Подобни тези по специалност "Електрически централи и електроенергийни системи", 05.14.02 HAC код

• Разработване и прилагане на математически модели за изчисляване на стационарни и динамични режими на ЕЕС, съдържащи устройства за контролирана напречна компенсация 2006 г., кандидат на техническите науки Ебадиан Махмуд

• Подобряване на режимните характеристики на електроенергийната система (Бангладеш) чрез прилагане на контролни въздействия 2001 г., кандидат на техническите науки Islam Md. Нурул

• Проучване на режимите на работа, обосновка на начините за развитие и подобряване на ефективността на Тюменската енергийна система 2000 г., кандидат на техническите науки Василиев Виктор Алексеевич

• Режими и стабилност на междусистемен транзитен пренос на електроенергия 330 kV Кола АЕЦ - Лененерго с контролирани устройства за компенсация на реактивната мощност 2008 г., кандидат на техническите науки Смирнов, Владимир Александрович

• Подобряване на методите и средствата за управление на режимите на електроенергийните системи, базирани на гъвкави електропреносни елементи (ФАКТИ) 2009 г., доктор на техническите науки Ситников, Владимир Федорович

Заключение за дисертация на тема "Електрически централи и електроенергийни системи", Berek's Lemma G/Meskel

Списък с литература за дисертационно изследване Доктор Lemma Bereka G/Meskel, 2002 г

Моля, имайте предвид, че научните текстове, представени по-горе, са публикувани за преглед и са получени чрез разпознаване на текст на оригинална дисертация (OCR). В тази връзка те могат да съдържат грешки, свързани с несъвършенството на алгоритмите за разпознаване. В PDF файловете на дисертациите и резюметата, които предоставяме, няма такива грешки.

Въведение. 5

1.1. Параметри на режим ES. 6

1.4.2. градиентен метод. единадесет

1.11.1. Графичен метод. 24

2.2. АСУ ТП подсистеми. 53

2.3.2. Броячи. 56

2.5. АСУ ТП ТЕЦ. 67

2.6. ACS PES.. 70

2.7. АСУТП на подстанции. 70

Въведение

х

Y– вектор на параметрите на режима;

Uе управляващият вектор.

Функционални зависимости Y(X,U), Z(X,Y,U).

Опции за режим EC

Математическият модел на режима е система от нелинейни алгебрични уравнения, като правило, възлови.

където е матрицата на възловите проводимости, има реда н;

Вектор на напрежението на възела;

Нодален вектор на капацитета;

не броят на независимите възли.

За да се реши системата, трябва да се зададе независими параметри , които включват възлови мощности и напрежения в балансиращия възел. Имайки тези параметри, човек може еднозначно да определи режима (ако съществува) чрез решаване на система (1).

Всички други параметри на режима, получени въз основа на изчислението: напрежения в ES възлите - НАС ,линия тече - P l , Q l ,течения в клоните - л,загуби - Д.П.и други се наричат параметри на зависим режим .

Някои от независимите параметри (възлови мощности) при нормални условия не са обект на диспечера (натоварвания във възлите). Останалите (източници на енергия) трябва да бъдат оптимизирани. Независимите параметри включват също коефициенти на трансформация на автотрансформатори за комуникационни мрежи с различни напрежения (K T), които могат да се регулират с помощта на превключвателя.

Своеобразен независим параметър е съставът на оборудването, включено в операцията, което се характеризира с графиката Ж.

Параметрите на независимия режим, чиято оптимизация трябва да се извърши по време на диспечерския контрол, могат да се разглеждат като вектор X = ( P i , Q i , K T , G, ), където индекс i дефинира източниците.

По аналогия, векторът на зависимите параметри комбинира всички други параметри на режима, които са уникално определени за фиксирани допустими стойности на всички независими параметри:

Y = (US, P l, Q l, I l, d, DP,…)

За определяне Yдадено хизползват се различни методи и програми за изчисляване на стационарни режими.

градиентен метод

Избира се възможна посока, противоположна на градиента:

Основно уравнение:

.

Компонентите на градиента се намират в крайни стъпки (фиг. 1.7):

.

Тъй като tgb ¹ tga, този метод има грешка при определяне на градиента, който зависи от големината на нарастването на аргумента.

За да намалите грешката, използвайте метод на центрирано нарастване .

Методът на градиента често се комбинира с избора на оптимална стъпка. За избор се използва пробна стъпка t 0, в края на която се определят координатите X1 и компонентите на градиента. Според стойностите на градиента в точки X и X1 се определя стъпка, близка до оптималната. Алгоритъмът на метода е показан на фиг.1.8.:

1. Първоначално приближение X = X (0) ;

2. Дефиниране на градиента ÑF | Х;

3. Сравнение |ÑF|< eps;

4. t 0 и определение ;

5. Определяне на t OPT;

6 Определение ;

Методът се използва широко в програми за оптимизация на режими.

Метод на произволно търсене

При този метод възможните посоки се определят с помощта на генератор на псевдослучайни числа с равномерно разпределение в диапазона -1,…,1.

За да направите това, в началната точка X (0) се разглежда куб с лице 2 × dx (фиг. 1.9) и се разглежда стойността на функцията F 0. Точка в куб се избира произволно , където g i е псевдослучайно число (-1 £ g i £ 1). В точка X (1) се разглежда стойността на функцията F 1.

Ако F 1< F 0 , то исходная точка Х (0)­­­ переносится в точку Х (1) и процедура повторяется. Если F 1 >F 0 , тогава избраната точка X (1) се счита за неуспешна и вместо нея, нова точка. Далеч от минимума, вероятността да попаднете в района на възможните посоки е близо 50%. С наближаването на решението стойността на dx намалява.

Предимства на метода: простотата на алгоритъма, който не изисква изчисляване на производни. Недостатъкът е голям брой итерации.

Метод на директна оптимизация

Този методизползвани когато G(X)представени от прости функции, като линейни. В такъв случай мнеизвестен от нможе да се изрази аналитично чрез останалото k = n – mи заменете тези изрази в F(X).Тогава получаваме нова функция ,

минималното условие за което ще има куравнения:

Решението на тези уравнения ни позволява да намерим всички ккомпоненти на вектора c. Останалите променливи се намират чрез заместване в предварително намерени изрази.

Помислете за пример:

F(X)= 5 + x 1 2 + x 2 2 ® min;

g(X) \u003d x 1 + x 2 - 2 \u003d 0;

f(c) \u003d f (x 2) \u003d 5 + (2 - x 2) 2 + x 2 2 ® min,

, -2(2 - x 2) + 2x 2 \u003d 0, x 2 = 1;

x 1 \u003d 2 - 1 \u003d 1.

Методът на директна оптимизация е прост, но може да се използва само за решаване на аналитично зададени функции със сравнително проста форма.

Характеристики на блока

Помислете за опростена диаграма на основните енергийни потоци в блока

Смятаме, че са известни следните характеристики на потреблението: B (Q K), Q t (P), Q CH (P), P CH (P). В същото време почасовите разходи за собствени нужди се отнасят към производството на електроенергия.

При изграждането на COP блок се прави разлика между специфичното увеличение на брутния и нетния разход на гориво .

Брутният растеж се приписва на пълното производство

къде е относителното увеличение на потреблението на топлинна енергия за собствени нужди.

Нетното увеличение се приписва на полезна продукция

защото. ,

къде е относителното увеличение на потреблението на електроенергия за собствени нужди.

За приблизително изчисление не можете да вземете предвид собствените си нужди. Тогава: .

Например Фигура 1.24 показва 200 MW COP.

Регулирането на COP по време на работа изисква отчитане на всички видове фактори, които влияят върху ефективността на основното оборудване на блока, промените във външните условия, като температура на външния въздух, температура на циркулиращата вода, промени в характеристиките на горивото и др.

Маневреност на блока

CES участват в регулирането на честотата и мощностните потоци в системата, което понякога изисква бърза промяна на тяхната мощност. В същото време се прави разлика между диапазона на натоварване P min £ P £ P max и диапазона на регулиране, в който товарът може да се променя автоматично, без да се променя съставът на спомагателното оборудване (броят на горелките, захранващите помпи и др.) .

Разтоварването е бързо, а повдигането е бавно с няколко процента в минута, особено когато уредът е включен след престой. Времето за стартиране от студено състояние се определя от плавно повишаване на температурата в структурните елементи на турбината и котела, например в барабана на котела с 2,5 ... 3,0 ° C / min и може да достигне няколко часа , а за мощни агрегати и над 10ч. Контролът върху състоянието, например, на турбина по време на стартиране се извършва с помощта на инструменти, които записват относителното удължение и аксиалното изместване на ротора; температурна разлика между горната и долната част на цилиндрите, по ширината на фланците, между фланците и шпилките; изкривяване на вала и вибрации; термично разширение на паропроводи и корпус на турбина и др.

При планиран престой в часовете на намалено потребление, продължителността на пуска зависи и се определя от престоя на блока. Стартирането е придружено от доп ракети-носители разход на гориво, който също зависи от продължителността на престоя и от номиналната мощност на уреда, която определя неговите показатели за тегло и размери. При стартиране на мощен въглищен прах от студено състояние те могат да достигнат няколкостотин тона.

Графичен метод.

Графичният метод се използва, когато HOP на всички e(P) блокове са дадени под формата на графики (фиг. 1.25). Всички HOPs са изградени в еднакъв мащаб по протежение на оста на растеж. След това характеристиката на станцията се изгражда чрез сумиране на мощността на блоковете при фиксирани стойности на нарастване според условието .

След това върху оста на мощността на HOP на електроцентралата се нанася стойността на натоварването му R oи съответните блокови мощности се определят при извършване на баланса.

Оптимизация на надеждността

Предложеният раздел не претендира за задълбочено представяне на проблема за надеждността, който е един от ключовите в управлението на режимите и се изучава в рамките на специална дисциплина. Тук се разглежда само подход за оценка на оптималното ниво на надеждност, като се използва примерът за избор на авариен резерв в системата.

Нивото на надеждност се разглежда като икономическа категория, тъй като е свързано с разходите. Зза повишаване на надеждността и същевременно намаляване на разходите за потребителя при пълна или частична загуба на мощност, дефинирана като повреда Приот недостиг на електроенергия (фиг. 1.48). Оптималното ниво на надеждност H opt се определя от минималните общи разходи.

При оценка на надеждността се използва статистически материал за определяне на вероятностите за неработещи р и работещ стр държави.

q + p = 1.

,

където l е индикаторът за процент на повреда, определен от вида на оборудването, избран чрез събиране на статистически данни.

Помислете за пример за избор на едноверижна или двуверижна електропреносна линия за захранване на потребителите:

n=1: ,

Където на 0– специфични щети rub/kWh,

T - период на сетълмент.

Двуверижната електропровода е от полза, ако.

АСУ ТП подсистеми.

АСУТП са разделени на подсистеми:

1. елементарен;

1) включват подсистеми за техническа поддръжка (TO) - всички технически средства;

2) информационно осигуряване (ИО) - цялата информация;

3) софтуер (софтуер);

4) организационна поддръжка (ОС), която определя процедурата за подготовка на данни, обмен между отделите, срокове за подготовка на информация, форми на изходни документи и др.;

5) персонал - персонал, длъжностни характеристики, система за повишаване на квалификацията и др.

2. функционален:

1) управление на текущия режим (РЕАЛНО ВРЕМЕ);

2) планиране:

текущи - за 1 час, 1 ден, седмица,

проспективен - за 1 месец или повече;

3) материално-техническо осигуряване (МТС) - ново оборудване, ремонтни части, гориво и др.;

4) управление на продажбите на топлинна и електрическа енергия;

6) счетоводство (заплати).

Броячи.

В момента проблемът с измерването на електроенергията е много актуален. За тази цел се използват различни броячи:

· индукция, за автоматизация се допълват с устройство за формиране на импулс (UVI);

· електронни броячи, много перспективни, днес се издават в достатъчно количество;

ABB Alpha - многофункционален измервателен уред ( W P, W Q, P МАКС, четири тарифни зони, контрол или изход като електрически сигнал на нивото на напрежението, позволяват въздействие върху изключването, имат висока точност 0,2 % , чувствителност 1000 [????], порядък по-скъп).

Срок на експлоатация 20¸30 години. Тези измервателни уреди са в основата на АСКУЕ.

2.3.3. Устройства за преобразуване на информация.

1. ADC Има различни видове трансформация:

- разширяване,

- с побитово балансиране.

Разширяваща се трансформация:

Когато U BX > UP P стартира брояча на импулсите.

Недостатъкът на този тип преобразуване е, че времето за преобразуване зависи от честотата на сигнала.

Побитово балансиране:

Тази трансформация работи по следния начин:

С помощта на компаратора K през управляващото устройство на управляващия блок на тригерите на свой ред, започвайки от най-значимия бит 2 n, се задава 1. Ако в същото време U OC > U BX, тогава 1 е нулиране. В противен случай се запазва. Например:

1 x 2 3 = 8, U OC = 8 > U BX = 7.

1 x 2 2 = 4, U OC = 4 > U BX = 7.

U OC = 2 2 × 1 + 2 1 = 6< U BX = 7 .

U OC = U BXÞ код 0111 .

2. DAC : ,

Схема на операционен усилвател.

записващи устройства за събития.

Понастоящем електронните осцилоскопи се заменят със специални регистратори на събития, които ви позволяват да записвате всички процеси (моментни токове и напрежения i t , U t) в аварийни ситуации, както и по време на работа на RPA устройства. Това ви позволява да анализирате произшествията, да установявате надеждно причините и допринася за повишена надеждност. Източникът на информация са електронните преобразуватели на електронния преобразувател, които са практически безинерционни, което ви позволява да правите криви без изкривяване в директна форма. тоИ U t. Обичайният брой точки за период е 20. Примери за такива записващи устройства са: RES PRSOFT и NEVA (позволява ви да записвате до 90 сигнала, усъвършенстваният софтуер е от голямо значение). NEVA е основата за изграждане на автоматизирани системи за управление на процесите в мощни системни подстанции.

Информационна поддръжка.

Информационната поддръжка съдържа цялата информация, която се използва в управлението. Тази информация е разделена на количествена и семантична.

семантична информация- това са всички видове документи, инструкции, правила за устройството и др.

количествена информация- това е информация за параметрите на системата и технологичния процес.

Източници на технологична информация са UTM. Те извършват циклично запитване на сензори с период T (5 s, 1 s). Ако времето за обработка на първата анкета Dt, след това броя на избирателните точки . Цикълът на запитване t зависи от скоростта на промяна на параметрите ().

Всеки измерен параметър y tсе представя цифрово чрез цяло число кванти, където ме квантовата скала.

Мащабът на кванта се определя от капацитета на АЦП на ТМ устройството и номиналните параметри на първичните преобразуватели.

При n=8(8 цифри) максимална стойност Y=256

Например, ако устройството има номинален ток I H \u003d 600 A, Че

A / квантово.

При измерване на напрежение: U H = 110 kV

.

При измерване на мощността:

За U H = 500 kV и I H = 2000 A

.

Единиците за измерване на информация са бит и неговите производни:

байт = 8 бита,

kbytes = 1024 байта, Mbytes, Gbytes и т.н.

Информацията е мярка за елиминиране на нашата несигурност относно даден обект, следователно мерната единица оценява мярката за намаляване на несигурността. Един бит ви позволява да намалите несигурността 2 пъти. При представяне на информация се използва система за кодиране с помощта на еднакви и неравномерни ходове. Униформата е по-лесна, т.к ходовете са с постоянна дължина.

Един байт кодира 2 8 = 256 различни герои. Обикновено достатъчно n=7. Една екстра се използва за хардуерно валидиране. Това е битът за паритет. Неговото съдържание (0 или 1) е подплатено до равномерно. Например:

За подобряване на надеждността се използва:

1) разделяне на информацията на блокове с определяне на контролната сума и тяхното прехвърляне към приемащата точка,

2) контролна сума за цялото съобщение.

Класификаторите се използват за намаляване на количеството информация, предавана по комуникационните линии. Според тази система всички предприятия, обекти, техните производствени продукти се представят с цифрови кодове.

При работа с тази информация, която е представена от масиви от еднотипни данни, широко се използват системи за управление на бази данни (СУБД), които позволяват първоначално зареждане, актуализиране, коригиране и надеждно съхранение на данни.

АСУ ТП ТЕЦ.

Режимът на ТЕЦ се контролира от дежурния инженер, който е подчинен на диспечера на АО Енерго и ръководи работата на оперативния персонал на агрегатите и отделните механизми на СН, които се намират в контролната зала или местния ЩИТ. В съответствие с тази структура се изгражда и система за автоматизация на управлението. Има общостанционно ниво (OVK - общ станционен компютърен комплекс) и нива на отделни блокове (PVK - ххххххххх VC). Източници на информация - сензори за технологични параметри (термична част) и електрически, както и позицията на устройства с две стабилни състояния. TM не се използва напълно тук. TM се използва само за издаване на информация към диспечера на електроцентралата (електрическата система).

При управление на IVC те могат да се използват в различни режими:

1) режим съветник

Тук U е управляващото действие.

2) надзорник (надзирател)

IVK се използва:

може да промени настройките на контролерите y i и настройките. Решенията се вземат на базата на анализ.

3) цифров контрол:

Вземащият решение взема решение въз основа на познаване на технологичния процес, опит и информация.

CPI взема решения само на базата на математически модели. В ТЕЦ се осъществява функционално-групово управление, т.е. комплексно управление на група обекти, изпълняващи различни функции.

Котел:

- доставка на гориво, където се координира работата на подаването на сурови въглища, мелницата, образуването на праховъздушна смес и подаването й към горелките;

– водоснабдяване: захранващи помпи PN, кондензни помпи KN, деаератор, помпа за химически чиста вода;

– захранване с въздух: въздухонагревател, вентилатори и др.

Синхронен генератор:

– система за възбуждане (SW): трансформатор, тиристори, тиристорно охлаждане, регулатор на възбуждане;

– система за охлаждане на генератора:

а) вода: подготовка на дестилата, помпи, система за контрол на течове, входни и изходни температури, устройство за охлаждане на нагрята вода.

За контрол на отделни групи могат да се използват различни технически средства и програми. Например, за водно охлаждане на намотките на статора се използва системата Neptune, която включва стотици температурни сензори, монтирани във всеки прът на намотката. Тези сензори се запитват с цикъл от няколко секунди и се управляват от компютър. При установяване на свръхтемпература се генерира звуков сигнал.

Подобна система работи за контрол на работата на лагерите.

Функции на АСУ ТП в ТЕЦ:

1. събиране на информация за параметрите на технологичния процес, проверка на надеждността и изправността на сензори и връзките им с компютър;

2. контрол на параметрите на технологичния процес и сигнализиране за излизане извън допустимата зона или решително приближаване до нея;

3. определяне на технико-икономически показатели (ТЕИ) и поддържане на отчет с цикъл Dt = 15 min, разглеждат се единични разходи, разходи за S.N. топло и ел. с общ брой смени дни до месец;

4. контрол върху ефективността на работата на отделните звена на СН;

5. оценка на ресурса на паропроводи, котелни решетки и други елементи. Информацията за температурата се използва за оценка на ресурса;

6. за част електрическа: контрол върху работата на електрическата част на възбудителната система, натоварването по активна и реактивна мощност на генератора;

7. контрол върху системата за охлаждане на намотките, контрол на работата на лагерите;

8. контрол на частични разряди на изолация (извършва се с помощта на температурни сензори чрез наблюдение на високочестотни сигнали.

В различни ТЕЦ по инициатива на персонала се изпълняват и други функции. Например в ТЕЦ-3 в електрическата част е разработена система за управление на монтажа на блоковата схема.

На ниво завод автоматизираната система за управление на процесите контролира работата на външната разпределителна уредба RU SN, докато:

1. разработват се форми на превключване;

2. ресурсът на ключовете се контролира в зависимост от големината на тока на изключване;

3. оптимизирано е разпределението на натоварването между блоковете;

4. планиране на ремонти;

5. поддържане на протоколи за ТЕЦ за цялата станция;

6. контрол върху работата на общотехническите цехове (пречистване на вода, доставка на гориво и др.)

Днес са използвани различни схеми APCS. Първите системи IV-500 на 500 MW блокове (Troitskaya GRES), домашен двумашинен комплекс, базиран на SM, все още работят.

В момента има много доставчици на автоматизирани системи за управление на процеси, включително чуждестранни компании. Днес предпочитание се дава на вътрешните разработки. Най-модерните системи се доставят от KOSMOTRONIKA (Surgutskaya GRES, Nizhnevartovskaya GRES, Permskaya GRES). Системата изпълнява функциите за управление на пускането на агрегати с автоматизация на някои функции, функциите за оптимизиране на работата на отделни механизми на S.N., функциите за контрол на околната среда и др. Контролът на стартирането позволява да се намали времето за стартиране, като същевременно се поддържат приемливи температури на напрежение в метала.

ACS PES

Използва се електрическа схема, както при електроцентралите. Източникът на информация е UTM. Сред обектите няма ES. UTM са инсталирани на подстанции. При най-важните подстанции - устройства от типа GRANITE, при прости - по-прости устройства. OIC се обслужва от същия софтуер като в ES. Тук се решават специфични задачи за мрежи:

– анализ на режима (стационарен, изчисляване на токове на късо съединение, планиране на режими). В същото време се наблюдава действителното състояние на оборудването, като се вземат предвид ресурсите на прекъсвачите, като се вземе предвид контролът на отоплението на оборудването с помощта на термовизионни камери;

– задачи за оптимизиране на режима чрез минимизиране на загубите в мрежата;

– задачи за контрол на надеждността на информацията, проверка на параметри за допустимост.

АСУТП на подстанции.

Автоматизацията е последната стъпка. Има няколко начина за автоматизиране:

1. Използва се в подстанции на системата, където е инсталиран KP UTM, и се оставят стари технически средства за информиране на персонала, т.е. указателни устройства. Тук с помощта на специално оборудване можете да „подслушвате“ информационната шина и да въведете цялата информация в компютъра. Този път не се използва широко.

2. Записващите устройства могат да се използват за създаване на автоматизирана система за управление на процесите за подстанции електрически сигналитип "Нева". Основата на регистраторите е блок за записване и наблюдение на нормални и аварийни режими и отчитане на електроенергията. Този рекордер ви позволява да свържете от 16 до 64 сигнала за осцилография при сканиране на 20 точки на период. От 32 до 96 измерени ефективни стойности от преобразуватели тип Е. От 24 до 288 дискретни сигнала от спомагателни контакти на превключватели, от междинни и изходни релета на релейна защита. Дискретните входове могат да се използват и за измерване на електроенергия като броячи на импулси. Това ви позволява да свържете електронни измервателни уреди с импулсен изход и индукционни измервателни уреди, ако са оборудвани с устройство за формиране на импулси (UVI). Регистраторът е свързан с компютър и информацията може да се предава чрез модем до контролната зала на електроенергийната система. Използват се инструменти за графично редактиране. Специфични задачи - проверка на баланса на мощността и енергията, определен от ТЕЦ, т.е. технически и търговски загуби, разходи за поддръжка и разходи за пренос или преобразуване на единица електрическа енергия. Задачи на автоматизацията на регулиране на напрежението, аварийна статистика.

Въведение. 5

1. Оптимизиране на режимите на електроенергийната система. 6

1.1. Параметри на режим ES. 6

1.2. Постановка на задачата за оптимизация. 7

1.3. Характеристики на проблема за нелинейното програмиране. 8

1.4. Методи за безусловна оптимизация. 9

1.4.1. Метод на координатно спускане. 10

1.4.2. градиентен метод. единадесет

1.4.3. метод на произволно търсене. 12

1.4.4. Метод на деформирани многостени. 13

1.5. Оптимизация подчинена на ограничения под формата на равенства. 13

1.5.1. Метод на директна оптимизация. 13

1.5.2. Метод с намален градиент. 14

1.5.3. Метод на неопределените множители на Лагранж. 15

1.6. Оптимизация подчинена на ограничения под формата на неравенства. 16

1.7. Условия за оптимално разпределение на натоварването между паралелни звена. 18

1.8. Характеристики на основното оборудване на ТЕЦ. 20

1.9. Характеристики на блока. 23

1.10. Маневрени свойства на блока. 24

1.11. Методи за разпределение на натоварването между блоковете на ИЕС. 24

1.11.1. Графичен метод. 24

1.11.2. Разпространение чрез компютър. 25

1.12. Влияние на грешките при определяне на e върху прегарянето на горивото. 26

1.13. Условието за оптимално разпределение в система с ТЕЦ. 27

1.14. Условия за разпределение, като се вземат предвид федералният пазар на енергия и капацитет на едро (FOREM). 28

1.15. Определяне на специфични допълнителни загуби. 29

1.16. Мерки за намаляване на загубите в мрежата. 31

1.17. Разпределение на товара в система с водноелектрически централи. 32

1.18. Определяне на характеристиките на ВЕЦ. 33

1.19. Разпределение на товара в система с водноелектрически централи. 35

1.19.1. Прилагане на динамично програмиране за избор на график на изчерпване на резервоара за ВЕЦ. 35

1.20. Оптимизиране на реактивната мощност в системата. 38

1.21. Цялостна оптимизация на режима. 38

1.22. Изборът на състава на оборудването, включено в работата. 40

1.23. Използването на компютри за оптимизация. 41

1.24. Оптимизация на надеждността. 43

1.24.1. Избор на оптимален резерв. 43

1.24.2. Алгоритъм за избор на резерв. 45

1.24.3. Дефиниране на дискретни серии от авариен изход и намаляване на натоварването. 46

1.24.4. Серия от намаляване на натоварването. 47

1.25. Оптимизиране на качеството на захранването. 47

1.26. Интегрален критерий за качество. 48

1.27. Определяне на оптималното напрежение за осветителния товар. 50

2. Автоматизирани системи за управление (АСУ). 52

2.1. Енергийната система като обект на управление. 53

2.2. АСУ ТП подсистеми. 53

2.3. Подсистеми за техническа поддръжка. 54

2.3.1. Сензори за електрически параметри. 55

2.3.2. Броячи. 56

2.3.3. Устройства за преобразуване на информация. 56

2.3.4. Средства за комуникация в автоматизирани системи за управление и телемеханика. 57

2.3.5. записващи устройства за събития. 60

2.3.6. Автоматизирани системи за контрол и отчитане на електроенергията (АСКУЕ). 61

2.3.7. Средства за показване на информация. 61

2.3.8. Информационна поддръжка. 61

2.4. Софтуерни подсистеми на ACS. 63

2.5. АСУ ТП ТЕЦ. 67

2.6. ACS PES.. 70

2.7. АСУТП на подстанции. 70

2.8. Контрол върху работата на РЕ електроенергийната система. 71

Въведение

Работата на енергийните системи е свързана с високи разходи и на първо място с цената на горивото. Запасите от изкопаеми горива на Земята намаляват, поради което цените на горивата се покачват и проблемът с повишаване на ефективността на процесите на производство, пренос и разпределение на енергия става все по-остър. Завършеното преструктуриране на Единната енергийна система на Русия и нейното разделяне на компании създават условия за развитие на конкуренцията в областта на производството и продажбите. Но от техническа гледна точка и от управленска гледна точка енергийната система остава единна.

Сложността на енергийното управление днес се дължи на факта, че инвестициите са значително намалени и основното оборудване е износено.

Всичко това изисква по-нататъшно развитие и усъвършенстване на съвременните методи за управление с помощта на математически методи и компютри. Опростена схема за управление е показана на фиг. 1.1.

хе векторът на външните въздействия върху системата;

Y– вектор на параметрите на режима;

Z е контролен критерий, който формализира основните цели на функционирането на електроенергийната система;

Uе управляващият вектор.

Функционални зависимости Y(X,U), Z(X,Y,U).

Ориз. 1.1. Цел на контрола Z®extr.

Компютърът тук се използва като инструмент за автоматизиране на човешките управленски дейности. Следователно такива системи се наричат автоматизирани системиуправление (ACS).

Въвеждането и експлоатацията на автоматизирани системи за управление изисква големи инвестиции. Тези инвестиции се изплащат чрез намаляване на оперативните разходи чрез намаляване на разхода на гориво, повишаване на надеждността и подобряване на качеството на доставяната енергия.

И въпреки че относителните спестявания на разходите за гориво обикновено не са повече от 1,5 - 2%, в абсолютно изражение това дава доста осезаеми резултати.

Значителен ефект в системите се постига чрез постоянен мониторинг на състоянието и намаляване на авариите.

Оптимизиране на режимите на енергийната система

Спестяване на електроенергия. В същото време електричеството се предава през въздушни мрежи, електропроводи с напрежение от 35 110 150 220 kV и до 1150 kV според скалата за номинално напрежение, одобрена от GOST. Пример за схематична диаграма на преноса и разпределението на електроенергия в електрическите мрежи е показан на фиг. Пример за схематична диаграма на преноса и разпределението на електроенергия в електрическите мрежи ...

Ако тази работа не ви подхожда, има списък с подобни произведения в долната част на страницата. Можете също да използвате бутона за търсене

ЕКСПЛОАТАЦИЯ и ремонт на ОБОРУДВАНЕ (5 курс)

ЛЕКЦИЯ №15

Оптимизиране на режимите на работа на електрическото оборудване

Въпроси за проучване:

2. Избор на електрообзавеждане по икономически критерии.

3. Икономия на енергия.

1. Оптимизация на системата за захранване.

Съвкупността от електрически инсталации, предназначени да доставят електрическа енергия на различни потребители, се нарича система за захранване.

Системата за захранване е комплекс от инженерно оборудване и конструкции, които са разпределителни мрежи, трансформаторни подстанции, електрическо оборудване (системи за външно осветление, машини, помпи и др.).

Консуматорите на електрическа енергия обикновено са електрически приемник (възел, апарат или механизъм, предназначен да преобразува електрическа енергия в друг вид енергия) или група електрически приемници.

Електрическата енергия, генерирана от електроцентралите, се доставя на потребителите чрез система от взаимосвързани преносни, разпределителни и преобразувателни електрически инсталации. В същото време електричеството се предава през въздушни мрежи (електропроводи) с напрежение от 35, 110, 150, 220 kV и до 1150 kV според скалата на номиналното напрежение, която е одобрена от GOST. Пример за схематична диаграма на преноса и разпределението на електроенергия в електрическите мрежи е показан на фиг. 1.

Ориз. 1. Пример за концепция за пренос и разпределение

електричество в електрическите мрежи

TP - трансформаторни постове; G1, G2 - генератори;

RP - разпределителен пункт

Трябва да се отбележи, че електрическата енергия, която се генерира от генераторите на електроцентралата, обикновено с номинално напрежение 10-15 kV, след това влиза в трансформаторите, където нейното напрежение обикновено се повишава до 220 kV. След това тази електрическа енергия се подава към шините на отворената подстанция на тази електроцентрала. След това с помощта на преносна линия, обикновено с напрежение 220 kV, електрическата енергия се подава към шините 220 kV на понижаваща подстанция, която може да бъде свързана и с други електроцентрали, използващи преносна линия.

В понижаваща подстанция с помощта на трансформатори напрежението на електрическата енергия обикновено се намалява от 220 kV до 6 или 10 kV и с това напрежение електрическата енергия се подава към разпределителната точка.

От разпределителната точка електрическата енергия се доставя на подстанции с силови трансформатори, които понижават напрежението, обикновено до 380 или 220 V, след което това електричество се доставя на потребителите.

Привидна електрическа мощност, активна електрическа мощност и реактивна електрическа мощност.Привидната електрическа мощност е максималната мощност на електрически ток, която може да се използва от електрически консуматор. Активна електрическа мощност е мощността, която се отделя, когато товар с активно (омично) съпротивление е свързан към източник на ток (източник на електричество).

Електрическо съпротивление, например, една електрическа верига е равна на съотношението на напрежението (U), приложено към тази верига, към тока (I), протичащ през тази верига. Ако съпротивлението на електрическата верига е високо, приложеното към нея напрежение ще бъде голямо и токът ще бъде малък, а ако съпротивлението на електрическата верига е ниско, приложеното към него напрежение ще бъде малко и токът ще бъде голям.

Ако товарът има само активно съпротивление (лампи с нажежаема жичка, нагреватели), тогава активната мощност ще бъде равна на привидната мощност. Привидната мощност е пряко свързана с активната и реактивната мощност. Общата електрическа мощност е:

S=U x I x cos f.

Факторът на активната мощност (cos f) е отношението на активната мощност към привидната мощност.

Колкото по-голяма е индуктивността или капацитета на консуматора, включен в електрическата мрежа, толкова по-голям дял от общата мощност се пада на неговия реактивен компонент. С увеличаването на индуктивността или капацитета на натоварването факторът на активната мощност намалява и действително използваната активна мощност намалява.

Нека дадем пример за изчисляване на фактора на активната мощност (cos f).

cos f = P (активна мощност във W) / S (привидна мощност във V. А).

Например cos f= 16000 W/ 20000 V. А = 0,8.

Обикновено стойността на cos f е посочена в технически спецификацииспецифичен консуматор на електрическа енергия.

Непроизводителни загуби на електроенергия и мерки за намаляване на тези загуби.Работата на електроснабдителната система е свързана с наличието на непроизводителни загуби на електроенергия, като в някои случаи тези загуби възлизат на 10-20%. Поради постоянното нарастване на тарифите за електроенергия е препоръчително потребителите да избират технологии, устройства или оборудване, които ще намалят тези загуби.

Трябва да се отбележи, че за доставчика на електроенергия не е важно част от активната мощност да се преобразува при потребителя в реактивна мощност, поради което процентът на ефективно използване на тази електроенергия от потребителя е значително намален. Реактивната мощност (загубите на електроенергия) заедно с активната мощност се отчитат от доставчиците на електроенергия и следователно се заплащат съгласно текущи тарифи, и представлява значителна част от сметката за електроенергия (в някои случаи тези загуби са 10-20%).

По време на работа на електрическото оборудване потребителите обикновено изпитват значителни загуби на активна мощност. Това се случва в резултат на използването от потребителите на електроенергия в промишлеността и селското стопанство, което е неефективно по своя дизайн. електрическо оборудване, и дори най-добрите примери за това оборудване, а именно електрически двигатели на помпи, вентилатори и компресори, различни машинни инструменти, заваръчно оборудване и друго оборудване с висок индуктивен или капацитивен компонент на мощността (индуктивен или капацитивен товар) с нисък cos f. Освен това, например, при директно стартиране на асинхронен електродвигател, голям стартов ток причинява рязко намаляване на напрежението в електрическата мрежа, което води до увеличаване на приплъзването на останалите работещи електродвигатели.

Трябва да се отбележи, че има и консуматори на електроенергия (например лампи с нажежаема жичка, нагреватели), които нямат загуби на активна мощност, а имат само активен товар с cos f=1.

Примери за cos f за различни електрически съоръжения.

Асинхронни електродвигатели - cos f=0,8.

Асинхронни електродвигатели с частичен товар (чест празен ход) - cos f = 0,5.

Заваръчни трансформатори - cos f=0,4.

Необходими са следните мерки за намаляване на непроизводителните загуби на електроенергия:

1. Идентифициране на места с най-голяма стойност на загубите на електроенергия сред потребителите.
2. Анализ на причините за повишени загуби на мощност в тези места.
3. Определяне на начини за намаляване на тези загуби.
4. Прилагане на необходимите мерки за намаляване на непроизводителните загуби на електроенергия.

Компенсация на реактивната мощност.Освен това е необходимо да се компенсира реактивната мощност у дома, извършвана от самите заинтересовани потребители, което гарантирано ще им позволи да увеличат процента на използване на активна мощност и следователно да намалят загубите си и съответно да намалят потреблението на енергия.

За подобряване на качеството на електрическата мрежа се използват както нерегулирани устройства за компенсиране на реактивна мощност, така и устройства за регулируема компенсация на реактивна мощност, като всяко устройство (UCRM) има свои собствени области на приложение.

Нерегулирани устройства за компенсиране на реактивна мощност.

Нерегулираните устройства за компенсиране на реактивна мощност включват следните устройства:

BSK (батерии от статични кондензатори);

Реактори;

FKU (филтърно компенсиращи устройства);

SPC (устройства за надлъжна компенсация).

Регулируеми устройства за компенсиране на реактивната мощност.

Регулируемите устройства за компенсиране на реактивната мощност включват следните устройства:

UBSK (UFKU) контролирани батерии на статични кондензатори или контролирани филтърни компенсиращи устройства;

TUR (регулатори с тиристорно управление);

STK (статични тиристорни компенсатори);

Активни филтри (статични компенсатори на реактивна мощност с възможност за филтриране на по-високи хармонични токови компоненти.

Трябва да се отбележи, че честотата променлив токи ниво на напрежение, фазова симетрия. Поради това е необходимо да се използва допълнителен източник (устройство за компенсиране на реактивната мощност), който ще извършва периодично натрупване на електроенергия с последващо връщане в мрежата.

BSK (батерии от статични кондензатори).Трябва да се отбележи, че използването им води до появата на по-високи хармонични компоненти (HHC) в електрическата мрежа, в резултат на което могат да възникнат резонансни явления на една от честотите на HHC, което намалява живота на статичната кондензаторна батерия. Поради това използването им в електрически мрежи, където има електрически приемници с нелинейни характеристики, е неефективно. Препоръчително е да се използват за индивидуална компенсация на реактивната мощност на електрически приемници, които са значително отстранени от захранването. свързан паралелно с товара.

Реактори. Тези устройства обикновено се използват за компенсиране на капацитивна (зареждаща) реактивна мощност в линия с високо напрежение при предаване на електроенергия на дълги разстояния и представляват интерес само за IDGC и. и т.н.

FKU (филтърно компенсиращи устройства).Тези устройства са подобрени SSC (static capacitor banks), поради допълнителното включване във веригата на реактора, който е свързан последователно с банка от статични кондензатори. В този случай реакторът изпълнява функцията за настройка на осцилаторния кръг "Външна мрежа на реактора BSC" на дадена честота и функцията за ограничаване на токовете на превключване. Тези функции позволяват използването на FKU в електрически мрежи с високо съдържание на HCV (по-високи хармонични компоненти) и филтриране на HCV в електрическата мрежа. свързан паралелно с товара.

SPC (устройства за надлъжна компенсация).Тези устройства се различават по инсталационната схема, а именно, че кондензаторните банки са свързани последователно с товара, а не паралелно, както при всички други устройства. Тези устройства се използват предимно по електропроводи, като използването им е рентабилно само при новостроящи се съоръжения. свързан последователно с товара.

UBSK (UFKU) контролирани банки от статични кондензатори или контролирани филтърно-компенсиращи устройства с няколко степени на регулиране.Тези устройства са обещаващи за използване в тандем с автономни генераторни единици (DGU и др.). Трябва да се отбележи, че тяхната разлика се състои във факта, че контролираните кондензаторни единици са по-ефективни при наличие на променлив товар. Ако натоварването, например, се променя през деня, тогава оптималният режим може да се поддържа с помощта на тези устройства. свързан паралелно с товара.

TUR (регулатори с тиристорно управление) и STK (статични тиристорни компенсатори).Тези устройства обикновено се използват там, където има строги изисквания за стабилност и качество на напрежението, като градски и тягови подстанции. В този случай тиристорно управляваните регулатори генерират индуктивен компонент, а статичните тиристорни компенсатори генерират индуктивни и капацитивни компоненти. Недостатъкът на тези устройства е високата им цена. свързан паралелно с товара.

Активни филтри (статични компенсатори на реактивна мощност с възможност за филтриране на по-високи хармонични токови компоненти).Те имат същите свойства като всички описани по-горе устройства. Тези устройства са обещаващи за употреба. свързан паралелно с товара.

Технически средстваКомпенсацията на реактивната мощност за потребителско електрическо оборудване обикновено включва подходящо електрическо оборудване, включително такова, което позволява и намалява дисбаланса на фазите. Като основни методи за превключване в устройствата за компенсиране на реактивна мощност, устройствата обикновено се използват контролирани релета (контролирани кондензаторни единици) и управлявани от тиристори (контролирани кондензаторни единици).

Приложение тиристорно управлениеосигурява високоскоростна работа на KU, липса на токови удари по време на превключване и намалява стареенето на кондензаторите.

Превключването на кондензатори в контролирани кондензаторни инсталации обикновено се случва в момента на нулево напрежение.

Пример за дефекти трифазно напрежениесвързана с висока реактивна мощност в електрическото оборудване на потребителя на електроенергия е показано на фиг. 2.

Ориз. 2. Пример за дефекти на трифазно напрежение, свързани с висока реактивна мощност в електрическото оборудване на потребителя на електроенергия

Трябва да се отбележи, че при избора на места за монтаж на кондензаторни блокове е необходимо да се стремим да ги свържем под общ превключващо устройствос електрически консуматор на електрическа енергия, за да се избегнат допълнителни разходи за допълнително устройство.

При кондензаторните инсталации е необходимо да има филтри с по-високи хармоници (които намаляват смущенията и предпазват кондензаторите).

Реактивната мощност, която може да бъде компенсирана, съответства на мощността, посочена в паспорта на инсталацията, като трябва да се посочи и стъпката на компенсация (минималната стъпка, с която се променя капацитетът на свързаните кондензатори).

Трябва да се отбележи, че кондензаторните единици трябва да бъдат пуснати в експлоатация по време на работа, например от местни електротехници на предприятието (това електрическо оборудване обикновено е в тяхната зона на отговорност), което донякъде ще намали тяхната икономическа ефективност.

Трябва също така да се отбележи, че конкретни технически решения за въвеждане на кондензаторни блокове за компенсиране на реактивната мощност могат да бъдат разработени и внедрени въз основа на анализа на конкретни технически спецификации.

Електрическо задвижване с честотно управление.Както вече беше отбелязано, значителна ефективност в организацията на енергоснабдяването на съвременното иновативно ниво може да се постигне чрез използване на енергоспестяващо регулируемо електрическо задвижване с честотни преобразуватели. В същото време, при асинхронни двигатели с ниско напрежение или синхронни двигатели с високо напрежение, консумацията на енергия се намалява с до 50%. Възможно е да се контролира скоростта на двигателя както в диапазона от близо до нула до номиналната, така и над номиналната. Увеличава се експлоатационния живот на двигателя и задвижващия механизъм, постига се мек, програмируем старт на двигателя. Подобрява се технологичният процес и качеството на продукта, става възможно автоматизирането и управлението от системата за управление на процеса, намаляват се разходите за труд по време на работа на задвижването и др.

Приложенията за тези устройства включват:

помпи (от помпена към главна);

компресори, вентилатори, вентилатори на охладителни системи, вентилатори на котли;

ролкови маси, конвейери, конвейери и други транспортни устройства;

оборудване за трошене, миксери, екструдери;

различни видове центрофуги;

производствени линии за ламарина, фолио, картон, хартия и др.;

сондажно оборудване (от помпено до подемно оборудване); устройства за изпомпване на нефт от кладенци (помпени агрегати, потопяеми помпи и др.);

кранове (от подемници до мостови);

металообработващи машини, триони, преси и друго технологично оборудване.

Като пример даваме използването на честотен преобразувател на задвижването на водовземна станция. В този случай консумацията на енергия се намалява с до 50% поради автоматичното поддържане на необходимото водно налягане при промяна на обема на потреблението, експлоатационният живот на двигателя, задвижващия механизъм и електрическите комутационни устройства се увеличава 2 3 пъти поради елиминиране на претоварвания при стартов ток, хидравлични удари при стартиране на електродвигателя. Срокът на експлоатация на тръбопроводите се увеличава, потреблението на вода се намалява поради намаляване на загубите поради свръхналягане, разходите за труд се намаляват по време на работа поради увеличаване на периодите на основен ремонт на електрическото задвижване.

Подобряването на ефективността и надеждността на захранването при използване на тиристорни честотни преобразуватели за синхронни електродвигатели с високо напрежение се обяснява със следните причини:

един преобразувател може да се използва за последователно или групово пускане на няколко електрозадвижващи агрегата със синхронни двигатели;

двигателят се стартира гладко с токове, по-малки от номиналната стойност, което не води до прегряване на повърхността на ротора, ударни механични ефекти върху намотките на статора. В резултат на това се осигурява значително увеличение на живота на двигателя;

няма ограничения за броя на честотните пускове на електрическо задвижване със синхронен двигател от тиристорен честотен преобразувател. Експериментално е потвърдена възможността за 15 стартирания в рамките на един час на серийни двигатели и повече от 2000 стартирания в рамките на една година без ремонт на ротора или статора;

спирането на електрическото задвижване поради регенеративно електрическо спиране осигурява връщането на електроенергия към захранващата мрежа;

изпълнението на режима на стационарна прецизна синхронизация на електрозадвижващия блок с захранващата мрежа гарантира надеждно превключване на двигателя към мрежата без токови удари и механични удари;

намаляване на изискванията към линията за високо напрежение, захранваща предприятието, тъй като при стартиране на следващия електрозадвижващ агрегат няма спад на напрежението в линията (пусковият ток е 5 10 пъти по-малък в сравнение с реакторния);

мощността на тиристорния честотен преобразувател, използван за стартиране на ненатоварения двигател, е 20 ... 30% от номиналната мощност на електрическото задвижване, което предопределя високи технически и икономически показатели.

Ефективността на използването на тиристорни честотни преобразуватели като част от честотно управлявано електрическо задвижване със синхронни двигатели се определя не само от изброените по-горе фактори, но и от значителни икономии на енергия и разширяване на технологичните възможности, особено в случаите, когато голям диапазон на скорост необходимо е управление на електрическото задвижване.

Препоръчително е потребителите да избират тези устройства, които ще намалят загубите на електроенергия, които в някои случаи достигат до 20%.

2. Избор на електрообзавеждане по икономически критерии

Един от начините за подобряване на надеждността на електрическото оборудване е правилният му избор. При избора на електрическо оборудване за електрозадвижвания е необходимо да се вземат предвид: необходимата мощност за задвижване на работната машина; изпълнение на електродвигателя; модификация на електродвигателя; устройство за защита на двигателя.

Поради широкото използване на електрически задвижвания, дори незначителни грешки при избора в крайна сметка водят до огромни общи щети.

Понастоящем предложените методи за избор на електрическо оборудване изискват стриктно изчисляване на техните енергийни параметри. В този случай характеристиките на работните машини и условията на работа се вземат предвид приблизително. Това беше оправдано на първия етап от развитието на електрификацията, но сега, с повишените изисквания към електрическото задвижване, е необходимо да се вземат предвид голям брой фактори и връзки.

Предложеният метод за оптимално сглобяване на електрически задвижвания може да се използва за избор на асинхронни електродвигатели без регулиране на скоростта от серия "4A" и тяхното управляващо оборудване. Освен това електрическите двигатели не трябва да имат специални изискванияза стартиране и спиране. Тази методика не замества препоръките за избор на електрическо оборудване, предлагани в книгите:

Мартиненко И. Н., Тищенко Л. Н. Курсово и дипломно проектиране за интегрирана електрификация и автоматизация.-М.: Колос, 1978.

Проектиране на интегрирана електрификация / Ed. Л. Г. Прищеп.-М: Колос 1983.

Система PPREsh.-M .: Агропромиздат, 1987.

И ги допълва, като взема предвид по-широк набор от фактори.

17.2. Техника за оптимално придобиване на електрически задвижвания

Методиката за оптимално придобиване на електрозадвижвания се състои от следните етапи: подготовка на изходни данни; избор на мощност на двигателя; избор на скорост на двигателя; избор на модификация на електродвигателя по стартов момент и приплъзване; проверка на стабилността на пусковата и претоварната способност; избор на защитно устройство; избор на предавателно устройство.

Нека разгледаме всички тези етапи по-подробно.

17.2.1. Първоначална подготовка на данните

За да оптимизираме задвижването, трябва да съберем следната информация: условия на използване; дестабилизиращи влияния; условия на захранване; ниво на техническа експлоатация;

Условията за ползване включват: предназначение; еквивалентна мощност на работната машина, kW; честота на въртене на вала на работната машина, n, об/мин; пусков, номинален и максимален въртящи моменти, Nm; заетост през деня, tc, час; заетост през годината, м, месец; номинално допустимо време на престой при повреда на електрическото задвижване, td, h; технологична повреда, изразена в дялове от стойността на основния ремонт на електродвигателя, v, o. д.;

Дестабилизиращите ефекти включват: условия на работа (по класификацията на VIESH - леки, нормални, тежки); климатични условия; степен на отказ, l, година-1; структура на извънредните ситуации, а1, о. д.; овлажняване и агресивно въздействие на околната среда, ay; режим на отворена фаза, an; претоварване, ap; спиране на ротора, при; други ситуации, апр.

Условията за захранване трябва да включват следните данни: мощност на трансформатора трафопост, Str, kVA; дължина и марка на проводниците за ниско напрежение, L[km], q [mm2]; напрежение на клемите на електродвигателите, U, V.

Данните за нивото на техническа експлоатация трябва да съдържат следната информация: честота и разходи за поддръжка; разходи за капитален ремонт; време за възстановяване на електрозадвижването след повреда, тв, час.

Най-добре е подготовката на данните да се представи под формата на таблица (виж таблица 17.1).

Таблица 17.1.

17.2.2. Избор на мощност на двигателя

За да направите това, трябва да се определи коефициентът на натоварване на двигателя "b". Определя се, като се вземат предвид заетостта "m" и технологичната повреда "v" съгласно номограмите, показани на фигура 17.1. (виж Фиг.20.а. Ерошенко Г.П. Курсов и дипломен дизайн за експлоатация на електрическо оборудване /1/).

Забележка: лекциите съдържат качествени номограми. За изчисления е необходимо да се използват номограмите, дадени в / 1 /.

След като се определи коефициентът на натоварване "b", изчислената мощност се определя по формулата: PP=P/b , и съгласно таблица 17.2, като се вземат предвид условията на работа, се избира такъв електродвигател, чийто интервал от оптимални натоварвания включва номиналната мощност Рр. Ако поради малките стойности на tc и v се окаже, че P< Рн, то допустимую перегрузку следует проверить по фактической температуре окружающей среды.

Фигура 17.1 - Номограма за определяне на коефициента на натоварване на електродвигателя

Таблица 17.2 - Оптимални интервали на натоварване за електрически двигатели от серия 4A

17.2.3. Избор на електродвигател според условията на околната среда

Трябва да определим допустимата относителна цена Kd на електрически двигател със специално предназначение (селскостопански, химически устойчив и др.) Тя се определя от номограмата, показана на фигура 17.2.

За да направите това, трябва да знаете степента на повреда "l", съотношението на повредите, дължащи се на влага "au", технологична повреда "v". След това трябва да намерите каталожната цена "Kc" на специализиран двигател и да изчислите действителната относителна цена:

Kdf=Ks/Ko,

където Ko - цената на електродвигателя на основната версия IP44 със същата мощност.

Ако действителният относителен разход е по-малък от допустимия, т.е. ако Kdf< К’д, то целесообразно выбрать электродвигатель специализированного исполнения. В противном случае следует остановиться на электродвигателе основного исполнения, так как удорожание из-за применения электродвигателя специализированного исполнения не компенсируется достигаемым снижением затрат на его капитальный ремонт за нормативный срок службы.

Фигура 17.2 - Номограма за определяне на допустимата относителна цена на специален двигател

17.2.4. Избор на защитно устройство

Трябва да определим възможността за използване на един или друг вид защита за електрическо оборудване. За да направите това, е необходимо да се определи допустимата относителна цена на защитното устройство "Kz *". Определя се съгласно фигура 17.3 (или вижте фигура 20.c./1/). Освен това е необходимо да се вземе предвид степента на повреда "l", технологична повреда "v" и очакваната стойност на защитата Pz, т.е. делът на елиминираните повреди. Тези данни могат да бъдат избрани от таблица 17.3. (или вижте таблица 4.7./1/).

Фигура 17.3 - Номограма за определяне на допустимата относителна цена на защитно устройство

Таблица 17.3 - Характеристики на селскостопанските машини за възможни технологични повреди и аварийни ситуации

Забележка: В числителя - за животновъдството, в знаменателя - за растениевъдството; за производствени линии технологичните щети са 1,5 ... 2,5 пъти повече от посоченото в таблицата.

След това по ценовата листа се намира стойността "Kz" на получената защита и действителната й стойност:

Kzf * \u003d Kz / Kd,

където Kd е цената на избрания електродвигател.

Ако действителната цена на защитата е по-малка от допустимата цена, тогава устройството преминава технико-икономическия критерий, т.е.

Kzf*<Кз’

В противен случай е препоръчително да изберете друго, по-евтино защитно устройство. Така например UVTZ като цяло не са ефективни при електрически задвижвания с мощност под 4 kW, с технологични повреди v<2 и интенсивности аварийных ситуаций l<0,1, хотя они уменьшают число отказов почти в два раза.

17.3. Пример за рационален избор на електрическо оборудване

Трябва да проверим завършеността на електрическото задвижване на вакуумната помпа (РВН-40/350) на доилната машина.

Изходни данни.

Условия за ползване: P=2.3kW; n=1450 об/мин.

Заетост през деня: tc = 8 часа.

Заетост през годината: m=6 месеца.

Допустим престой: td=1 час.

Технологична повреда в дялове от стойността на основен ремонт на електродвигателя: v=5 o. д. (определено съгласно таблица 2.)

Дестабилизиращи ефекти (общо всички дестабилизиращи ефекти са равни на 1):

Условия на работа - нормални;

Честота на отказ - l=0,3, виж Таблица 2.;

Овлажняване и агресивно въздействие на околната среда - ау=0,1, виж табл.2.;

Режим на отворена фаза - an=0,15, виж Таблица 2.;

Спиране на ротора - при=0,5, виж таблица 2.;

Други ситуации - апр=0,15, виж Таблица 2.;

Претоварване - ap=0,1, виж Таблица 2.;

Условия на захранване: Str=160 kVA; L=0,25 км; q=35mm2;

U=380/220 V.

Техническа експлоатация - по системата ППР и ТО.

Време за възстановяване - tv=6 часа.

Избор на мощност на двигателя.Познавайки стойностите на tс, m и v съгласно фиг.1. намираме коефициента на натоварване на електродвигателя "b", b=0,618. Тогава изчислената мощност: Рр=Р/b=2,3/0,618=3,72 kW.

Според таблица 2. за нормални условия на работа избираме мощността на електродвигателя, тя е в диапазона от 3,71 .... 5,20 kW. Този интервал съответства на електродвигател с мощност 5,5 kW.

Избор на скорост на двигателя.Тъй като скоростта на въртене на вала на работната машина е 1450 об / мин, приемаме електродвигател със скорост на въртене на статорното поле 1500 об / мин.

Изборът на модификация на електродвигателя чрез начален въртящ момент и приплъзване.При избора на модификация на електродвигателя по отношение на стартовия момент и приплъзването е необходимо да се вземат предвид условията за стартиране на електродвигателя и работната машина.

Проверка на стабилността на пусковата и претоварната способност.Тъй като мощността на трансформатора е повече от три пъти по-голяма от мощността на електродвигателя и дължината на линията е по-малка от 300 m, не е необходимо да се проверява стабилността при стартиране.Защо направихме такова заключение, ще разгледаме по-подробно в следващата лекция, а сега ще се ограничим до това предположение.

Изборът на електродвигателя според условията на околната среда.Съгласно фиг.2. намираме допустимата относителна цена на специализиран двигател (като знаем l, aу и v), тя е равна на 1,18. Познавайки го, можем да определим действителната относителна цена:

Kdf * \u003d Ks / Ko \u003d 77/70 \u003d 1.1,

където Kc \u003d 77 y. т.е. цената на електродвигателя 4A112M4U3sh;

Ko \u003d 70 u. д., цената на електродвигателя 4A112M4U3.

В нашия случай Kdf*<Кд*, значит мы должны выбрать электродвигатель 4А112М4У3сх.

Избор на защитно устройство.Съгласно фиг.3. намираме допустимата относителна цена на защитното устройство "Kz *", като се има предвид, че Pz \u003d an + ap + apr и като се вземат предвид също l и v. В нашия случай Kz*=1,1. Отчитайки голямата технологична повреда (v=5), приемаме UVTZ защитата и определяме Кзф*. Тъй като UVTZ струва 48u. д., а електродвигателят струва 77u. д., тогава Kzf * = Kz / Kd = 48/77 = 0,6. От Kzf *<Кз* (0,6<1,1) окончательно выбираем УВТЗ.

Избор на предавателно устройство.Тъй като голяма част от аварийните ситуации възникват, когато помпата е задръстена (при = 0,5), препоръчително е да се предвиди връзката на електродвигателя с работната машина чрез предпазен съединител или задвижване с клиновиден ремък.

3. Икономия на енергия

Основни принципи на енергоспестяване.Въпросите за енергоспестяването сега са от особено значение. Трябва да се отбележи, че спестяването на електроенергия не е просто ограничаване на полезното й потребление.

Спестяванията на енергия трябва да включват:

От намаляване на загубите на електроенергия;

От намаляване на енергийната интензивност на продуктите.

Във всички случаи мерките за пестене на електроенергия трябва да се разглеждат от гледна точка на националната икономика. С други думи, трябва да се прилагат само тези мерки, които ще се изплатят за не повече от стандартния период на изплащане от 6,6 години. Това означава, че допълнителните разходи за спестяване на енергия са оправдани, ако икономиите на енергия са най-малко 100 kWh годишно по време на стандартния период на изплащане.

Успешната работа по спестяване на електроенергия е свързана с разработването на план за организационни и технически мерки.

Изготвяне на план за организационни и технически мерки.

Трябва да решим какво се наричат ​​организационни и технически мерки:

Организационните и технически мерки условно включват тези мерки, които не изискват излишни капиталови инвестиции или оперативни разходи.

Следващата стъпка е да се определи целта на този план.

Целта е да се идентифицират източниците на загуби или нерационално използване на електроенергия и да се разработят конкретни ефективни начини за максимално пестене на енергия.

Центровете на загуби или нерационално използване на електроенергия се идентифицират чрез анализ на състоянието на експлоатация на електрическото оборудване и потреблението на електроенергия. Известните начини за пестене на енергия включват: поддържане на електрическото оборудване в добро състояние; избор и поддържане на оптимални режими на работа на оборудването; автоматизация на технологични процеси; въвеждане на нова енергоспестяваща техника и технология.

Идентифициране на центрове на загуби или места на ирационалноизползване на електроенергия.

Една от основните задачи на ръководителя на електрическата служба на икономиката е рационалното използване на електрическа енергия, нейните спестявания при изпълнението на определени технологични процеси. Тази концепция включва и намаляване на загубите на електрическа енергия.

Може да бъде доста трудно да се идентифицират джобовете на загуби на мощност. Има обаче методи, които опростяват този процес. Сред тях са: функционален анализ на разходите (FSA); метод на контролните въпроси (МКВ).

Трябва да се отбележи, че е доста трудно за необучен специалист да проведе правилно FSA. За изпълнението му трябва да се свържете със специалистите - инженери на FSA. Но (за съжаление) такива специалисти в селскостопанското производство няма, те просто не са обучавани и не се обучават. И още един аргумент, този метод е за предпочитане да се използва за решаване на сложни, глобални проблеми. Ето защо е по-предпочитано в този случай да се използва методът на контролните въпроси (MKV). Защитните въпроси (Q) могат да се променят от потребителя и да се прилагат в удобна за него форма.

Представените на вашето внимание автобиографии са съставени от контролните списъци на Eyloart, A.F. Osborne, FSA и TRIZ (теория за решаване на изобретателски проблеми). Този въпросник се състои от четири блока въпроси. Първият блок въпроси е насочен към идентифициране на основната функция, която електричеството изпълнява в технологичния процес и функциите, които го осигуряват, като се вземат предвид възникващите нежелани ефекти и традиционните средства за тяхното отстраняване. Някои от въпросите са насочени към формулирането на идеалния краен резултат (IFR) и отклонението от традиционните основи на функционирането на система, която използва електрическа енергия. Вторият блок ви позволява да анализирате взаимодействието на електрическата енергия с външната среда, системата за управление и да идентифицирате ограниченията и възможностите за ограничаване. Третият блок е насочен към анализ на подсистемите и техните взаимовръзки. Четвъртият блок е насочен към анализиране на възможни неизправности и изясняване на IFR.

При работа с предложения въпросник е необходимо отговорите да бъдат формулирани в проста, достъпна форма, без специални термини. Това изглежда просто изискване, но е много трудно да се изпълни. Сега нека да разгледаме този въпросник.

Първи блок

1. Каква е основната функция на електричеството в този технологичен процес?

2. Какво трябва да се направи, за да се изпълни основната функция?

3. Какви проблеми възникват при това?

4. Как обикновено се справяте с тях?

5. Какви и колко функции се изпълняват с помощта на електричеството в този технологичен процес, кои от тях са полезни и кои са вредни?

6. Възможно ли е в този технологичен процес да се намалят някои от функциите, изпълнявани с помощта на електричество?

7. Възможно ли е да се увеличат някои от функциите, изпълнявани с помощта на електричество в този технологичен процес?

8. Възможно ли е някои от вредните функции, изпълнявани с помощта на електричеството в този технологичен процес, да се превърнат в полезни и обратно?

9. Какво би било идеалното изпълнение на основната функция?

10. Как иначе може да се изпълнява основната функция?

11. Възможно ли е да се опрости технологичният процес, като се постигне не 100% полезен ефект, а малко по-малко или повече?

12. Избройте основните недостатъци на традиционните решения.

13. Изградете, ако е възможно, механичен, електрически, хидравличен или друг модел на действие или разпределение на потоците в процеса.

Втори блок

14. Какво се случва, ако премахнете електричеството от процеса и го замените с друг вид енергия?

15. Какво се случва, ако замените електричеството в процеса с друг вид енергия?

16. Промяна на технологичния процес по отношение на:

Скорост на работа (по-бързо или по-бавно с 10, 100, 1000 пъти);

Време (намаляване на средния работен цикъл до нула, увеличаване до безкрайност);

Размери (производителността на технологичния процес е много голяма или много малка);

Единична цена на продукт или услуга (голяма или малка).

17. Идентифицирайте общоприетите ограничения и техните причини.

18. В кой клон на технологията или друга дейност тази или подобна основна функция се изпълнява най-добре и възможно ли е да се заимства едно от тези решения?

19. Възможно ли е да се опрости формата, да се подобрят други елементи на технологичния процес?

20. Възможно ли е да се заменят специални „блокове“ със стандартни?

21. Какви допълнителни функции може да изпълнява електрическата енергия в технологичния процес?

22. Възможно ли е да се промени базата за изпълнение на технологичния процес?

23. Могат ли отпадъците да бъдат намалени или повторно използвани?

24. Формулирайте задача за състезанието "Превърнете нерационалните енергийни разходи в приходи".

Трети блок

25. Може ли технологичният процес да бъде разделен на части?

26. Възможно ли е да се комбинират няколко технологични процеса?

27. Възможно ли е „меките“ връзки да бъдат „твърди“ и обратното?

28. Възможно ли е "неподвижните" блокове да се направят "подвижни" и обратно?

29. Възможно ли е да се използва празен ход на оборудването?

30. Възможно ли е да се премине от периодично към непрекъснато действие или обратното?

31. Възможно ли е да се промени последователността на операциите в технологичния процес, ако не, защо не?

32. Възможно ли е въвеждане или изключване на предварителни операции?

33. Къде са излишните запаси в технологичния процес, възможно ли е тяхното намаляване?

34. Възможно ли е да се използват по-евтини енергийни източници?

Четвърти блок.

35. Идентифицирайте и опишете алтернативни технологични процеси.

36. Кой от елементите на технологичния процес е най-енергоемък, възможно ли е да се раздели, да се намали консумацията на електроенергия в него?

37. Кои фактори в хода на технологичния процес са най-вредни?

38. Възможно ли е да ги използваме в полза на каузата?

39. Кое оборудване в технологичния процес се износва първо?

40. Кои са най-честите грешки, допускани от обслужващия персонал?

41. По какви причини най-често се нарушава технологичният процес?

42. Коя неизправност е най-опасна за вашия технологичен процес?

43. Как да предотвратите тази неизправност?

44. Кой е най-подходящият технологичен процес за получаване на продукти и защо?

45. Каква информация за напредъка на технологичния процес бихте скрили внимателно от конкурентите?

46. ​​​​Получете мнение за консумацията на електроенергия, дадена от технологичния процес, напълно неинформирани хора.

47. В какъв случай консумацията на електроенергия в технологичния процес отговаря на идеалните норми?

48. Какви въпроси все още не са зададени? Задайте си ги и си отговорете.

Представеният въпросник не е окончателен, може да бъде коригиран и допълван. След лека настройка може да се използва за идентифициране на центрове на загуба на всякакъв вид енергия.

СТРАНИЦА \* MERGEFORMAT 1