Современные системы электроснабжения промышленных предприятий

Современные системы электроснабжения промышленных предприятий на напряжения 35, 110 (154), 220 (330) кВ достаточно сложны, т.е. они имеют несколько уровней напряжений — УР (рис. В.1), а следовательно, и большое число эксплуатируемых электродвигателей и трансформаторов.
Электрохозяйство предприятий с непрерывным технологическим процессом как техноценологическую систему для шести уровней напряжения (6УР...1УР) можно описать с помощью следующих показателей:
получасовой максимум нагрузки Ртях, МВт;
коэффициент спроса кс, относительные единицы;
число часов использования максимума нагрузки ТтдХ (чаще — электропотребление А = РтяхТтах, кВт - ч);
число установленных электродвигателей Д, шт.;
средняя мощность (условного электродвигателя) Рср, кВт;
электровооруженность труда АТ, МВт-ч/чел.;
производительность труда электротехнического персонала Аэ, МВт * ч/чел.
На соответствующей числовой оси каждый такой показатель представляется точкой, а вместе взятые основные показатели образуют многомерное пространство — основную нагрузку которая характеризует электрохозяйство предприятия как систему (техноценоз), описываемую как основными показателями, так и дополнительными, определяемыми при его проектировании и эксплуатации.
Таким образом, электрохозяйство — это своеобразное техническое сообщество, которое необходимо рассматривать при организации электроменеджмента как единое целое, но всегда различное и всегда образованное самыми разнообразными трансформаторами. Поэтому, теоретически стремясь к установке двух видов (типоразмеров) трансформаторов, например мощностью 630 и 1000 кВА, фактически следует считаться с необходимостью их разнообразия, которое для крупного предприятия черной металлургии может быть охарактеризовано данными табл. В. 1, а для предприятий цветной металлургии — табл. В.2.

Подстанции и ТЭЦ энергосистемы

Уровни напряжений системы электроснабжения промышленного предприятия:

ИП — источник питания; ТЭЦ — теплоэлектроцентраль; КТП — комплектная трансформаторная подстанция; ЭП — электроприемник; РП — распределительная подстанция; ЩР — щит распределительный

В табл. В.1 общее число трансформаторов по заводу: 541 штука-особь оказались представлены 48 видами (каждый трансформатор обозначается на схеме электроснабжения, имеет номер, паспорт и другую документацию, отражающую его «жизнь»).
Таблица Bl
Видовое распределение трансформаторов на заводе черной металлургии

Каждый из л, встретившихся видов трансформаторов представлен равным (одинаковым) числом трансформаторов-особей; к, — общее число трансформаторов в касте; w — относительная частота появления касты по видам.
Например, каждый из 16 видов (и, = 16) трансформаторов (проверьте) встретился как трансформатор-особь два раза (а,- = 2), тогда общее число трансформаторов в касте 32 шт. при относительной частоте появления касты по видам w = 0,33.
В табл. В.2 приведено распределение трансформаторов на заводе не в видовой, как в табл. В Л, а в ранговой форме. Ранг — это номер по порядку трансформаторов, установленных на заводе, в порядке убывания их числа. Из табл. В.2 видно, что характер отношения мощности и числа (частое — редкое) не меняется.
Данные табл. В.2 можно представить в видовой форме, а табл. В. 1 — в ранговой, учитывая, что видовой и ранговый анализы необходимы для повышения эффективности эксплуатации, в частности при планировании ремонта, заказе комплектующих, масла, проводов, изоляционных материалов. В табл. В.1 распределение по видам трансформаторов проведено только по мощности, без учета их исполнения по охлаждению и напряжения (так, например, трансформаторы мощностью 1000 кВ-А с напряжением 10/0,4 и 10/3 кВ учтены, как один вид).

Таблица В.2
Ранговое распределение трансформаторов на заводе цветной металлургии

Следует иметь в виду, что трансформаторы, как правило, устанавливаются парами, что приводит к смещению всех каст, в том числе первой и второй. Например, на предприятии коксохимического производства трансформаторы распределяются следующим образом: 2 х 1000 — 37 шт.; 1 * 1000 — 1 шт.; 2 х 750 — 1 шт.; 2 х 630 — 1 шт.; 1 х 630 — 1 шт.; 2 х 560 — 1 шт.; 1 х 560 — 1 шт.; 2 х 400 — 2 шт.; 1 х 400 — 1 шт.; 1 х 320 — 1 шт.

Таблица В.З
Сводные данные по составу электрооборудования металлургического завода

В табл. В.1 и В.2 приведены данные не самых крупных заводов. Например, схема для электроснабжения металлургического завода с нагрузкой 350 МВт (а есть и вдвое больше) содержит значительно больше высоковольтного оборудования, что характеризуют данные табл. В.З. Анализируя эту таблицу, следует иметь в виду, что существуют стадии инвестиционного проектирования, на которых создается схема электроснабжения завода, определяются состав основного оборудования, общая стоимость электроснабжения, необходимые штаты и объекты централизованных электрических служб, и стадия проектирования, когда необходимо рассчитать каждый трансформатор и каждую высоковольтную ячейку.
Таким образом, рассчитывая электрическую мощность предприятия и выбирая единичный трансформатор (трансформаторную подстанцию), следует учитывать реальные условия их эксплуатации: сложившуюся схему электроснабжения и установленное оборудование, традиции и тенденции развития цеха, производства, предприятия.