Естественные и искусственные меры сокращения реактивной мощности. Расчет компенсационной установки с конденсаторами

 

Из приведенных рассуждений следует, что реактивную мощность установок, потребляющих электрическую энергию, надо по возможности сокращать.   

На практике это достигается путем правильного выбора мощности электродвигателей переменного тока и трансформаторов, рациональной эксплуатации их без недогрузки и работы вхолостую. Эти и некоторые другие меры уменьшения реактивной мощности, связанные с выбором и эксплуатацией электрооборудования, называют естественными.                                             

В тех случаях, когда естественные меры не могут обеспечить оптимальной величины реактивной мощности установки, принимают искусственные меры для ее компенсации.

Одной из таких мер является включение параллельно к приемникам батареи конденсаторов (рисунок 11.1).

Для определения мощности и емкости батареи конденсаторов должны быть известны величины напряжения сети U, реактивной мощности установки до компенсации Q ₁ и после компенсации Q ₂.

Можно установить батарею конденсаторов мощностью Q_C = Q ₁, тогда Q ₂ =0. Полная компенсация реактивной мощности освобождает полностью сеть от реактивного тока.

 

 

 

Рисунок 11.1. Схема и векторная диаграмма компенсационной установки с конденсатором

 

Однако технико-экономические расчеты показывают, что полная компенсация в большинстве случаев не является оптимальным решением вопроса, так как компенсационное устройство оказывается более сложным и дорогим, чем при некоторой оптимальной величине реактивной мощности Q ₂, которую определяют на основе технико-экономического сопоставления вариантов.

Мощность батареи конденсаторов Q_C  и емкость конденсаторов С определяются по формулам:

                                                                     Q_C = Q ₁ – Q ₂,                                        (11.8)

                                                                         .                                          (11.9)

 

Сущность компенсации реактивной мощности с помощью конденсаторов видна из векторной диаграммы (рис.11.1,б). До включения конденсаторов ток в подводящих проводах I₁ отстает по фазе от напряжения на угол j ₁. После включения батареи реактивная составляющая тока I _Р1 тока двигателя частично компенсируется емкостным током I_C.Из векторной диаграммы видно, что с под­ключением конденсатора С (ключ S замкнут) появляется ток I _С, за счет которого уменьшается угол j и увеличивается cos j установки. При этом уменьшается ток цепи I, который до под­ключения конденсатора был равен току нагрузки I₁.

Если реактивные мощности до компенсации (Q₁) и после компенсации (Q₂) неизвестны, а известны активная мощность P и угол φ, то входящую в выражение (11.9 мощность Q_С) можно найти по формуле:

                                                                   Q_C = P ( tg j ₁ - tg j ₂ ).                               (11.10)    

Для повышения коэффициента мощности конденсатор можно включать не только параллельно, но и последовательно с потребителем индуктивно­го характера. Однако при этом нарушается режим работы (напря­жение) потребителя. Поэтому параллельное подключение является предпочтительным.

Коэффициент мощности также можно повысить, увеличив активную нагрузку. Однако при этом увеличивается потребляемая энергия, что экономически нерационально (уменьшается КПД установки).

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Арутюнян А.А. Основы энергосбережения. – М.: Энергосервис, 2007.

2. Андрижиевский А.А., Володин В.И. «Энергосбережение и энергетический менеджмент».- 2-е изд., испр. – Мн.:Выш.шк., 2005.

3. Ганжа В.Л. Пути решения энергетической проблемы в Беларуси.– Энергоэффективность, 1997, № 1-2.

4. Закон Республики Беларусь «Об энергосбережении», 1998 г.

5. Методические рекомендации для преподавателей средних технических учебных заведений по энергосбережению. – Мн.: Комитет по энергосбережению и энергонадзору, 1996.

6. Новиков Ю.В. Охрана окружающей среды. – М.: «Высшая школа», 2003.

7. Основы энергосбережения, под редакцией Н.Г. Хутской. – Мн.: Технология, 1999г.

8. Основы энергосбережения: Учебное пособие для студентов экономических специальностей ВУЗов/ М.В. Самойлов, В.В. Паневчик, А.Н. Ковалев, - Мн.: БГЭУ, 2003.

9. Основы энергосбережения / Б.И. Врублевский и др. – Гомель: ЦНТУ «Развитие», 2002.

10. Поспелова Т.Г. Основы энергосбережения. – Мн.: Технопринт, 2000.

11. Свидерская О.В. «Основы энергосбережения» Курс лекций.- 3-е изд. – Мн.: Академия управления при Президенте Республики Беларусь, 2004.

12. Твайдел Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии. М.: Энергоатомиздат, 1990.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ................................................................................................................................. 3

ТЕМА 1. ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ..................................................... 6

1.1 Основные определения....................................................................................................... 6

1.2 Нетрадиционные возобновляемые источники энергии..................................................... 8

1.3 Топливно-энергетический комплекс Республики Беларусь. Перспективы его развития.

    Анализ потребления ТЭР по отраслям в Республики Беларусь....................................... 10

1.4 Возможности использования местных и нетрадиционных видов топлива

    в Республике Беларусь....................................................................................................... 13

ТЕМА 2. ВИДЫ, СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ, ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ........................................................................................... 14

2.1 Энергия и ее виды. Назначение и использование. Преимущество электрической энергии 14

2.2 Тепловые и атомные электростанции, гидростанции. Котельные. Паротурбинные

     конденсационные электростанции и теплоэлектроцентрали с комбинированной

     выработкой тепла и электрической энергии..................................................................... 14

2.3 Прямое преобразование солнечной энергии в тепловую. Прямое преобразование

    солнечной энергии в электрическую.................................................................................. 17

2.4 Ветроэнергетика и малая гидроэнергетика. Энергия биомассы. Энергия других

    природных явлений. Аккумулирование тепловой и электрической энергии.................. 19

2.5 Трансформирование и потребление тепловой и электрической энергии. Тепловые сети.               

     Электрические сети. Потери энергии при передаче........................................................ 27

ТЕМА 3. СТРУКТУРА ЦЕН НА ЭНЕРГОРЕСУРСЫ И ЭНЕРГИЮ.................................. 28

3.1 Тарифы на тепловую и электрическую энергию. Влияние стоимости энергии

     на себестоимость продукции. Нормы потребления энергии на единицу продукции.

     Стандарты по энергоэффективности................................................................................. 28

3.2 Влияние стоимости энергии на себестоимость продукции.............................................. 30

3.3 Расчет экономической эффективности инвестиционных вложений в энергосберегающие

    мероприятия........................................................................................................................ 32

3.3.1. Статические методы оценки........................................................................................ 32

3.3.2. Динамические методы оценки экономической эффективности................................. 33

 

ТЕМА 4. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В РБ .................................................. 36

4.1 Структура управления энергосбережением в РБ.............................................................. 36

4.2 Государственная программа «Энергосбережение».......................................................... 38

4.3 Закон и нормативные документы в области энергосбережения....................................... 41

4.4 Планирование энергосберегающих мероприятий............................................................. 43

 

ТЕМА 5. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ................................... 44

5.1 Эффективность использования и потребления энергии в РБ и других странах.............. 44

5.2 Потенциал энергосбережения по различным отраслям народного хозяйства............... 44

5.3 Вторичные энергоресурсы. Их классификация, объем выхода и использование ВЭР.

    Экономия тепла за счет использования ВЭР..................................................................... 48

5.4 Тепловые насосы и трансформаторы тепла. Теплоиспользующие устройства

    на тепловых трубах............................................................................................................ 58

 

 

ТЕМА 6. УЧЕТ И РЕГУЛИРОВАНИЕ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ................ 59

6.1 Учет электрической энергии. Системы учета................................................................... 59

6.2 Учет тепловой энергии и типы приборов, используемых в РБ. Основные методы

    и приборы регулирования потребления тепловой энергии, автоматизация этих процессов       61

6.3 Учет расхода холодной и горячей воды, учет расхода газа............................................ 62

 

ТЕМА 7. ОСНОВЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО АУДИТА И МЕНЕДЖМЕНТА..................... 63

7.1 Цели, задачи и организация энергоменеджмента и энергоаудита на предприятии......... 63

7.2 Энергетический баланс промышленных предприятий..................................................... 64

7.3 Стратегия обследования объектов для проведения энергосберегающих мероприятий.

    Энергетическое планирование........................................................................................... 65

 

ТЕМА 8. БЫТОВОЕ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ...................................................................... 66

8.1 Экономичные источники света. Электробытовые приборы и их эффективное

     использование.................................................................................................................... 66

8.2 Бытовые приборы регулирования, учета и контроля тепла. Повышение эффективности

    систем отопления................................................................................................................ 70

8.3 Автономные энергоустановки............................................................................................ 71

 

ТЕМА 9. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ЗДАНИЯХ И СООРУЖЕНИЯХ............................... 72

9.1 Тепловые потери в зданиях и сооружениях...................................................................... 72

9.2 Тепловая изоляция зданий и сооружений.......................................................................... 72

9.3 Изоляционные характеристики остекления. Стеклопакеты............................................. 74

9.4 Суточное и сезонное регулирование теплового режима зданий и сооружений.

    Пофасадное регулирование теплового режима зданий. Тепловые завесы...................... 75

 

ТЕМА 10. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И ЭКОЛОГИЯ.............................................................. 76

10.1 Взаимосвязь экологии и энергосбережения. Экологические проблемы энергетики..... 76

10.2 Специфические экологические проблемы ядерной энергетики...................................... 78

10.3 Классификация и основные характеристики атмосферных выбросов при сжигании

      топлива, их влияние на окружающую среду и человека................................................ 78

10.4 Парниковый эффект.......................................................................................................... 80

 

ТЕМА 11. ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ......... 82

11.1 Компенсация реактивной мощности в электрических цепях с помощью конденсаторов 82

11.2 Реактивная мощность электрических установок. Коэффициент мощности.................. 83

11.3 Влияние величины реактивной мощности на т2ехнико-экономические показатели

      электроустановок.............................................................................................................. 83

11.4 Естественные и искусственные меры сокращения реактивной мощности. Расчет

      компенсационной установки с конденсаторами............................................................. 84

 

ЛИТЕРАТУРА ........................................................................................................................... 86

 

 

Учебное издание

 

Основы энергосбережения

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

 

 

для студентов всех специальностей

 

 

Составители

Дерюшев Андрей Анатольевич

Свито Игорь Леонтьевич

                                                           

                       Зав.ред.-издат. отд. О. П. Козельская

Редактор

Корректор

Компьютерная верстка А.А. Дерюшев

 

План издания 2009 г. (поз…)

 

 

Изд. Лиц. №02330/0056774 от 00.00.200..

Подписано в печать 00.00.200.. Формат …….

Бумага писчая. Гарнитура. Таймс. Печать ризографическая.

Усл. печ. л. …… Уч.-изд. л. ….. Тираж ….. Заказ …

 

Издатель и полиграфическое исполнение

Учреждение образования

 «Минский государственный высший радиотехнический колледж»

220005, г. Минск, пр-т Независимости, 62.