Файл: Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий учебник.pdf

При проектировании Рми Рср определяются расчетами, по которым можно определить

_ Рм—-Рср и — 3

Далее необходимо определить выражение для Р ог через Р Ср + ко в относительных единицах, после чего, пользуясь готовыми таблицами нормальной функции распределения, приводимыми во многих литературных источниках, можно определить вероятность превышения нагрузки над Рог.

Пример 10-2. Рм = 1 000 кВт, Р ср = 760 кВт, Р 0г = 800 кВт.

Ре ш е н и е .

1.Абсолютная и относительная (относительный коэффициент

вариации) величины среднеквадратичного отклонения

2. Выражение для Рог чер,ез Р ср

Р 0Г= Р Ср + to = 760+ 0,5.80 = 800 кВт

или в относительных единицах

р ог = 1 + 0 ,5 - 0,105 = 1,053.

3. Нормальная функция распределения

В нашем случае х — 1,053. По таблицам нормальной функции вероятность покрытия нагрузок

4. Среднее значение дефицита мощности АРср на участке между Р м и Р 0г при нормальном законе распределения максимумов

389

5. Количество недополученной энергии за период Т лет при среднем параметре потока отказов шСр, среднем времени восста­ новления tu

И + = Д / Ѵ вшсрТЛ (Р > Рог)-

При соСр = 2 раза/год, tB = 10 ч, Т = 5 лет

WH= 150 • 2 • 10 ■5 • 0,147 = 2 200 кВт • ч.

При распределении суточных максимумов по закону равно­ мерной плотности среднее значение нагрузки на участке между

Р ;и И Р о г

-Рм ~Ь Рог

и среднее значение дефицита мощности

АРср = Рср — Рог*

Для данных примера 10-2:

Соответственно количество недополученной электроэнергии при законе равномерной плотности

Wn = 100 • 2 ■10 ■5 • 0,147 = 1 470 кВт • ч.

По найденным значениям W Hможно определить ущерб, руб/год, пользуясь удельной величиной yw, руб/(кВт-ч);

y = ywWu.

Поскольку величины yw имеют значительный разброс для различных отраслей промышленности, более точным будет подсчет ущерба при известных значениях прямого ущерба, вероятного времени нарушения технологического процесса и недовыпуска продукции для каждого типа пред­ приятия. Работ в этом направлении выполнено еще недоста­ точно и в литературе мало опубликовано соответству­ ющих материалов, хотя вопрос расчета оптимального уровня надежности остается актуальным.

Задача оптимизации резервирования при рассмотрении вариантов внешнего электроснабжения получается сравни­ тельно простой, так как обычно приходится лишь рассмат­ ривать вопрос о числе питающих линий или трансформато­ ров на главных понизительных подстанциях ГПІТ.

Более сложно установление оптимальной степени резер­ вирования внутри предприятия. В этом случае необхо­ димо учитывать технологические связи между отдельными участками производства. Наличие последних усложняет

390

задачу оптимизации резервирования электроснабжения, особенно при возможности временного продолжения работы последующих участков при остановке предыдущих за счет запасов промежуточных складов. Получающиеся при этом сложные вероятностные соотношения приводят к необхо­ димости решения задач оптимизации резервирования методом статистического моделирования на ЭВМ, для чего имеются разработанные алгоритмы.

10-5. АГРЕГАТЫ РЕЗЕРВНОГО ПИТАНИЯ (АРП)

К особой категории относятся потребители, нарушение электроснабжения которых сопровождается тяжелыми последствиями (гибель людей, пожары, взрывы и т. д.). Сюда же относятся государственные учреждения особой важности, особо важные оборонные объекты, узлы связи и радиоцентры государственного значения, а также объекты гражданской обороны — бомбоубежища. В хими­ ческой, металлургической и других отраслях промышлен­ ности к этой категории относятся автоматика и КИП, задвижки и запорная арматура и т. п. (в большинстве случаев небольшой мощности).

Во многих отраслях промышленности все шире приме­ няются автоматические системы управления производством АСУП с применением электронных вычислительных машин ЭВМ, логических элементов и других устройств.

Для подобных потребителей возникает целесообраз­ ность установки агрегатов резервного питания (АРП). При этом имеется в виду, что само техническое оборудо­ вание, для которого создается такое питание, имеет высо­ кий уровень надежности, иначе усиливать резервирование электроснабжения не имеет смысла.

Хотя ПУЭ требует для I категории применения АВР при двух источниках, но сами системы АВР могут давать отказы. Далее возможны отказы одной линии при ремонте другой, хотя ПУЭ допускают не учитывать такое поло­ жение. Возможны также аварии в энергосистемах с пога­ шением питания узлов нагрузки. Поэтому возникает необходимость иметь третий источник хотя бы неболь­ шой мощности, обеспечивающей безаварийное погашение производства.

Обеспечение третьим источником возможно от ТЭЦ и ГПП при условии, что имеются две линии от разных сек­ ций ГІІП, на которой установлены два трансформатора,

391

питающиеся по отдельным линиям от энергосистемы плюс одна линия от ТЭЦ, или, наоборот, две линии от двух секций ТЭЦ разных генераторов плюс одна линия от ТПП, питающейся от энергосистемы помимо ТЭЦ.

Применяемые в качестве третьего источника АРП раз­ личаются по мощности, напряжению, роду тока, частоте, источнику энергии, длительности работы Тр, качеству напряжения и частоты, времени пуска в работу /пуск или

При установке агрегата (например, двигатель-генератор с маховиком), кинетическая энергия которого используется при отключении сети, можно получить при нарушении электроснабжения мощность до 200 кВт постоянного и переменного тока с удовлетворительным качеством напря­ жения и временем работы до 20—30 с при времени пуска /пуск = 0. Такая система удовлетворяет требованиям работы автоматики и защиты, необходимой для безаварий­ ного погашения производства. Эта система применялась также в качестве источника оперативного тока на подстан­ циях.

Аккумуляторные батареи применяются в широком диапазоне мощностей: от небольших для питания КИП, связи, освещения до 500 кВт при силовой нагрузке.

392

Длительность Тѵ может составлять от 0,5 ч и выше для мощных, более суток — для мелких батарей. Время пуска Оіусгі — доли секунды в зависимости от схемы. При необ­ ходимости получения переменного тока в этом случае требуется инвертор.

Дизельные агрегаты выполняются в большом диапа­ зоне мощностей: от 4—8—16 кВт до 1 000—1 250 кВт, максимально 3 200 кВт. Пуск стартером от аккумулятор­ ной батареи или сжатым воздухом (от 100 кВт и выше). Время пуска 15—120 с. ГОСТ 10032-69 устанавливает три степени автоматизации дизельных агрегатов. При

Рис. 10-3. Схема АРП с маховичным двигателемгенератором.

Аі и А2 — автоматические выключатели; АД — асинхронный двигатель; М — маховик; Г — генератор постоянного или переменного тока; ШРП — шины резервного питания.

третьей степени автоматизации агрегат включается авто­ матически и может работать до 150 ч без обслуживающего персонала. В качестве топлива применяется нефть; кроме того, необходимо масло для смазки, вода или воздух для охлаждения. Газотурбинные установки (ГТУ) при­ меняются авиационного типа, отработавшие ресурс лет­ ных часов (100—200 ч), но достаточно надежно работающие в условиях стационарной установки. Например, име­ ются передвижные автоматизированные электростанции ГІАЭС-1250-Т/6,3 и ПАЭС-1600-Т/6,3 мощностью 1 250 и 1 600 кВт, трехфазного тока, напряжением 6,3 кВ; они работают на керосине, дизельном топливе или природном газе; taуск —до 5 мин; Тр — до 250 ч, без обслуживающего персонала.

На рис. 10-3 показана схема двигателя-генератора с маховиком и таблица работы аппаратов в схеме. Мощ­

393