- РАСЧЕТ УЩЕРБА ОТ ОТКЛОНЕНИИ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИХ, ЭЛЕКТРОСВАРОЧНЫХ И ДР. ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
Большое влияние оказывает отклонение напряжения на протекание электротермических процессов.
По способу превращения электроэнергии в тепловую различают печи сопротивления, индукционные печи, дуговые электропечи и др.
В печах сопротивления нагрев изделий производится от специальных нагревательных элементов или за счет пропускания тока по изделию. В индукционных печах нагрев производится за счет энергии, передаваемой переменным магнитным полем. В дуговых печах нагрева расплавление металла производится теплом, выделяемым электрической дугой, горящей между электродом и расплавляемым металлом.
Работа печей при отклонениях напряжения затрудняется, может иметь место снижение их производительности, а в ряде случаев и расстройство технологического процесса.
В [2] приводятся результаты обследования электрических печей сопротивления общей мощностью 675 кВт.
При снижении напряжения на 7 % технологический процесс продолжается 5 ч вместо 3 ч при номинальном, напряжении. При снижении напряжения на 10 % процесс отжига в печах производить было невозможно. Удлинение технологического процесса сопровождалось повышенным расходом электроэнергии в электрических печах, приводило к удлинению всего последующего технологического процесса.
Годовой ущерб из-за повышения издержек производства при удлинении технологического процесса составил более 12 тыс. руб./год.
Повышение напряжения может вызвать уменьшение сроков службы нагревательных элементов печен сопротивления.
Анализ и практика показывают, что решающую роль играет снижение производительности печей при снижении напряжения.
Методы, оценки влияния напряжения на экономические характеристики электротермических установок не разработаны.
Для ориентировочной оценки ущерба от снижения производительности для печей с квадратичной зависимостью производительности от напряжения можно использовать формулу (9):
(28)
где W=P-Ti— годовое потребление электроэнергии электротермической установкой;
Р и Тг— мощность электротермических печей и годовое время их работы с отклонениями напряжения.
Аналогичные условия имеют место для ряда других технологических процессов, например для электролиза.
Электролиз является весьма длительным процессом. Технология электролиза требует строгого соблюдения определенного значения тока п напряжения. При снижении напряжения снижается производительность электролизных ванн, повышается удельный расход электроэнергии на 1 т выпускаемой продукции. Например, в установках по производству хлора и каустической соды способом диафрагмального электролиза при снижении напряжения на 5 % происходит заметное снижение производительности [2]. Зависимость производительности электролизных ванн от напряжения представлена на рис. 4,
В среднем можно считать, что снижение напряжения на 10 % снижает производительность электролизных ванн тоже на 10% [12].
Отклонение напряжения оказывает влияние на электрическую сварку. Снижение напряжения ухудшает качество сварных швов, цикл времени сварки при снижении напряжения на 10,% удлиняется приблизительно на 20% (для прогрева швов) [8]. Повышение напряжения приводит к увеличению реактивной мощности сварочного агрегата, причем на холостом ходу каждому проценту повышения напряжения соответствует повышение реактивного потребления примерно на 5 %.
Особенно неблагоприятны отклонения напряжения для таких потребителей, как вычислительные и управляющие ЭВМ, станки с ЧПУ и др. При превышении напряжения сверх допустимых значений (5%) ЭВМ автоматически отклоняются и включение их возможно только после полной проверки их узлов. Это приводит к простоям машины.
Перенапряжение и частые аварийные отклонения приводят также к повышенной повреждаемости основного оборудования машины, могут вызвать выход из строя программ, стоек оперативной памяти и т. п. Ущербы для таких потребителей зависят от типа машины.