Выдержка из текста работы
Повышение эффективности производства продукции и услуг требует от руководства предприятия организации эффективного использования различных ресурсов, включая энергетические. Для этого необходимо наладить контроль и учёт за расходованием всех видов энергоресурсов, внедрить автоматизированное регулирование в системах энергопотребления. Лишь после этого можно эффективно заниматься вопросами энергосбережения. Анализ эффективности использования ТЭР может быть проведён лишь на основе количественных данных их потребления с учётом всей энергетической цепочки от генерирования энергии до её конечного применения.
Поэтому основным направлением государственной политики энергосбережения в настоящее время является создание на предприятиях и организациях автоматизированных систем контроля и учёта энергоносителей. АСКУЭ, осуществляющая автоматизированный сбор, обработку, хранение и представление данных по потреблению определённых энергоресурсов, безусловно облегчает, ускоряет и уточняет работу по сокращению производственных и непроизводственных затрат энергоресурсов при обеспечении надёжности энергоснабжения. Это также облегчает финансовые расчёты между субъектами рынка электроэнергии, так как оплата производится в соответствии с фактическими объёмами поставки и потребления ресурсов.
При наличии современной АСКУЭ промышленное предприятие полностью контролирует весь процесс своего энергопотреблении, и имеет возможность по согласованию с поставщиками энергоресурсов гибко переходить к разным тарифным системам, минимизируя свои энергозатраты. В связи с этим, сегодняшний день промышленных предприятий в области энергоучета непосредственно связан с внедрением современных АСКУЭ.
1. Общая характеристика предприятия
В качестве проектируемого объекта был выбрано большое предприятие. Предприятие запитывается от ПС «Свердловская» западных сетей по двум кабельным ЛЭП 35кВ (до ГПП 1) и от ПС «Калининская» западных электрических сетей от ВЛ 35 кВ (до ГПП 2). От ГПП 1 и ГПП 2 по шинам 6 кВ запитывается 20 городских трансформаторных подстанций. Субабонентов нет. Граница балансовой принадлежности электрических сетей и УЭТМ от ПС Свердловская проходит на уровне 35 кВ, от ПС Калининская — на уровне 110 кВ.
Энергосистемой Свердловэнерго установлен двухставочный тариф оплаты за электроэнергию и мощность (двухставочный тариф включает в себя: ставку платы за покупку 1 кВт*часа электрической энергии и ставку платы за 1 кВт электрической мощности). Установлены зоны времени для максимальной нагрузки утреннего и вечернего максимума (для зимы и лета):
* утренний максимум зима, лето: с 8.30 до 11.30;
* вечерний максимум зима: с 17.30 до 21.30
* вечерний максимум лето: с 19.30 до 22.00.
Все потребители относятся к I категории электроснабжения, то есть отключение этих потребителей приводит к очень большому материальному ущербу или человеческим жертвам. Их отключение допускается на время автоматического ввода резерва. К потребителям I категории обычно прокладывают две отдельные линии электропередач.
План предприятия представлен на рисунке 1.
Рисунок 1.
2. Исходные данные
Рисунок 2. — ТП-14
3. Расчет АСКУЭ
3.1 Анализ сведений о предприятии и схемы рассматриваемого объекта предприятия
Согласно исходным данным граница балансовой принадлежности электрических сетей от ПС «Свердловская» проходит на уровне 35 кВ, от ПС «Калининская» — на уровне 110 кВ, значит, расчетные (коммерческие) приборы учета возможно должны быть установлены на фидерах ПС «Свердловская» и ПС «Калиновская». Так как у данного предприятия нет субабонентов, заключивших прямой договор на электроснабжение с энергоснабжающей организацией, то расчетные (коммерческие) приборы учета в сетях предприятия исключены.
Рассматриваемый мною объект, ТП-14, имеет питание от двух ТП (ТП-3, ТП-13) двумя кабельными линиями 6 кВ от каждой ТП. В свою очередь ТП-14 питает с первой секции шин ТП-13 одной кабельной линией и со второй секции шин ТП-3 так же одной кабельной линией. Так как ТП-14 предназначена для снабжения механического цеха, то нагрузку данной ТП можно считать активной симметричной. Под механическим цехом мной подразумевается цех с установленными станками, где в течении всего дня нагрузка не постоянная.
Считаю целесообразным установку технических АСКУЭ на стороне 0,4 кВ ТП-14.
Структурная схема трехуровневой АСКУЭ изображена на рисунке 3.
Рисунок 3.
3.2 Анализ технических и экономических характеристик электрических счётчиков, выбор технически целесообразных и экономически оправданных типов
Согласно общим требованиям к расчетным счетчикам, применяемым в АСКУЭ, мною был выбран прибор учета типа СЭТ-4ТМ.02М, так как стоимость одного прибора учета (12590 рублей) значительно меньше, чем прибор учета типа «ЕвроАльфа» (от 20000 рублей) (ЕА02, ЕА05, ЕА10) и он значительно надежнее приборов учета типа ЦЭ-хххх и СЕ-ххх концерна «Энергомера». Приборы учета типа «ЕвроАльфа» обычно устанавливают как точки коммерческого учета на границе балансовой принадлежности потребителя с энергоснабжающей организацией, либо на отходящих высоковольтных линиях энергоснабжающей организации к потребителю, поэтому рассмотрение данного типа прибора учета можно исключить. Характеристики прибора учета СЭТ-4ТМ.02М представлены в таблице 1.
Таблица 1. Технические характеристики прибора учета СЭТ-4ТМ.02М
|
Наименование величины |
Значение |
|
|
Номинальное напряжение, В |
3х57,7/100, 3х(120-230)/(208-400) |
|
|
Номинальная (максимальная) сила тока, А |
1 (1,5) или 5 (7,5) |
|
|
Ток чувствительности, мА |
0,001 ном |
|
|
Номинальная частота сети, Гц |
50 |
|
|
Класс точности при измерении в прямом и обратном направлении: |
||
|
активной электроэнергии |
0,2S или 0,5S |
|
|
реактивной электроэнергии |
0,5 или 1,0 |
|
|
Погрешность измерения частоты сети, % |
не более ±0,1 |
|
|
Погрешность измерения фазных напряжений, % |
не более ±0,6 |
|
|
Скорость обмена информацией, бит/с: |
||
|
по оптическому порту |
9600 |
|
|
по интерфейсу RS-485 |
9600, 4800, 2400, 240, 120 |
|
|
Защита информации: |
три программных уровня и аппаратная блокировка |
|
|
Самодиагностика |
циклическая, непрерывная |
|
|
Рабочие условия эксплуатации электросчетчика: |
группа 4 по ГОСТ 22261 |
|
|
температура окружающего воздуха, °С |
от -40 до +55 |
|
|
относительная влажность, % |
до 90 при 30 °С |
|
|
Межповерочный интервал |
10 лет |
|
|
Средняя наработка до отказа, час |
90000 |
|
|
Средний срок службы, лет |
30 |
|
|
Масса электросчетчика, кг |
1,5 |
|
|
Габаритные размеры счетчика электроэнергии, мм |
325х170х77 |
3.3 Анализ технических и экономических характеристик микроконтроллеров, выбор технически целесообразных и экономически оправданных типов
автоматизированный учет энергоноситель трансформатор
Так как в последнее время приборостроительные заводы-изготовители к своим приборам учета изготовляют индивидуальные УСПД, работающие только с приборами учета этого изготовителя, мною были выбраны для рассмотрения два УСПД:
1. Комплект комбинированный УСПД-2.03 производства Нижегородского завода им. Фрунзе, изготовленный специально для работы в паре с приборами учета НЗиФ. В моем случае — это прибор учета типа СЭТ-4ТМ.02М.
2. УСПД «ЭКОМ-3000» производства «ProSoft Systems» г. Екатеринбург. Является универсальным устройством, работающим в паре с большинством приборов учета разных приборостроительных заводов.
Произведем анализ технических и экономических характеристик этих приборов в таблицах 2.
Таблица 2. УСПД-2.03.
|
Наименование величины |
Значение |
|
|
Диапазоны рабочих частот |
GSM-900 и GSM-1800 |
|
|
Выходная мощность передатчика, Вт |
2 — в диапазоне GSM-900, 1 — в диапазоне GSM-1800 |
|
|
Напряжение питания SIM-карты, В |
3 или 5 |
|
|
Интерфейсы |
GPRS, класс 8; CSD, непрозрачный, скорость передачи — 9600 бит/c; RS-485, скорость — от 300 до 115200 бит/с с битом контроля нечётности или без него |
|
|
Максимальное количество приборов учета, подключаемых по RS-485 |
от 32 до 256 (в зависимости от характеристик подключаемых приборов) |
|
|
Напряжение питания, В |
от 100 до 265 |
|
|
Потребляемая реактивная мощность, ВА |
не более 25 |
|
|
Сохранение информации при откл. питания |
до 3-х лет |
|
|
Частота сети, Гц |
от 47,5 до 52,5 |
|
|
Диапазон рабочих температур, ?С |
от -30 до +55 |
|
|
Габаритные размеры, мм |
не более 336х306х91,5 |
|
|
Масса, кг |
не более 3,2 |
|
|
Цена |
24987 рублей |
После анализа всех параметров мною был выбран комплект комбинированный УСПД-2.03 НЗиФ.
3.4 Анализ технических и экономических характеристик трансформаторов тока, выбор технически целесообразных и экономически оправданных типов
Произведем расчет номинала трансформаторов тока для подключения в расчетную схему прибора учета.
Согласно расчету выбираем для рассмотрения следующие трансформаторы тока с номиналом 2000/5: Т-0,66, ТТИ-100, ТШП-0,66.
Характеристики трансформаторов тока сведем в общую таблицу 3.
Таблица 3. Характеристики трансформаторов тока.
|
Т-0,66, г.Самара |
ТТИ-100, Китай |
ТШП-0,66,г.Екатеринбург |
||
|
кл. точности |
0,5 |
0,5 / 0,5s |
0,5 / 0,5s |
|
|
номинальная вторичная нагрузка, ВА |
5 |
15 |
1-10 |
|
|
межповерочный интервал, лет |
5 |
4 |
8 |
|
|
класс напряжения |
0,66 |
0,66 |
0,66 |
|
|
цена, рублей |
654 |
829 |
585 |
Исходя из ценовой категории и срока межповерочного интервала трансформаторов тока, мною были выбраны трансформаторы тока типа ТШП-0,66 производителя ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока».
4. Нанесение выбранных элементов АСКУЭ на электрическую схему
На рисунке 4 представлены элементы АСКУЭ на примере одного ввода на стороне РУ-0,4 кВ ТП-14.
Рисунок 4. Элементы АСКУЭ на электрической схеме.
Заключение
Задачи анализа эффективности потребления электроэнергии с учетом технологического процесса (ТП), контроля в реальном времени за реальной нагрузкой отдельных производств и предприятия в целом с последующей оптимизацией режимов работы производства невозможно решать на морально устаревшем оборудовании, в настоящее время на рынке России появился широкий спектр современных приборов способных объединяться в АСКУЭ, тем самым созданы все условия для широкого внедрения АСКУЭ на промышленных предприятиях нашей страны.
Автоматизированная система контроля и учёта энергоносителей (АСКУЭ) представляет собой систему которая объединяет в себе все средства учёта различных энергоносителей которые подключаются к ЭВМ. АСКУЭ позволяет существенно упростить сбор данных с многочисленных приборов учёта, а также существенно повысить точность получаемых данных, а применение ЭВМ позволяет упростить обработку и анализ собранных данных.
Система АСКУЭ уже широко используется в передовых Западных странах, и в последнее время начинается её внедрение в России. Всё большее число предприятий России приходит к выводу о необходимости построения собственной системы АСКУЭ. Опыт зарубежных стран и опыт отечественных предприятий создавших и успешно эксплуатирующих систему АСКУЭ показывает, что АСКУЭ принадлежит будущее.
Размещено на
