Задача 1.1

Определить экономию электроэнергии в рублях в линии электропередач, от замены электродвигателя напряжением на 380 В на 6кВ. Длина ВЛ от подстанции к двигателю, мощность ЭД и время часов работы в год приведены по варианту в таблице 1.

Таблица 1.

I. Расчитаем годовые потери до замены ЭД ,

1. для этого расчитаем потери в линии

sРл =3*I²*Rл

где I – ном. ток нагрузки

Rл – активное сопротивление линии

2. Расчитаем ток нагрузки.

Р = U*I; I1 = P/U1; I = 315/0.38 =828.95 А

3. Расчитаем сопротивление линии.

R л = g*L/S

g – удельное сопротивление проводника

L – длина линии

S – сечение проводника

Rл = 300g/S

4. Расчитаем потери в линии.

s Р1=3*828.95²*300g/S =618442292g/S кВт

5. Расчитаем годовые потери электроэнергии.

s W1 =sP1*Тг

sW1 = (618442292g/S)*5600 =3.4632768*10¹²g/S кВт*ч

II. Расчитаем потери после замены ЭД .

6. Номинальный ток нагрузки.

I2 = P/U2 I = 315/6=52.5 А

7. Потери в линии.

s Р2=3*52.5²*300g/S=2480625g/S кВт

8. Годовые потери.

s W2=(2480625g/S)*5600 = 1.38915*10¹⁰ g/S кВт*ч

9. Расчитаем экономию эл. Энергии при переводе с 380 В на 6кВ

sW = sW1 - sW2

s W = 346.32768*10¹⁰g/S –1.38915*10¹⁰ g/S = 344.93853*10¹⁰ g/S

10. Экономия электроэнергии в рублях.

s Э =sW* Суэ ,где Суэ = 0,34 руб/кВт*ч

sЭ = 344.93853*10¹⁰ g/S*0.34 = 117.2791002*10¹⁰ g/S руб/кВт*ч

Наиболее точный результат получится ,если будет известно сечение провода.

Задача 1.2

На подстанции установлено n трансформаторов. Построить кривые зависимости потерь от натрузки тр-ов sWтр∑=ƒ(Sнагр) и выбрать оптимальный режим работы этих тр-ов при различных нагрузках. Число и технические данные приведены в табл. 2.6

Таблица 2.

Таблица 6.

Суммарные потери активной энергии в двухобмоточных трансформаторах, при работе n тр-ов можно определить по выражению,кВт*ч

n n

s Wтр∑ =∑(sPxi*Tв) + k²з.т.* ∑(sPк.з.i* Траб) ,

i=1 i=1

n

где kз.т. = Sнагр∑/∑Sном.т.i

i=1

n – число работающих тр-ов

sРхi – потери х.х. i – го тр-ра при ном. напряжении

Тв – полное число часов работы тр-ра

sРк.з.i –потери к.з. i – го тр-ра при ном. напряжении

Траб – число часов работы тр-ра с ном. нагрузкой

S нагр∑ - суммарная нагрузка подстанции

S ном. т∑ - ном. мощность тр-ра

Суммарные потери при работе 1-го трансформатора

Суммарные потери при работе 2-го трансформатора

Суммарные потери при работе 2-х трансформаторов

Номинальная суммарная мощность 2-х тр-ов

S ном = (Sт1*Sт2)/(Sт1+Sт2) = 100*160/260 = 61.54 кВА

Найдём нагрузку при которой потери будут одинаковые у обеих трансформаторов и узнаем при какой нагрузке Т2 будет использовать рентабельнее ,чем Т1.

s W1 = 2871+S/100*11820

s W2 = 4437+S/160*18600

примем sW1= sW2

отсюда 2871+S/100*11820 = 4437+S/160*18600

S = 803.0769 кВт

Задача №1.3

Определить годовую экономию электроэнергии на станке за счет ограничения холостого хода. Мощность электродвигателя станка Pном.эд., годовое число часов работы Тг и время работы на холостом ходу Тхх принять по варианту из таблицы 3.

Применение ограничителей холостого хода на станках, имеющих межоперационное время 10 секунд и более, всегда приводит к экономии электроэнергии. Годовая экономия электроэнергии определяется, кВт ч.

s W =Px*Тхх ,

где Рх = 0,2*Рном эд

Где Рх – мощность холостого хода, которое определяется, как сумма механической мощности холостого хода системы электропривода и потери мощности в стали электродвигателя, кВт.

Расчет :

Рх = 0,2*7,5=1,5 кВт Тхх = 2300*0,25 =575

Годовая экономия электроэнергии

sW = 1,5*575 =862,5 кВт

Задача №1.4

Определить удельную экономию электроэнергии, полученную на дуговой печи, при сокращении времени ее простоя. Номинальная мощность печи Рном., мощность холостого хода Рх, номинальный удельный расход электроэнергии Wуд.т и число часов простоя печи в течении суток принять по варианту из таблицы 4.

Период простоя печи в нормальных условиях определяется временем, необходимым на слив металла, очистку печи, подварку пода и стен и загрузку шихты. Электроэнергия в период завалки шихты в печь не поступает, но аккумулированное в кладке печи тепло рассеивается кожухом и сводом, вследствие чего при включении печи в сеть часть энергии идет на нагрев футеровки. Потери на подогрев футеровки доходят до 15 – 20 % всей подведенной электроэнергии для очередной плавки. Наилучшим методом является механизированная загрузка сверху, обеспечивающая экономию удельного расхода электроэнергии 7 – 8 %.

Влияние простоев и задержек на удельный расход электроэнергии можно установить в зависимости от длительности простоев с отключением печи, учитывая потери холостого хода печи, кВт ч.

Wудtпр = (Рх*tпр + Рном(24-tпр))*Wуд/Рном(24- tпр)

Рх=Рном*20% = 1500*0,2= 300кВт

Где Рх – мощность холостого хода.

tпр – число часов простоев печи в течение суток.

Рном – номинальная мощность печи.

Wуд – номинальный удельный расход электроэнергии.

W уд1 = (300*5 + 1500(24-5))*800/1500(24-5) = 842,105 кВт*ч/т при простое 5 ч

Wуд2 = (300*1+ 1500(24-1))*800/1500(24-1) = 806,957 кВт*ч/т при простое 1ч

Удельная экономия электроэнергии, отнесенная к одной тонне выплавляемого металла определяется , кВт ч/т,

s Wуд.э = Wудt1 – Wудt2

Где Wуд t1 и Wудt2 – удельный расход электроэнергии печи для большего и меньшего числа часов простоя печи в течении суток, кВт ч/т.

s Wуд.э =842,105-806,957 = 35,148 кВт*ч/т при загрузке печи 1 т

sWуд.э.п. = 105,444 кВт*ч при полной загрузке

Задача №1.5

На водонапорной станции используется дроссельное регулирование напора и подачи воды (при помощи задвижек). Определить годовую экономию электроэнергии после внедрения частотного регулирования скорости вращения электродвигателей насосов для изменения напора и подачи воды. Характеристики насосных агрегатов и необходимый напор в сети принять по варианту из таблицы 5.

Годовая экономия электроэнергии после внедрения частотного регулирования скорости вращения электродвигателей насосов определяется по выражению, кВт ч

W г = (Нвых – Нсети)*Qф*Тг/367ηф

Где Нвых – напор на выходе насоса, можно принять равный номинальному напору насосного агрегата.

Нсети – напор поддерживаемый в системе.

Qф – фактическая подача воды, можно принять равный номинальной подаче насосного агрегата.

Тг – годовое время работы агрегата.

ηф – фактический КПД насосного агрегата.

W г = (50 – 30)*3200*4400/367*0,84 = 913455,3 кВт*ч