Продуктивність насосних агрегатів (НА) прямо пропорційна частоті обертання двигуна, а тиск – прямо пропорційний квадрату частоти обертання робочого колеса НА. Відповідно, споживана потужність пропорційна третьому ступеню частоти обертання НА. Дані залежності відкривають широкі можливості енергозбереження при регулюванні параметрів НА вниз від номінальної частоти обертання електродвигуна. Тому, основною сучасною технологією енергозбереження при використанні насосних станцій є регулювання частоти обертання.
Регулювання частоти обертання – сучасна технологія енергозбереження при використанні насосних станцій
Висока ефективність використання даного методу майже повністю виключила застосування НА, які працюють без регулювання частоти обертання у розвинених країнах. На сьогодні в Україні, особливо на потужних насосних станціях, де використовуються двигуни середньої напруги (6-10 кВ) досі залишаються великі обсяги робіт по застосуванню регульованого електроприводу (ЕП).
Розвиток технологій створення силової напівпровідникової та мікропроцесорної техніки призвів до масового впровадження перетворювачів частоти (ПЧ) у промисловості. Завдяки ПЧ можна досягти:
- широкого діапазону та плавності регулювання вихідної частоти;
- формування плавних перехідних процесів за лінійним, S-подібним та іншими законами;
- можливість реалізації різних гальмівних режимів;
- можливість підтримання сталого співвідношення частоти та напруги при динамічних навантаженнях при скалярному методі керування або підтримання сталого моменту і швидкості при векторному методі;
- підвищеної енергоефективності при роботі недовантаженого електродвигуна.
Двигуни з підвищеним класом енергоефективності заощаджують енергоресурси
Електродвигуни є споживачами великої кількості енергоресурсів. Вони споживають 70 % всієї електроенергії, яка генерується в світі. Тому додатковими шляхами підвищення ефективності споживання енергоресурсів є використання двигунів з підвищеним класом енергоефективності (ІЕ). Європейська директива 640/2009/EC для виробників і користувачів електродвигунів та засобів комутації і захисту компонентів набула чинності в січні 2015 року, а 15 вересня 2021 року набрала чинності Постанова № 157 від 27 лютого 2019 р. Кабінету Міністрів України «Про затвердження Технічного регламенту щодо вимог до екодизайну для електродвигунів».
Ці рішення спрямовані на зменшення споживання електроенергії та шкідливого впливу на навколишнє середовище в Україні. Згідно з Технічним регламентом всі електродвигуни з номінальною потужністю від 0,75 кВт до 375 кВт (окрім двигунів з електромагнітним гальмом) повинні мати номінальний коефіцієнт корисної дії не нижче рівня IE3 або відповідати рівню IE2 для електродвигунів, оснащених регуляторами швидкості.
Незважаючи на суттєві переваги використання перетворювачів частоти при керуванні режимами роботи насосний агрегатів, неналежне та неякісне проектування та реалізація систем частотного регулювання може призвести до різних проблем, наприклад:
- виникнення в двигуні підшипникових струмів;
- виникнення перенапруг у довгому кабелі через комутацію силових ключів;
- прискорене старіння електролітичних конденсаторів кола постійного струму;
- спотворення напруги мережі живлення та таке інше.
При не врахуванні вище наведених фізичних проблем, двигуни можуть швидко виходити з ладу, що супроводжується збільшенням витрат підприємства. Тому, модернізацію обладнання варто довіряти професіоналам своєї справи із багаторічним досвідом роботи у даній сфері. НВП “ЕНЕРГО-ПЛЮС” має 13-річний досвід роботи в галузі і висококваліфікованих фахівців, що вирішують завдання будь-якої складності. У компанії працюють високопрофільні спеціалісти, які розробляють та впроваджують інноваційні рішення. Серед працівників підприємства: 2 професори, 5 кандидатів технічних наук, лауреати премії Президента України для молодих науковців, автори понад 30-ти патентів, а також близько 50-ти наукових публікацій у закордонних фахових виданнях; сертифіковані ГІПи; 50 інженерів проектувальників, серед яких, у минулому, є переможці всеукраїнських олімпіад з електроенергетики, електротехніки та електромеханіки.
Отже, важливим етапом у використанні насосних станцій є зменшення споживання електричної енергії та підвищення їх енергоефективності. Для цього може бути застосовано регулювання частоти обертання електродвигунів. Використання перетворювачів частоти має цілий ряд переваг, які при правильному застосуванні дозволяють скоротити енергоспоживання на 20-40% та підвищити загальний ресурс та термін роботи обладнання.
