Электротехнический портал Элекаб - справочник электрика, энергетика.

О проекте
Авторам
Реклама на портале

 
Главная | Справочник | Схемотека | Нормативы | Форум | Статьи | Новости | Выставки | Пресс-релизы |




Главная >> Обзоры. Статьи. Информация. >> Электротехника. >> Некоторые задачи обследования электрооборудования и технческие средства для их решения.

Некоторые задачи обследования электрооборудования и технческие средства для их решения.

При обследовании электрооборудования обычно ставятся задачи определения: а) надежности и б) экономичности его работы. Однако, принимая во внимание, что отклонения от норм эксплуатационных параметров чреваты большими затратами на внеплановые ремонты, надежность работы оборудования также следует считать экономическим фактором и оценивать экономическими критериями. Таким образом, в данном контексте обследование рассматривается в качестве метода повышения экономической эффективности работы электрооборудования.


Задачи и методы обследования электрооборудования.


Оптимальная загрузка трансформаторного парка.


При наличии некоторого запаса по установленной мощности трансформаторов по сравнению с мощностью потребителей оптимизация количества включенных трансформаторов может стать сложной задачей. Поскольку потери в трансформаторах складываются главным образом из потерь в магнитной системе (постоянная величина) и потерь в обмотках (пропорциональны квадрату тока), суммарные потери сложным образом зависят от подключенной нагрузки. В литературе даны методы определения оптимального количества параллельно включенных трансформаторов для заданной нагрузки. В следующем примере показан нетривиальный результат оптимизации набора подключенных трансформаторов по методике .

Пример
Установлено 3 трансформатора по 630 кВА
Установлены трансформаторы 400 и 630 кВА
нагрузка, кВА оптимальный набор нагрузка, кВА оптимальный набор
P<380 1*630 кВА P<260 400 кВА
380<P<1180 2*630 кВА 260<P<450 630 кВА
P>1180 3*630 кВА P>450 400+630 кВА

Данный результат справедлив при определенных характеристиках трансформаторов, стабильном напряжении и постоянной нагрузке. В реальности трансформаторы по параметрам отличаются как от паспортных данных, так и друг от друга, напряжение в сети колеблется, а нагрузка носит переменный характер, имеет реактивную составляющую, гармонические искажения и, вдобавок, несимметрична по фазам. Все эти факторы существенно затрудняют расчетную оптимизацию.


При наличии электроанализатора и некоторого количества времени оптимизацию можно провести опытным путем. Обычно коммерческий учет на предприятии ведется по высокой стороне. В этом случае электроанализатор подключается по низкой стороне и с его помощью проводится запись суточного графика мощности и суммарного потребления активной энергии (назовем ее полезной энергией, Еп). За те же сутки определяется количество потребленной энергии по коммерческим счетчикам Ек. Отношение двух величин определит коэффициент «полезности» Кп = Еп / Ек. Такие измерения проводятся при всех возможных комбинациях подключенных трансформаторов. Наибольшая величина Кп покажет оптимальную загрузку трансформаторов. Для большей верности результата лучше провести несколько измерений в одинаковых условиях и набрать статистику. Сравнение Кп допускается только при одинаковых характерах суточных графиков нагрузки. Если имеется несколько различных характерных графиков, то оптимизация проводится для каждого из них. Следует понимать, что Кп может отличаться от истинного КПД трансформатора из-за систематических погрешностей электроанализатора и системы учета. На практике можно даже получить значение больше 1. Однако конечный результат оптимизации все равно остается правильным, так как систематические погрешности в каждом измерении примерно одинаковы.


! Оптимизация загрузки позволяет экономить несколько киловатт на каждом трансформаторе.

 

Выбор схемы компенсации реактивной мощности.


Легко оценить экономический эффект от компенсации реактивной мощности, когда потребитель платит за нее по установленному тарифу. Однако даже в случае отсутствия прямой платы за реактивную энергию компенсация может быть весьма полезной мерой по следующим причинам:
• снижение потерь активной энергии в сетях и трансформаторах;
• уменьшение требуемой мощности трансформаторов и сечения кабелей;
• улучшение качества электроэнергии за счет фильтрации гармоник и импульсных помех.
Обследование с помощью электроанализатора позволяет сделать правильный выбор схемы компенсации реактивной мощности. Первоначально электроанализатор устанавливается на трансформаторной подстанции для записи графика суммарной реактивной мощности. Допускается подключение электроанализатора к точкам коммерческого учета по высокому или низкому напряжению.

Пример На рисунке показан типичный график реактивной мощности в цехе, работающем в одну смену. Характер графика говорит о наличии постоянно действующей реактивной нагрузки около 200 квар и переменных нагрузок, достигающих 500 квар в пиковые периоды. Оптимальным решением для такого случая будет установка нерегулируемого компенсатора мощностью 180-200 квар на высокой стороне и одного или нескольких автоматических регулируемых компенсаторов на низкой стороне. Для определения оптимальных мощностей и мест установки автоматических компенсаторов потребуются дополнительные замеры реактивной мощности в различных точках сети.


! Правильная композиция компенсаторов реактивной мощности снижает их стоимость на 20…50%

Контроль качества электроэнергии.


Качество электроэнергии решающим образом влияет на эксплуатационные расходы современного оборудования, критичного к параметрам электропитания. Обследование системы электроснабжения с помощью электроанализатора позволяет обнаружить и классифицировать события нарушения качества, а также выбрать наиболее подходящий способ борьбы с этими нарушениями, как указано в таблице.

Нарушения качества электроэнергии
Способы борьбы с ними
Прерывание подачи электроэнергии
Источник бесперебойного питания (ИБП), резервирование
Отклонение напряжения от номинала
Стабилизаторы электромеханические, регулировка трансформаторов
Колебания напряжения и фликер
Стабилизаторы электронные или электромеханические, ИБП
Короткие (коммутационные) импульсы
EMI-фильтры
Несимметрия напряжений
Балансировка трансформаторов, стабилизаторы пофазно-независимые
Гармонические искажения
Пассивные и активные фильтры, фильтрокомпенсирующие установки



Для успешного определения нарушений качества электроэнергии электроанализатор должен обладать дополнительными возможностями:
• независимое одновременное измерение фазных и междуфазных напряжений;
• измерение гармонических составляющих напряжения и тока;
• регистрация событий (отклонения и провалы);
• вычисление дозы фликера.


! Не экономьте на обследовании качества электроэнергии – основное оборудование значительно дороже

Контроль и фильтрация гармоник.


На таком нарушении качества электроэнергии, как гармонические искажения, следует остановиться подробнее. Если гармоники напряжения являются причиной сбоев чувствительного оборудования, ни у кого не возникает сомнений, что с ними нужно бороться. Однако если видимых последствий гармоник нет, то они могут оставаться незамеченными в течение длительного времени. Тем не менее, гармоники далеко не так безобидны, как многие считают, причем внимательно следует относиться к искажениям как напряжения, так и тока.
Принято оценивать отношение полезной энергии к суммарной передаваемой по сетям энергии параметром Cos?. Это справедливо только для синусоидальных токов и напряжений. При наличии гармоник полная мощность складывается не только из активной и реактивной составляющих, но и из мощности высших гармоник. Поэтому вместо Cos? следует применять так называемый коэффициент (фактор) мощности (Power Factor, PF). Современные электроанализаторы способны измерять коэффициент мощности напрямую.
Гармоники вызывают следующие нежелательные явления:
• дополнительные активные потери в проводниках, несущих гармонические составляющие тока;
• дополнительные потери в ферромагниитных системах трансформаторов и двигателей;
• перегрузки трансформаторов, вынуждающие завышать запас по установленной мощности;
• перегрузки и выход из строя конденсаторов в установках компенсации реактивной мощности;
• резонансные явления в трансформаторах;
• большие токи нейтрали в 4-х проводных сетях.

Пример

По рекомендациям Европейского комитета по стандартизации CENELEC коэффициент, определяющий необходимый запас мощности трансформатора рассчитывается по формуле


где I1 – основная гармоника тока, IRMS – истинное среднеквадратичное значение тока, n – номер гармоники, e,q – коэффициенты, зависящие от составляющих потерь в меди и железе трансформатора (в первом приближении можно принять e = 0,3 ; q = 1,75). Измерения с помощью электроанализатора дают: К = 1,7 ; Cos? = 0,8. Номинальная мощность трансформатора 1000 кВА. Реальная активная нагрузка, которая может быть подключена к трансформатору: P=1000 x 0,8 / 1,7 = 470 кВт.



Этот пример подтверждает, что полезная мощность трансформатора существенно снижается в присутствии гармоник тока. Отметим, что приведенная методика требует знания спектра гармоник тока до 40 порядка. Необходимо учитывать это требование при выборе электроанализатора.


! Хороший анализатор измеряет коэффициент мощности и не менее 40 гармоник тока и напряжения

Выбор способа оптимизации электропривода


Существует множество способов повышения эффективности электропривода. В качестве иллюстрации приведем упрощенную экспертную систему для выбора технического решения модернизации привода по его условиям эксплуатации.


Бренд Legrand на ЭлектроПрофи

Ждём вас за покупками со скидкой -20% в "АВС-электро" вашего города.

Перейти на сайт