Сотрудники «Карельского окатыша» придумали, как повысить эффективность использования электрических машин. Систему возбуждения синхронного двигателя они настроили так, что она  компенсирует реактивную мощность.

В условиях увеличения стоимости энергетических ресурсов и системного роста объемов производства любое предприятие сталкивается с задачей энергосбережения и эффективного использования энергоресурсов. Дело в том, что электрическое оборудование при нагрузках потребляет из сети так называемую активную мощность, а взамен порождает реактивную. Этот параметр считается паразитным: реактивная мощность,  распределяясь по сетям, снижает потенциал трансформаторных подстанций и вызывает потери активной мощности в сети, приводя к отказам оборудования. Избежать этого процесса невозможно, но есть способы как свести его к минимуму.

В 2014 году с целью повышения надежности систем электроснабжения на «Карельском окатыше» провели модернизацию. Для этого на главной понизительной подстанции № 5, 6 (ГПП-5, 6) тогда установили четыре системы компенсации реактивной мощности (СКРМ). Также специалисты цеха технологической автоматики и метрологии заменили возбудители на мельницах на участке дробления и измельчения нерудных материалов и на синхронных двигателях дымососов.

– Предприятие развивалось, установленная мощность оборудования росла, мы упирались в потолок мощности трансформаторных станций. Нам потребовалось найти новое решение, которое бы существенно повлияло на повышение косинуса и позволяло использовать весь потенциал систем электроснабжения, – рассказывает начальник отдела систем управления технологическим оборудованием цеха технологической автоматики и метрологии Владимир Симон. – Во время одной из встреч с бывшим начальником  энергоуправления Алексеем Поповым я предложил использовать возможности компенсации электрической энергии, которые у нас есть – это система возбуждения синхронных двигателей. В зависимости от состояния тока возбуждения они могли бы стать как потребителями реактивной мощности, так и ее генераторами. Это позволило бы увеличить косинус. Предложение было принято, в 2018 году мы провели эксперимент на технологических секциях обогащения и увидели, что эффект есть и возможность компенсации реактивной мощности путем настройки систем возбуждения синхронного двигателя существует.

Поначалу отдел Владимира Симона настраивал возбудители в ручном режиме. Однако косинус для компенсации реактивной мощности нужно было постоянно поддерживать в необходимых пределах. Тогда родилась идея по установке автоматической системы для регулировки синхронных двигателей. С прошлого года такие контроллеры установили на мельницах технологических секций обогащения, на приводах мельниц дробления и измельчения, на землесосах пульпонасосной станции, станции оборотного водоснабжения, также на дымососах участка обжига. Для этого специалисты ЦТАиМ модернизировали систему возбуждения, установив на синхронных двигателях оборудования дополнительные платы.

Тиристорные возбудители предназначены для управления и стабилизации рабочих процессов синхронных двигателей

– Эксперимент на технологических секциях обогащения показал хороший результат, – говорит Владимир Симон. – Если раньше у нас косинус был 0,92-0,94, то сейчас он практически единичный. Это подтверждает возможности проекта по использованию имеющейся мощности без потерь.

Справочно:
Реактивная мощность – паразитный фактор, неблагоприятный для сети в целом.

Коэффициент мощности, он же косинус фи – это отношение активной мощности к полной. Чем ниже коэффициент мощности при одной и той же активной нагрузке оборудования, тем больше потери мощности и падение напряжения в системах электроснабжения.

Цифры:
В среднем один трансформатор на ГПП имеет мощность 80 мегаватт. Только повышение коэффициента мощности косинуса с 0,9 до единицы позволяет избежать потерь до 8 мегаватт, эта цифра равносильна сумме потребления электричества жилым домом в пять этажей.

Важно:
Ранее реактивная мощность наряду с активной мощностью учитывалась поставщиком электроэнергии, а, следовательно, подлежала оплате по действующим тарифам и составляла значительную часть счета за электроэнергию.