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


а.

И

к

w

Перечень трансформаторов (мощность, кВ-А— число, шт.)

1

6

6

0,1250

40 - 1

525- 1

800 - 1

2

16

32

0,3333

2200 — 1

2330 — 1

2380 — 1

3

3

9

0,0625

63 — 2

230 —2

250 —2

4

2

8

0,0417

282 -2

315-2

462 -2

5

3

15

0,0625

2800 — 2

3420 — 2

4780 — 2

6

2

12

0,0417

5600 — 2

7500 — 2

15 000 —2

7

5

 

0,1042

31 500 — 2

40500 - 2

63 000 - 2

8

2

16

0,0417

200000 —2

520 — 3

1300 — 3

9

2

18

0,0417

3200 — 3

1054 — 4

6300 — 4

15

1

15

0,0209

160 — 5

750 — 5

2430 — 5

16

1

16

0,0208

478 — 6

1700 —6

30—7

21

1

21

0,0208

100 — 7

320 — 7

500 — 7

22

1

22

0,0208

4000 — 7

1800 — 8

10000 — 8

23

1

23

0,0208

60—9

2500 — 9

180 — 15

30

1

30

0,0208

1250 — 16;    560 — 21;      400 —22

263

1

263

0,0208

1600 — 23;   630 — 30;     1000 — 263

Итого:

48

541

1,0000

541

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


Ранг

Тип

Число, шт.

1

ТДНП-40000 10/0,8

25

2

ТДНП-25000 10/0,8

22

3

ТМ-1000 10/0,4

21

4

ТМЗ-1000 10/0,4

13

5

ТАМ-1000 10/0,4

10

6

ТМЗ-1600 10/0,4

6

7

ТДНП-25000 6/0,4

6

8

ТМ-1000 6/0,4

5

9

ТМ-1000/0,4

5

10

ТРДН-63000 110/10

4

11

ТМ-630 10/0,4

4

12

ТМ-560 6/0,4

4

13

ЭОМН-2700 10/0,4

3

14

ТМ-400 10/0,4

3

15

ТМ-2500 10/6

3

16

ТСМА-320 10/0,4

2

17

ТРДНЦ-63000 110/10

2

18

ТН-1000 6/0,4

2

19

ТМЗ-630 10/0,4

2

20

ТМ-560 10/0,4

2

21

ТМ-4000 10/6

2

22

ТМ-320 3/0,4

2

23

ТМ-1800 10/0,4

2

24

ТП-400 10/0,4

2

25

ЭОМН-1500 10/0,4

1

26

ТРДН-63000 110/6

1

27

ТМЗ-1000/0,4

1

28

ТМ-750 10/0,4

1

29

ТМ-750 10/0,4

1

30

ТМ-630 6/0,4

1

31

ТМ-400 6/0,4

1

32

ТМ-320 10/0,4

1

33

ТДН-40000 110/6

1

34

ТАО-400 10/0,4

1

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


Семейство электротехнического оборудования

Число, шт.

Мощность, кВт (кВ • А)

суммарная

средняя

Электрические машины (всего)

58 671

1 969 698

33,6

Трансформаторы:

 

 

 

I—III габаритов

1412

1 369 403

970,0

IV—VI габаритов

48

1 691 867

35 250,0

электропечные

54

75 975

1410,0

сварочные

854

60484

70,8

Преобразователи статические

1758

Ячейки и шкафы КРУ 3, 6, 10 кВ

3761

Выключатели на 110 кВ и выше

17

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.