Большие трехфазные двигатели более эффективны, чем трехфазные двигатели меньшего размера, и почти все однофазные двигатели. КПД большого асинхронного двигателя может достигать 95% при полной нагрузке, хотя чаще встречается 90%. Эффективность малонагруженного или ненагруженного асинхронного двигателя низкая, потому что большая часть тока связана с поддержанием намагничивающего потока. Когда нагрузка крутящего момента увеличивается, больше тока потребляется для создания крутящего момента, в то время как ток, связанный с намагничиванием, остается фиксированным. Эффективность при 75% FLT может быть немного выше, чем при 100% FLT. Эффективность снижается на несколько процентов при FLT 50% и снижается еще на несколько процентов при FLT 25%. Эффективность становится низкой только ниже 25% FLT. Изменение КПД в зависимости от нагрузки показано на рисунке выше. Индукционные двигатели обычно имеют завышенные размеры, чтобы гарантировать, что их механическая нагрузка может быть запущена и приведена в действие при любых условиях эксплуатации. Если многофазный двигатель нагружен менее 75% номинального крутящего момента, когда КПД достигает пика, КПД снижается лишь незначительно до 25% FLT[2].

Батарею конденсаторов следует подключать непосредственно к клеммам двигателя.

После применения компенсации к двигателю ток в комбинации двигатель-конденсатор будет ниже, чем раньше, при тех же условиях нагрузки с приводом от двигателя. Это связано с тем, что значительная часть реактивной составляющей тока двигателя поступает от конденсатора, как показано на рисунке 1 .

Если устройства максимальной токовой защиты двигателя расположены перед подключением конденсатора двигателя (а это всегда будет иметь место для конденсаторов, подключенных к клеммам), уставки реле максимального тока должны быть уменьшены в соотношении для двигателей, компенсированных в соответствии со значениями квар, указанными на рисунке 1. (максимальные значения, рекомендуемые для предотвращения самовозбуждения стандартных асинхронных двигателей, как описано в разделе «Как избежать самовозбуждения асинхронного двигателя»), вышеупомянутое соотношение будет имеют значение, аналогичное значению, указанному для соответствующей скорости двигателя на Рисунке 1.     

Рис. 1 - Перед компенсацией трансформатор выдает всю реактивную мощность; после компенсации конденсатор обеспечивает большую часть реактивной мощности

Основная цель этого исследования – разработать схему энергосбережения для промышленной распределительной сети. Это может быть достигнуто за счет уменьшения потерь в сети и улучшения работы основной электрической нагрузки до более высокого уровня эффективности. Разработанная схема направлена ​​на повышение коэффициента мощности распределительной сети за счет добавления в сеть шунтирующих конденсаторов оптимального размера и расположения. В промышленных распределительных сетях наблюдается рост потерь мощности, а увеличение типа нагрузки сопровождается низким коэффициентом мощности, что приводит к огромной передаче реактивной мощности от энергосистемы через сеть [3].

Главный недостаток этой проблемы – увеличение потерь в сети и снижение уровня напряжения. Это может привести к снижению надежности, проблемам с безопасностью и более высоким затратам на электроэнергию. Чем ниже наш коэффициент мощности, тем менее экономично работает наша система. Фактическое количество мощности, используемой или рассеиваемой в цепи, называется истинной мощностью. Реактивные нагрузки, такие как катушки индуктивности и конденсаторы, составляют так называемую реактивную мощность. Линейная комбинация истинной мощности и реактивной мощности называется полной мощностью. Нагрузки энергосистемы состоят из резистивных, индуктивных и емкостных нагрузок.

В цепях переменного тока обычно существует разность фаз между напряжением и током. Этот термин известен как коэффициент мощности схемы. Если цепь индуктивна, ток отстает от напряжения, а коэффициент мощности называется отставшим коэффициентом мощности, а если цепь емкостная, то ток приводит к напряжению, а коэффициент мощности считается ведущим коэффициентом мощности. Средняя мощность в цепи переменного тока выражается через среднеквадратичное значение тока и напряжения [4].

Средняя мощность в цепи переменного тока выражается через среднеквадратичное значение тока и напряжения.

Чисто резистивная нагрузка (лампы накаливания, электрические нагревательные элементы) будет иметь коэффициент мощности 1,0 (единица).

Рис. 2.   Треугольник коэффициента мощности по мощности

Коэффициент мощности асинхронных двигателей – один из важных элементов, который необходимо поддерживать равным единице. Коэффициент мощности изменяется, когда нагрузка двигателя изменяется с холостого хода на полную / перегрузку. Это изменение вызвало мониторинг и определение низкого коэффициента мощности при любых условиях нагрузки становится важным из-за поиска оптимальной реактивной мощности для компенсации коэффициента мощности.

Изучение потока нагрузки или потока мощности,

Анализ короткого замыкания или неисправности,

Координация, дискриминация или избирательность защитных мер,

Временная или динамическая стабильность,

Проектирование и анализ подстанции,

Анализ гармоник или качества электроэнергии,

Надежность,

Оптимальный поток мощности,

Регулировка стабилизатора системы питания,

Оптимальное размещение конденсатора,

запуска двигателя и ускорения,

Анализ стабильности напряжения,

оценка опасности вспышки дуги,

Расчет импеданса контура заземления,

и симуляция аккумуляторов ,

Оценка опасности вспышки дуги постоянного тока.

ETAP предоставляет нам прямые графические однолинейные схемы, системы прокладки подземных кабелей, трехмерные кабельные системы, расширенные графики координации временных потоков и избирательности, диаграммы географических информационных систем (ГИС), а также позволяет работать с трехмерными наземными сеточными системами [2] . ].

Программа разработана в соответствии с тремя основными концепциями: Работа в виртуальной реальности. Работа программы максимально приближена к работе реальной электрической системы. Например, при размыкании или замыкании автоматического выключателя, выводе элемента из эксплуатации или изменении рабочего состояния двигателей обесточенные элементы и подсистемы отображаются на однолинейной схеме серым цветом. ETAP включает новые концепции для определения координации устройств защиты непосредственно из однолинейной схемы . Полная интеграция данных ETAP объединяет электрические, логические, механические и физические атрибуты элементов системы в единую базу данных . Например, кабель содержит не только информацию, отражающую его электрические свойства и физические размеры, но и информацию, указывающую пути прохождения через него. Таким образом, данные по одному кабелю можно использовать для анализа тока нагрузки или короткого замыкания (требуются электрические параметры и соединения), а также для расчета снижения мощности кабеля (требуется информация о физической маршрутизации). Такая интеграция данных обеспечивает согласованность во всей системе и исключает ввод нескольких данных для одного и того же элемента. Простота ввода данных ETAP отслеживает подробную информацию по каждому электроприбору. Редакторы данных могут ускорить процесс ввода данных, требуя минимум данных для данного исследования. Для этого мы структурировали редакторы свойств наиболее логичным образом для ввода данных для различных типов анализа или проектирования. Однолинейная схема ETAP поддерживает ряд функций, помогающих строить сети различной сложности. Например, каждый элемент может иметь различную ориентацию, размеры и отображаемые символы (IEC или ANSI) по отдельности . Однолинейная схема также позволяет разместить несколько защитных устройств между ответвлением цепи и шиной [3].

ETAP предоставляет вам различные возможности для отображения или просмотра вашей электрической системы. Такие представления называются презентациями. Положение, размер, ориентация и значок каждого элемента могут варьироваться от презентации к презентации. Кроме того, охранники и реле могут быть показаны (видимыми) или скрыты (невидимыми) для любого конкретного представления. Например, одна презентация может быть представлением ретрансляции. Где указаны все средства защиты. В другой презентации может быть показана однолинейная диаграмма, на которой одни переключатели показаны, а другие скрыты (наиболее подходящее расположение для результатов потока нагрузки).

• Многоуровневое развертывание подсистем

• Нет ограничений на подключение к системе

• Несколько условий загрузки

• Цепные и радиальные системы

• Бесконечно изолированные подсистемы

Процессы моделирования включают в себя:

• Полная интеграция данных (электрические, логические, механические и физические характеристики)

• Работа в виртуальной реальности

3-фазное и однофазное моделирование, включая панели и подпанели

Мы считаем ETAP наиболее важной интегрированной базой данных для электрических систем, которая позволяет вам проводить несколько презентаций системы для различных целей анализа или проектирования.

• Миграция базы данных снижает риск потери базы данных при отключении электроэнергии.

• Асинхронные расчеты позволяют одновременно рассчитывать несколько модулей.

• Усовершенствованный метод разреженных матриц.

• Управление доступом пользователей и проверка данных Наиболее мощные функции ETAP включают составные сетевые и двигательные элементы. Составные элементы позволяют графически вкладывать элементы сетки на произвольной глубине. Например, составная сеть может содержать другие составные сети, что позволяет вам строить сложные электрические сети, сохраняя при этом чистую, лаконичную диаграмму, показывающую то, что вы хотите подчеркнуть, — но ключевой уровень деталей системы легко доступен с помощью мыши. достигнуто [4].

Возможности программы :

• Суммарная загрузка

• Устраняет необходимость в кабелях оборудования, терминальных шинах для нагрузки

• Интегрированная однолинейная схема и система подземных гонок

• Индивидуальный и глобальный спрос на нагрузку и факторы разнообразия

• Термочувствительное сопротивление кабеля для всех исследований

• Английская и метрическая системы единиц измерения

• 25-символьные идентификаторы компонентов

• Введите информацию о производителе сырья

• Интегрированные 1-фазные, 3-фазные системы и системы постоянного тока

• Любая системная частота

• Независимое управление интеграцией файла проекта ETAP (модуль реального времени не активен в демо-версии)

• Поддержка многопользовательской сети

• Мониторинг в режиме реального времени, моделирование и сопоставление базы данных модуля ETAP Real-Time.

• ODBC (открытое соединение с базой данных)

• Управляет технической информацией с помощью информации, комментариев и обзорных страниц.

• Неограниченное количество подключений нагрузки к одной шине

• Подключение неограниченного количества защитных и измерительных устройств к ответвлениям и нагрузкам

• Несколько уровней доступа пользователей

• Требования к вводу данных, зависящие от анализа

• Умные редакторы с пользовательскими полями данных

• Регистратор сообщений для отслеживания использования программы и доступа к ней.

• Индивидуальные временные задержки LTC (запуск и работа)

• Нет ограничений по напряжению

и транзакции, контролируемые пользователем

• Пользовательские настройки по умолчанию для всех компонентов

• Типовые данные для двигателей, генераторов, трансформаторов, реакторов, регуляторов и возбудителей.

• Динамическая линия помощи и сообщения об ошибках

• Отредактировано и проверено запечатыванием данных

• Отметка даты всех изменений данных

• Несколько подсистем и токарных станков

• Пять уровней автоматической проверки ошибок

Мы также можем перечислить множество программ в этой сфере энергетики. К ним относятся такие программы, как Digcilent, Etap, Matlab, Madcad .