РЕФЕРАТ
Тема: "Мета, завдання і зміст дисципліни “Електропостачання промислових підприємств". Практичне її значення. Загальні відомості про споживачів електричної енергії та режимах електроспоживання"
2009
Системою електропостачання називають комплекс пристроїв для виробництва, передачі і розподілу електричної енергії.
Система електропостачання промислових підприємств забезпечує електричною енергією промислові споживачі. Основними споживачами є електроприводи різних машин і механізми, електричне освітлення, електричні нагрівальні пристрої, в тому числі електричні печі.
Робота промислових електроприводів та інших споживачів як при проектуванні, так і під час експлуатації повинна знаходитись в строгій відповідності як з окремими споживачами, так і з комплексом електроприводів, що забезпечують роботу складних механізмів.
Задача електропостачання промислових підприємств виникла одночасно з широким впровадженням електропривода в якості рушійної сили різних машин і механізмів і будівництвом електростанцій.
Перші електростанції споруджувались в містах для освітлення і живлення електричного транспорту, а також при фабриках і заводах. Пізніше з’явилася можливість спорудження електричних станцій в місцях запасів палива (торфу, вугілля, нафти) або в місцях використання енергії води незалежно від місць розташувань споживачів електроенергії - міст і промислових підприємств. Передача електроенергії на великі віддалі до центрів споживання почала здійснюватися лініями електропередачі високої напруги:
Раціонально виконана сучасна система електропостачання промислового підприємства повинна задовольняти ряд вимог: бути економною і надійною, безпечною і зручною в експлуатації, забезпечити належну якість електроенергії, рівні напруги, стабільність частоти та ін. Повинні передбачатися стислі терміни виконання будівельно-монтажних робіт і необхідна гнучкість системи, що забезпечує можливість розширення при розвитку підприємства без істотних ускладнень і подорожання первинних варіантів. При цьому повинні по можливості прийматися рішення, що вимагають мінімальних витрат кольорових металів і електроенергії.
При розробці системи електропостачання підприємства на період будівництва передбачається максимальне її використання для постійної експлуатації електрогосподарства підприємства.
В даний час більшість споживачів одержують електроенергію від енергосистем. Але на багатьох підприємствах продовжується будівництво і власних ТЕЦ.
Необхідність в виробництві електроенергії на фабрично-заводських електростанціях обумовлюється наступними причинами:
а) потребою в теплі для технології і опалення і ефективністю потужного виробництва при цій електроенергії;
б) необхідністю резервного живлення для відповідальних споживачів (друге незалежне джерело живлення);
в) необхідністю використання вторинних енергоресурсів;
г) великою віддаленістю деяких підприємств від енергосистем.
По мірі розвитку електроспоживання стають складнішими і системи електропостачання промислових підприємств. В них включаються мережі високих напруг, розподільчі мережі, а в деяких випадках і мережі промислових ТЕЦ. Виникає необхідність впроваджувати автоматизацію систем електропостачання промислових підприємств виробничих процесів, здійснювати в широких межах диспетчеризацію процесів виробництва з застосуванням телесигналізації і телеуправління і вести активну роботу по економії електроенергії.
Сучасні промислові підприємства характеризуються безперервним зростанням електроспоживання, збільшенням питомих витрат електроенергії і питомих щільностей навантажень, які досягають 0,65кВ·А/м2 за рахунок різкого зростання виробничих потужностей і розширення області застосування електроенергії в технологічних процесах, в т. ч. в електролізі в електротермії. В електросталеплавильних цехах питома щільність навантажень досягає 3-4 кВА/м2.
Все більшу питому вагу посідають великі енергоємні підприємства чорної і кольорової металургії, хімії та ін., які пред’являють серйозні вимоги до надійності і економічності електропостачання. Вони характеризуються великими значеннями сумарних встановлених потужностей електроспоживачів.
Потужність встановлених тр-рів на гірничо-збагачувальних комбінатах досягає 200-300МВ·А з тенденцією подальшого зростання. Споживаєма великими комбінатами потужність складає 300-500 МВт, а по планах на найближче майбутнє вона досягне 700-1000 МВт. Сильно виросли потужності окремих виробництв і цехів. Споживаєма потужність комплекса доменної печі об’ємом 5000м3 наближається до 50 МВ·А, коксохімічного виробництва - 50-60 МВ·А, конверторного цеха з широко-полосним станом гарячої прокатки - 190 МВ·А, з широко-полосним станом холодної прокатки більше 100МВ·А. Різко виросли одиничні потужності окремих електроспоживачів і агрегатів. Потужність сучасної електролізної серії досягає 150-185МВ·А, дугової електропечі 100-125МВ·А, феросплавної електропечі 63МВ·А, електродвигунів прокатних станів 20МВт. В найближчий час потужність синхронних електродвигунів кисневих турбокомпресорів досягне 20-40МВт, а двигунів електроповітродувок доменних печей -60МВт.
Важливі додаткові вимоги до електропостачання пред’являють:
а) електроспоживачі з різко перемінними що циклічно повторюються ударними навантаженнями;
б) електроспоживачі, що вимагають безперебійності живлення при всіх режимах системи електропостачання.
Кожне виробництво існує постільки, поскільки його обладнання забезпечує роботу технологічних машин, що випускають промислову продукцію. Все обладнання приводиться в рух в даний час електродвигунами. Для їх нормальної роботи застосовується електроенергія як найбільш гнучка і зручна форма енергії, яка забезпечує роботу виробничих механізмів.
При цьому електроенергія повинна відповідати нормам якості. Основними показниками якості електроенергії є стабільність частоти і напруги, синусоїдальність напруги і струму та симетрія напруги. Від якості електроенергії залежить якість випущеної продукції та її кількість.
Зміни технологічних процесів виробництва, пов’язані, як правило, з їх ускладненням, приводять до необхідності модернізації і реконструкції систем електропостачання. В таких системах замість чергових встановлюється ЕОМ, що забезпечує управління системою електропостачання. Ця ЕОМ одержує інформацію в вигляді сигналів про стан системи електропостачання, роботі захисту та автоматики і на основі цієї інформації забезпечує чітку роботу технологічного обладнання. При цих умовах, черговий, що знаходиться на пульті управління, тільки спостерігає за проходженням технологічного процесу і вмішується в цей процес тільки в випадку його відхилення або відмов системи захисту, автоматики і телемеханіки.
Із сказаного видно, що сучасне виробництво пред’являє високі вимоги до підготовки інженерів-фахівців в області промислового електропостачання; одночасно потрібна значна кількість інженерів, що володіють знаннями в області автоматики, обчислювальної техніки та енергозберігаючих технологій.
Перехід на автоматизовані системи управління може бути успішним тільки при наявності засобів автоматики та кваліфікованих інженерів в області автоматизованого електропостачання.
Слід відмітити, що на більшості промислових підприємств нашої країни застосовуються старі системи ручного обслуговування, і вони повинні реконструйовуватися в умовах експлуатації і жорсткої конкуренції як з боку вітчизняних так і зарубіжних виробників.
Необхідність наукового підходу до керування системи електропостачання великих підприємств, застосування автоматизованих систем керування з використанням комп’ютерних технологій та обчислювальної техніки диктується, з однієї сторони, складністю сучасних систем електропостачання, наявністю різноманітних внутрішніх взаємозв’язків, а також недостатньо високими характеристиками надійності пристроїв автоматики, що знаходяться в експлуатації; з другої сторони, можливістю негативного впливу великих споживачів електроенергії на роботу енергосистеми.
Реальними гарантами застосування керованої обчислювальної техніки в системах електропостачання можна вважати наступне:
а. характер виробництва, передачі, прийому і розподілу електроенергії між споживачами є неперервним, без інерційним, скороминучим; об’єкт управління - розвинута складна технічна система;
б. керовану обчислювальну техніку доцільно застосовувати в системах з високим рівнем автоматизації технологічного процесу, з значними інформаційними потоками в системах контролю і керування; система електропостачання великих промислових підприємств відносяться якраз до таких систем;
в. сучасний рівень автоматизації систем електропостачання на підприємствах дозволяє використовувати наявні засоби локальної автоматизації в АСУ електропостачанням;
г. високі темпи розвитку виробництва обчислювальної техніки, вдосконалення її елементної бази ведуть до зниження вартості обчислювальної техніки, що в свою чергу дозволяє розширити сферу її застосування.
Основною особливістю АСУ електропостачанням є уніфікація, єдиний підхід, універсальність рішень для систем електропостачання підприємств незалежно від характеру виробництва, в той час як для автоматизованої системи управління технологічними процесами (АСУТП) характерні різноманітність і індивідуальність в залежності від виду виробництва. Тому можна розробляти універсальні принципи побудови АСУ електропостачанням.
Важливою особливістю системи електропостачання є неможливість створення запасів основного продукту - електроенергії. Вся одержана електроенергія негайно споживається. При непередбачених коливаннях навантажень необхідна точна і негайна реакція системи управління, що повинна компенсувати виниклий дефіцит.