Як визначити економію електричної енергії при збільшенні коефіцієнта потужності

Важливий напрямок в економії електроенергії і оптимальному її використанні є збільшення коефіцієнта потужності (cos ф).

Коефіцієнт потужності - величина, що показує, яку частину споживаної повної потужності становить активна. При одній і тій же застосовуваної потужності електроприймач з низьким коефіцієнтом потужності споживає більший струм, що викликає підвищення навантаження ліній електропередач і трансформаторів. Це веде до зменшення експлуатаційної потужності трансформатора, генератора і нарощує втрати електроенергії в мережах. Так, при зменшенні коефіцієнта потужності від одиниці до 0,5 втрати електроенергії зростають вчетверо.

Для визначення середньозваженого коефіцієнта потужності за годину, день, місяць або рік можна скористатися формулою:

 де Wa і Wp - активна і реактивна електроенергія за певний проміжок часу.

Збільшення коефіцієнта потужності на підприємстві досягається 2-ма способами:

• без установки компенсуючих пристроїв-
• з установкою, що компенсують.

Основними споживачами електроенергії на підприємствах є асинхронні електродвигуни та трансформатори.
Величина коефіцієнта потужності в асинхронних електродвигунах і трансформаторах залежить від ступеня їх завантаження. На холостому ходу коефіцієнт потужності асинхронного електродвигуна дорівнює 0,1 - 0,25 трансформатора 0,1 - 0,2. Отже, для збільшення коефіцієнта потужності потрібно:

• забезпечити повне завантаження електродвигунів і трансформатора;
  
• прибрати холості ходи;
  поміняти недовантажені електродвигуни та трансформатори, середнє навантаження яких становить менше 30% -
• створювати високоякісний ремонт електродвигунів. Величезне значення має збереження в нормі величини зазору і розрахункових даних при перемотуванні;
  встановити, де це може бути, синхронні електродвигуни.

Після проведення заходів щодо збільшення коефіцієнта потужності природним методом можна провести подальше підвищення його до потрібної величини за допомогою 100тіческіх конденсаторів.

Статичні конденсатори можуть встановлюватися для персональної, груповий або централізованої компенсації.

При досить масивному електроприймачів можна встановлювати статичні конденсатори конкретно у споживача.

В даному випадку відбувається стовідсотково розвантаження від реактивної енергії всієї живильної і розподільної мережі. Однак у більшості випадків на підприємстві є багато споживачів невеликої потужності. Для їх доцільно встановлювати групову або централізовану компенсацію. Централізована компенсація дає можливість найбільш повно використовувати встановлену потужність конденсатора, але при установці їх з низькою боку від реактивної енергії звільняються тільки високовольтні лінії і трансформатори, а вся заводська мережу, не розвантажується.

Установка конденсаторів робиться в особливих шафах або приміщеннях з розрядними опорами.

В установках до 1000 В розрядні опору рекомендується встановлювати з автоматичним вимиканням в момент відключення конденсаторів.

Споживана потужність компенсуючих пристроїв визначається по
формулою:

де Рср - середньорічна активна потужність, кВт;
tg ф1 - тангенс кута відповідний середньозваженому Cos ф1 існуючого на підприємстві;
tg ф2 - тангенс кута, відповідний середньозваженому Cos ф2 необхідної величини.

Величина розрядного опору визначається за формулою:

де Uф - фазна напруга мережі, кв-S - потужність батарей конденсаторів, квар.

Економія електроенергії від збільшення коефіцієнта потужності природним методом від Cos ф1 до Cos ф2 визначається за формулою:

де Wa - річний витрата активної енергії, кВт-год.

При установці компенсуючих пристроїв економія електричної енергії визначається за формулою:

де Qку - реактивна потужність компенсуючого пристрою, квар- Ке-економічний еквівалент, рівний 0,1 кВт / квар Ру.к. - питома витрата активної потужності на компенсацію, кВт / квар t - кількість годин роботи компенсуючого пристрою в рік, ч.

Економія електроенергії при автоматизації включення і відключення розрядних ламп сумарної потужності (Р2) батареї статичних конденсаторів 0,4 кВ з метою усунення горіння ламп при включеному стані батареї конденсаторів визначається за формулою: