Электрификация и автоматизация технологических процессов применительно к условиям ГП Торезантрацит (стр. 14 из 19)
Потери активной мощности (приведенные), учитывающие потери, как в самом трансформаторе, так и создаваемые им в элементах системы электроснабжения (от генераторов электростанций до рассматриваемого трансформатора) в зависимости от реактивной мощности, потребляемой трансформатором, определяют по выражению:
(7.3)где
- приведенные активные потери мощности холостого хода; 
- коэффициент изменения потерь или экономический эквивалент реактивной мощности, характеризующий активные потери от источника питания до трансформатора, приходящиеся на 1 квар пропускаемой меньше 0,6.При
> 0,6 удельные затраты увеличиваются незначительно.7.3 Сокращение числа трансформаций
Значительную экономию электроэнергии можно получить за счет сокращения числа трансформаций. Как указывалось, в каждом трансформаторе теряется до 7 % передаваемой мощности, поэтому вопросы рационального числа трансформаций в системе электроснабжения имеют важное значение. Основными причинами излишнего числа трансформаций являются: неправильный выбор напряжения (питающей, распределительной сетей) без учета перспективы развития промышленного предприятия; использование имеющихся на предприятии двигателей на 6 кВ при выполнении распределительной сети предприятия на напряжение 10 кВ.
Если же двигательная нагрузка, например 6 кВ на предприятии составляет более 25% общей нагрузки, то рациональным, как показывают расчеты, является для данного предприятия напряжение 6 кВ и на этом напряжении должны быть выполнены питающая и распределительные сети. Таким образом, и в этом случае также можно избежать трансформации 10/6 кВ.
Экономию электроэнергии можно получить, применив при реконструкции или проектировании системы электроснабжения для потребителей П категории однотрансформаторные подстанции с резервированием по НН вместо двухтрансформаторных подстанций. Можно использовать одну трансформаторную КТП вместо двух двухтрансформаторных.
Значительную экономию электроэнергии можно получить также, уменьшив мощность цеховых трансформаторов за счет компенсации реактивной мощности (КРМ). Этот вопрос, относящийся одновременно и к трансформаторам, и в целом к кабельным сетям, рассмотрен далее.
7.4 Экономия электроэнергии в кабельных сетях
Известно, что большая часть потерь активной мощности падает на распределительные сети 0,22 - 10 кВ, несмотря на то, что в эти сети вкладывается значительно больше цветного металла, чем в сети 35-110 кВ (табл. 8.2).
Таблица7.2. Потери активной мощности и расход цветного металла в сетях разных напряжений
| Напряжение сетей, кВ | Потери активной мощности, % потребляемой | Расход цветного металла, % |
| 110 | 25 | 14 |
| 35 | 10 | 6 |
| 0,22 - 10 | 65 | 80 |
| Всего | 100 | 100 |
Из табл. 8.2 видно, что наиболее действенными мероприятиями по снижению потерь мощности и электроэнергии являются те, которые снижают эти потери в сетях 0,22-10 кВ.
Как известно, потери активной мощности
в кабельных линиях равны: 
(7.4)где
- ток в линии; 
- сопротивление одной фазы линии.Ток в линии и ее сопротивление можно выразить так:
(7.5)где
- мощность нагрузки, кВт; 
- номинальное напряжение сети, кВ; 
- коэффициент мощности; 
- удельное сопротивление материала жилы кабеля, 
(для алюминиевых проводов = 0,026÷0,029; для медных = 0,0175÷0,018; для стальных = 0,01÷0,14);lл- длина, км;
sл- сечение линии, мм2 .
Можно записать:
(7.6)Из этого следует, что экономить электроэнергию в кабельных линиях можно за счет:
1) сокращения длины линий, например, от цехового трансформатора до
приемника электроэнергии;
2) увеличения сечений линий до экономически целесообразных значений, определяемых технико-экономическими расчетами (ТЭР); на кафедре ЭПП МЭИ разработана программа выбора экономически целесообразных сечений кабельных линий, соответствующих минимуму приведенных затрат.
3) повышения cos φ электроустановок;
4) увеличения напряжения сети.
Сокращение длины кабельных линий осуществляется за счет рационального распределения приемников электроэнергии между подстанциями с учетом технологических особенностей производства; более глубокого подвода ВН к цехам, где устанавливают понижающие подстанции; рационального выбора мест размещения подстанций.
Особенно резко уменьшаются потери активной мощности и энергии при увеличении напряжения, так как эти потери обратно пропорциональны квадрату напряжения (
).Так, если к цехам подвести напряжение 6(10) кВ вместо 0,38 кВ, то потери снизятся в:
Ниже рассмотрены методы расчета ожидаемой экономии энергии.
Потери активной мощности в линиях и сетях определяются их технологическими параметрами и током нагрузки, кВт,
(7.8)где 1,1 - коэффициент, учитывающий сопротивление переходных контактов,
скрутку жил и способ прокладки линий;
n -число фаз линий;
- удельное сопротивление материала провода при 20º С; 
- среднее значение тока нагрузки, А;lл – длина линий, м;
sл - сечение линии, мм2.
Экономия электроэнергии в сети при переводе ее на наиболее высокое напряжение, кВт·ч,
(7.9)где
- длина участка сети, на котором производится повышение номинального напряжения, м ; 
и 
- средние значения токов в каждом проводе сети соответственно при НН и ВН, А; 
и 
- сечения проводов сети при НН и ВН, мм2 (при проведении мероприятий без замены проводов ( = );tр - расчетный период времени, ч.
При проведении реконструкции сетей (замене сечения проводов, их материала, сокращении длины без изменения напряжения) экономия электроэнергии, кВт.ч, составит:
(7.10) - среднеквадратичное значение тока нагрузки одной фазы, А; 
- соответственно длина, м; удельное сопротивление материала, Ом·мм2/м; сечение, мм2; данного участка сети до и после реконструкции.Известно, что потери электроэнергии в сетях пропорциональны активному сопротивлению проводов. Следовательно, при включении под нагрузку резервной линии потери электроэнергии снизятся в 2 раза, если длина, сечение проводов и нагрузка основной и резервной линии равны, а схемы одинаковы.
7.5 Экономия электроэнергии в осветительных установках и сетях
На освещение расходуется в среднем 5-10% общего потребления электроэнергии в зависимости от отрасли промышленности: в текстильной - до 30 %, в полиграфической - до 18 %, в электротехнической - до 15 %.
Основными направлениями экономии электроэнергии в осветительных установках и сетях являются следующие:
1) применение наиболее экономичных типов источников света, светильников, систем комбинированного освещения, пускорегулирующей аппаратуры;
2) рациональное размещение светильников;
3) рациональное построение осветительных сетей;
4) нормализация режимов напряжения в осветительных сетях;
5) переход на питание светильников напряжением 380 В вместо 220 В;
6) повышение коэффициента использования осветительных установок;