Використання електроенергії в промисловості. Ефективне використання електроенергії

Економне використання електроенергії сьогодні ґрунтується на застосуванні ощадних технологій. В сучасних умовах дане питання стало досить актуальним. Це пояснюється головним чином збільшенням потужностей різних підприємств. Далі розглянемо, що собою представляє ефективне використання електроенергії.

Стратегії підприємств

При розробці перспективних планів будь-яке виробництво орієнтується в першу чергу на собівартість, завантаження і обсяг потужностей. Важливе значення в стратегії підприємств має і частка капітальних вкладень в модернізацію на майбутні роки. Для багатьох керівників раціональне використання електроенергії стоїть на останньому місці. Однак актуальність цієї проблеми змушує звернути на неї пильну увагу. Модернізація технологічних потужностей і ефективне використання електроенергії повинні узгоджуватися зі стратегічним планом будь-якого підприємства. В іншому випадку може виникнути дисбаланс у витрачанні коштів, що, в свою чергу, загрожує невиконанням поставлених цілей за обсягом випуску продукції.

Використання електроенергії в сільському господарстві

Сьогодні, як зазначають фахівці, реалізація підприємствами ощадних заходів здійснюється недостатньо активно. Підвищення рівня економічності електропостачання в сільському господарстві - це досить велике і комплексне завдання. З цим питанням тісно пов'язані проблеми поліпшення якості та посилення надійності постачання. Особливу увагу фахівці рекомендують приділяти зниженню втрат електроенергії, а також розробці заходів щодо її раціонального використання. Ці завдання та способи їх вирішення повинні в обов'язковому порядку включатися в стратегічний план будь-якого підприємства.

Вирішення проблеми

Потенційна небезпека підвищених витрат підприємства може бути подолана за допомогою реалізації поетапного плану енергетичної та технологічної модернізації виробничих потужностей із заздалегідь відомими показниками витрат та обсягу випуску продукції. Впровадження програми має здійснюватися з урахуванням особливостей товару, тривалості існування підприємства.

Застаріле обладнання

Найважливішим фактором для впровадження перспективних програм заощадження виступає розробка оптимального плану, що передбачає заміну давно експлуатованих енергетичних установок. Багато з них працюють на підприємствах більше 15 років. Застаріле обладнання, особливо котельне, відрізняється високою, незатребуваною сьогодні потужністю. Проблема давно експлуатованих установок значно уповільнює розвиток сучасної промисловості. Робота застарілого обладнання не вимагає великих капітальних вкладень. Але у зв'язку зі зносом періодично трапляються поломки. Це, в свою чергу, призводить до простою виробничого процесу. У підсумку підвищуються витрати на технічне обслуговування, ремонт, заміну комплектуючих. При цьому існує думка, що відстрочка інвестицій на модернізацію таких установок дозволить заощадити підприємству гроші. Однак, як практика показує, в результаті витрати не тільки не скорочуються, але і помітно збільшуються.

Впровадження перспективних проектів

Зазвичай плани, що передбачають ефективне використання електроенергії, починають реалізовуватися згідно загальної програми модернізації всього обладнання. Формування необхідних умов для впровадження таких проектів відбувається тоді, коли керівництво підприємства в процесі планування та розрахунку собівартості продукції, що випускається, розуміє дійсний рівень витрати ресурсів. Зокрема, враховується коефіцієнт використання електроенергії. У цих випадках керівництво намагається знайти найбільш швидкореалізовані і найменш витратні способи заощадження. Виконання цього завдання виступає першим етапом стратегічної програми підприємства. Подальша реалізація проекту зазвичай передбачає діяльність за кількома напрямками, вирішення нових, більш складних завдань. Після досягнення необхідних результатів першого етапу ставляться нові цілі. Вони передбачають більш гнучкий контроль витрат і управління витратами на використання електроенергії. Після цього ставляться і реалізуються програми із заміни застарілого обладнання на більш сучасне. Найчастіше це вимагає серйозних фінансових вкладень.

Важливість розрахунків

Ефективне використання електроенергії досягається в тому випадку, якщо модернізація основного обладнання на підприємстві здійснюється спільно з аналізом обсягу та оптимізацією застосування ресурсів підприємства. Необхідним елементом програми в даному випадку виступає розрахунок енергетичного коефіцієнта в собівартості продукції, що виготовляється. Для кожної галузі він різний. Так, енергетична складова для чорної металургії - 40%, машинобудування - 20%, виробництва води - 30% і так далі. Ця частка може бути незначною. Однак і в цьому випадку грамотне використання електроенергії в промисловості дозволяє виробляти додатковий обсяг продукції. При цьому недовідпуск ресурсу у багато разів буде перевищувати його вартість.

Інструкція з раціонального використання електроенергії

Основним завданням підприємства, що прагне до модернізації, виступає зниження втрат ресурсу у всіх ланках системи і в самих установках. Грамотне виробництво, передача і використання електроенергії для забезпечення безперебійного технологічного процесу здійснюється за кількома напрямками. Основними з них виступають:

1. Оптимальна побудова системи постачання при реконструкції. Даний підхід включає в себе використання:

- раціональних напружень;

- загальної кількості трансформацій;

- місця розташування ПС;

- числа і потужності трансформаторів на підстанціях;

- компенсації реактивних потужностей;

схеми електропостачання і так далі.

2. Зниження втрат у діючих системах. Воно включає в себе:

- регулювання напруги;

- управління та контроль над режимами електроспоживання;

- зниження холостого ходу приймачів;

- модернізацію наявного і застосування більш сучасного, економічного і надійного електричного і технологічного обладнання;

- застосування оптимальних способів регулювання режимів роботи вентиляційних і насосних установок;

- встановлення автоматичного керування освітленням протягом доби;

- збільшення якості електроенергії;

- застосування найбільш оптимального режиму функціонування силових трансформаторів.

3. Нормування електроспоживання, вироблення науково-обґрунтованих стандартів питомої витрати енергії на одиницю продукції. Для реалізації даного завдання на підприємстві повинна діяти єдина система контролю та обліку.

4. Складання балансів, відповідно до яких здійснюються виробництво, передача та використання електроенергії. Їх розробляють спочатку на окремі установки і агрегати, переходячи поступово до цехів, а потім в цілому до всього підприємства.

5. Організаційно-технічні заходи. Їх розробка здійснюється з урахуванням специфіки того чи іншого підприємства.

Втрати ресурсу

Всі установки, які включені в систему постачання, в тому числі трансформатори і лінії, відрізняються активними опорами. Внаслідок цього виробництво та використання електроенергії здійснюється з її втратами. Переважна їх частина відбувається в трансформаторах і на лініях. Практичні розрахунки зазвичай здійснюються з урахуванням втрат саме в цих елементах системи. Втрати в трансформаторних обмотках, проводах і кабелях пропорційні квадрату струму навантаження, що протікає по них, що обумовлює їх назву - навантажувальні. Їх також часто називають змінними. Це пов'язано з тим, що струм навантаження зазвичай змінюється в часі.

Організаційні заходи

У міру збільшення споживання та приєднання до мережі нових установок зростають і втрати. На електроенергетичних підприємствах здійснюються систематичні розрахунки. За їх результатами при необхідності виконують заходи, що сприяють зниженню втрат. До основних з них відносять:

• Підтримка на шинах 10 кВ і 0,38 кВ на трансформаторних підстанціях або пунктах 10/0,4 кВ, РТП 110... 35/10 кВ оптимального рівня напруги.
• Вирівнювання фазових навантажень в мережах з напругою в 0,38 кВ.
• Вибір оптимальних ділянок розмикання ПЛ (повітряних ліній) з напругою 10... 35 кВ з двостороннім харчуванням.
• Відключення одного трансформатора в режимі малих навантажень на двотрансформаторних підстанціях, а також на ПС з сезонним навантаженням.
• Знижене використання електроенергії для власних потреб ПС.
• Зменшення термінів технічного обслуговування та ремонту розподільних пристроїв, ліній і трансформаторів.

Технічні заходи

Організаційні заходи, а також методи удосконалення систем обліку зазвичай не потребують суттєвих первинних витрат. У зв'язку з цим їх завжди доцільно проводити. З технічними ж заходами справа йде дещо інакше. Вони пов'язані з додатковими інвестиціями. Серед основних технічних заходів слід виділити такі:

• Встановлення статичних конденсаторів, батарей, оснащених автоматичним регулюванням потужності.
• Заміна перевантажених і недовантажених трансформаторів на споживчих підстанціях.
• Установка на РТП обладнання з регулюванням напруги під навантаженням.
• Заміна на перевантажених лініях проводів, у тому числі відгалужень від повітряних ліній до будівель.
• Переклад мереж на підвищену номінальну напругу.

Компенсація реактивних потужностей

Цей захід вважається найбільш ефективним. Принцип цієї компенсації конденсаторами, що включаються паралельно, укладено в наступному: частина потужності, яка передається по лінії, реактивної, зокрема, не витрачається на механічну роботу або теплоту. Вона виступає тільки в якості міри енергії, якою магнітні поля приймача і джерела обмінюються між собою. Але при цьому струм, який відповідає реактивній потужності, проходячи по лінії передачі, провокує втрати. Дана проблема, однак, може бути вирішена. З метою забезпечення максимально високої економічної ефективності конденсаторні батареї в мережах з напругою в 0,38 кВ повинні мати таку потужність, щоб у періоди найвищого реактивного навантаження, показник якого не повинен бути вище 0,33, у споживачів коефіцієнт потужності становив би не менше 0,95.

Трансформатори з РПН

Встановлення їх на підстанціях 110... 35/10 кВ забезпечує використання електроенергії в промисловості не тільки з мінімальними втратами, а й дотримання на виході до споживачів нормованих відхилень у напрузі. Через неспівпадіння розрахункових і фактичних потужностей деякі трансформатори, включені в експлуатовану мережу, можуть недовантажуватися. При цьому посилення навантаження для цих установок малоймовірне, якщо тільки хто-небудь не зважиться на незаконне використання електроенергії, підключившись до них. Такі трансформатори доцільно замінювати менш потужними пристроями. При цьому втрата холостого ходу буде знижена, а в обмотках - збільшена. Враховуючи цю обставину, можна розрахувати граничне завантаження включеного в мережу трансформатора, при якій заміна на менш потужний пристрій буде доцільна.

Пропускна здатність мережі

Її збільшення здійснюють за допомогою спорудження нових підстанцій і ліній. Також в комплекс заходів входить заміна всіх перевантажених проводів в ході розвитку мережі відповідно до спеціальних проектів. Переведення сільських ЕС на підвищену номінальну напругу полягає тільки в проведенні ліній з напругою в 10 кВ замість 6 кВ. Грамотне використання електроенергії в першу чергу передбачає поліпшення функціонування приймачів. Необхідні технічні розрахунки повинні здійснюватися для всієї системи постачання. Тобто вони повинні стосуватися і виробництва, і передачі, і використання електроенергії.

Нормування

Воно також має важливе значення. Цей захід передбачає встановлення норм для питомої витрати ресурсу. Забезпечення істотної економії електроенергії можливе не тільки за рахунок розробки прогресивних, науково-обґрунтованих стандартів. Особливе значення в даному випадку має і встановлення систем матеріальної винагороди за виконання та перевиконання норм. Правила використання електроенергії необхідно періодично переглядати і вдосконалювати в міру зміни технологічних процесів, підвищення кваліфікації співробітників, застосування більш сучасного обладнання на підприємствах. Ця діяльність входить до обов'язків працівників відповідного підрозділу. Питомі норми щодо витрати електроенергії, які отримані в ході розрахунків, необхідно в обов'язковому порядку перевірити для даного підприємства. Це здійснюється за допомогою замірів протягом певного періоду (сезону роботи, року тощо) в умовах нормальної експлуатації підприємства. Нормування може реалізовуватися тільки при налагодженому обліку витрати енергії на підприємстві.

Графіки навантаження

Без них грамотне використання електроенергії неможливе. Визначення пропускної здатності трансформаторів, проводів та інших мереж здійснюється відповідно до найвищого розрахункового навантаження. Чим більше струму буде проходити за вказаними елементами системи протягом року, доби чи іншого періоду, тим більше вони будуть задіяні. Відповідно, економічність електропостачання буде вищою. На практиці дійсний графік відрізняється від ідеального завжди тим, що протягом більшої частини часу навантаження нижче розрахункового.