Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



«Підвищення ефективності використання конденсаторних установок на Ярмолинецькому хпп тов «Хмельницькхлібопродукт»

Скачати 233.56 Kb.

«Підвищення ефективності використання конденсаторних установок на Ярмолинецькому хпп тов «Хмельницькхлібопродукт»




Скачати 233.56 Kb.
Сторінка1/3
Дата конвертації25.04.2017
Розмір233.56 Kb.
  1   2   3


Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Вінницький національний технічний університет


Інститут EЕЕМ

Факультет ЕМЕЕМ

Кафедра ЕСЕЕМ


ЗВІТ

з науково - дослідної роботи

на тему:
«Підвищення ефективності використання конденсаторних установок на Ярмолинецькому ХПП ТОВ «Хмельницькхлібопродукт»

Частина IIІ


Виконала студентка гр.

Студе́нт (лат. studens, родовий відмінок studentis - «ретельно працюючий», «такий, що займається») - учень вищого, у деяких країнах і середнього навчального закладу.
Націона́льність - приналежність особи до нації, держави або народу. Поняття «національність» може мати різноманітні значення: юридично-правове, політичне, етнологічне, культурологічне, повсякденно-побутове тощо.
Те́хніка (від грец. techne - мистецтво, майстерність) - сукупність засобів, створених людством для обслуговування своїх потреб виробничого і невиробничого характеру. У техніці матеріалізовані знання і виробничий досвід, накопичені людством у процесі розвитку суспільного виробництва.
Конденса́торна устано́вка - електроустановка, що складаеться з конденсаторів, допоміжного електроустаткування (вимикачів, роз'єднувачів, розрядних резисторів, пристроїв регyлювання, захисту тощо), що належать до них, та ошиновки.
5ЕМ –09 Мусійчук Ю. Ю.

Науковий керівник доцент Демов О. Д.

Науковий консультант асистент Шуллє Ю.А.

Вінниця 2012
ЗМІСТ


Вступ 5

1.Використання конденсаторних установок 7

2.Підвищення ефективності використання КУ при забезпеченні заданої в.р.м. 15

3. Вирішення задач для радіальних електричних мереж з спільним опором 17

4.Розв’язання задачі для магістральних електричних мереж 22

5.Розрахунок втрат активної потужності від перетоків реактивної енергії 24

Висновки 30

1. Впровадження конденсаторних установок (КУ) в електричних мережах промислових підприємств дозволяє суттєво знизити втрати електричної енергії завдяки підвищення ефективності використання КУ при забезпеченні заданої в.р.м.

Підвищення (елевація) - кутова висота об'єкта спостереження (земного предмета, літального апарату, небесного світила тощо) над істинним горизонтом. Підвищення спільно з азимутом служить для визначення напрямку на об'єкт.
Електродвигу́н, Електромото́р (рос. электродвигатель, англ. electric motor, нім. Elektromotor) - електрична машина, двигун, що перетворює електричну енергію на механічну.
Промисло́вість - технічно найдосконаліша галузь матеріального виробництва, основа індустріалізації економіки, яка має вирішальний вплив на розвиток продуктивних сил; сукупність підприємств з виробництва електроенергії, знарядь праці для галузей економіки, видобутку сировини, палива, заготівлі лісу, переробки продукції, випущеної промисловістю або виробленої сільським господарством, видобуток і переробка сировини, виробництво товарів і послуг.
Електрична мережа (мережа живлення, електромережа) - взаємозв'язана мережа, призначена для постачання та розподілу електричної енергії від постачальників до кінцевих споживачів. Вона складається з генеруючих станцій, високовольтних ліній електропередач та розподільчих ліній, які доставляють енергію до розподільчих пристроїв підстанцій, ввідних пристроїв, ввідно-розподільчих пристроїв, та головних розподільчих щитів.
Електрична ене́ргія, або електроенергія - вид енергії, що існує у вигляді потенціальної енергії електричного й магнітного полів та енергії електричного струму. Завдяки зручній технології виробництва, розподілу й споживання, електрична енергія займає чільне місце серед інших видів енергії, що їх споживає людство.
30

Список використаної літератури 31




    Вступ


1. Актуальність проблеми. Зниження втрат електроенергії в розподільних мережах (РМ) є однією з основних задач енергопостачальних компаній (ЕК). В значній мірі цього зниження можна досягти за рахунок встановлення конденсаторних установок (КУ) в цих мережах.

Впровадження конденсаторних установок (КУ) в електричних мережах промислових підприємств дозволяє суттєво знизити втрати електричної енергії, тому досить актуальною проблемою є підвищення ефективності використання КУ, зокрема на Ярмолинецькому ХПП ТОВ «Хмельницькхлібопродукт».

Актуа́льність (від лат. actualis - справжній, теперішній, сучасний, важливий у даний момент, злободенний, назрілий) - абстрактний іменник до прикметника «актуальний». Актуальність - важливість, значимість чого-небудь на сьогодні, сучасність, злободенність.
Проблема - складне теоретичне або практичне питання, що потребує розв'язання, вивчення, дослідження. Проблема - об'єкт (питання, недолік чи потреба чогось,завада від надлишку чи наявності чогось, процес) явище збуджуючого характеру як стимул діяльності спонукаючого характеру - незадоволений попит чи нереалізовані потреби (нестача або відсутність, надлишок або наявність чого-небудь), дефект, вада, чи загроза що змушує цілеспрямовано ліквідувати проблему шляхом уникнення взаємодії чи зміни стану об'єкту, себе чи свого ставлення до подій.
Втрати електроенергії в електромережі - це витрати електричної потужності при проходженні електричного струму через ЛЕП та електрообладнання системи електропостачання споживачів.
Еле́ктрика (від грец. ήλεκτρον - бурштин; раніше також громови́на ) - розділ фізики, що вивчає електричні явища: взаємодію між зарядженими тілами, явища поляризації та проходження електричного струму.



2. Мета і завдання досліджень. Ефективне використання КУ в мережах підприємств досягається лише за умови врахування всіх можливостей цих установок щодо зниження втрат електроенергії. Але засоби автоматичного керування потужностями КУ, що існують, неповною мірою враховують ці можливості, що знижує ефективність їх використання.
Електроста́нція (електрична станція) - промислове підприємство або комплект обладнання для вироблення електроенергії з різних форм первісної енергії.
Можливість - це дія, що може відбутися або ні (можливо, приїду, а, можливо, і ні). Можливість можна забезпечити чи покладатись на «авось» та якось буде. Альтернатива дає шанс, але не гарантує без відповідних дій забезпечення результату і адекватності та конструктиву діяльності.
Дослі́дження, до́сліди - (широко розуміючи) пошук нових знань або систематичне розслідування з метою встановлення фактів; (вузько розуміючи) науковий метод (процес) вивчення чого-небудь.
Автомати́чне керува́ння (англ. automatic control) - виконання без безпосередньої участі людини певних впливів на об'єкт керування, необхідних і достатніх для одержання цілеспрямованого його функціювання із заданою точністю.
У зв’язку з цим виникає завдання підвищення ефективності керування КУ з метою додаткового зниження втрат електричної енергії в мережах промислових підприємств.

Для досягнення зазначеної мети поставлені і вирішені такі завдання:



  1. Підвищення ефективності використання КУ при забезпеченні заданої в.р.м.

  2. Вирішення задач для радіальних електричних мереж з спільним опором.

  3. Розв’язання задачі для магістральних електричних мереж .

  4. Розрахунок втрат активної потужності від перетоків реактивної енергії.

3. Об'єктом дослідження є процес підвищення ефективності використання КУ в розподільчих мережах промислових підприємств, зокрема на Ярмолинецькому ХПП ТОВ «Хмельницькхлібопродукт».
4. Предметом дослідження є конденсаторні установки, підвищення ефективності впровадження і керування КУ в мережах промислових підприємств.

5. Рівень розробленості теми. Методи розрахунку реактивної потужності та підвищення ефективності використання КУ протягом декількох десятків років привертають до себе увагу багатьох вчених країн СНД, Європи, США. Великий внесок у розвиток поняття реактивної потужності та методів її компенсації внесли такі вчені як І.В.Волков, К.С.Демирчян, І.В.Жежеленко, В.Я.Жуйков, А.Ф.Крогеріс, В.Г.Кузнєцов, О.Д.Маєвський, М.А.Мельников, Г.Є.Пухов, В.Є.Тонкаль, І.М.Чиженко, А.К.Шидловський A.Bogucki, M.Brodzki, C.Budeanu, L.Czarnecki, F.Emde, S.Fryze, E.Kimbark, W.Moore, Z.Nowomiejski, W.Quade, W.Shepherd, P.Zakikhani та ін. Однак дотепер не існує єдиного підходу до розрахунку реактивної потужності та використання КУ.


  1. Використання конденсаторних установок

Основним джерелом реактивної потужності (РП) є синхронні генератори електростанцій. Передавання РП з енергосистеми до споживачів не є раціональним, оскільки виникають додаткові втрати активної потужності у всіх елементах систем електропостачання, обумовлені завантаженням РП, та додаткові втрати в живлячих мережах.

Енергосистема - сукупність електроенергетичних пристроїв та обладнання, які працюють у взаємно-узгодженому режимі та призначені для виробництва, передачі, розподілу, перетворення і споживання електричної та теплової енергії.
Генератор (рос. генератор, англ. generator, нім. Generator m) - пристрій, апарат чи машина, що виробляє якийсь продукт (газ, лід тощо), електричну енергію (генератор електромашинний, радіосигналів тощо), створюють електричні, електромагнітні, світлові або звукові сигнали - коливання, імпульси (наприклад, ламповий, магнетронний, квантовий, ультразвуковий генератор).
Елеме́нт (лат. elementum - стихія, первинна речовина) - нерозкладний (у даній системі) компонент складних тіл, матеріальних систем, теоретичних побудов; будь-який об'єкт, пов'язаний певними відношеннями з іншими об'єктами в єдиний комплекс.
Спожива́ч - фізична особа, яка купує, замовляє, використовує, або має намір придбати чи замовити продукцію для особистих потреб, безпосередньо не пов'язаних з підприємницькою діяльністю, або виконанням обов'язків найманого працівника.
Електропостача́ння (постачання електричної енергії, енергопостачання) - це комплекс технічних засобів і організаційних заходів для забезпечення споживача електроенергією; надання електричної енергії споживачу за допомогою технічних засобів передачі та розподілу електричної енергії на підставі договору.
Раціоналі́зм (від лат. ratio - розум) - філософська точка зору, яка наголошує першість і компетентність розуму (логічного ходу міркування) в пошуках правди. В історії філософії раціоналізм протиставляється емпіризму - філософській установці, яка кладе в основу пошуків істини досвід.
Щоб знизити ці втрати, необхідно біля споживачів встановлювати додаткові джерела РП, основними серед яких є конденсатори.

Існують такі види компенсації реактивної потужності:

Одинична компенсація – краща там, де:


  1. потрібна компенсація потужних (понад 20 кВт) споживачів;

  2. потужність, яка споживається постійно протягом тривалого часу.

Групова компенсація – застосовується для випадку компенсації декількох індуктивних навантажень, які розташовані поруч і вмикаються одночасно, підімкнених до одного розподільного пристрою і які компенсуються однією конденсаторною батареєю.
Індуктивність (англ. Inductance) - фізична величина, що характеризує здатність провідника накопичувати енергію магнітного поля, коли в ньому протікає електричний струм.
Розподільний пристрій - це електричний пристрій для прийому електроенергії (від генераторів електростанції, трансформаторів, перетворювачів і ін.) і її розподілу між окремими споживачами.


Централізована компенсація. Для підприємств, які потребують змінної реактивної потужності постійно ввімкнені батареї конденсаторів не прийнятні, оскільки при цьому може виникнути режим недокомпенсації або перекомпенсації. У цьому випадку конденсаторна установка оснащується спеціалізованим контролером і комутаційно-захисною апаратурою.
Контро́лер (controller) - спеціалізований компонент системи, що призначений для управління зовнішніми пристроями комп'ютера: накопичувачами, відеосистемою та дисплеєм, принтерами тощо.
Апаратура (рос. аппаратура, англ. apparatus, нім. Apparatur) - сукупність функціонально різноманітних вимірювальних приладів і допоміжних пристроїв та пристосувань, спеціально підібраних для виконання певної технічної задачі.
При відхиленні значення сos від заданого значення контролер підмикає або відмикає ступені конденсаторів. Перевага централізованої компенсації полягає в наступному: ввімкнена потужність конденсаторів відповідає спожитій в конкретний момент часу реактивній потужності без перекомпенсації або недокомпенсації.

При виборі конденсаторної установки необхідна потужність конденсаторів визначається як

Qc = P(tg1 – tg2),

де tg1коефіцієнт потужності споживача до встановлення компенсувальних пристроїв;

Централі́зм (від лат. centrum або centralis, іт. centralismo, англ. centralism; нім. zentralismus - зосередження, центральний) - система конкретних заходів політичного чи економічного управління або організації, за якої місцеві органи підпорядковані центральній владі, центрові.
Момент часу - точка на часовій осі. Про події, що відповідають одному моменту часу, говорять як про одночасні.
Коефіціє́нт поту́жності - безрозмірна фізична величина, що характеризує споживача змінного електричного струму з точки зору наявності в навантаженні реактивної складової. Коефіцієнт потужності показує, наскільки зсувається по фазі змінний струм, що протікає через навантаження, щодо прикладеного до нього напруги.

tg2 – коефіцієнт потужності після встановлення компенсувальних пристроїв (бажаний або коефіцієнт, який задає енергосистема).

Режим роботи конденсаторних установок повинен виключати можливість роботи підприємств із випереджальним коефіцієнтом потужності. У зв'язку із цим найдоцільнішим є застосування автоматичного регулювання потужності конденсаторних установок за напругою, за часом доби і за іншими параметрами.

Застосунок, застосовна програма або прикладна програма (англ. application, application software, app) - користувацька комп'ютерна програма, що дає змогу вирішувати конкретні прикладні задачі користувача.
Автома́тика (грец. αύτόματος - самодіючий) - галузь науки і техніки, яка розробляє технічні засоби і методи для здійснення технологічних процесів без безпосередньої участі людини.

Для розрахунку параметрів компенсаторної установки в мережі знімають характерні добові графіки навантаження і текуче значення cosφ, за якими визначають середнє значення коефіцієнта потужності за період. Знаючи фактичний і потрібний (за умовами компенсації) коефіцієнт потужності, а також споживання активної електроенергії, можна розрахувати потрібну потужність конденсаторної установки.

З усіх методів компенсації реактивної потужності найпоширенішим є метод централізованої компенсації – тобто під'єднання до головного розподільного пристрою автоматичної установки компенсації реактивної потужності. Завдяки автоматичному регулятору, установка вмикає ії конденсатори (по черзі або разом) залежно від навантаження й cosφ без втручання людини. На відміну від індивідуальної й групової компенсації цей спосіб має найкраще співвідношення «якість компенсації/ціна», оскільки при найменших фінансових витратах забезпечує максимальну ефективність компенсації.

Визначимо основні групи підприємств, для яких це питання є найважливішим:

- група I - це підприємства, електропостачання яких виконується від мережі 6 (10) кВ із розгалуженою внутрішньою системою електропостачання, великою кількістю трансформаторів і мають навантаження тiльки 0,4 кВ;

- група II - це підприємства, електропостачання яких виконується від мережі 6 - 110 кВ і мають навантаження як 6 (10) кВ, так і 0,4 кВ.

Перш ніж аналізувати особливості компенсації для кожної групи підприємств, необхідно провести порівняльний аналіз техніко-комерційних показників пропонованих на ринку автоматичних установок компенсації реактивної потужності (або автоматичних коректорів коефіцієнта потужності - АККП) для кожного рівня напруги - як 0,4 кВ, так і 6 (10) кВ.

Трансформа́тор (від лат. transformo - перетворювати) - пристрій для перетворення параметрів (амплітуд і фаз) напруг і струмів.
Коректу́ра (від лат. correctura - «виправлення», «поліпшення») - процес виправлення граматичних і технічних помилок та недоліків, як в текстовому, так і графічному матеріалах, підготовлених для розмноження друкарським (або будь-яким іншим) способом.
Напруга (U) на ділянці електричного кола - це різниця потенціалів між двома точками електричного поля та чисельно дорівнює відношенню роботи, яку необхідно виконати для переміщення заряду з однієї точки поля в іншу точку, до величини цього заряду.
Для спрощення аналізу всі дані зведено в таблицю.


Таблиця 1.1


Параметр порівняння


Авт. установки 0,4 кВ

Авт. установки 6 (10) кВ

Кількість підприємств України, на яких виготовляються установки

15...20

1...2

Діапазон потужностей одиничних конденсаторів, кВАр

2,5...30

50...400

Діапазон потужностей одиничних контакторів, кВАр

12...60

2000 для будь-якого ступеня

Час розряду конденсатора до 50...75 В, хв

1

10

Можливість напівпровідникової комутації для збільшення швидкодії до 0,1...0…0,5 с

є

немає

Наявність спеціальних видів захистів

немає

є

Питомий показник вартості установки, грн/кВАр

60...100

120...170

Питомий показник вартості монтажу й налагодження, грн/кВАр

8...12

18...25

Тепер розглянемо варіанти оснащення кожної з певних груп установкою тієї чи іншої напруги.

Група I: (навантаження тільки 0,4 кВ)

Якщо підприємство одержує електроенергію через 1 або 2 трансформатори 6 (10)/0,4 кВ по 400 або 630 кВА, то зрозуміло, що найоптимальнішим рішенням буде централізована автоматична компенсація на напрузі 0,4кВ.

Підприє́мство - самостійний суб'єкт господарювання, зареєстрований компетентним органом державної влади або органом місцевого самоврядування, для задоволення суспільних та особистих потреб шляхом систематичного здійснення виробничої, науково-дослідної, торговельної, іншої господарської діяльності в порядку, передбаченому Господарським кодексом України та іншими законами.

Однак якщо на підприємстві є 4 і більше трансформаторів 6 (10)/0,4 кВ по 1000 кВА, що працюють із навантаженням 30...70%, виникає проблема істотного зниження cosφ загалом по підприємству через великі реактивні втрати у цих трансформаторах, що складаються із втрат неробочого ходу (постійних що не залежать від навантаження) і втрат короткого замикання (що змінюються у квадратичній залежності від навантаження). Ці втрати, обумовлені фізикою роботи самих трансформаторів, збільшують споживання реактивної енергії на стороні вищої напруги цих трансформаторів, як правило, до 3...6% від номінальної потужності самого трансформатора, знижуючи загальний cosφ на підприємстві.

Оскільки на ринку України нині практично немає автоматичних установок 0,4 кВ, що дають змогу компенсувати ці втрати, то виникає питання - може, у цьому випадку варто компенсувати реактивну потужність на високій стороні трансформаторів? Детальний аналіз даних таблиці показує, що для підприємств цієї групи такий спосіб зумовить невиправдано великі витрати, викликані тим, що:

- для малих змін навантажень таких підприємств (±10...

Номінал, номінальна вартість (англ. Par-Value) - номінальна або вільна вартість акції чи грошового знаку, яка встановлюється на момент первинного випуску (розміщення) акцій і обчислюється як результат ділення загальної грошової вартості частини статутного капіталу, що розміщується на кількість акцій при розміщенні.
Потужність електричного струму - фізична величина, що характеризує швидкість передачі або перетворення електричної енергії. Одиницею вимірювання потужності в CI є ват (Вт, W).
Аналіз даних - розділ математики, що займається розробкою методів обробки даних незалежно від їх природи.
20 кВАр) ступені установок 6 (10)кВ величиною 50...100 кВАр є занадто великими за величиною й не дають змоги точно відслідковувати й компенсувати всі зміни реактивного навантаження, що, як наслідок, призводить до постійної недо- або перекомпенсації;

- при порівняно невеликих обсягах оплати за реактивну потужність для підприємств цієї групи висока питома вартість одного кВАр виготовлення, монтажу й налагодження установок 6 (10) кВ призводить до великих комерційно невиправданих термінів окупності.

Оптимальним рішенням для таких підприємств є застосування автоматичних коректорів коефіцієнта потужності (АККП) на напрузі 0,4 кВ, обладнаних спеціальними регуляторами (наприклад, типу НОВАР), що забезпечують вимірювання струму й напруги на високій стороні живильних трансформаторів, а також оснащених убудованими блоками компенсації неробочого ходу трансформаторів (БКХТ). Завдяки таким вдосконаленням ці АККП можуть підтримувати необхідний cosφ на стороні 6 (10) кВ живильних трансформаторів шляхом компенсації реактивної потужності на стороні 0,4 кВ із мінімальними додатковими витратами - не більше 3...7% додатково до вартості звичайних установок.

Троль - міфічна істота, одна з нелюдських рас в літературі жанру фентезі. Тролі переважно описуються як велетенські могутні істоти (вищі, сильніші і, часто, дурніші за орків, якщо останні наявні в даному художньому світі) зі шкірою сірого чи зеленого кольору.
А застосування в АККП і БКХТ конденсаторів типу FRAKO істотно підвищує їхню стійкість до впливу вищих гармонійних складових завдяки високим перевантажувальним властивостям за струмом, напругою й температурним умовам експлуатації цих конденсаторів, а, отже, значно поліпшить надійність і відмовостійкість засобів компенсації.

Окремо слід зазначити, що АККП із убудованими блоками компенсації неробочого ходу трансформаторів особливо економічно вигідні для підприємств із однозмінним графіком роботи, оскільки для таких підприємств частка втрат неробочого ходу може становити 17...20%.

Наді́йність - властивість технічних об'єктів зберігати у часі в установлених межах значення всіх параметрів, які характеризують здатність виконувати потрібні функції в заданих режимах та умовах застосування, технічного обслуговування, зберігання та транспортування.
Еконо́міка або економічні науки (від дав.-гр. οἶκος, oíkos - «дім» та дав.-гр. νόμος - «закон») - комплекс суспільних наукових дисциплін про господарство, а саме - про організацію та управління матеріальним виробництвом, ефективне використання ресурсів, розподіл, обмін, збут і споживання товарів та послуг.

Застосування звичайних установок без блоків компенсації неробочого ходу не усуває цієї частини фінансових витрат, що істотно збільшує термін окупності звичайних установок.

  1   2   3


Скачати 233.56 Kb.

  • 1. Актуальність
  • 4. Предметом дослідження
  • - група I
  • Група I