УКРМ и фильтры гармоник в сетях элеваторов предприятий сельского хозяйства

Анонс: Элеваторы и регулирующие их нормативно-правовые акты. Особенности нагрузок и режима энергопотребления элеваторов. Компенсация реактивной мощности и локализация источников гармоник на элеваторах.

Сельское хозяйство в России среди других отраслей не выделяется значительным потреблением электроэнергии в целом (см. диаграмму ниже), но электроемкость продукции почти в 2 раза превышает аналогичный показатель для строительства и в 1.5 раза – сферы услуг.

Такой парадокс для неэнергоемкой отрасли сельского хозяйства обусловлен, как потерями реактивной энергии в воздушных ЛЭП на балансе сельскохозяйственных предприятий, так и значительным энергопотреблением крупных объектов, в том числе элеваторов зерноперерабатывающих комплексов, на примере которых показаны оптимальные пути решения проблем энергосбережения, энергоэффективности и повышения качества электроэнергии.

Элеваторы в сельском хозяйстве и регулирующие их нормативно-правовые акты

Элеваторы - заготовительные, базисные, перевалочные или производственные (в составе зерноперерабатывающих предприятий) – энергоемкие системные комплексы, на которых стоимость электроэнергии составляет от 30 до 50% всех затрат производственно-технологического процесса, а режим энергопотребления отличается значительной зависимостью от внешних факторов и грамотности проектирования.

Общие принципы работы элеваторов строятся на положениях Технического регламента Таможенного Союза ТР ТС 015/2011 «О безопасности зерна» (и Перечнем стандартов, содержащих правила и методы исследований (испытаний) и измерений, в том числе правила отбора образцов, необходимые для применения и исполнения требований технического регламента Таможенного союза «О безопасности зерна» (ТР ТС 015/2011) и осуществления оценки (подтверждения) соответствия продукции), однако базисным документом для проектирования и эксплуатации элеваторов пока остаются действующие «Правила организации и ведения технологического процесса на элеваторах и хлебоприемных предприятиях», утвержденные Приказом Минзаготовок СССР N 251 еще в 1983 году.

Особенности нагрузок и режима энергопотребления элеваторов.

Силовые сети элеваторов подключаются к распределительным сетям напряжением 6/0.4 кВ и основная нагрузка комплекса формируется асинхронными двигателями в электроприводах переменного, а в современных комплексах и постоянного тока с использованием ШИМ преобразователей. Асинхронные электродвигатели обеспечивают работу электромеханических, гидравлических и пневматических разгрузчиков при приемке зерна с автомобильного, железнодорожного или водного транспорта, сепараторов или ворохоочистителей, ковшовых норий, скребковых, винтовых конвейеров, вентиляторов и компрессоров, зерноочистительных, зерносушильных машин, аспирационных систем с пылеотделителями, пылеудалителями, систем вентиляции и т.д. Однако режим работы основной силовой нагрузки определяется нее столько технологической картой предприятия, управлением маршрутами, справочными данными по удельному расходу электроэнергии, коэффициентам спроса, сколько реальной загрузкой отдельных технологических линий элеватора, зависящей от:

• времени года, региона и климатических условий в период цикла посадки-сборки, определяющих периоды созревания зерновых и поставки урожая на элеваторы;
• погодных условий, влияющих, как на поставку зерновых на элеватор, так и влажность поступившего зерна, а значит и загрузку зерносушильных машин;
• особенностей региона выращивания в аспектах загрязнений сорной, зерновой примесями и заражений болезнями, амбарными вредителями, от чего зависит загрузка сепараторов, линий дезинсекции, промораживания зерна и т.д.;
• планируемого хранения зерновых – долгосрочного или менее года, что определяет продолжительность сушки зерна до нормируемых значений влажности, режим принудительной вентиляции силосов, а также необходимость охлаждения до первой степени (от 10 до 0 °C), используемую при закладке просушенного зерна на длительное хранение.

Кроме того, на режим нагрузки влияет степень морального и технического износа оборудования, линий, машин и уровень проектирования элеватора, в том числе систем диспетчерского автоматизированного управления, обычно интегрируемых в автоматизированные системы централизованного контроля и управления технологическими процессами АСЦКУ ТП, АСУ ТП и пр.

В свою очередь, внедрение стабильных и экономичных приводов постоянного тока с ШИМ преобразователями, по факту являющихся интенсивными источниками гармонических возмущений, а также энергосберегающего освещения, центров обработки данных, генерирующих, как гармоники, так и интергармоники, привело к значительной степени засорения сети в целом и по отдельным сегментам. Как следствие этого – снижение качества электроэнергии, стабильности и надежности силовых сетей элеваторов, повышение аварийности и особенно отказов и сбоев в работе автоматизированных систем контроля и управления технологическими процессами из-за помех управляющим сигналам.

В итоге типичное применение релейных установок повышения коэффициента мощности на ТП элеваторов по централизованному способу компенсации становится неэффективным и нецелесообразным из-за значительных рисков, как недокомпенсации или перекомпенсации, так выхода из строя конденсаторов, батарей и установок в целом, чувствительных к токам гармоник высоких амплитуд.

Компенсация реактивной мощности и локализация источников гармоник на элеваторах.

Для решения проблемы дисбаланса мощности, но с нивелированием рисков выхода из строя конденсаторов и батарей, а также с целью повышения стабитльности работы оборудования и систем диспетчерского автоматизированного управления компания «МИРКОН» предлагает:

• использование группового или комбинированного способа компенсации реактивной мощности после выявления «узких» мест силовой сети, как по режиму и нагрузке, так и источникам гармонических возмущений с помощью энергетического аудита, включающего мониторинг и анализ по максимально полному пакету параметров качества (см. более детально о мониторинге, регистрации, расчетах и анализе сети в этом материале);
• интеграцию в сеть в обоснованных точках присоединения автоматических установок повышения коэффициента мощности с шунтирующими антирезонансными дросселями, причем в зависимости от характера загрузки в конкретном сегменте или группе электроприемников можно использовать быстродействующие УКРМТ с тиристорными ключами, УКРМТФ или УКРМФ с дополнительными пассивными фильтрами;
• локализацию источников гармонических возмущений активными фильтрами гармоник по индивидуальной или групповой схеме, что позволит снизить мощность фильтра и, соответственно его стоимость.

Важно: Компания «МИРКОН» в любом проекте рассматривает возможность и целесообразность использования:

• гибридных установок повышения коэффициента мощности, включающих одну нерегулируемую ступень для «срезания» фоновой потребности в реактивной энергии и менее дорогих, чем их полностью автоматические аналоги;
• гибридных фильтров гармоник – менее дорогих, чем чисто активные за счет снижения мощности полупроводниковых элементов и включающих генератор токов гармоник в противофазе (активная часть) и параллельно-последовательный колебательный контур (пассивная часть), управляемые интеллектуальным контроллером на IGBT-транзисторах

Возврат к списку