8.1.2 Вимоги до сеп та принципи їх формування

Головними вимогами до систем електропостачання будь-якого промислового підприємства є:

0. забезпечення високої якості електроенергії, тобто нормованих значень напруги та частоти і їх відхилень на затискачах споживачів;

1. забезпечення потрібної підприємству кількості електроенергії та необхідної надійності електропостачання;

2. економічність роботи та безпека всіх елементів СЕП, їх зручність в експлуатації.

Однією з основних характеристик СЕП являється надійність, яка визначає економічну ефективність як самої СЕП, так і обслуговуючого нею технологічного процесу. Що стосується СЕП, то під її надійністю розуміють здатність забезпечення приймачів електроенергією заданою кількістю в межах допустимих показників її якості. Сама надійність СЕП також являється одним з показників її якості. Але цей показник суттєво відрізняється від інших, тому що, якщо система не відповідає необхідній ступені надійності, то всі інші показники якості втрачають своє практичне значення, так як не можуть бути використані повністю в експлуатації.

В умовах напруженого енергетичного балансу цілі енергопостачаючої організації (ЕС) та промислового підприємства часто стають конфліктними. ЕС намагається забезпечити свою стійкість за рахунок введення обмежень потужності в період максимуму її навантаження, а в передаварійній ситуації і обмежень споживання електроенергії. При цьому підприємства змушені відключати частину своїх приймачів.

Всі обмеження в електропостачанні можна розділити на чотири види.

Перший вид обмежень відноситься до неминучих, економічно недоцільних, що обумовлені фізичними відмовами елементів системи електропостачання.

Другий вид обмежень - економічно доцільні, обумовлені нерівномірністю добових графіків електричного навантаження енергосистеми. Економічна доцільність таких обмежень визначається зниженням заявленої потужності підприємством і відповідної оплати за електроенергію.

Третій вид обмежень відноситься до економічно недоцільних, що визвані недостатністю генеруючих потужностей в енергосистемі в результаті різного впливу на енергосистему, або її стану. Причинами такого впливу можуть бути: системні аварії, дефіцит генеруючих потужностей, стихійні лиха тощо.

Четвертий вид обмежень відноситься до недоцільних повних, або дуже значних і тривалих. Вони можуть з”являтись в основному в результаті розв’язання війн або в особливо екстремальних ситуаціях, спричинених землетрусом, паводком тощо.

При вирішенні питань обмеження електропостачання гірничих підприємств необхідно приймати до уваги характер технологічного процесу, можливість виникнення аварій, нещасних випадків, втрату дієздатності підприємства та інших явищ при повному відключенні підприємства від енергосистеми. Тому ряд електроспоживачів повинні мати можливість роботи при обмеженнях в електропостачанні, тобто гірниче підприємство повинно мати аварійну броню.

Взагалі потужність аварійної броні є дискретно зростаюча в часі функція. Менше значення потужності аварійної броні, чим цього вимагають технічні та технологічні умови, веде до збитку виробництва. Значення потужності аварійної броні залежить від тривалості повного обмеження централізованого електропостачання. Для другого та третього видів обмежень потужність аварійної броні загалом складається з потужності водовідливу та вентилятора, а для четвертого виду обмеження додатково необхідно приймати до уваги потужність електроприймачів технологічного процесу добування корисної копалини та доставки її на поверхню.

Для забезпечення потужності аварійної броні при четвертому типі обмеження електропостачання слід мати автономне джерело електропостачання та проводити активне регулювання режиму електроспоживання, вирівнюючи графік навантаження цього джерела.

Вимоги до електропостачання підприємства загалом залежать від споживаючої ним потужності, існуючої технології виробництва та вимог до надійності електропостачання окремих споживачів. Більшість сучасних гірничих підприємств відносяться до середніх та крупних. Для таких підприємств найбільш економічною та надійною є система глибоких вводів, за якої мережі напруги 35-220 кВ максимально наближаються до споживачів, часто підстанції “глибокого вводу” будуються на території підприємства. При цьому приймаються до уваги особливості даного підприємства, наявність зон з агресивним середовищем, режими роботи окремих споживачів, їх категорійність за надійністю живлення електроенергією.

СЕП повинна будуватися таким чином, щоб всі її елементи знаходилися під навантаженням. “Холодний” резерв в лініях та трансформаторах не допускається. При такому режимі роботи зменшуються втрати електроенергії та підвищується надійність тому, що “холодний” резервний елемент може при включенні під навантаження відмовити наслідок вчасно непомічених несправностей.

Для вірного вирішення питань надійності електропостачання необхідно чітко розрізнять аварійний та післяаварійний режими. Під аварійним режимом розуміють короткочасний перехідний режим, спричинений порушенням нормального режиму системи чи її окремих ланок і триваючий до відключення пошкодженої ланки релейним захистом.

Під післяаварійним режимом слід розуміти режим, що виникає після відключення пошкоджених елементів. Він продовжується до відновлення нормальних умов роботи. При цьому використовується так званий “прихований” резерв схеми електропостачання. СЕП в післяаварійному режимі повинна бути в змозі прийняти на себе навантаження тимчасово вибувших елементів шляхом перерозподілу його між залишившимися в роботі частинами мережі з використанням перенавантажувальних властивостей обладнання. В цей період можуть використовуватися всі можливості резервування, навіть ті, що при нормальному режимі є нерентабельними (різні перемички зв’язку на вторинній напрузі і ін.) В післяаварійному режимі допустиме часткове обмеження потужності, можливі короткочасні перерви живлення споживачів третьої та частково другої категорій, дозволяється відступ від нормальних рівнів, відхилень та коливань напруги і частоти.

Для гірничих підприємств, що мають значну кількість споживачів першої та другої категорій обов’язковим є наявність двох вводів живлення.

Надійність електропостачання в СЕП повинна підвищуватися при наближенні до джерела живлення (ГПП) та по мірі росту потужності відповідних ланок так як аварії в потужних ланках приводять до більш тяжких наслідків і охоплюють більшу зону підприємства.

В СЕП застосовують глибоке секціювання всіх ланок електрообладнання. На секційних апаратах при необхідності передбачається автоматичне введення резерву (АВР).

При проектуванні СЕП слід, як правило, виходити з роздільної роботи ліній та трансформаторів тому що при цьому знижуються струми короткого замикання, спрощуються та здешевлюються схеми комутації та релейного захисту.

Необхідно намагатися використовувати розкрупнення вузлів живлення (ГПП, РП), будуючи декілька ГПП, РП на підприємстві наближаючи їх до споживачів. Для потужних споживачів доцільно використовувати блоки: лінія - трансформатор; лінія - двигун.

Живлення електроприймачів паралельних технологічних потоків слід здійснювати від різних підстанцій, РП, магістралей або від різних секцій шин однієї підстанції. Всі взаємозв’язані технологічні агрегати одного потоку доцільно живити від однієї секції шин, одного РП, магістралі і т.п.

Так як мережі і підстанції входять в єдиний комплекс підприємства нарівні з іншими виробничими спорудами, то вони повинні ув”язуватись з будівельною та технологічною частинами і генеральним планом підприємства. Схеми електропостачання повинні забезпечувати можливість росту навантажень на найближчі 10 років.

При проектуванні СЕП слід передбачати раціональні заходи з оптимізації електроспоживання та вирівнювання графіку навантаження. Разом з технологами на час максимуму навантаження в енергосистемі необхідно шукати споживачі - регулятори для можливого їх вибіркового відключення в розумних межах технічної та економічної доцільності.

В СЕП підприємств бажано прагнути до максимально можливої уніфікації схемних та конструктивних рішень електричної частини як на підприємстві, що проектується, так і на всіх гірничих і інших підприємствах даного територіально-промислового комплексу. В цьому випадку можна об’єднати трансформаторно-масляне господарство мати загальне для всіх підприємств резервування потужного електрообладнання і ін.