Оптимизация системы электроснабжения метизного завода с реконструкцией электроснабжения гвоздильного цеха (Мероприятия по оптимизации системы электроснабжения)

обратной связи с заданным значением и подбирает такое значение выходной частоты, при котором давление будет равно заданному.

Такой способ регулирования позволяет точно поддерживать заданное давление и значительно снижает расход электроэнергии за счет исключения потерь на дросселе.

Для управления несколькими компрессорами, работающими на один  ресивер, достаточно одного частотного преобразователя.

Если мощность работающего компрессора становится недостаточной для поддержания заданного давления, то автоматически включается следующий компрессор, а частотный преобразователь сбрасывает обороты. При снижении нагрузки отключение происходит в обратном порядке.

На Речицком метизном заводе в помещении компрессорной установлены угловые компрессора модели 305 ВП-30/8 с паспортными данными:

- производительность, отнесенная к условиям всасывания – 30 м³ /мин;

-давление нагнетателя – 8 кгс/см³;

- потребляемая мощность – 159 кВт;

- число оборотов в минуту – 500;

- привод: встроенный синхронный электродвигатель БСДК 15-21-12;

- мощность – 200 кВт;

- число оборотов в минуту – 500;

- масса – 1650 кг;

- напряжение – 380 В;

- рабочее давление – 4,7-4,9 кгс/см³.

Рассмотрим целесообразность применения частотного регулирования электродвигателей компрессорной станции. За суточное потребление электроэнергии берётся расход 3 марта 2004 года.

График зависимости потребляемой (Рпотр) и полезной (Рпол) мощностей от производительности компрессора (Q) представлены на листе 5 графической части дипломного проекта, а исходные данные для построения зависимости приведены в таблице 5.1

Таблица 5.1  Исходные данные

Продолжение табл. 5.1.

Время	Рпотр, кВт	Рпол, кВт	Q, м3/ч
1	2	3	4
5час 30 мин	224	178,8	1277
6час 00 мин	224	178,8	1277
6час 30 мин	232	182,0	1322
7час 00 мин	28	19	159
7час 30 мин	20	15	114
8час 00 мин	188	150	1071
8час 30 мин	236	182	1345
9час 00 мин	224	172	1277
9час 30 мин	244	190	1391
10час 00 мин	412	324	2348
10час 30 мин	424	334	2417
11час 00 мин	416	328	2371
11час 30 мин	412	329	2348
12час 00 мин	400	324	2280
12час 30 мин	428	335	2439
13час 00 мин	408	333	2325
13час 30 мин	400	319	2280
14час 00 мин	400	319	2280
14час 30 мин	236	188	1345
15час 00 мин	176	140	1003
15час 30 мин	36	20	205
16час 00 мин	96	70	547
16час 30 мин	224	174	1277
17час 00 мин	224	174	1277
17час 30 мин	224	174	1277
18час 00 мин	216	172	1231
18час 30 мин	216	172	1231
19час 00 мин	212	171	1208
19час 30 мин	216	171	1231
20час 00 мин	212	171	1208
20час 30 мин	216	172	1231
21час 00 мин	220	173	1254
21час 30 мин	240	185	1368
22час 00 мин	232	185	1322
22час 30 мин	244	190	1391
23час 00 мин	232	190	1322
23час 30 мин	230	177	1296
00час 00 мин	230	176	1296

Потребление мощности при различных способах регулирования скорости представлено на листе 5 графической части дипломного проекта.

Среднесуточное потребление электроэнергии при работе компрессоров составляет 5852 кВт*ч, при рациональном потреблении расход электроэнергии -4626 кВт*ч, разница между расходами дает экономию, равную 1226 кВт*ч. Годовая экономия электроэнергии составляет 308,9 тыс. кВт*ч.

Новое поколение преобразователей частоты Mitsubishi Electric. FR-A-500 - идеальный преобразователь, если требуется получение максимальных моментов и высокая степень стабилизации скорости. Ряд мощностей серии FR-A-500 (0.4 до 55 кВт), расширен серией (75 - 800 кВт) FR-A-500L.

Миниатюризация - уменьшение размеров всегда приводит к уменьшению цены электрошкафа, в который устанавливается преобразователь, поэтому уменьшение размеров было одним из основных принципов, при разработке данной серии. Совместимость с информационными сетями - интерфейс RS - 485 является стандартным интерфейсом для управления промышленными системами. С его помощью до 32 преобразователей могут объединятся в коммуникационную сеть.

Исключительная стабильность скорости с постоянной самоподстройкой.

«Мягкая  ШИМ»  для уменьшения шума. Торможение в случае пропадания напряжения питающей сети.

Диапазон мощностей преобразователя: 0,4 - 800 кВт.

Питание: трехфазная сеть -380 - 480В (50/60 Гц)

Диапазон выходных частот: 0.2 - 400 Гц.

Область применения

Новые широкие возможности позволяют применять преобразователь там, где раньше применялись специализированные устройства, например, привода постоянного тока или преобразователи переменного тока с векторным регулированием. Преобразователь может с успехом использоваться в:

−  подъемниках;

−  лифтах;

−  крановых приводах;

−  текстильных машинах;

−  устройствах позиционирования;

−  станках.

Технические характеристики:

серия  FR-A540L EC;

Тип 160k;

Мощность двигателя =160 кВт;

Номинальный ток (М=const) =325А;

Мощность двигателя М~n² =220 кВт;

Номинальный ток М~n² =432А;

Перегрузочная способность 200% номинального тока в течении 0,5с, и 150% в течении 1 мин.

Выходная частота 0,2-400Гц.

Рис. 5.1  Внешний вид частотного преобразователя FR-A-500L

Способ модуляции – синусоидальная ШИМ модуляция, «мягкая» ШИМ;

Частота модуляции ШИМ – регулируется в диапазоне 0,7-2,5 кГц, настройка;

Степень защиты IP 20;

Охлаждение – принудительное;

Способ управления – векторное регулирование с автоматической настройкой на двигатель, U/f  -управление.

Рис. 5.2  Схема подключения преобразователя

5.2  Оптимизация загрузки цеховых трансформаторов

Исходные данные по нагрузкам ТП представлены в табл.5.2.

Таблица 5.2. Исходные данные для расчета

Номер ТП	Sрасч, кВА	Iрасч, А
ТП 1.1	691,16	997,61
ТП 1.2	691,16	997,61
ТП 2	557,73	805,01
ТП 3	504,42	728,07
ТП 4	260,76	376,37
ТП 5.1	387,76	559,68
ТП 5.2	424,31	612,44
ТП 6	410,34	592,28
ТП 7.1	484,28	698,99
ТП 7.2	450,98	650,94
ТП 8.1	499,58	721,08
ТП 8.2	449,87	649,33
ТП 9	492,62	711,04
ТП 10	447,19	645,46
ТП 11	106,54	153,78

Результаты расчета по программе “RESHIМ” представлены в  П.2.

Как показали результаты расчета загрузка трансформатора на ТП11 составляет 11%. Такой коэффициент загрузки является низким.

Загрузка трансформаторов ЦСКИ составляет менее 50%. Рассмотрим экономически целесообразный режим работы двух трансформаторов. Число включенных трансформаторов определяется условием, обеспечивающим минимум потерь мощности в этих трансформаторах при работе их по заданному графику нагрузок.

Определим приведенные потери в трансформаторах:

,                                             (5.1)

где – приведенные потери мощности х.х. трансформатора, учитывающие потери активной мощности как в самом трансформаторе, так и создаваемые им в элементах системы электроснабжения в зависимости от реактивной мощности, потребляемой трансформатором;

– аналогично приведенные потери к.з.;

 и – потери мощности х.х. и к.з. соответственно (каталожные данные);

– коэффициент изменения потерь;

– коэффициент загрузки;

 – реактивная мощность х.х.;

 – реактивная  мощность, потребляемая трансформатором при номинальной паспортной нагрузке;

 – ток х.х. трансформатора ;

 – напряжение к.з. трансформатора.

Для трансформатора ТМ-1000:

1000·1,8/100=18 квар;

 1000·5,5/100=55 квар;

=2,4+0,15·18=5.1 квар;

=12,2+0,15·55=20.45 квар.

Находим нагрузку, при которой необходимо переходить на работу с двумя трансформаторами:

 кВА

где n– число трансформаторов.

На рис. 5.3 показаны кривые приведенных потерь активной мощности в трансформаторах. В точке пересечения кривых и находится нагрузка S, при которой