре, в зависимости от решаемой задачи в области автоматизации энергоэффективного электропривода