Руководство по проведению энергоресурсоаудита в ЖКХ - Потери энергии в электродвигателях. Проверка соответствия мощности

Потери энергии в электродвигателях. Проверка соответствия мощности электродвигателей и мощности потребителя

Электродвигатели являются наиболее распространенными эектропотребителями коммунальных предприятий. На них приходится около 80% потребления электроэнергии. Большую долю установленной мощности составляют асинхронные электродвигатели.

При проведении энергоаудита необходимо проверять соответствие мощности привода (электродвигателя) потребляемой мощности нагрузки, т.к. завышение мощности электродвигателя приводит к снижению КПД и cosj. С уменьшением степени загрузки двигателя возрастает доля потребляемой реактивной мощности на создание магнитного поля системы по сравнению с активной мощностью и снижается величина cosj. Капитальные затраты на замену одного двигателя, другим двигателем с соответствующей номинальной мощностью целесообразны при его загрузке его менее 45%, при загрузке 45-75% для замены требуется проводить экономическую оценку мероприятия, при загрузке более 70% замена нецелесообразна.

Эффективность зависит от типа, скорости, времени нагрузки двигателя, а также от его мощности:

Для двигателей мощностью 5 кВт при 100% нагрузке КПД = 80%, для двигателей 150 кВт КПД=90%.

Для двигателей мощностью 5 кВт при 50% нагрузке КПД = 55%, для двигателей мощностью 150кВт КПД равен 65%.

При снижении нагрузки двигателя до 50% и менее его эффективность начинает быстро падать по причине того, что потери в железе начинают преобладать.

Суммарные потери в электродвигателе имеют четыре основных составляющих (см. рис. 2):

Потери в стали (потери намагничивания), связанные с напряжением питания, постоянны для каждого двигателя и не зависят от нагрузки.

Активные потери в меди I² R, пропорциональные квадрату тока нагрузки.

Потери на трение, постоянные для данной частоты вращения и не зависящие от нагрузки.

Добавочные потери от рассеивания - зависят от нагрузки.

Снижение с помощью регулятора напряжения питания электродвигателя позволяет уменьшить магнитное поле в стали, которое избыточно для рассматриваемого режима нагрузки, снизить потери в стали и уменьшить их долю в общей потребляемой мощности, т.е. повысить КПД двигателя. Сам регулятор напряжения (обычно в тиристорном исполнении) потребляет мало энергии. Его собственное потребление становится заметным, когда двигатель работает на полной нагрузке.

Часто в режиме холостого хода потребляется почти столько же энергии, сколько необходимо для работы при низкой загрузке. Переключение обмоток двигателя мощностью 7,5 кВт, работающего в номинальном режиме (линейное напряжение равно 380 В) по схеме «треугольник», на схему звезды при работе на пониженной нагрузке 1кВт (режим холостого хода) позволяет уменьшить потери с 0,5 кВт до 0,25 кВт (рис.3).

Автоматическое переключение обмоток со схемы *треугольник D* на схему соединения *звезда >-* в зависимости от нагрузки является простейшей схемой регулирования двигателя, длительное время работающего на малой нагрузке. Необходимо избегать работы двигателя в режиме холостого хода.