🗊Презентация Энергосбережение в электротехнических системах

Энергосбережение в электротехнических системах

Раздел 1 Методы и технические средства электросбережения в системах электроснабжения минерально-сырьевого комплекса

Электросбережение в системах освещения Рациональное электрическое освещение имеет 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

Цели энергетического обследования в системах электрического освещения Установление типа и количества 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.).

Технические средства энергосбережения в системах электрического освещения Светильники с высокой отражательной 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.

Оценка потенциала экономии электроэнергии в системах электрического освещения

Направления энергетического обследования Анализ состояния приборов коммерческого и технического учета электрической 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.

Контроль и учет электропотребления Целью является: Совершенствование методов учета расхода электроэнергии и 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.

Технические средства контроля и учета энергоресурсов Автоматизированная система коммерческого учета 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

Технические средства контроля и учета энергоресурсов (продолжение) АСКУЭР для компрессорных станций 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%.

Нагрузка трансформаторов и электродвигателей Системы трансформирования Неоправданные 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.

Нагрузка трансформаторов и электродвигателей (продолжение) Электродвигатели Для разработки 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.

Системы регулирования коэффициента мощности Основными источниками реактивной мощности на 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.

Мероприятия по повышению коэффициента мощности В зависимости от 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.

Генерация гармоник в электрических сетях В случае применения 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.

Методы и технические средства повышения коэффициента мощности Для 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.

Методы и технические средства повышения коэффициента мощности (продолжение) 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.

Раздел 2 Методы и технические средства электросбережения в электроприводе

Пути электросбережения в электроприводе Первый путь относится к простейшему и самому 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.

Электросбережение средствами регулируемого электропривода Средствами 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).

Методы и технические средства электросбережения средствами регулируемого электропривода 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

Cтабилизация давления в гидросистеме

Cтабилизация уровня в скважине (емкости)