«Способы повышения коэффициента мощности cosφ на горном предприятии»

1 Коэффициент мощности

Рост концентрации горных работ в значительной степени обусловливает увеличение мощности электроустановок и потребления электроэнергии современными горнорудными предприятиями. Несмотря на то, что расход электроэнергии составляет незначительную долю затрат в себестоимости полезных ископаемых, добываемых подземным способом, рациональное использование электрической энергии является важной народнохозяйственной задачей.
Коэффициент мощности – это величина, которая показывает, как используется номинальная мощность источника. Это — показатель приборов, работающих от электротока. Это параметр, который характеризует искажения формы переменного тока. Если говорить математическим языком, этот показатель можно охарактеризовать как отношение активной мощности к полной. Чем выше это значение, тем эффективнее устройство расходует электроэнергию.
В горных машинах, предназначенных для подземных разработок, преимущественное распространение получил асинхронный электропривод. Для создания магнитного поля в асинхронных электродвигателях, трансформаторах, реакторах и других электроустановках требуется намагничивающий (реактивный) ток, обусловливающий потребление электроустановками реактивной мощности.
В зависимости от характера электроприемников реактивная нагрузка на предприятии может быть соизмерима с активной нагрузкой, в отдельных случаях превышать последнюю.
Единица измерения cos φ – проценты или сотые доли.
Передача значительной реактивной мощности ограничивает пропуcкную способность системы электроснабжения и приводит к следующим негативным последствиям:
- увеличению дополнительных потерь активной мощности ∆Р, обусловленных передачей реактивной мощности Q. Как известно, потери ∆Р пропорциональны квадрату реактивной мощности, поэтому уменьшение потерь в сети может быть достигнуто снижением потребляемой мощности Q;
- увеличению дополнительных потерь напряжения ∆UР, что может привести к изменению затрат на средства регулирования напряжения.
- снижению пропускной способности линий электропередачи и трансформаторов, загруженных реактивной мощностью.
Номинальный коэффициент мощности асинхронных двигателей составляет 0,8 — 0,9. Однако в практике эксплуатации он оказывается значительно более низким.
Низкий коэффициент мощности является следствием недогрузки двигателей и трансформаторов, возникающей в результате завышенной их мощности или недостаточной загрузки механизмов. Большинство карьерных электроустановок характеризуется неравномерной загрузкой электродвигателей, при которой коэффициент мощности всегда ниже, чем при равномерной загрузке. К примеру, коэффициент мощности электродвигателей одноковшовых экскаваторов составляет 0,5 — 0,7, буровых станков — 0,5 — 0,6.
В промышленной электросети основной нагрузкой считаются распределяющие трансформаторы и асинхронные электродвигатели. Они и являются источниками реактивной энергии, совершающие колебательные движения от нагрузки до генератора.
Чем cos φ приближен к 1, тем меньше количества реактивной энергии взято из сети. Из этого следует, что протекания реактивной мощности по сети, неблагоприятно. В результате:
- уменьшается пропускающая способность линий;
- увеличиваются потери в проводниках из-за возрастания проходящего тока;
- номинальные отклонения напряжения питающей сети.