17. Как зависят КПД и cosφ асинхронного двигателя от нагрузки на валу?

Дата: 2025-06-02; Просмотры: 13
Оценка:
0.00 из 5.00 — оценок
Скачиваний: 0

 

Коэффициент мощности определяется соотношением

,

В целях повышения коэффициента мощности асинхронных двигателей чрезвычайно важно, чтобы двигатель работал всегда или по крайней мере значительную часть времени с нагрузкой, близкой к номинальной. Это можно обеспечить лишь при правильном выборе мощности двигателя. Если же двигатель работает значительную часть времени недогруженным, то для повышения cos φ1, целесообразно подводимое к двигателю напряжение U1 уменьшить.

При увеличении напряжения возрастает магнитный поток и, следовательно, увеличиваются ток холостого хода и магнитные потери в стали магнитопровода. Вследствие этого КПД и cos φ1двигателя уменьшаются. Уменьшение напряжения опасно тем, что пропорционально квадрату напряжения изменяется максимальный вращающий момент двигателя и при большом моменте нагрузки может произойти нарушение устойчивости двигателя.

 

18. За счет чего переключение обмоток статора асинхронного двигателя со схемы «треугольник» на схему «звезда» при малых нагрузках может привести к повышению энергетических показателей его работы?

 

Эффективным средством энергосбережения в асинхронных электроприводах является снижение подводимого к двигателю напряжения при его работе с малыми нагрузками или в режиме холостого хода. При этом происходит снижение потребляемой ре-активной мощности и тем самым потерь в элементах системы электроснабжения электропривода, а при определенных коэффициентах нагрузки — и потерь мощности в двигателе.

19. При каких условиях целесообразно отключать асинхронный двигатель при холостом ходе?

 

Если потери энергии при пуске ЭД меньше потерь энергии за время его ХХ, то отключение обеспечит энергосбережение в электроприводе, и наоборот.

20. За счет чего может быть повышено допустимое число включений асинхронного двигателя?

 

Многие рабочие машины и производственные механизмы работают в повторно-кратковременном режиме .S3 или его разновидностях. Для ЭП таких машин и механизмов важным элементом анализа их работы является определение допустимой частоты включений, которая лимитируется главным образом нагревом двигателей. Снижая тем или иным способом потери энергии в двигателе в установившемся или переходных режимах, можно решать как задачу энергосбережения, так и задачу повышения допустимой частоты включения двигателей.

21. Каким образом компенсация реактивной мощности позволяет снижать потери энергии в системе электроснабжения?

Недостатки реактивной мощности:

- по сетям между источником электроэнергии и потребителем кроме совершающей полезную работу активной энергии протекает и реактивная энергия, не совершающая полезной работы и направленная только на создание магнитных полей в индуктивной нагрузке.

- протекая по кабелям и обмоткам трансформаторов, реактивный ток снижает в пределах их пропускной способности долю протекаемого по ним активного тока, вызывая при этом значительные дополнительные потери в проводниках на нагрев — то есть активные потери.

- дополнительные затраты на электроэнергию.

Изменить данную ситуацию можно путем размещения источника реактивной энергии непосредственно у потребителей — это дает возможность разгрузить сети от реактивного тока и практически исключить все вышеописанные недостатки — то есть «скомпенсировать» индуктивную реактивную мощность. Таким источником служат другие фазосдвигающие элементы — конденсаторы.

Для компенсации реактивной мощности необходим набор оборудования, обеспечивающий адекватное регулирование cosφ в зависимости от изменяющихся условий работы оборудования — то есть установка компенсаторов реактивной мощности (УКРМ).

 

22. Какие схемы и технические средства применяют при компенсации реактивной мощности?

Средства:

-Конденсаторные батареи

-Синхронные двигатели

-Синхронные компенсаторы

-Фильтрокомпенсирующие устройства

Схемы:

-единичная компенсация

-групповая компенсация

-централизованная компенсация

23. Какой электропривод стал основным средством энергосбережения при переходе от нерегулируемого электропривода к регулируемому. Почему?

Частотно-регулируемый асинхронный электропривод

частотно-регулируемый асинхронный электропривод в его простейшей реализации позволяет регулировать скорость вниз и вверх от основной, соответствующей частоте 50 Гц, при минимальных возможных потерях, управлять временем переходных процессов и снижать до желаемого уровня потери энергии, сопровождающие переходный процесс.

24. Почему нельзя регулировать скорость асинхронного двигателя вниз от номинальной, уменьшая частоту при неизменной амплитуде питающего напряжения?

Несоблюдение этого условия, т.е. изменение частоты вниз при номинальном напряжении, недопустимо, так как вызовет рост

магнитного потока и в соответствии с кривой намагничивания рез

кий рост намагничивающего тока Iµ.

25. Какова допустимая нагрузка при частотном регулировании скорости асинхронного двигателя вниз и вверх от основной?

Длительно допустимый момент двигателя при частотном регулировании показан на рис. 3.3 штриховой линией. Допустимый момент несколько снижается при низких скоростях в связи с ухудшением вентиляции и уменьшается обратно пропорционально скорости при высоких скоростях из-за уменьшения магнитного потока.

26. Что такое рекуперация энергии? Как она осуществляется?

Рекуперация энергии - возвращение части энергии для повторного использования в том же технологическом процессе.

Превращение механической энергии движущихся на спусках электропоездов в электр. энергию. Р. э. применяется на электрифицированных ж. д. с горным профилем в качестве тормозного средства. При Р. э. моторы электроподвижного состава работают как генераторы, отдавая ток в контактную сеть.

27. Какие энергосберегающие мероприятия применяются при передаче электроэнергии?

Организационные мероприятия включают:

- организация достоверного и своевременного ежемесячного снятия показаний приборов коммерческого учета у потребителей – юридических лиц в установленные сроки, проверка их технического состояния
- организация достоверного и своевременного снятия показаний приборов учета и проверка их технического состояния на электростанциях, подстанциях сетевых организаций
- составление и анализ балансов электроэнергии по ПЭС, подстанциям, устранение небаланса

технические:

- оптимизация схемных режимов
- перевод электрической сети (участков сети) на более высокий класс напряжения
- компенсация реактивной мощности
- регулирование напряжения в линиях электропередачи
- снижение расхода электроэнергии на “собственные нужды” электроустановок

28. Методы энергосбережения в электрических сетях.

Проводится анализ существующих схем в части построения городских электрических сетей: двухлучевая; петлевая; смешанная с выполнением электрических расчетов и с оценкой двух режимов электрических сетей - для условий годового максимума и минимума нагрузок с учетом определившихся за период эксплуатации точек токораздела в нормальном и в послеаварийном режимах. Рассчитываются потери электроэнергии в элементах сети, в линиях электропередачи, в трансформаторах. Определяется баланс активной и реактивной мощностей в узлах распределения потоков. Дается оценка эффективности работы сети по потерям электроэнергии, ее качеству у потребителя, загрузке сети реактивной мощностью и ее дефициту, надежности электроснабжения.

При выполнении электрических расчетов с учетом роста нагрузок необходимо рассматривать возможность перевода участков сети на более высокий класс напряжения. Особенно это касается зон комплексной массовой застройки. Перевод сети на более высокий класс напряжения должен рассматриваться одновременно с режимами работы нейтрали (глухозаземленная или эффективно заземленная через резистор), с такими режимами работы нейтрали имеют меньшие потери электроэнергии за счет отсутствия дополнительного оборудования, необходимого для компенсации больших емкостных токов.

Приоритетным является размещение компенсирующих устройств непосредственно у потребителя, так как это коренным образом влияет на потери электроэнергии в сети и на ее качество у потребителя. Батарея статистических конденсаторов в данном варианте установки является одновременно и элементом регулирования напряжения.

Регулирование напряжения на центрах питания должно осуществляется по принципу встречного регулирования. На протяженных фидерах - в целях снижения потерь электроэнергии и обеспечения надлежащего уровня напряжения, в качестве регуляторов напряжения необходимо устанавливать конденсаторные батареи с автоматическим регулированием или вольтодобавочные трансформаторы, также с автоматическим регулированием напряжения.

Необходимо заменять силовые трансформаторы и трансформаторы собственных нужд в случае, если они обладают большими потерями электроэнергии на перемагничивание сердечников, на трансформаторы с меньшими потерями, а также токоограничивающие реакторы на современные с большими индуктивными сопротивлением к токам К3 и меньшими потерями в нормальном режиме.

При разработке рабочих проектов на реконструкцию и техническое перевооружение должно закладываться оборудование, отвечающее требованиям энергосбережения. Применение трансформаторов с сердечниками из аморфной стали, также позволит снизить потери.

Применение измерительных трансформаторов тока и напряжения с высоким классом точности и замена индукционных счетчиков на электронные позволит получать более объективную информацию о потерях в электрических распределительных сетях, снижая тем самым величину коммерческих потерь электроэнергии.

Применение вольтодобавочных трансформаторов как линейных регуляторов напряжения позволяет не только снижать потери электроэнергии в сетях, но также решает вопрос адаптации линий электропередачи к изменению электрических нагрузок в строну их роста - обеспечит нормированный уровень напряжения у потребителя.

Применение для электрообогрева зданий и сооружений подстанций, распределительных пунктов трансформаторных подстанций и т.д. нагревательных элементов с аккумуляторами тепла, позволяющих использовать электроэнергию на обогрев в ночной не пиковый период графика нагрузок позволит частично сократить потребление на собственные нужды на электросетевых объектах.

Применение для освещения зданий и территорий люминесцентных светильников с максимальным использованием так называемого режима «дежурного света».

Обеспечивает своевременное выявление неблагоприятных режимов работы сети и оперативное устранение этих режимов в неблагоприятных ситуациях графиков нагрузок, позволяет избегать аварийных ситуаций массового отключения потребителей. Недопущение развития неблагоприятных режимов в электрических сетях в значительной мере влияет и на потери электроэнергии в сетях.

 

29. Методы уменьшения потери напряжения в электрических сетях

Протекание тока по элементам электрической сети сопровождается потерями напряжения. В результате по мере удаления от источника питания напряжение уменьшается.

Для анализа возможностей уменьшения потерь напряжения в элементах ЭЭС (линиях, трансформаторах) воспользуемся выражением для их определения

1,Потери напряжения уменьшаются уменьшением активной мощности связано с ее недоотпуском потребителям и поэтому не может быть использовано.

2,Уменьшить потоки реактивной мощности можно с помощью установки у потребителей источников реактивной мощности. При полной КРМ можно достичь нулевого потока реактивной мощности по элементу сети, хотя экономически это делать нецелесообразно.

3,Измененить сопротивление линии. Уменьшение активного сопротивления связано с увеличением сечения проводов ВЛ или с включением параллельно работающих элементов.

4,Уменьшить реактивное сопротивление линии электропередачи можно, включив в нее установку продольной компенсации (УПК), которая представляет собой емкость с сопротивлением ХC

5,Основным же средством регулирования напряжения является использование специальных технических средств (синхронные генераторы, (АРВ, синхронные компенсаторы, трансформаторы, автотрансформаторы).

 

30. Способы увеличения пропускной способности ЛЭП .

Пропускная способность линии электропередачи — максимальная передаваемая по линии мощность .

Способы увеличения пропускной способности :

1.Снижением индуктивного сопротивления, достигаемое за счет последовательного включения в линию конденсаторных установок продольной компенсации (УПК)

2. Увеличение напряжения, как к главное средство повышения пропускной способности ЛЭП.