Стартовая >> Архив >> Надежность электроснабжения промышленных предприятий

Информация для оценки ущерба - Надежность электроснабжения промышленных предприятий

Оглавление
Надежность электроснабжения промышленных предприятий
Система энергоснабжения
Топливоснабжение
Трубопроводные системы
Нормальный режим электроснабжения
Качество электроэнергии
Нарушения нормального режима
Влияние на работу приемников электроэнергии устройств РЗА и автоматики
Перерывы электроснабжения
Ограничения по мощности и электроэнергии
Влияние качества электроэнергии на работу асинхронных электродвигателей
Влияние качества электроэнергии на работу синхронных электродвигателей
Влияние качества электроэнергии на работу других электроустановок
Живучесть системы электроснабжения
Устройства бесперебойного электроснабжения
Технико-экономические расчеты в задачах надежности
Оценка ущерба, вызванного нарушением нормального режима электроснабжения
Информация для оценки ущерба
Анализ последствий нарушения нормального режима электроснабжения азотно-тукового завода
Анализ последствий нарушения нормального режима электроснабжения бурения скважин
Параметры оптимизации и уровни надежности
Основные понятия надежности элементов систем электроснабжения
Оптимизационные задачи надежности электроснабжения
Оптимальное распределение резервов и очередности введения
Список литературы

Несмотря на разнообразие технологических процессов в промышленности могут быть рекомендованы единые основы по сбору и обработке исходной информации, необходимой для определения ущерба, вызванного ННРЭ. Ущерб определяется применительно к каждому технологическому агрегату. Полный ущерб оценивается как сумма ущербов по всем технологическим агрегатам.
Технологический агрегат может состоять из нескольких различных механизмов, аппаратов и устройств, связанных между собой единым технологическим процессом. Он может работать независимо от других агрегатов при наличии запасов заготовок и возможности накопления полуфабриката, т. е. при наличии промежуточных складов. Следовательно, единым технологическим агрегатом является группа механизмов, аппаратов и устройств, ограниченная промежуточными складами. Величина ущерба зависит от числа и длительности ННРЭ, от времени восстановления технологического процесса, от количества продукции, попадающей в брак из-за ННРЭ, и т. д. Все эти показатели имеют случайный характер. При расчетах определяют значение математического ожидания ущерба, исходя из значений математического ожидания, числа и длительности ННР электроснабжения, времени восстановления технологического процесса и т. д. Поэтому в дальнейшем необходимо иметь в виду, что рассматриваются математические ожидания этих параметров, которые в данном случае представляют собой среднее значение из некоторого числа опытных значений.
Необходимо выявить, как отражается на работе агрегата ННРЭ; не возникают ли повреждения в агрегате или его элементах; имеет ли место порча сырья или перерабатываемого продукта, брак или снижение сортности продукции; возникает ли разладка технологического процесса; какова длительность восстановления нормального технологического режима после восстановления режима электроснабжения, есть ли простой эксплуатационного персонала. Необходимо также определить, как отразится на работе других агрегатов нарушение нормального режима работы рассматриваемого агрегата.
Такой анализ позволит установить степень влияния ННРЭ на работу агрегата. Если это влияние невелико, то можно считать, что ННРЭ не отражается на работе агрегата. В противном случае необходимо получить дополнительные данные, дающие возможность определить ущерб, вызванный ННРЭ.
Например, для определения ущерба, вызванного внезапными перерывами электроснабжения, должны быть выявлены годовое число перерывов электроснабжения агрегата; минимальное время перерыва электроснабжения, которое отражается на работе рассматриваемого агрегата; время, необходимое для доведения технологического процесса до нормального режима после восстановления электроснабжения; количество продукции, попадающей в брак из-за перерыва электроснабжения; количество испорченного сырья и материалов; увеличение расхода сырья, материалов и труда на настройку и доведение технологического режима до нормального после перерыва электроснабжения; количество продукции, выпускаемой за время от момента восстановления электроснабжения до восстановления номинального режима технологического процесса; возможность и способ возмещения недовыработанной продукции; инструмент и оборудование, вышедшие из строя, а также сокращение их срока службы; затраты на дополнительный ремонт инструмента или оборудования; часовой и годовой выпуск продукции при номинальном режиме; плановое число часов работы; фонд заработной платы производственных рабочих, работающих сверхурочно, и персонала, связанного с обслуживанием оборудования, привлекаемого к сверхурочным работам; коэффициент, учитывающий увеличение оплаты за работу в сверхурочное время; переменная часть издержек производства, отнесенная к единице продукции, меняющаяся при форсировке режима; коэффициент, учитывающий увеличение затрат на единицу продукции при форсировке производственного (технологического) режима; кратность форсированного режима; стоимость основных и оборотных средств; постоянная часть годовых издержек производства и др.
Примеры анализа ущербов промышленных предприятий и отдельных технологических установок приведены в гл. 4.

{mospagebreak title=Оценка экономических последствий нарушения нормального режима электроснабженияа

  1. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОСЛЕДСТВИИ НАРУШЕНИЯ НОРМАЛЬНОГО РЕЖИМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПО УДЕЛЬНЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ УЩЕРБА

При оценке экономических последствий ННРЭ в ряде работ предлагается пользоваться удельными показателями ущерба в рублях на киловатт-час недоотпущенной электроэнергии, киловатт отключенной или сниженной мощности, киловатт-час электроэнергии сниженного качества и т. д. Однако использование таких усредненных показателей ущерба при решении вопросов надежности энергоснабжения конкретных предприятий вызывает возражения, так как, во-первых, ущерб нелинейно зависит от длительности перерыва электроснабжения и, во-вторых, даже на предприятиях одной отрасли промышленности ННРЭ одинаковой продолжительности вызывают различный по структуре и значению ущерб.

Нельзя по этой причине оценивать ущерб от перерывов электроснабжения и по изменению суточного потребления электроэнергии. Для примера рассмотрим трехсменное предприятие со среднечасовым потреблением электроэнергии W, кВт-ч. Перерыв электроснабжения продолжительностью 15 с приводит к расстройству технологического процесса и возникновению ущерба. После восстановления электроснабжения среднечасовое потребление электроэнергии также составляет W, кВт-ч. Изменение суточного потребления электроэнергии равно
∆W=100-15/(3600-24)≈0,018%. Но столь незначительное колебание суточного потребления электроэнергии наблюдается и при нормальном режиме работы предприятия и не вызывает ущерба.
Нельзя оценивать ущерб и по разности между среднесуточным и фактическим потреблением электроэнергии в сутки, когда был перерыв электроснабжения. Как правило, после кратковременного перерыва электроснабжения на восстановление нормального технологического процесса ряда производств расходуется больше электроэнергии, чем на ведение установившегося режима.
Не может быть использовано количество недоотпущенной электроэнергии за время перерыва электроснабжения и для оценки ущерба, определяемого по уровню недоиспользования основных средств предприятия: У=(ЕК+ И1) ∆W/W, где ∆W — недоотпущенная за год электроэнергия; W— годовое плановое потребление электроэнергии.

Покажем это на следующих примерах.
Пример 1. Предприятие дважды в течение года имело перерыв электроснабжения длительностью по 5 мин. Пользуясь данными табл. 4.4, находим, что это привело к годовому ущербу 2-19,37≈38,7 тыс. руб., а количество недополученной электроэнергии за эти два перерыва (табл. 4.3) равно 2-44500-5/60≈7420 кВт-ч. Недоиспользование основных средств предприятия по соотношению ΔW/W составит 1,165x8350x7420/(365x106)=0,03 тыс. руб., т. е. много меньше фактического ущерба (38,7 тыс. руб.).
Пример 2. Перерыв электроснабжения предприятия, рассмотренного выше, длительностью 2 ч приводит к полной разладке технологического процесса, и на последующее доведение его до номинального режима и начала выпуска продукции требуется более 24 ч. Если спустя 24 ч после 2-часового перерыва электроснабжения снова произойдет такой же перерыв, процесс запуска технологического процесса придется вновь возобновлять. Если затем через 24 ч опять возникнет перерыв и так будет продолжаться в течение всего года, то предприятие не выйдет на нормальный режим, все затраты на попытку возобновления процессы будут напрасны, а выпуск продукции будет равен нулю. Общая продолжительность таких перерывов (имея в виду, что они повторялись ежесуточно) составит (по числу дней в году) 365-2=730 ч, а количество недополученной электроэнергии за это время
44 500х730= 32,5х106 кВт-ч. Вся электроэнергия, затраченная на попытку запуска предприятия, будет равна (8760—730)х44 500≈332,5·106 кВт-ч. Годовой ущерб предприятия в этом случае будет слагаться из полностью неиспользованных постоянных составляющих затрат (ЕК+И), потерь газа, электроэнергии, пара и т. д. и составит около 14 млн. руб. табл. 4.3 и 4.4).
Если же на этом предприятии был один перерыв электроснабжения длительностью 730 ч, то ущерб от недоиспользованных постоянной части затрат производства и фондов и затрат, связанных с восстановлением процесса после однократного перерыва электроснабжения, составит (табл. 4.3 и 4.4) 1,165-730+11,2 = 835 тыс. руб., т. е. в 17 рад меньше, чем в предыдущем случае. Следовательно, оценка ущерба по· суммарной годовой продолжительности перерывов электроснабжения в годовому количеству недоданной электроэнергии может привести к весьма значительной погрешности.

Лишь в некоторых случаях, например для электролизных процессов, когда выпуск продукции непосредственно пропорционален потребленной электроэнергии, ущерб может быть оценен по количеству недополученной электроэнергии, если при этом перерыв электроснабжения не вызвал разладку нормального режима работы электролизной установки.
Оценка недоиспользования основных средств по недополученной энергии возможна только для случая консервации предприятия (длительное прекращение электроснабжения) из-за дефицита электроэнергии.
Если рассматривать надежность схемы электроснабжения промышленных предприятий по ожидаемому числу перерывов электроснабжения и их длительности, то в ряде случаев возможно применение удельных показателей ущерба, поскольку они должны соответствовать критериям оценки надежности системы электроснабжения, т. е. удовлетворять условию У—У0+У(t)·
Приемлемыми являются удельные показатели ущерба в рублях на одно отключение и в рублях в единицу продолжительности отключения, зависящие от длительности отключения, т. е.:
α, руб/одно отключение;
b1, руб/ч (мин, с) в интервале t1—t2,
b2, руб/ч (мин, с) в интервале t1—t3;
bn, руб/ч (мин, с) при t≥tn.
Ущербы, определенные для одного и того же типа предприятий, весьма различаются.
Таблица 3.2


Алюминиевые заводы

Ущерб,

тыс. руб., при продолжительности перерыва, ч

0,15

0,5

1

2

 

10

1

0,3

1,0

2,2

4,5

110

440

2

0,49

1 ,6

3,5

7,2

180

740

3

0,85

2,8

6

12,6

320

1300

Мощностью 1000 т/год

0,0049

0,016

0,035

0,072

1,78

7,33

Для иллюстрации этого в табл. 3.2 приведены данные зависимости ущерба от продолжительности перерыва электроснабжения трех алюминиевых заводов, технологический процесс которых одинаков. Как видно, ущерб алюминиевого завода 3 почти в 3 раза больше, чем завода 1. Объясняется это не только вероятностным характером ущерба, но и тем, что рассматриваемые однотипные предприятия имеют различные производственные мощности, и естественно, что одна и та же продолжительность перерыва электроснабжения вызывает на крупном заводе больший ущерб, чем на заводе того же типа меньшей мощности. Для того чтобы показатели по ущербу, полученные для данного предприятия, можно было использовать для определения ущерба аналогичных предприятий другой мощности, необходимо отнести ущерб данного предприятия к его годовому выпуску продукции (или к установленной мощности или годовому потреблению электроэнергии).
Пусть, например, проведены исследования по определению ущерба от перерыва электроснабжения завода, выпускающего в год 500 тыс. ед. продукции, установленная мощность приемников электроэнергии завода равна 300 МВт, а ее годовое потребление 1 млрд. кВт-ч.
Определено, что для завода ущерб, тыс. руб., равен:
У1 = 5+0,1t при 0,1 ≤t≤30 мин;
У2=8+0,2(t—30) при 30≤t≤60 мин;
У3= 14+0,05(t—60) при t≥60 мин.
Пользуясь этими данными, можно получить ущерб условных заводов данного типа, имеющих:
а) годовую производительность 100 тыс. ед. (т. е. в 5 раз меньшую) у, тыс. руб./100 тыс. ед. продукции,
У1= 1+0,02/ при 0,1≤t≤30 мин;
у2= 1,5+0,04(t—30) при 30≤t≤60 мин;
у3=2,8+0,01 (t—60) приt ≥60 мин;
б) установленную мощность приемников электроэнергии, равную 100 МВт (т. е. в 3 раза меньшую), у, тыс. руб.,
y1 =1,67+0,033t при 0,1≤t≤30 мин;
у3=2,67+0,066(t—30) при 30≤t≤60 мин;
у3=4,67+0,0167(t—60) при t≥60 мин;
в) годовое потребление электроэнергии 100 млн. кВт-ч (т. е. в 10 раз меньшее), у тыс. руб.;
(у1 = 0,5+0,01t при 0,1<t<30 мин;
у2=0,8+0,02(t—30) тыс. руб./(млрд. кВт-ч) при 30<t<60 мин;
у3= 1,4+0,05 (t—60) тыс. руб./(млрд. кВт-ч) при t≥60 мин.

Имея ущербы условных предприятий (по выпускаемой продукции, установленной мощности или годовому потреблению электроэнергии) данного типа, можно найти ущерб аналогичных заводов любой мощности. Например, нужно определить ожидаемый ущерб предприятия, если его годовое потребление электроэнергии составляет 1,5 млрд. кВт-ч. Пользуясь данными по условному заводу с годовым потреблением электроэнергии 100 млн. кВт-ч, получаем, тыс. руб.:

Сопоставление ущерба однотипных заводов химической промышленности, цветной и черной металлургии, машиностроительных заводов и других предприятий показывает на высокую сходимость ущербов, приведенных к условным заводам соответствующего типа (профиля).
Поэтому наиболее приемлемыми являются удельные показатели ущерба (руб/одно отключение, руб/ч), отнесенные к заводам условной мощности или по годовой производительности, или по годовому потреблению электроэнергии [руб/ед. продукции в год; руб/кВт установленной мощности; руб/(кВт-ч годового потребления электроэнергии)]:
y=y0+y(t).
Для оценки влияния качества напряжения на ущерб могут быть использованы показатели удельного ущерба в рублях, отнесенные к 1% отклонения напряжения и 1 кВт-ч электроэнергии данного качества напряжения:
yu=у/VWu,
или отнесенные к 1 % отклонения напряжения и 1 ч работы предприятия при отклонениях напряжения отдельно в сторону повышения или понижения:
уu=У/δVТu,

где У — годовой ущерб, руб.; δV — среднее отклонение напряжения, %; Wu — расход электроэнергии за год в период отклонения напряжения, кВт-ч; Тu — время работы предприятия в течение года в период отклонения напряжения, ч.
По аналогии с указанным можно соответственно рекомендовать показатели удельного ущерба в рублях, отнесенные к 1% отклонения частоты и 1 кВт-ч электроэнергии данного качества частоты (или 1 ч работы предприятия при отклонениях частоты):

где Δf —среднее отклонение частоты, %; Wf —расход электроэнергии за год в период отклонения частоты, кВт-ч; Tf — время работы предприятия в течение года в период отклонения частоты, ч.
Однако и в данном случае следует иметь в виду, что удельные показатели ущербов должны использоваться только применительно к однотипным предприятиям, поскольку даже внутри одной отрасли удельные показатели ущербов могут значительно отличаться.
Оценка надежности системы электроснабжения промышленного предприятия и ущерба от ННРЭ, выбор оптимального уровня надежности являются одним из этапов проектирования (или анализа) системы электроснабжения. Поэтому при проектировании объекта ущерб (как и надежность системы) необходимо определять применительно к рассматриваемым конкретным условиям. Выполненные исследования по оценке ущербов промышленных предприятий показывают, что опыт инженеров проектных организаций и инженеров, занимающихся эксплуатацией промышленных объектов, вполне обеспечивает получение информации, необходимой для определения ущерба рассматриваемого объекта на стадии проектирования, с достаточной для технико-экономических расчетов точностью.
Использование при проектировании конкретного предприятия обобщенных удельных показателей (по ущербу) может привести к большей неточности, чем оценка его по данным, которыми располагают проектные и эксплуатирующие организации. Естественно, что определять ущерб должны инженеры, занимающиеся проектированием схем электроснабжения, в тесном контакте с технологическими отделами. Такой контакт и взаимное согласование вопросов обеспечат более рациональные решения, чем применение обобщенных удельных показателей ущерба.



 
« Модернизированный распределитель с запоминающим устройством   Новое взрывозащищенное электрооборудование »
электрические сети