Энергообеспечение предприятия

На сегодняшний день такая интеграция применяется редко, но на рынке такие системы востребованы, и их востребованность будет расти в будущем. Особенностью мониторинга с применением АСКУЭ является его многоуровневость [13,6]. Пример выполнения АСКУЭ представлен на рисунке 10. Рисунок 10 .Пример системы АСКУЭ Краткое описание системы энергообеспечения участка (цеха)Примерная схема электроснабжения цеха или участка показана на рисунке 11. Рисунок 11. Схема электроснабжения цеха. Питание цеха осуществляется через защитный автоматический выключатель QF1 и магнитный пускатель КМ1, снабжённый системой оперативного отключения в случае непредвиденных ситуаций. Выключение осуществляется путём нажатия кнопки аварийного отключения. Как правило, автомат QF1 имеет два типа защит – тепловую и электромагнитную. Первая обесточивает цех в случае повышенного расхода электрической энергии и в случае опасности перегрева проводов, вторая обесточивает цех в случае короткого замыкания. Питание станков осуществляется через автоматы QF2 и QF3, а также через собственные магнитные пускатели КМ2 и КМ3, как показано на рисунке. Магнитные пускатели служат для мгновенного отключения станков в случае опасности для обслуживающего персонала и в иных «форс-мажорных» ситуациях. Розетки 220В для питания различной вспомогательной аппаратуры запитаны, как правило, через разные фазы, чтобы избежать разного потребления электроэнергии по фазам и тем самым предотвратить возможный перекос напряжений фаз. Каждый блок розеток снабжён своим автоматом, причём в данном случае крайне необходимо соблюдать селективность – в случае короткого замыкания любого прибора, питающегося от розетки, должны срабатывать QF4, QF5или QF6 до того, как сработает автомат QF1. Выводы к Главе 3: в данной главе рассмотрены пути, методы и средства модернизации и улучшения работы системы энергообеспечения промышленного предприятия, рассчитаны и выбраны элементы устройств системы – ограничители напряжения, разъединители, защитные автоматические выключатели, трансформаторы. Кроме того, показаны преимущества новой аппаратуры по сравнению со старой. Экономическая часть. Расчёт эффективности модернизации системы энергообеспеченияТехнико-экономическое обоснование модернизации системы энергообеспеченияВ настоящей дипломной работе были предложены пути и методы модернизации системы энергообеспечения промышленного предприятия, поскольку было решено, что старая схема и старое оборудование не вполне удовлетворяет современным требованиям и стандартам. Цели, которые преследовал автор, предлагая новую систему, можно сформулировать следующим образом: а) экономия средств на обслуживание; б) уменьшение электрических потерь; в) улучшение её качественных характеристик - надёжности и долговечностиЭти вопросы были рассмотрены в следующей последовательности : - Измерили потребляемую мощность, активную и реактивную, всей подстанции (Глава 1, таблицы 1 и 2); - Измерили потребляемую мощность, активную и реактивную, по всем потребителям (Глава 1, таблицы 1 и 2); - Оценили коэффициент мощности как по подразделениям, так и в целом по подстанции и потребителям её электроэнергии; - Охарактеризовали состояние техники, технологии и организации труда на подстанции и её потребителях, установили причины повышенного потребления электроэнергии, причины низкого коэффициента мощности, наметили пути совершенствования системы электропотребления как с позиции увеличения коэффициента мощности и экономии электроэнергии, так и с позиции увеличения надёжности. Технико-экономическое обоснование внедрения новой техникиВ ходе работы была разъяснена сущность реконструкции и её принципы. Сущностью являлось: замена одних автоматических выключателей другими; замена одних трансформаторов другими; внедрение корректоров коэффициента мощности – как активных, так и пассивных; внедрение устройств плавного пуска, внедрение АСКУЭ. При этом учитывалось состояние данного оборудования, новые течения в науке и технике. В ходе работы по реконструкции системы энергоснабжения были проведены конкретные мероприятия по модернизации существующей техники, в частности ликвидация масляных трансформаторов и выключателей, замена их на вакуумные и сухие, внедрение установок коррекции мощности, внедрение АСКУЭ, внедрение новых систем релейной защиты, внедрение АВР и т.д. Был произведён расчёт новых систем и оборудования. Расчёт экономической эффективности от модернизацииМетодологический ключ к определению путей повышения экономической эффективности производства - это обеспечение роста результата или снижения затрат, или одновременно - и роста результата, и снижения затрат, что в конечном счете должно приводить к увеличению полезных результатов на единицу совокупности затраченных ресурсов. Поэтому разработка мероприятий по повышению экономической эффективности производства связана с необходимостью: ■ получить больший результат при неизменных затратах ресурсов; ■ получить тот же результат при уменьшении затрат ресурсов; ■ достичь более высокого темпа роста результата по сравнению с темпом роста ресурсных затрат; ■ обеспечить рост результата при одновременном снижении затрат. Таким образом, существует два магистральных пути повышения экономической эффективности производства: ■ обеспечение роста конечного результата производства – прибыли, объемов производства и реализации продукции при тех же затратах и соблюдении требований к качеству продукции (работ, услуг); ■ обеспечение снижения затрат ресурсов на единицу результата при повышении качества продукции (работ, услуг).В настоящей работе описана реконструкция системы энергообеспечения с целью снизить затраты на единицу производимой продукции, а именно – улучшить качество электрической энергии, увеличить коэффициент мощности, уменьшить потери в силовом оборудовании, что, несомненно, снижает затраты и способствует росту производительности труда. Для измерения эффективности производства используются показатели производительности труда, фондоотдачи, рентабельности, прибыльности, окупаемости и др. С их помощью сопоставляются различные варианты развития и реконструкции объектов, решения его структурных проблем. В нашей работе мы просчитали срок окупаемости вложений по модернизации и реконструкции системы энергоснабжения. Для этого следует:Оценить стоимость покупки нового оборудования (из предположения, что реконструкция подстанции займёт 1 год, не более);Оценить стоимость внедрения нового оборудования (покупку сопутствующих материалов, зарплаты разработчиков, проектировщиков и конструкторов)Оценить стоимость модернизации устройств, потребляющих энергию и распределяющих её;Оценить стоимость проведения мероприятий, касающихся энергопотребления и экономического эффекта от экономии;Оценить стоимость обслуживания нового оборудования;Оценить стоимость обслуживания старого оборудования;Оценить стоимость электроэнергии, которую потребляло старое оборудование с учетом старого коэффициента мощности;Оценить потери электроэнергии в проводах, которые были до реконструкции подстанции; Оценить потери электроэнергии в проводах, которые имеются в спроектированной системе; Оценить стоимость демонтажа старого оборудования и монтажа нового оборудования;Оценить стоимость реализации старого оборудования по остаточной стоимости;Оценить стоимость потерь электроэнергии, которые были устранены после реконструкции; Оценить стоимость простоя завода (цеха, отдела) при перебоях в электроснабжении;Срок, при котором окупится вложение денег в модернизацию электроснабжения, рассчитывается из уравненияA+B+C+D+Ex - Fx - Gx - Hx + Ix + J – K – Lx = 0, где А – стоимость покупки нового оборудования В – стоимость внедрения нового оборудования С – стоимость модернизации потребителей D - стоимость проведения мероприятий Е – стоимость обслуживания нового оборудования в год F – стоимость обслуживания старого оборудования в год G – разница в потреблении электроэнергии старого и нового оборудованияН – стоимость электроэнергии, рассеиваемой в проводах при старой системе электроснабжения в год I - стоимость электроэнергии, рассеиваемой в проводах при новой системе электроснабжения в год J – стоимость демонтажа старого оборудования и монтажа нового оборудования К – стоимость реализации старого оборудования по остаточной стоимостиL –стоимость потерь подстанции и потребителей (руб. в год) при перебоях в системе электроснабжения или на время вынужденного простоя при ревизии и плановом ремонте электрооборудованиях – срок окупаемости (неизвестная величина)Оцениваем по сайтам продаж, сколько стоит покупка нового оборудования; стоимость внедрения рассчитываем по внутренним нормалям предприятия и расценкам на трудозатраты; стоимость модернизации потребителей находится из расчёта себестоимости внедрения новых технологий (УКРМ и т.д.) по нормам данных предприятий; стоимость проведения мероприятий рассчитывается исходя из стоимости рабочего времени специальных сотрудников, администрации и рабочего персонала; стоимость обслуживания нового оборудования рассчитывается из зарплаты рабочих, наладчиков, программистов, инженерно-технического персонала; стоимость демонтажа опять же рассчитывается по расценкам сотрудников подстанции и по расценкам предприятий, которые осуществляют такую деятельность в случае привлечения их. Стоимость реализации старого оборудования по остаточной стоимости (если срок его эксплуатации не превышен) рассчитывается из фактических цен на рынке. Стоимость потерь электроэнергии на новом и старом оборудовании рассчитывается исходя из фактических потерь, измеренных на подстанции (старое оборудование) и рассчитанных исходя из физических принципов работы нового оборудования, при этом обязательно рассчитывается скорректированный коэффициент мощности, потери в сердечниках трансформаторов и иные аспекты. Сложнее всего оценить М, поскольку потери от года к году отличаются – для оценки приходится пользоваться методами статистического анализа. После измерения и расчёта параметров подставляем их в формулу. A+B+C+D+Ex – Fx – Gx – Hx + Ix + J – K – Lx = 0 Рассчитываем в миллионах рублей, округляя результаты до трех значащих цифр. 14,3 + 2,7 + 4,4 + 0,5 + 0,9x – 1,3x – 4,1⋅х + 1,7⋅х + 0,6 – 1,3 – 1,0x = 021,2 – 3,8∙х = 0х = 5,57 Срок окупаемости примерно пять с половиной лет, что является удовлетворительным значением. При этом ещё не учтена повышенная надёжность работы оборудования, которая связана с внедрением передовых технологий. Выводы: в данном разделе оценена экономическая целесообразность реконструкции и просчитан срок окупаемости внедрённого оборудования. Было доказано, что решение о реконструкции системы энергообеспечения было правильным с экономической точки зрения.Охрана трудаОхрана труда - система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Научно-технический прогресс, в том числе модернизация системы энергообеспечения, внес серьезные изменения в условия производственной деятельности работников умственного труда. Характеристика и анализ вредных и опасных производственных факторов на предприятииВсе причины, по которым возникают несчастные случаи и профессиональные заболевания у работников подстанции, группируются по трем сферам:Технические причины;Организационные причины;Санитарно-гигиенические причины. Технические причины: отсутствие ограждений и предохранительных устройств, неудовлетворительное состояние вспомогательного оборудования, инструментов, измерительных приборов; неисправное состояние электрических сетей или их плохая изоляция, наличие высших гармоник тока (вследствие чего персонал подвергается повышенному уровню излучения) и т.д.Организационные причины: неправильное размещение оборудования, неудовлетворительная организация расположения и содержания рабочих мест и проходов; отсутствие надлежащей организации инструктажей по технике безопасности; применение недозволенных (опасных) способов эксплуатации и технического обслуживания приборов; нарушение режима труда и отдыха; отсутствие предупредительных надписей; отсутствие должного руководства и надзора за производством работ; низкая трудовая дисциплина; привлечение к работе лиц не по специальности и т.д.Санитарно-гигиенические причины: несоблюдение нормальных микроклиматических условий (температура и относительная влажность воздуха); плохая вентиляция помещения; недостаточная площадь производственных помещений; нерациональное освещение рабочих мест; плохая изоляция производственных подразделений от шумов; неправильное содержание отходов производства, мусора, загромождение проходов и т.п.Зачастую несчастный случай и профессиональное заболевание - следствие не одной, а нескольких причин. Для устранения указанных причин была запланирована система мероприятий по технике безопасности и охране труда, как например:- своевременное и качественное выполнение работ по контролю за техническим состоянием оборудования и проведение планово-предупредительных ремонтов и необходимых профилактических работ;- систематический контроль за состоянием изоляции электропроводов, кабелей, изоляционных трубок, трансформаторов;- специальные ограждения движущихся частей машин и механизмов;- установка электромеханической аппаратуры в сухом помещении с полами, плохо проводящими ток;- разработка инструкций по техническому обслуживанию измерительных и других средств, а также контроль за их соблюдением;- соблюдение правил противопожарной безопасности.Опасные и вредные факторы в процессе модернизации Целью дипломного проекта является система энергообеспечения, причём в ходе работы над дипломом была рассмотрена необходимость её модернизации или усовершенствования. Поэтому в данном пункте вкратце упомянем следующие опасности и вредности [17]:Психоэмоциональное напряжение. Возможный травматизм, связанный с разборкой и транспортировкой старого оборудования. Воздействие паров масла и присадок масла, используемых в старых трансформаторах.Возможный вред здоровью при перенесении чрезмерных тяжестей. Опасные и вредные факторы после модернизацииПоскольку после модернизации сохраняется необходимость в обслуживании новой системы энергообеспечения, вкратце перечислим основные опасности и вредности, которые неизбежно сохранятся даже в самой совершенной системе энергообеспечения, а именно: Опасность поражения электрическим током при проведения регламентных работ по обслуживанию и ремонту.Опасность для жизни и здоровья в случае возможного пожара.Вред от электромагнитных излучений и магнитных полей переменного тока [18].Вред от монотонного шума сердечников трансформаторов от магнитострикции (для дежурного персонала). Меры по ликвидации и уменьшению вредаДля ликвидации или уменьшения возможного вреда для здоровья и опасности для жизни при проектировании, реконструкции и работе на новом оборудовании системы энергообеспечения были приняты следующие меры:Организация рабочего места, соответствующего нормам и инструкциям, неукоснительное соблюдение СН 245-71 Организация труда и отдыха работников, соблюдение ТК РФ [15] и СНиП [11, 15]. Соблюдение СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 "Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы"Обеспечение рабочих мест необходимой вентиляцией согласно СанПиН 2.2.4.548-96 и ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ "Общие санитарно - гигиенические требования к воздуху рабочей зоны" .Применение средств индивидуальной защиты при разборке и демонтаже старого оборудования - респираторов, перчаток и др. Неукоснительное соблюдение ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ "Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности". Обеспечение нормальной освещённости . Выводы: в данной главе автор подробно излагает производственные факторы, ведущие к опасности для жизни и здоровья. Излагаются пути и методыуменьшения производственного травматизма, а также снижения риска профессиональных заболеваний до модернизации, в ходе и после неё. Рассматриваются также пути увеличения уровня комфорта и удобства для работников, обслуживающих систему энергообеспечения. ЗаключениеВ работе описана система энергообеспечения предприятия, отмечены её достоинства и недостатки, намечены пути её видоизменения с целью её усовершенствования, внедрения новой техники, экономии электроэнергии, снижения уровня помех, наводимых в сеть.В разделе 2 описаны особенности и характер потребления электроэнергии, подробно рассмотрены все аспекты и способы экономии электрической энергии, как например – внедрение УКРМ, внедрение вакуумных выключателей вместо масляных и внедрения сухих трансформаторов. В разделе 3 описана предложенная система энергообеспечения предприятия, выбраны новые компоненты оборудования с подробным изложением принципов выбора. Особенностями предложенной схемы является применение самых передовых технологий, а именно: системы автоматического ввода резерва (АВР), системы оперативного питания на базе аккумуляторных батарей, внедрение системы защиты и сбора информации по CAN-системе, внедрение системы автоматической системы контроля и учёта электроэнергии (АСКУЭ)В разделе 4 было дано обоснование необходимости реконструкции подстанции, а также установлено, что срок окупаемости при выполнении подобного проекта вполне приемлемый. В разделе 5 также были рассмотрены вопросы безопасности и охраны труда, была произведена оценка степени влияния тех или иных производственных факторов на здоровье человека, оценена опасность этого влияния, также было показано, что предложенные меры сделают работу и условия труда более комфортными и безопасными. В ходе работы пришлось столкнуться с определенными трудностями, такими, как недостаток информации по результатам модернизации подстанций, систем электроснабжения и иного оборудования предприятия. Безусловно, такая информация позволила бы автору более обстоятельно и подробно сравнить теорию и практику расчётов систем энергообеспечения. Тем не менее, данный проект, с акцентом на применение новой техники и модернизацию, делает тему диплома «Энергообеспечение предприятия» более понятной и содержательной, так как не только описывает систему, но и показывает все достоинства и недостатки существующих систем, а также описывает пути усовершенствования систем энергообеспечения предприятий Список литературыEnlitEurope 2022 - Международная энергетическая выставка и конференция. Материалы конференции. А.А. Иванов. Сравнение сухих и масляных трансформаторов. Доклад на международной энергетической выставке, 12 с. Данилин А.В, Захаров В.А. Принципы построения и работы АСКУЭ - Мир измерений. №1.- 2001 - с.12-17.Ершов, А.М. Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий: учебное пособие. А.М. Ершов, О.А. Петров. – Челябинск: ЧПИ, 1989. – Ч. 2. – 48 с.Захарова Л.Ф. Методические принципы построения современных систем оперативного питания. МТУСИ, Москва, 24 с.Куликов Ю.А. Переходные процессы в электрических системах: учеб. пособие / Ю.А. Куликов. ― Новосибирск: Изд-во НГТУ; М.: Мир: ООО «Издательство АСТ», 2003. ― 283 сОчнев П.Г., Щемелева Ю.Б. — Реализация АВР потребителя I категории при наличии двух основных вводов и одного резервного ввода от дизельной электростанции // Электроника и электротехника. – 2019. – № 1. – С. 17 - 23. Правила устройства электроустановок. Издание 7, 2006.Розанов Ю. К. Электрические и электронные аппараты: Учебник для вузов по направлению "Электротехника, электромеханика и электротехнологии" / Ю. К. Розанов . – 2-е изд., перераб. и доп . – М. : Информэлектро, 2001. – 420 с.Румянцев, Д.Е. Современное вакуумное коммутационное электротехническое оборудование сетей и подстанций / ИПК госслужбы, 2000. – 71 с.Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений" (утв. постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 1 октября 1996 г. N 21)Смирнов С. С. Высшие гармоники в сетях высокого напряжения. Научное издание – 326 с.Схемы электрических соединений подстанций: учебное пособие / С. Е. Кокин, С.А. Дмитриев, А.И. Хальясмаа.— Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2015.— 100 сТретьяков С.А. CAN-cистемы. Локальная сеть контроллеров. НПКФ «Дэйтамикро». Трудовой Кодекс Российской Федерации. Принят Государственной Думой 21.12.2001.Халилов Ф.К. Классификация перенапряжений. Учебное пособие. СПб, Центр подготовки кадров энергетики, 2013.Федеральный закон о специальной оценке условий труда. Принят Государственной Думой 23.12.2013 г.Ф.И. Одинаев. Электромагнитные излучения и здоровье человека. Вестник ТГУ, т.20, вып.6, 2015. https://po-nzk.ru/products/avtomaticheskie-kondensatornye-ustanovki-tiristornue/ Автоматические конденсаторные установки фильтровые тиристорные (АКУФТ). Сайт Завода Конденсаторов (Новосибирск)