CC BY
28
УДК 620.97
ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ
Романов Алексей Алексеевич
Студент 4 курса кафедры Агроинженерия Красноярского государственного аграрного университета Ачинский филиал Россия, город Ачинск Попов Александр Сергеевич Студент 4 курса кафедры Агроинженерия Красноярского государственного аграрного университета Ачинский филиал Россия, город Ачинск Федорова Ирина Алексеевна Научный руководитель Старший преподаватель кафедры Агроинженерия Красноярского государственного аграрного университета, Ачинский филиал Россия, город Ачинск
Аннотация: В статье рассмотрен вопрос уменьшения электропотребления различными методами.
Ключевые слова: Энергопотребление; освещение; компенсация реактивной мощности.
EQUIPMENT ENERGY SYSTEMS ELECTRIC LIGHTING
Alexei Alexeevich Romanov
Student 4 courses of department of Agroengineering of the Krasnoyarsk State Agrarian University Achinsk branch Russia, the city of Achinsk Alexander Sergeevich Popov Student 4 courses of department of Agroengineering of the Krasnoyarsk State Agrarian University Achinsk branch Russia, the city of Achinsk Irina Alekseevna Fedorova Senior lecturer in Agroengineering of the Krasnoyarsk State Agrarian University, Achinsk branch Russia, the city of Achinsk
Abstract: In the article the question of reducing energy consumption by different methods.
Keywords: Energy consumption; lighting; reactive power compensation.
Вопросы генерирования реактивной мощности имеют большое значение, так как потребность в ней возрастает в связи с широким применением электроприемников с довольно низким коэффициентом мощности: больших дуговых электропечей, мощных вентильных преобразователей, крупных электросварочных агрегатов.
Баланс реактивной мощности должен обеспечиваться при всех режимах работы системы электроснабжения: нормальном, послеаварийном, ремонтном. При послеаварийном и ремонтном режимах используются все средства генерации реактивной мощности независимо от их экономичности. Компенсирующие устройства используются также в качестве одного из средств регулирования напряжения с целью обеспечения оптимального режима напряжений в электрических сетях.
Компенсация реактивной мощности на предприятии позволяет существенно сократить расход электроэнергии, снизить нагрузку на кабельные сети и трансформаторы, продлив тем самым их ресурс.
Установка оборудования компенсации реактивной мощности позволяет сократить расход электроэнергии примерно на 10-20%, а при низких значениях cos ф (0,5 и менее) потребность в электроэнергии может сократиться более чем на 30%.
Внедрение систем компенсации реактивной мощности актуально практически на любом предприятии. На крупных промышленных предприятиях потребителями реактивной мощности в основном являются недогруженные асинхронные двигатели. Такие двигатели входят состав станков, подъемно-транспортного оборудования, основного технологического оборудования предприятий химической промышленности, нефтепеработки и т.д. На небольших предприятиях, в офисных зданиях и торговых центрах реактивная мощность может генерироваться нелинейной нагрузкой, системами приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования, электроприводами насосов систем водоснабжения и теплоснабжения, источниками освещения с люминесцентными лампами.
Установка оборудования компенсации реактивной мощности позволяет сократить расход электроэнергии примерно на 10-20%, а при низких значениях cos ф (0,5 и менее) потребность в электроэнергии может сократиться более чем на 30%, что позволяет снизить нагрузку на кабельные сети и трансформаторы, продлив тем самым их ресурс.
В зависимости от потребности заказчика установки могут изготавливаться как для внутренней, так и для уличной установки. Известно, что в основном отказы оборудования компенсации реактивной мощности связаны с выходом из строя силовых конденсаторов. Чаще всего конденсаторы выходят из строя по двум причинам: из-за перегрузки (превышения номинальных значений тока и напряжения) и из-за наличия в сети больших гармонических искажений (свыше 2%). Большие перенапряжения и просадки, наличие больших гармонических искажений встречается на большинстве предприятий. Такая ситуация обусловлена действующим в настоящее время устаревшим Г0СТ-13109. Например, данный ГОСТ допускает наличие гармонических искажений до 12%.
В случае присутствия в сети больших гармонических искажений применяются конденсаторные установки. Только применение установок с фильтрами гармоник гарантирует длительную бесперебойную работу оборудования. Силовые конденсаторы, не защищенные фильтрами, в сетях с гармониками подвергаются сильному перегреву и быстро выходят из строя.
Для компенсации реактивной мощности при резкопеременных нагрузках применяются тиристорные конденсаторные установки, которые обеспечивают переключение ступеней менее чем за 20 мс. При необходимости конденсаторные установки могут изготавливаться с фильтрами, обеспечивающими защиту силовых конденсаторов от гармоник в электросети.
Батареи статических конденсаторов предназначены для компенсации реактивной мощности (выравнивания cos ф) при постоянной нагрузке. Также применение БСК позволяет повысить
напряжение на шинах подстанции на 3-4% и снизить потери в электросети. Батареи статических конденсаторов изготавливаются на напряжение до 220кВ.
В системах освещения энергосбережение возможно различными путями. Если в схеме отсутствуют специальные компенсирующие конденсаторы, то коэффициент мощности комплекта люминесцентная лампа — ПРА при включении его в сеть весьма низок и находится в пределах 0,5 — 0,55. В схемах с последовательным включением двух ламп (например, ПРА типа 2АБЗ-40) коэффициент мощности достигает 0,7, а в двухламповых схемах, работающих по принципу "расщепленной фазы" (например, ПРА типа 2УБК-40) — 0,9 - 0,95.
При низком коэффициенте мощности увеличиваются токи в сети, что может потребовать увеличения сечения проводов, номинальных данных сетевых аппаратов и мощности трансформаторов. Несколько возрастают и потери в сети. По этим причинам ПУЭ до последнего времени требовали, чтобы уже в местах установки ламп коэффициент мощности повышался до 0,95.
В принципе возможна, как индивидуальная компенсация реактивной мощности — непосредственно у ламп, так и групповая, когда конденсаторы устанавливаются у щитков и обслуживают целую группу ламп.
Групповая компенсация имеет определенные преимущества: групповые конденсаторы могут быть надежнее и долговечнее, чем используемые в настоящее время индивидуальные конденсаторы случайных типов, специально не предназначенные для данных условий применения. По результатам некоторых расчетов, групповая компенсация, кроме того, экономичнее индивидуальной.
Для МГЛ и ламп ДРЛ применяется как индивидуальная, так и групповая компенсация реактивной мощности.
Комплект лампа ДРЛ — ПРА имеет коэффициент мощности около 0,57, что, как отмечено выше, может повести к утяжелению сети. Компенсация реактивной мощности может облегчить сеть, но, в свою очередь, связана с установкой сравнительно дорогих индивидуальных или групповых конденсаторов.
По имеющимся данным, для повышения коэффициента мощности до 0,9 — 0,95 в сетях 220 В, 50 Гц с дуговыми лампами необходимо установить конденсаторы следующих емкостей (на одну лампу):
1ампы мощностью, Вт 000 50 00 50
конденсаторы емкостью, мкФ 0 0 0 0
Из изготовляемых промышленностью наиболее подходящими являются металлобумажные конденсаторы типа МБГО емкостью 10 мкФ, напряжением 600 В. Эти конденсаторы приходится соединять параллельно и устанавливать в стальных ящиках (например, для лампы 1000 Вт нужен ящик размерами 380х300х200 мм) совместно с разрядными сопротивлениями, обеспечивающими быстрый разряд конденсаторов после их отключения.
Групповую компенсацию реактивной мощности на подстанции можно осуществлять теми же конденсаторами КМ, собранными в батареи, и с применением вводных шкафов для их подключения к шинам подстанции.
От компенсации реактивной мощности рекомендуется отказываться в случаях, когда к трансформатору подключена перекомпенсированная силовая нагрузка или, когда имеется перекомпенсация на высоковольтной стороне электроснабжения предприятия.
Из сказанного видно, что вопрос компенсации реактивной мощности в сетях освещения нельзя решать изолированно от всего комплекса вопросов электроснабжения и без детального учета местных условий.
Список литературы:
1.Кудрин Б.И. Введение в технетику. 2-е изд., переработ. и доп.- Томск: Изд-во-Томск.гос.ун-та, 2003.-552с.
2. Кудрин Б.И., Жилин Б.В., Лагуткин О.Е., Ошурков М.Г. Ценологическое определение параметров электропотребления многономенклатурных производств.-Тула: Приок. кн. изд-во, 2004.-122с.
3.Гнатюк В.И., Лагуткин О.Е. Ранговый анализ техноценозов. - Калининград: БНЦ РАЕН -КВИ ФПС РФ, 2010. - 86 с.
4. Меламед А.М., Тимченко В.Ф., Сааренд К.А. Моделирование динамики изменений потребления электроэнергии энергосистем при неполной информации.- Электричество, 2007, №4.
