Основы рационального использования электроэнергии в системах промышленного электроснабжения

1. Тема : Основы рационального использования электроэнергии в системах промышленного электроснабжения

2. Регулирование напряжения в сетях

- целесообразно выполнить увеличение
коэффициента
трансформации
трансформаторов цеховых ТП на 5%
посредством
переключения
на
соответствующее ответвление устройства
ПБВ.
- возможность автоматизации режима
напряжения
с
помощью
устройства
управления энергопотреблением

3. схему регулирования напряжения

U сети
10 кВ
KH1
KV
КТП
10/0,4 кВ
KV
КН1
SA
КМ2
1
2
3
КН2
КМ1
Автотрансформатор
КМ2
Нагрузка
КМ2
КМ1
KM1
КМ1
KM2
HL1
HL2

4.

По ГОСТ 13109-97, минимальное фазное
напряжение может быть допустимо на уровне
209/361 В.
Напряжение в цехе РПЦ-1 ППиУ

5. Суточные графики напряжения на ТП завода “Могилёвтрансмаш” ОАО “МАЗ”

Время
измерения,
час.
7-00
8-00
9-00
10-00
11-00
12-00
13-00
14-00
15-00
16-00
17-00
18-00
19-00
20-00
21-00
22-00
23-00
Трансформаторная
подстанция
ТП-6
Напряжение на
вводе
0,4 кВ ТП-6, В
Т-1
Т-2
(1600
(1600
кВА)
кВА)
400
395
395
382
395
385
395
390
400
395
395
382
395
380
395
392
398
392
395
392
395
392
400
395
398
395
398
395
398
395
398
395
400
395
Трансформаторная
подстанция
ТП-7
Напряжение на вводе
0,4 кВ ТП-7, В
Т-1
(1000
кВА)
410
405
405
409
410
405
405
405
405
405
405
410
405
405
408
408
408
Т-2
(1000
кВА)
395
386
386
390
395
390
385
390
390
390
390
390
390
390
390
390
395

6. Расчет снижения электропотребления при уменьшении напряжения ведется по следующим формулам:

Определяется фактический линейный ток:
Pср
IФ
3 Uм
Эквивалентное сопротивление нагрузки:
R эк
Uм
IФ
Суммарный линейный ток при отрегулированном
напряжении:
Uо
Iо
R эк

7.

Суммарная расчетная мощность при
отрегулированном напряжении:
Pо 3 I о U о
Приращение мощности:
P Pср Pо
Годовая экономия электроэнергии при снижении
напряжения:
∆Э = ∆Р ∙Т

8.

для механосборочных цехов доля электродвигательной и
осветительной нагрузки составляет около 85%.
годовая величина экономии электроэнергии при
понижении уровня напряжения на 4-5%, до 220/380 В, таким
образом, чтоб на зажимах электроприемников цехов оно
было не ниже 209/361 В, составит около 7190,3 тыс. кВт·ч,
или 2012,9 т.у.т.
В стоимостном выражении:
∆Wруб = 3136,4 млн. руб.
Ориентировочная стоимость внедрения регулятора
напряжения составляет К = 9 млн рублей.
Суммарная стоимость регуляторов при их установке на
каждый трансформатор ТП предприятия составит
Ксум = 2187 млн. руб.
Срок окупаемости регуляторов:
Cок = Ксум / ∆Wруб = 2187/3136,4 = 0,7 года.

9. Номограмма для унификации оценочных расчетов эффективности регулирования напряжения в

10. Технико-экономическое обоснование замены трансформаторов

Рассчитаем возможное снижение потерь
энергии от замены трансформатора ТМ –
1000/10 на трансформатор ТМЗ – 1000/6-10
Минского электротехнического завода им. В.
И. Козлова.
• ТМ – 1000/10: Sн = 1000 кВА; ΔРкз =
16,2 кВт; ΔРх = 5,2 кВт.
• ТМЗ – 1000/6-10: Sн = 1000 кВА; ΔРкз =
10,8 кВт; ΔРх = 1,6 кВт.

11.

Рассчитываем годовые потери энергии в
трансформаторах:
S max
WТ РМ
Sн
2
Рх 8760;
Время потерь определяем по формуле:
τ = (0,124 + Тmax·10-4)2·8760; Тmax = 2800 ч.
τ = (0,124 + 2800·10-4)2·8760 = 1430 ч.
2
750
WТ 1 16,2
1430 5,2 8760 58583 кВтч;
1000

12.

WТ 2
2
750
10,8
1430 1,6 8760 22703 кВтч;
1000
Снижение потерь от замены трансформатора
W1 W2
58583 22703
W
100
100 61%
W1
58583
Стоимость нового трансформатора Ц =
11520000 руб
Срок окупаемости капитальных вложений
К 2 К1
Т
.
И1 И 2

13.

Ежегодные издержки в рублях на покрытие потерь
электроэнергии в трансформаторе сети:
И п PM
S max
Sн
Ц Т .М Рх t Ц Т . Х
2
где ЦТм – стоимость потерянной электроэнергии, ЦТ
= 103,753 руб/кВтч.
2
750
И п1 16,2
1430 103,753 5,2 8760 103,753 6078161,9 руб.
1000

14.

2
И п2
750
10,8
1430 103,753 1,6 8760 103,753 2355504 ,3 руб.
1000
Ип1 – И2 = 6078161,9 – 2355504,3 = 3722657,6 руб.
Определим кап. вложения от установки нового
трансформатора
К = Цּ(αтр + αм),
где (αтр + αм) – коэффициенты, учитывающие
затраты на монтаж,
(αтр + αм) = 1,35.
К = 11520000 · 1,35 = 15552000 руб

15.

15552000
Т
4,1года.
3722657 ,6
Экономия электроэнергии при замене
трансформатора
W = ΔWТ1 – ΔWТ2 = 58583 – 22703 = 35880
кВт·ч

16. Стабилизация напряжения линий освещения

Регулирующий эффект по активной
мощности для осветительной нагрузки
составляет:
для ламп накаливания и ламп высокого
давления – 1,6,
для люминесцентных ламп – 1,9
Для
управления
напряжением
предлагается установить стабилизаторы–
регуляторы марки SOLPI-M.

17.

Энергосбережение достигается путем
поддержания
напряжения
на
выходе
стабилизатора на уровне 220±5%
Ресурс источников света, подключенных к
стабилизатору–регулятору, увеличивается в
среднем до 40%, что дополнительно
позволяет
сэкономить
средства
на
обслуживание ламп.

18. Внешний вид стабилизатора – регулятора

19.

Наименование
Ед. изм
Расход электроэнергии на
освещение
тыс. кВтч
Уровень напряжения
нормируемый
В
фактический
В
Экономия электроэнергии
Значение
738,2
380
395
тыс. кВтч
тут
47,15
млн. руб
14,14
13,2
Затраты с учетом СМР
Стоимость регулятора
количество регуляторов
млн. руб
шт
6,807
Затраты с учетом СМР
Срок окупаемости
млн. руб
лет
27,2
4
1,9

20. Применение компьютерных систем технического учета и управления потреблением ТЭР

Основные задачи интеллектуальной системы технического
учета и управления потреблением ТЭР:
• Оперативный контроль и учет ТЭР;
• Оперативный анализ, выявление причин нерационального
потребления ТЭР и выдача рекомендаций по оптимизации
потребления;
• Регламентный контроль энергоэффективности
технологического и энергетического оборудования;
• Создание банка данных энергосберегающих технологий;
• Определение потенциала энергосбережения
(дифференциального показателя энергоэффективности);
• Прогнозирование и управление потреблением ТЭР;
• Подготовка исходных данных для модернизации
производства.

21.

Принцип построения компьютерных программ – модульный.
Каждый модуль системы представляет собой совокупность технических и
программных средств, в зависимости от решаемых задач:
• представление информации диспетчерам и технологам для принятия
оптимальных решений на основе интеллектуальной системы поддержки
принятия решений;
• прогнозирование удельного расхода ТЭР в зависимости от планируемого
выпуска продукции;
• оптимальное прогнозирование и планирование потребления ТЭР;
• регламентный контроль энергоэффективности ежеквартально или по
усмотрению предприятия (автоматизированное энергетическое обследование
специалистами предприятия вместо энергетического обследования один раз в
пять лет);
• управление потреблением ТЭР на основе целевых функций;
• контроль энергоемкости продукции;
• определение потенциала энергосбережения на основе дифференциального
показателя энергоэффективности;
• оперативное диагностирование энергопотоков;
• контроль и оптимизация режимов работы оборудования с помощью
математических моделей;
• оптимизация технико-экономических показателей компрессорных станций;
• определение потерь ТЭР от плановых и неплановых остановов;
• прогнозирование технического состояния энергетического оборудования.

22.

23.

Установка компьютерных систем технического
учета электрической и тепловой энергии
позволяет экономить – 1-3% от годового
потребления электроэнергии.
Экономия энергоресурсов составит:
Э = 5098 · 0,015 = 76,47 тыс. кВтч/год, или 21,41 т
у.т./год.
Экономия электроэнергии в стоимостном
выражении:
С∆W =21,41. 210 . 5100 .10-3 =22930,11 тыс.руб./год.
Затраты на внедрение компьютерных систем
технического учета электрической энергии
составят около 120 млн. руб.
Срок окупаемости
Срок = 120000/22930,11 = 5,2 года.