Файл: Лащивер Ф.М. Рациональное использование энергоресурсов в строительстве.pdf

Этот же двигатель при нагрузке, равной 50% номиналь­ ной, потребляет всего 32 кет активной и.23 квар реактивной мощности, при этом коэффициент мощности составляет 0,81. На холостой ход асинхронных двигателей затрачивается значительная реактивная мощность, так как коэффициент мощности при этом очень мал и составляет примерно 0,1— 0,25.

Из всего сказанного следует, что основными потребите­ лями реактивной мощности являются асинхронные двига­ тели. Но вместе с тем слабая загрузка силовых трансфор­ маторов также сильно понижает коэффициент мощности предприятия или стройплощадки. Так, например, при сни­ жении загрузки трансформатора с 40 до 20% номинальной мощности коэффициент мощности снижается на величину 0,08—0,09.

Наиболее резкое снижение cos ф трансформаторов име­ ет место при загрузке их менее 60% номинальной мощно­ сти. Минимального значения достигает коэффициент мощно­ сти силовых трансформаторов при холостом ходе 0,1—2,0.

Низкий коэффициент мощности сварочных аппаратов (0,35—0,45) объясняется самим характером их работы: резко переменная нагрузка и большое количество холостых ходов. Для стройплощадок это особенно важно, так как на многих из них 30—35% в расходном электробалансе занимает электросварка. Каковы же важнейшие послед­ ствия низкого коэффициента мощности?

1.Возрастание потерь электроэнергии на нагревание кабелей, проводов и обмоток электрических машин. Это свя­ зано с тем, что для передачи одной и той же мощности при снижении совф требуется больший ток. Но поскольку по­ тери мощности на нагревание пропорциональны квадрату си­ лы тока (по закону Ленца—Джоуля), то уменьшение коэффи­ циента мощности влечет за собой и увеличение потерь.

Так, например, в случае снижения коэффициента мощ­ ности с 0,9 до 0,7 (т. е. в 1,29 раза) потери электроэнергии возрастают в 1,6 раза.

2.Увеличение кажущейся мощности генераторов- и си­ ловых трансформаторов на электростанциях и подстанциях,

неполное использование первичных двигателей.

С достаточной точностью подсчитано, что при уменьше­ нии коэффициента мощности с 0,95 до 0,5 в установке, потребляющей 1000 кет активной мощности, потребуется трансформатор мощностью 2000 ква. Кроме того, мощность

198

первичных двигателей выбирается по активной мощности. В связи с этим при ухудшении cos ср первичные двигатели на

одной и той же активной мощности требуется повышение величины передаваемого тока, следовательно, и увели­ чение сечения проводов и кабелей. Так, в случае понижения коэффициента мощности с 0,9 до 0,7 потребуется увеличение веса проводов и кабелей от 40 до 60%.

4. Колебание напряжения в сети вследствие повышения величины тока и увеличения потерь напряжения, что в ре­ зультате понижает напряжение на зажимах токоприем­ ников.

Таким образом, на предприятиях строительной индуст­ рии и стройплощадках понижение коэффициента мощности

Для двигателей свыше 100 кет должны быть предусмот­ рены синхронные машины вместо асинхронных. Причем при полной загрузке электродвигатель должен работать в режиме перевозбуждения, т. е. с опережающим cos ср, рав­ ным 0,8—0,9, выполняя одновременно функции двигательной силы и компенсирующего устройства, отдающего в сеть часть реактивной мощности.

2. Замена слабо загруженных двигателей. Часто имеют место случаи, когда при выходе из строя электродвигателя его заменяют имеющимся в наличии двигателем большей мощности, в результате такие двигатели работают с не-

199

догрузом, образуется избыточная мощность, отрицательно сказывающаяся на коэффициенте мощности. Поэтому заме­ на слабо загруженных асинхронных двигателей на двигатели меньшей мощности, сообразно с паспортными данными механизмов, соответственно фактически потребляемой мощ­

няя нагрузка находится в пределах 45—70% номинальной мощности, то вопрос замены двигателя на меньшую мощ­ ность решается технико-экономическим расчетом.

Целесообразность замены определяется сопоставлением величин потерь активной мощности до и после замены дви­ гателей. Бывают случаи, когда новый двигатель меньшей мощности имеет более низкий КПД. При этом необходимо, чтобы в результате замены двигателей не получилось бы увеличения суммарных потерь активной мощности в дви­ гателях, в сети и энергосистеме.

Для подсчета размеров снижения потерь активной мощ­ ности в сети в результате уменьшения потребления реактив­ ной мощности при повышении совф введены специальные по­ нятия — экономического эквивалента реактивной мощности (Кэ) и приведенных потерь.

Под экономическим эквивалентом реактивной мощности (Кэ) понимают величину снижения потерь активной мощ­ ности во всех звеньях системы электроснабжения, начиная от источника до места потребления, приходящуюся на еди­ ницу уменьшения реактивной мощности.

Для сетей 6, 10, 35 кв значения Кэ задаются энергосис­ темой.

Для промышленных предприятий и стройплощадок в сетях 380/220 в Кэ обычно принимают равным 0,1—0,15.

При замене электродвигателей на меньшую мощность имеет место уменьшение потерь активной мощности в резуль­ тате снижения потребления реактивной мощности, опреде­ ляемое по формуле

ш

Кроме того, произойдет снижение потерь активной мощности в электродвигателе и в результате повышения ко­ эффициента полезного действия:

Полное уменьшение потерь активной мощности при за­ мене электродвигателя (суммарные приведенные потери) составит

А Р = А Р ' - f - А Р " .

Рассмотрим следующий пример. На центробежном на­

телем мощность из сети составляет Р1 = 16,3 кет, a cos ф = = 0,81.

Указанной нагрузке электродвигателя по каталожным, данным соответствует коэффициент полезного действия т)1 = = 0,875. Определяем нагрузку электродвигателя (на валу) путем умножения потребляемой мощности (Рх) на величину КПД К ) .

в данной точке сети равен Кэ — 0,15. Тогда уменьшение по­ терь активной мощности в результате снижения потребления

20L