Особенности систем электроснабжения промышленных предприятий

Электроснабжение промышленных предприятий. Промышленные предприятия потребляют от 30 до 70 % электроэнергии, вырабатываемой в составе ЭЭС. Значительный разброс промышленного потребления определяется индустриальной развитостью и климатическими условиями различных стран; для индустриально развитых стран, включая РФ, характерны количественные значения данного энергопотребления в 50—70 %. В данную группу входят предприятия машиностроения, черной и цветной металлургии, химической промышленности, стройматериалов, текстильных и продовольственных производств и многих иных.

Суммарные установленные мощности ЭП и соответствующие им электрические нагрузки промышленных предприятий изменяются в весьма широких пределах, ориентировочно от единиц мегаватт (металлообработка, мелкое машиностроение и т.п.) до 300—500 МВт и более (крупное машиностроение, черная металлургия, электролиз алюминия и иных цветных металлов). Вместе с тем для основной части предприятий характерны мощности в пределах 30—150 МВт.

Системы электроснабжения промышленности характеризуется наибольшим многообразием видов применяемых ЭП, их номинальных мощностей и режимов работы. Вместе с тем основными из них в данной области являются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором (60—90 %), значительную часть которых составляют электродвигатели 10—50 кВт (380 В). Синхронные двигатели и крупные асинхронные с регулируемым пуском применяются в 10—20 % электроприводных установок. В связи с указанным основные влияния данных ЭП на СЭС в целом заключаются в: колебаниях напряжения, вызываемых значительными пусковыми токами короткозамкнутых асинхронных двигателей; возможностях массового торможения асинхронных двигателей при снижениях рабочего напряжения до 70—80 % номинального значения («лавина напряжения»); возможностях работы синхронных двигателей как с потреблением, так и с выдачей реактивной мощности.

Из всего многообразия видов ЭП промышленности значительное влияние на режимы СЭС (в некоторых случаях и на режимы ЭЭС) оказывают электротехнологические и выпрямительные установки. Электродуговые сталеплавильные печи характеризуются установленной мощностью до 100—150 МВт и резкопеременными режимами работы с изменениями потребляемой активной и реактивной мощности в единицы и десятки МВт/с и Мвар/с. Электросварочные агрегаты, широко применяемые в машиностроении, имеют установленную мощность до 2000 кВ · А, их работа характеризуется низкими коэффициентами мощности (0,2—0,6) и резкопеременной нагрузкой (сотни герц).

В указанных случаях неизбежны значительные колебания напряжения. При применении выпрямительных установок (электролиз, электротермия и др.) из сети переменного тока потребляются несинусоидальные токи, ведущие к несинусоидальности напряжения (в той или иной степени) в СЭС в целом.

В настоящее время значительная часть промышленных предприятий характеризуется 2—2¹/₂-сменным графиками работы (влияние социологических и здравоохранительных факторов). Упрощенный суточный график активных нагрузок такого производства приведен на рис 12.2, г Вместе с тем ряд производств, например, доменные, сталеплавильные, электролизные, химические и другие производства, естественно, вынуждены работать в 3 смены.

В ряде расчетов, как, например, определения потребляемой электроэнергии и годовых потерь электроэнергии, применяется показатель продолжительности использования наибольших нагрузок T _нб. Данная величина может приниматься равной 4500—5500 ч/год для 2—2¹/₂-сменных и 7500—8000 ч/год для 3-сменных и непрерывных производств.

Промышленные установки потребляют значительную реактивную мощность, поэтому «естественный» (без учета компенсации реактивных нагрузок) коэффициент мощности нагрузки обычно не выше 0,7—0,8.

Большая часть промышленных производств нуждается в высокой надежности электроснабжения, допуская перерывы подачи напряжения лишь на время включения резервного питания (резервные линии, трансформаторы) в пределах 1—2 с (I категория надежности электроснабжения по [12.9]). Наряду с этим: а) ряд производственных процессов химической, нефтеперерабатывающей, электронной и других видов промышленности требуют практически бесперебойного электроснабжения (особая категория по [12.9]), что осуществляется специальными резервными установками; б) ряд цехов и предприятия в целом (складские помещения, заготовка полуфабрикатов, деревообрабатывающие производства) допускают перерывы электроснабжения на время оперативных переключений дежурным персоналом в распределительных электросетях до 1 кВ и более высоких номинальных напряжений (II категория по [12.9]).

Более подробно о СЭС промышленности см. [12.5—12.8, 12.12, 12.14].

Дата добавления: 2014-01-03