Электрические балансы промышленных предприятий. Состав элементов частотно-регулируемого электропривода,

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ БАЛАНСЫ промышленных предприятий

Цеховые электробалансы

• В отличие от ЭБ отдельных технологических установок цеховые ЭБ целесообразно составлять как в дифференцированной, так и в структурной форме. Так же требуется учитывать баланс реактивной энергии, так как приходная часть этого вида ЭБ формируется частично компенсирующими устройствами, установленными в отдельных цехах, и синхронными двигателями, работающими с опережающим током.

2

к.т.н., доцент кафедры ЭСПП, ЭЛТИ

02.09.2016

Расходная часть цехового ЭБ

• Здесь учитываются статьи, отражающие общецеховое электропотребление осветительными и вентиляционными установками, подъемно-транспортным оборудованием, а также потери в цеховой сети и цеховых трансформаторах, при возможности следует учитывать также расход энергии вспомогательными механизмами и устройствами.

3

к.т.н., доцент кафедры ЭСПП, ЭЛТИ

02.09.2016

Приходная часть цехового ЭБ

• Составляется в виде таблицы.
• В качестве примера приведены величины, характеризующие суточный приход энергии конкретного механического цеха завода среднего машиностроения, получающего питание от заводской сети 0,4 кВ по трем силовым фидерам и одному осветительному.

4

к.т.н., доцент кафедры ЭСПП, ЭЛТИ

02.09.2016

Таблица 1. Приходная часть цехового ЭБ

5

к.т.н., доцент кафедры ЭСПП, ЭЛТИ

02.09.2016

В табл. 2 представлена расходная часть ЭБ того же цеха в дифференцированной форме.

6

к.т.н., доцент кафедры ЭСПП, ЭЛТИ

02.09.2016

• В структурной форме ЭБ может быть представлен на основании сведений о характере используемого технологического оборудования и его назначении. При этом потери должны быть разнесены по отдельным видам оборудования.

7

к.т.н., доцент кафедры ЭСПП, ЭЛТИ

02.09.2016

Общезаводской ЭБ и его анализ

• Электробаланс по заводу в целом составляют путем суммирования цеховых ЭБ с учетом общезаводских потребителей энергии и отпуска электроэнергии посторонним абонентам. Здесь же учитываются потери в трансформаторах ГПП, а также в линиях распределительных сетей.

8

к.т.н., доцент кафедры ЭСПП, ЭЛТИ

02.09.2016

Сводный ЭБ предприятия для наглядности часто изображают графически в виде диаграммы

Рис. 1. Диаграмма электрического баланса предприятия

9

к.т.н., доцент кафедры ЭСПП, ЭЛТИ

02.09.2016

П Р И М Е Р

10

к.т.н., доцент кафедры ЭСПП, ЭЛТИ

02.09.2016

• Составить ЭБ станка по следующим техническим характеристикам и данным измерений: Рн=55 кВт; Uн=380 В.
• Номинальные данные приводного двигателя : Iн=103 А; Rдв=0,049 Ом.
• Среднесменные значения потребляемой энергии, орпеделенные по показаниям счётчиков за 14 дневных смен (приходная часть ЭБ):
• Wа.см. = 54,5 кВтч;
• Wр.см. = 85 кВтч;
• Tсм. = 2,7 ч- среднее время работы станка в смену;
• Kф = 1,03;
• ΔРхх = 8,7 кВт;
• Iхх = 33 А.

11

к.т.н., доцент кафедры ЭСПП, ЭЛТИ

02.09.2016

Решение

• 1. Находим средний ток по формуле:

• 2. Постоянные потери в двигателе и приводе:

12

к.т.н., доцент кафедры ЭСПП, ЭЛТИ

02.09.2016

• 3. Средние нагрузочные потери:
• 4. Средняя активная мощность за смену:
• 5. Средняя мощность, затрачиваемая за смену:

13

к.т.н., доцент кафедры ЭСПП, ЭЛТИ

02.09.2016

Табл. 3 Расходная часть ЭБ станка по мощности и энергии

14

к.т.н., доцент кафедры ЭСПП, ЭЛТИ

02.09.2016

Обследование электропотребляющего оборудования, проверка соответствия мощности электродвигателей и мощности потребителя

• Электродвигатели являются наиболее распространенными электропотребителями промышленных предприятий. На их долю приходится около 80% потребления электроэнергии. Большую часть установленной мощности составляют асинхронные электродвигатели.

15

к.т.н., доцент кафедры ЭСПП, ЭЛТИ

02.09.2016

• При проведении энергоаудита необходимо проверять соответствие мощности привода (электродвигателя) потребляемой мощности нагрузки, т.к. завышение мощности электродвигателя приводит к снижению КПД и соs φ.
• С уменьшением степени загрузки двигателя возрастает доля потребляемой реактивной мощности на создание магнитного поля системы по сравнению с активной мощностью и снижается величина соs φ.
• Капитальные затраты на замену одного двигателя другим двигателем с соответствующей номинальной мощностью целесообразны при его загрузке менее 45% при загрузке 45-65% для замены требуется проводить экономическую оценку мероприятия; при загрузке более 70% замена нецелесообразна.

16

к.т.н., доцент кафедры ЭСПП, ЭЛТИ

02.09.2016

• Эффективность зависит от типа, скорости, времени нагрузки двигателя, а также от его мощности:
• Для двигателей мощностью 5 кВт при 100% нагрузке КПД = 80%, для двигателей 150 кВт КПД=90%.
• Для двигателей мощностью 5 кВт при 50% нагрузке КПД = 55%, для двигателей мощностью 150кВт КПД равен 65%.
• При снижении нагрузки двигателя до 50% и менее его эффективность начинает быстро падать по причине того, что потери в железе начинают преобладать.

17

к.т.н., доцент кафедры ЭСПП, ЭЛТИ

02.09.2016

• Суммарные потери в электродвигателе имеют четыре основных составляющих (см. рис.2):
• •Потери в стали (потери намагничивания), связанные с напряжением питания, постоянны для каждого двигателя и не зависят от нагрузки.
• •Активные потери в меди , пропорциональные квадрату тока нагрузки.
• •Потери на трение, постоянные для данной частоты вращения и не зависящие от нагрузки.
• • Добавочные потери от рассеивания - зависят от нагрузки.

18

к.т.н., доцент кафедры ЭСПП, ЭЛТИ

02.09.2016

Ряд. 1 – потери на трение; Ряд 2 – с учетом потерь в стали;