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.
Сторінка2/3
Дата конвертації25.04.2017
Розмір233.56 Kb.
1   2   3

Група II: (навантаження як 6 (10) кВ, так і 0,4 кВ)

Ці підприємства, у свою чергу, можна поділити на 3 підгрупи:

1. Підприємства з мінімальним рівнем компенсації (cosφ 0,75...0,85). 
Наявні конденсаторні батареї 0,4 кВ або 6 (10) кВ практично повністю виведені з ладу або взагалі не були передбачені проектом;

2. Підприємства із середнім рівнем компенсації (cosφ 0,85...0,92) і генерацією. 


Наявні конденсаторні батареї 6 (10) кВ перебувають у задовільному стані, однак оскільки є нерегульованими, то часто не вимикаються при зниженні навантаження (людський фактор), зумовлюючи перекомпенсацію (генерацію) реактивної потужності.

3. Підприємства з високим рівнем компенсації (cosφ 0,92...0,97), оснащені синхронними електродвигунами.

Компенсація реактивної потужності здійснюється на напрузі 6 (10) кВ завдяки перезбудженню синхронних машин підприємства.

Компенсація реактивної потужності навантажень 6 (10) кВ за допомогою автоматичних установок 0,4 кВ (наприклад, для підгруп 1 або 2) призвела б до потреби істотної перекомпенсації на стороні 0,4 кВ і досягнення ємнісних значень cosφ 0,95...0,9 тому застосування даного способу для підприємств групи II неможливе.

Очевидно, що найоптимальнішим рішенням для підгруп 1 і 2 було б впровадження автоматичних регульованих установок 6 (10) кВ - особливо для підгрупи 2, тому що відповідно до сучасної методики розрахунку за реактивну потужність оплата за генерацію (перекомпенсацію) в 3 рази перевищує оплату за недокомпенсацію.

У цьому випадку з урахуванням великих навантажень на напрузі 6 (10) кВ, АККП 6 (10) кВ забезпечують повну й адекватну компенсацію реактивної потужності й одержання необхідної величини cosφ на стороні 6 (10) кВ. Автоматичне регулювання повністю усуває проблему додаткових витрат на оплату перетікань реактивної потужності, тому що цілком виключає вплив людського фактора.

Генерація - покоління, що представлене більш чи менш одноманітними особинами, які змінюються наступним поколінням, яке при диференціації життєвого циклу може істотно відрізнятися від попереднього. Наприклад: при чергуванні поколінь (гетерогонії, метагенезі) у тлі (Aphidoidea), галиць (Cecidomyiidae) та деяких інших комах.
Людський фактор у загальному визначається як сукупність основних соціальних якостей людини, які історично склалися в суспільстві. До них відносяться ціннісні орієнтири, моральні принципи, норми поведінки, життєві плани, рівень знань та інформованості, характер трудових та соціальних навичок, установки та уявлення про особисто значимі елементи соціального життя - соціальну справедливість, про права і свободи людини, про громадянський обов'язок.
Автомати́чне регулюва́ння - підтримування без втручання людини потрібних значень фізичних величин, що характеризують режим роботи машин, апаратів, установок тощо, за допомогою автоматів-регуляторів.
А оскільки величини навантажень, рівні споживання й оплати електроенергії для споживачів 6 (10) кВ на порядок вищі, ніж для споживачів 0,4 кВ, то й витрати на оснащення підприємства АККП 6 (10) кВ будуть порівняно невеликими. Отже, АККП на напругу 6 (10) кВ є кращим рішенням і з економічної точки зору.
Аспект (лат. aspectus - вигляд, погляд) - поняття філософії (онтології, теорії пізнання). У філософії аспект розглядається

Оскiльки для всіх трьох підгруп компенсація відбувається на напрузі 6 (10) кВ, то незалежно від способу компенсації (АККП або синхронна машина) від індуктивної реактивної потужності розвантажується тільки ділянка від вводу енергосистеми до точки під'єднання АККП 6 (10) кВ у споживача, а ділянки між споживачами як 6 (10), так і 0,4 кВ, як і раніше, завантажені «паразитною» індуктивною реактивною потужністю.

У випадку споживачів 6 (10) кВ у цьому немає проблеми, тому що довжини кабелів і шинопроводів 6 (10) кВ невеликі й втрати в них, відповідно, незначні. Значно гірша ситуація для споживачів 0,4 кВ, тому що, крім істотної довжини кабельних зв'язків, між ними й АККП 6 (10) кВ встановлені трансформатори - джерела додаткових втрат.

Але якщо реактивні втрати в трансформаторах можуть бути скомпенсовані за допомогою АККП 6 (10) кВ, то активні втрати в трансформаторах, викликані протіканням реактивних струмів, компенсувати неможливо - тож лічильник активної енергії буде їх ураховувати, а сума оплати за активну енергію буде збільшуватися. Крім того, при компенсації тільки на стороні 6 (10) кВ трансформатор не буде розвантажуватися, а отже, пропускна здатність системи електропостачання 0,4 кВ буде обмежена - це особливо важливо для трансформаторів, що працюють зі 100% навантаженням.

Уникнути в цьому випадку додаткових витрат на оплату активної енергії можна, додатково застосовуючи АККП на напрузі 0,4 кВ. Залежно від завантаження трансформаторів і якісних характеристик споживачів 0,4 кВ, оплата за активну енергію в таких випадках може додатково знизитися на 5...10%.

Таким чином, для підприємств групи II оптимальною щодо економії енерговитрат є комплексна компенсація реактивної потужності на всіх рівнях напруги, до яких під'єднані навантаження підприємства.


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

При розв’язанні задачі одночасно для мереж ЕК та споживачів по мінімуму приведених затрат задача заключається в розрахунку та підтриманні оптимальних значень в.р.м.

О́птимум (рос. оптимум, англ. optimum, нім. Optimum n) - сукупність найсприятливіших умов для будь-чого. Найкращий варіант вирішення задачі або шлях досягнення мети за даних умов та ресурсів.
В даному випадку підвищення ефективності можна досягнути максимальним зниженням втрат при забезпеченні (оптимальної) заданої величини вхідної реактивної потужності. Розглянемо моделі та способи, які дозволяють розв’язати цю задачу, табл. 2.


Таблиця 2.1 Моделі керування потужностями конденсаторних установок

п/п


Коротка характеристика методу

Аналітична модель

керування



Переваги методу

1

Забезпечення в.р.м. по мінімуму втрат мереж окремого дерева





Додаткове зниження втрат, порівнюючи з існуючими методами

2

Забезпечення в.р.м. по прогнозованому максимуму зниження втрат для радіальних мереж




Додаткове зниження втрат

3

Забезпечення в.р.м. по максимуму зниження втрат для радіальних мереж з спільним опором





Додаткове зниження втрат

4

Забезпечення в.р.м. по максимуму зниження втрат для магістральних мереж





Додаткове зниження втрат

де – реактивне навантаження і-ого вузла; i – потужність секції КУ, встановленої в і-ому вузлі; активний опір лінії, що живить і-тий вузол;

Акти́вний о́пір (резиста́нс)- частина повного опору електричного кола змінного струму, яка поглинає електричну енергію і визначається вживаною потужністю P та струмом I в колі за формулою
– активний опір живлячої лінії; m – кількість вузлів в мережі; – номінальна напруга мережі.

В таблиці представлені аналітичні моделі керування КУ, реалізація яких забезпечує задану вхідну реактивну потужність при максимальному зниженню втрат.

Про́даж - це оплатна передача майна однією особою у власність іншій особі.
Аналітика (від грец. άναλυτικά ) - основа інтелектуальної, логіко-мисленевої діяльності, спрямованої на рішення практичних завдань. У її основі лежить не стільки принцип констатації фактів, скільки принцип «випередження подій», що дозволяє організації або індивідові прогнозувати майбутній стан об'єкту аналізу.
Кількість - в Арістотелівській логіці друга з 10 категорій (класів, розрядів, які спрощують процес розумового визначення будь-якої речі), побічна обставина матеріальних речей , за допомогою якої вони поширюються в просторі, вимірюються якоюсь математичною нормою і здатні бути поділеними на окремі частини.
Аналітична модель (англ. analytical model) - один з класів математичного моделювання.
В сукупності ці моделі представляють новий підхід керування КУ в мережах споживача з врахуванням стану мереж ЕК.

В першому випадку запропоновано модель керування вхідною реактивною потужністю, який на відміну від існуючих локальних регуляторів, враховує можливість вибору найкращого варіанту вмикання такої комбінації КУ по критерію мінімуму втрат в мережі споживача.

Реалізація другої моделі дозволяє прогнозувати величину зниження втрат в залежності від потужності і місця установлення секції, яка може вмикатися для забезпечення в.р.м.

Прогнозування - процес передбачення майбутнього стану предмета чи явища на основі аналізу його минулого і сучасного, систематично оцінювана інформація про якісні й кількісні характеристики розвитку обраного предмета чи явища в перспективі.
Це в свою чергу забезпечує додаткове зниження втрат, порівнюючи з п.1.

При управлінні 3-им та 4-им способом проводиться декомпозиція мережі, що спрощує закони управління, порівнюючи з існуючими.

Декомпози́ція - науковий метод, що використовує структуру завдання і дозволяє замінити вирішення одного великого завдання рішенням серії менших завдань, нехай і взаємопов'язаних, але більш простих. Декомпозиція, як процес розділення, дозволяє розглядати будь-яку досліджувану систему як складну, що складається з окремих взаємопов'язаних підсистем, які, в свою чергу, також можуть бути розділеними на частини. Як системи можуть виступати не тільки матеріальні об'єкти, а й процеси, явища і поняття.
Розглянемо ці способи більш детально.




  1. Вирішення задач для радіальних електричних мереж з спільним опором



Для радіальних мережах з живлячою лінією (мереж змішаної конфігурації) зниження втрат при ввімкненні секцій КУ в і-ому вузлі потужністю визначається не по формулі:
(3.1)
або:
, (3.2)
де ; .
А по формулі :
(3.3)
або :
, (3.4)
де – реактивне навантаження і-ого вузла;

– потужність секції КУ, встановленої в і-ому вузлі;

– активний опір лінії, що живить і-тий вузол;

– активний опір живлячої лінії; m – кількість вузлів в мережі;

номінальна напруга мережі;

; ; ; .

Якщо врахувати, що величина є сумарною реактивною потужністю підприємства , то величину можна представити як:


. (3.5)
Як видно з формул, в прототипі не враховується величина зниження втрат . Це якраз і може призвести до хибного визначення секції КУ, ввімкнення якої забезпечує максимальне зниження втрат.

В основу корисної моделі поставлено задачу створення автоматичного регулятора конденсаторних установок, в якій за рахунок введення нового зв’язку з’являється можливість формування сигналу, пропорційного максимальному зниженню втрат для мереж змішаної конфігурації, що дозволяє уникнути хибного спрацювання секцій КУ і, відповідно, досягнути найбільшого зниження втрат.

Озна́чення, ви́значення чи дефіні́ція (від лат. definitio) - роз'яснення чи витлумачення значення (сенсу) терміну чи поняття. Слід зауважити, що означення завжди стосується символів, оскільки тільки символи мають сенс що його покликане роз'яснити означення.
Автомати́чний регуля́тор - у системах автоматичного регулювання (САР) - пристрій, що виробляє керуючий сигнал для зміни (регулювання) вихідного параметра.
Кор́исна мод́ель - нове технічне рішення, що не випливає із існуючого рівня техніки і є промислово придатним; результат інтелектуальної діяльності людини в будь-якій сфері технології.

Поставлена задача досягається тим, що в пристрій для автоматичного регулювання потужностями КУ, який містить датчик активної потужності, що з’єднаний з одним із входів суматора, датчика реактивної потужності, один із виходів якого з’єднаний з дільником, вихід якого з’єднаний з другим входом суматора, вихід суматора з’єднаний з одним із входів реагуючого органу, до другого входу якого під’єднано задатчик уставок, вихід реагуючого органу з’єднаний з входом органу витримки часу і вихідним блоком. Датчики реактивної потужності, встановлені в місцях розміщення КУ, з’єднані з відповідними входами блоку масштабних підсилювачів. Другий вихід датчика реактивної потужності також з’єднаний з одним із входів блоку масштабних підсилювачів. Виходи блоку масштабних підсилювачів з’єднані з відповідними входами блоку віднімання.

Відніма́ння - двомісна математична операція, обернена додаванню.
Виходи блоку віднімання з’єднані з відповідними інформаційними входами блоку аналізу втрат і визначення місця комутації. Виходи блоку аналізу втрат та визначення місця комутації з’єднані з відповідними виконавчими органами, що слугують для ввімкнення та вимкнення конденсаторних секцій КУ, введено новий зв’язок між датчиком реактивної потужності та блоком масштабних підсилювачів.

На підприємстві Ярмолинецький ХПП ТОВ «Хмельницькхлібопродукт» варто встановити конденсаторні установки з автоматичним регулюванням.

На кресленні представлено блок-схему автоматичного регулятора конденсаторних установок.

Комутація в економіці - процес заміни натурального оброку та панщини феодальною грошовою рентою, обумовлений розвитком товарно-грошових відносин.
Блок-схема (рос. блок-схема, англ. block scheme, flowchart, block diagram, flow diagram; нім. Block-schema) - Представлення задачі для її аналізу або розв'язування за допомогою спеціальних символів (геометричних образів), які позначають такі елементи, як операції, потік, дані тощо.
Кре́слення - дисципліна зі створення стандартизованих технічних малюнків, що виконуються фахівцями інженерами, архітекторами тощо.
Пристрій містить датчик активної потужності 1, що з’єднаний з одним із входів суматора 2, датчик реактивної потужності 3, один із виходів якого з’єднаний з дільником 4, вихід якого з’єднаний з другим входом суматора 2, вихід якого з’єднаний з одним із входів реагуючого органу 5, до другого входу якого під’єднано задатчик уставок 6, вихід реагуючого органу 5 з’єднаний з входом органу витримки часу і вихідним блоком 7, два виходи якого з’єднані з входами блоку аналізу втрат і визначення місця комутації 11, датчики реактивної потужності 8.1, 8.2, …, 8.n, встановлені в місцях розміщення КУ, з’єднані з відповідними входами блоку масштабних підсилювачів 9, другий із виходів датчика реактивної потужності 3 також з’єднаний із одним із входів блоку масштабних підсилювачів 9, виходи блоку масштабних підсилювачів 9 з’єднані з відповідними входами блоку віднімання 10, виходи блоку віднімання 10 з’єднані з відповідними інформаційними входами блоку аналізу втрат і визначення місця комутації 11, виходи блоку аналізу втрат та визначення місця комутації 11 з’єднані з відповідними виконавчими органами 12.1, 12.2, …, 12.n, що слугують для ввімкнення та вимкнення секцій КУ.

Запропонований пристрій працює наступним чином: сигнал з першого виходу датчика 3 реактивної потужності, який установлений на вході електромережі підприємства, потрапляє через дільник 4 на один із входів суматора 2, на другий вхід якого подається сигнал із датчика 1 активної потужності, встановленого також на вході. Задатчик 6 уставок встановлює пороги спрацювання реагуючого органу 5, який спрацьовує, коли величина з вихода суматора 2 досягає одного із порогів і дає команду на орган витримки часу і вихідний блок 7, на одному виході якого з’являється команда “Ввімкнути” або на іншому – “Вимкнути”. Ці команди подаються на керуючі входи блоку аналізу втрат та визначення місця комутації 11. Сигнал із другого виходу датчика 3 реактивної потужності, пропорційний сумарному реактивному навантаженню підприємства подається на один із входів блоку 9 масштабних підсилювачів, сигнали із датчиків 8.1, 8.2, …, 8.n реактивної потужності, встановлених в місцях розміщення КУ, також подаються на блок 9 масштабних підсилювачів, з виходів якого сигнали, пропорційні величинам відповідно і потрапляють на блок віднімання 10, в якому відбувається віднімання сигналів, пропорційних величинам , , , . Постійні сигнали, пропорційні величинам , формуються за допомогою змінних резисторів блоку віднімання.

Рези́стор або о́пір (від лат. resisto - опираюся) - елемент електричного кола, призначений для використання його електричного опору. Основною характеристикою резистора є величина його електричного опору.
При цьому передбачається, що кожна КУ укомплектована секціями однакової потужності. З виходів блоку віднімання 10 сигнали, пропорційні величинам зниженню втрат активної потужності на віповідних лініях при ввімкнені однієї секції КУ, тобто величини () подаються на інформаційні входи блоку аналізу втрат та визначення місця комутації 11.

Блок аналізу втрат та визначення місця комутації 11 визначає максимальне або мінімальне значення сигналів, пропорційних величинам (), що дозволяє визначити лінію, на якій необхідно здійснювати ввімкнення або вимкнення секції КУ потужністю , сигнали з виходів блоку аналізу втрат та визначення місця комутації 11 подаються на входи виконавчих органів 12, які і здійснюють ввімкнення або вимкнення секцій КУ.

Рисунок 3.1 Пристрій для автоматичного регулювання потужностями КУ
Недоліком даного пристрою є те, що вмикання секцій КУ здійснюється на лініях не по зниженню втрат, а по величині втрат електроенергії від перетоків реактивної потужності, що не завжди забезпечує максимальне зниження цих втрат.



  1. Розв’язання задачі для магістральних електричних мереж

Недоліком пристрою для автоматичного регулювання потужностями КУ є те, що в ньому не передбачено зниження втрат електроенергії в магістральних мережах відповідно формули :


(4.1)
або :

, (4.2)
де ; .

А в дійсності це зниження визначається формулою:


, (4.3)

або:
, (4.4)


де – реактивне навантаження і-ого вузла;

– потужність секції КУ, встановленої в і-ому вузлі;

– вхідний активний опір і-ого вузла;

– спільний активний опір для j-ого та і-ого вузлів;

– номінальна напруга мережі; n – кількість вузлів в мережі; і = 1 ,, n,

j = 1, …, i - 1, i 1, …,n.


;

;

.

З вище вказаних формул видно, що в прототипі не враховується величина зниження втрат . Саме це може призвести до хибного визначення секції КУ, ввімкнення якої забезпечує максимальне зниження втрат.







  1. Розрахунок втрат активної потужності від перетоків реактивної енергії

Сумарна потужність КУ Ярмолинецького ХПП ТОВ «Хмельницькхлібопродукт» визначається:


, (5.1)
де - реактивна потужність підприємства;

= 0,15 – заданий підприємством ступінь компенсації.
квар
Отже, на підприємстві варто встановити дві конденсаторні установки для компенсації реактивної потужності потужністю =400 квар.

Для розподільчої мережі, представленої на рисунку 5.1 розрахуємо втрати активної потужності від перетоків реактивної енергії.



Рисунок 5.1 – Однолінійна схема

1   2   3


Скачати 233.56 Kb.

  • Автоматичне регулювання