Эксплуатационные затраты за счет оптимального управления процессом электроэнергоснабжения

Аннотация

 

В данном дипломном проекте  разрабатывается автоматизированная система учета электроэнергии для ОАО «Энергетик-ПМ».

В первой главе приведен обзор существующей системы электроснабжения и существующей АСКУЭ.

Во второй главе сделан обзор трех АСКУЭ и выбрана наиболее подходящая, также проведен анализ электросчетчиков и УСД. Определены каналы связи, выбран сервер.

В разделе «Безопасность жизнедеятельности» освещена организация безопасности работ при монтаже и эксплуатации электроустановок.

В технико-экономическом обосновании проведен расчет себестоимости системы и срок окупаемости.

Представлен список используемой литературы и адреса сайтов.

 

 

Введение

Современная цивилизованная торговля энергоресурсами и система их рационального потребления внутри предприятия основаны на использовании автоматизированного приборного энергоучета, сводящего к минимуму участие человека на этапе измерения, сбора и обработки данных и обеспечивающего достоверный, точный, оперативный и гибкий, адаптируемый к различным тарифным системам учет со стороны как поставщика энергоресурсов, так и потребителя. С этой целью потребители (поставщики) создают на своих объектах автоматизированные системы контроля и учета энергоресурсов (АСКУЭ). При наличии АСКУЭ предприятие полностью контролирует весь процесс энергопотребления и имеет возможность по согласованию с поставщиками энергоресурсов гибко переходить к разным тарифным системам, минимизируя свои энергоплатежи. Только благодаря АСКУЭ удается обнаружить и устранить внутри предприятия все непроизводительные расходы энергоресурсов, а также решить объективно, на основании беспристрастного машинного отчета спорные вопросы между поставщиком и потребителем энергоресурсов, его субабонентами.[3]

Многие потребители уже осознали свою заинтересованность в расчетах с поставщиком энергоресурсов не по каким-то условным нормам, договорным величинам или устаревшим и неточным приборам, а на основе современного и высокоточного приборного учета. Под давлением рынка и в виду жизненной необходимости они начинают понимать, что первым неизбежным шагом в направлении обеспечения экономии энергоресурсов и снижения финансовых потерь предприятия является точный энергоучет. Очевидно, что в рыночных условиях преимущества в производстве конкурентоспособной продукции будут у тех предприятий, которые уже осуществляют полный автоматизированный контроль всех процессов энергопотребления.[4]

Предприятием, для которого разработаны данные предложения, является предприятие машиностроения, ОАО «Энергетик ПМ». Учтена основная специфика данного предприятия - компактность и возможность использования выделенных проводных линий для доставки информации.

Целью создания системы является снижение эксплуатационных затрат за счет оптимального управления процессом электроэнергоснабжения, а именно:

•  замена физически и морально устаревших комплексов программно-технических средств;

•   обеспечение безопасности функционирования объектов;

•  снижение затрат живого труда;

•  достижение оптимальной загрузки оборудования (особенно - опорных подстанций);

•   оптимизация режимов работы технологического оборудования;

•   как следствие оптимизации работы оборудования - снижение заявляемых мощностей;

•  в плане технического учета потребления электроэнергии - обеспечить оперативный контроль за электропотреблением основных и вспомогательных производственных подразделений завода; также в задачи комплекса входит обеспечение оперативной информацией об энергопотреблении руководителей производственных подразделений ОАО «Энергетик ПМ» для сопоставления этой информации с объемом выпущенной проудкции;

•  повышение надежности энергоснабжения конечных потребителей за счет своевременной ликвидации аварийных и предаварийных ситуаций.

Предлагаемая система контроля и управления, как компонента общей системы управления предприятием, предназначена для целенаправленного ведения технологического процесса и обеспечения смежных и вышестоящих систем управления оперативной и достоверной информацией. В рамках этих задач система обеспечивает:

•   централизованный контроль и измерение технологических параметров (токи, напряжения, мгновенные мощности);

•   косвенное измерение (вычисление) параметров процесса (технико-экономических показателей, косвенных переменных);

•  удаленное управление объектами электроэнергохозяйства;

•   формирование и выдача данных оперативному персоналу АСУ ТП (или АТК);

•   подготовку и передачу информации в смежные системы управления (в отдел учета или отдел реализации электроэнергии).

Данный материал содержит общие предварительные предложения по устройству системы контроля и управления электроэнергетикой ОАО «Энергетик ПМ».

Даны общая концепция организации системы, описание предполагаемых типов технологических объектов управления, принципов организации связи между объектами и краткое описание принципов функционирования системы.

В конце материала приведены предложения по организации этапов внедрения системы и предварительная стоимостная оценка внедрения первого этапа.

 

Глава 1. Общая часть

1.1. Существующая система  электроснабжения и электропотребления

1.1.1. Характеристика службы  электрообеспечения ОАО «Энергетик-ПМ»

1. В функции данной службы  входит монтаж, ремонт, обслуживание и поверка имеющегося и нового электрооборудования предприятия. Электрохозяйство завода занимается обслуживанием электросетей и приемников, имеющих напряжение 110 кВ, 35 кВ, 6 кВ, 0.4 кВ, и электродвигателей с напряжением 6 кВ.

2. Средняя мощность потребления  электроэнергии ОАО «ПЕРМСКИЕ МОТОРЫ»  составляет около 30 Мвт.

3. Для повышения надежности электроснабжения  структура электрических сетей  имеет разветвленный характер, в  результате чего снижена вероятность появления несанкционированных ситуаций и возникающих при этом убытков.

4. Для наладки, запуска, поверки, метрологической  аттестации  новой техники и  систем привлекаются сторонние  организации в лице предприятия  Энергосбыт АО «Пермэнерго» и  Пермского центра стандартизации и метрологии. [1]

1.1.2. Схема электроснабжения и учёта электроэнергии

Упрощенная схема электроснабжения потребителей от распределительных подстанций 6 кВ представлена в приложении 1.

Электроэнергия на завод поступает как по воздушным, так и по кабельным линиям передачи: с ГПП-1, ГПП-2, ТЭЦ-6, ТП «Крохалевка», после чего распределяется по  подстанциям, питая, таким образом, мощные электродвигатели и трансформаторные подстанции (6 \ 0.4 кВ).

Электрооборудование ГПП-1 (35 кВ )

ЛЭП-35 кВ «Суханка - ЗИС» цепь 1 и «Суханка - ЗИС» цепь 2 постоянно находятся под рабочим напряжением. Трансформаторы №1 и №2 типа ТРДНС мощностью 25 МГВА каждый 35/6 кВ с расщеплённой обмоткой по 6 кВ работают раздельно на свою секцию шин. Трансформатор №1 на 1 и 3 секции шин 6 кВ, трансформатор №2 на 2 и 4 секции шин 6 кВ. Секционный масляный выключатель (СМВ) 35 кВ - отключен. При включении СМВ-35 кВ автоматически вводится дифференциальная защита на трансформатор, питающийся от СМВ-35 кВ. МСМВ-6 кВ между 1 и 2, 3 и 4 секциями шин 6 кВ отключены; включен АВР двухстороннего действия на включение МСМВ-6 кВ при исчезновении напряжения на одной из секций шин 6 кВ. Защита МСМВ-6 кВ включена. Щит собственных нужд ГПП-1 имеет 2 секции шин 0,4 кВ. Секции связаны между собой через секционный автомат 0,4 кВ, типа АВМ-4. Один ввод запитан с трансформатора собственных нужд ГПП-1, с 1 секции шин 6 кВ (трансформатор типа ТМ-100 6/0,4 кВ). Второй ввод щита собственных нужд имеет питание с подстанции №2 с секции 0,4 кВ. Перевод щита собственных нужд по одному из этих вводов осуществляется только при полном отключении второго ввода. Параллельная работа ввода с подстанции №2 и с трансформатора СН на щите 0,4 кВ СН запрещена.

Все переключения на стороне 35 кВ ГПП-1 производятся по разрешению ОДС ПЭС. Оперативные переключения в ОРУ-35 кВ и ЗРУ-6 кВ ГПП-1 должны выполнятся непосредственно дежурным бригадиром смены в присутствии второго лица из оперативно-ремонтного персонала, имеющего квалификационную группу по ТБ не ниже IV. Оперативные переключения в ОРУ-35 кВ должны выполнятся по бланкам переключений. Дежурному бригадиру смены ГПП-1 разрешается дистанционно со щита управления включать и отключать МВ-35 кВ и МВ-6 кВ.

Электрооборудование ГПП-2 (110 кВ ).

ЛЭП-110 кВ «ТЭЦ-6 - ТЭЦ-9» цепь 1 и «ТЭЦ-6 - Крохалевка» цепь 2 постоянно находится под рабочим напряжением. Трансформаторы №1 и №2 по 40 МВА 110/6 кВ работают раздельно каждый на свою секцию шин. ЗОН-110 кВ трансформаторов №1 и №2 в нормальном режиме отключены. СМВ-110 кВ - отключен. При включении СМВ-110 кВ автоматически вводится дифференциальная защита на трансформатор питающийся от СМВ-110 кВ. МСМВ-6 кВ отключен; включен АВР двухстороннего действия на включение МСМВ-6 кВ при исчезновении напряжения на одной из секций шин 6 кВ. Защита МСМВ-6 кВ включена. МВ-6 кВ фидеров связи с ТЭЦ-6 (КРУ-10 и КРУ-13) отключены, схемы собраны, кабели вводов под напряжением. Щит собственных нужд (СН) ГПП-2 имеет 2 секции шин 0.4 кВ, секции связаны между собой через секционный рубильник 0.4 кВ. Питание шита собственных нужд осуществляется с трансформаторов СН типа ТМ-100 (6/0,4кВ) через вводные автоматы типа АВМ-4. Трансформатор СН №1 запитан с отдельного МВ-6 кВ 1 секции шин 6 кВ ГПП-2. Трансформатор СН №2 запитан с фидера ТЭЦ-6 КРУ-13. Перевод щита СН на питание по одному из этих вводов осуществляется только при отключении другого ввода.

Параллельная работа трансформаторов СН запрещена.

Эксплуатационные особенности МВ-110 кВ серии «Урал» У-110 трансформаторов №1 и №2 и МСМВ: вводы масляного выключателя маслонаполненные, герметичные, находятся постоянно под избыточным давлением. Давление контролируется по манометру, расположенному на соединительной втулке ввода. На каждой фазе по два манометра. Разница в показаниях на каждом из трёх вводов не должна превышать 0.2 кгс/см. При уменьшении давления на каком-то манометре свидетельствует о нарушении герметичности маслонаполненного ввода данной фазы. При увеличении давления - свидетельствует о внутреннем повреждении данной фазы. Давление увеличивается при повышении температуры воздуха и уменьшается при понижении температуры. О всех отклонениях манометра производится доклад бригадиру ОВБ. ЗОН-110 кВ трансформаторов №1 и №2 в нормальном режиме отключен. На момент включения или отключения трансформаторов ЗОН-110 кВ должен быть включен.

Все переключения на стороне 110 кВ ГПП-2 производятся с разрешения диспетчера ОДС ПЭС. Дежурному электромонтёру ГПП-2 с разрешения дежурного бригадира смены разрешается дистанционно включать и отключать МВ-6 и МВ-110 кВ единолично.

Температура воздуха на ГПП от-10•С до +30•С.

Температура воздуха на ТП от +15 •С до +30 •С

Общая мощность трансформаторов распределительных подстанций составляет 139 МВт, в работе (постоянно подключены) находятся 88 трансформаторов общей мощностью 88,5 МВт.

Суммарная мощность установленных компрессоров ( 7 шт.) составляет 10276 квт., мощность насосов (35 шт.) составляет 6600квт.. Вентиляторы, станки. задвижки, подъемные краны используются нерегулярно, потребляют по сравнению с компрессорами и насосами сравнительно малую мощность.

Из приведенных данных следует, что при электросбережении основное внимание в ОАО «Энергетик-ПМ» следует уделить работе компрессорных и насосных станций. [1]

1.2. Автоматизированная система  учета энергоресурсов ОАО «Энергетик-ПМ»

1.2.1. Описание существующей  АСКУЭ

Первоначально АСКУЭ ОАО «Энергетик-ПМ» создавалась для учета только электроэнергии. В условиях рыночных отношений важной задачей для предприятия ОАО«Энергетик-ПМ»была и остается проблема эффективного использования энергоресурсов при ограниченной, отпускаемой АО«Пермэнерго» заявленной мощности.

 Постоянное увеличение стоимости  электроэнергии, ужесточение штрафных санкций к энергопотребителям со стороны АО «Пермэнерго» является одной из причин внедрения автоматизированной системы контроля и учета энергопотребления ( АСКУЭ ).

В качестве АСКУЭ был использован комплекс технических средств (КТС) «Энергия»версия 5-07.

Внедрение АСКУЭ КТС «Энергия» позволило:

• автоматизировать сбор и обработку информации по потребляемой ОАО «ПЕРМСКИЕ МОТОРЫ», дочерними предприятиями и субабонентами электроэнергии в реальном масштабе времени с квантованием (5,30) минут;
• автоматизировать контроль за мощностью электропотребления ОАО «ПЕРМСКИЕ МОТОРЫ», дочерними предприятиями и субабонентами в реальном масштабе времени;
• автоматизировать часовой, получасовой, суточный, месячный, квартальный, годовой учет электроэнергии по ОАО «ПЕРМСКИЕ МОТОРЫ», дочерними предприятиями и субабонентами;
• выбрать оптимальный уровень энергопотребления при различных технологических режимах работы электрооборудования;
• создать энергобалансы по предприятию в целом, а также по наиболее энергоемким агрегатам, цехам, группам потребителей и провести на их основе анализ эффективности использования  электрической энергии в производственных целях, выявить непроизводственные расходы и потери электроэнергии;
• составить энергобалансы на год и дальнейшую перспективу ( исходя из планируемых объемов производства продукции) с целью определения потребности в электроэнергии на планируемые периоды, повышения пропускной способности электрических сетей, совершенствования схем электроснабжения;
• найти нормы расходов электроэнергии на единицу продукции и обеспечивать их снижение.

АСУЭ КТС «Энергия» реализована по трехуровнему интегрирующему принципу и включает в себя:

• нижний уровень, к которому относятся первичные измерительные преобразователи ( счетчики, датчики, специальные средства учета), устанавливаемые на главных питающих подстанциях (ГПП), трансформаторных подстанциях (ТП);
• средний уровень - устройства сбора данных (УСД) серии Е443М2, каждое из которых способно собирать информацию сразу с шестнадцати первичных измерительных преобразователей;
• верхний уровень - компьютеры типа IBM, соединенные локальной сетью.