Помощь студентам в учебе
ОПТИМИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ АСФАЛЬТО-БЕТОННОГО ЗАВОДА
|
АННОТАЦИЯ 4
1 АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО ИССЛЕДУЕМОЙ ПРОБЛЕМЕ
1.1 Основные мероприятия по оптимизации электропотребления в
системе электроснабжения предприятий 8
1.2 Снижение потерь электроэнергии как одно из основных мероприятий
по оптимизации электропотребления 10
Формулировка цели и постановка задач исследования 16
2 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ И СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
2.1 Краткая характеристика предприятия АО «УралАвтодор» 17
2.2 Описание системы электроснабжения асфальто-бетонного завода 20
2.3 Описание технологии производства асфальто-бетонного завода 26
2.4 Анализ данных энергоэффективности асфальто-бетонного завода 27
Выводы по разделу 2 38
4 РЕКОНСТРУКЦИЯ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 0,38/0,22 кВ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ АСФАЛЬТО-БЕТОННОГО ЗАВОДА
4.1 Обоснование необходимости проведения реконструкции питающих
5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЁННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОПТИМИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ АСФАЛЬТО-БЕТОННОГО ЗАВОДА
5.1 Определение экономической эффективности реконструкции питающих кабельных линий 0,38 кВ в электрической сети асфальто-
бетонного завода 58
5.2 Экономическое обоснование внедрения АСКУЭ 60
Выводы по разделу 5 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 67
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО ИССЛЕДУЕМОЙ ПРОБЛЕМЕ
1.1 Основные мероприятия по оптимизации электропотребления в
системе электроснабжения предприятий 8
1.2 Снижение потерь электроэнергии как одно из основных мероприятий
по оптимизации электропотребления 10
Формулировка цели и постановка задач исследования 16
2 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ И СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
2.1 Краткая характеристика предприятия АО «УралАвтодор» 17
2.2 Описание системы электроснабжения асфальто-бетонного завода 20
2.3 Описание технологии производства асфальто-бетонного завода 26
2.4 Анализ данных энергоэффективности асфальто-бетонного завода 27
Выводы по разделу 2 38
4 РЕКОНСТРУКЦИЯ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 0,38/0,22 кВ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ АСФАЛЬТО-БЕТОННОГО ЗАВОДА
4.1 Обоснование необходимости проведения реконструкции питающих
5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЁННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОПТИМИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ АСФАЛЬТО-БЕТОННОГО ЗАВОДА
5.1 Определение экономической эффективности реконструкции питающих кабельных линий 0,38 кВ в электрической сети асфальто-
бетонного завода 58
5.2 Экономическое обоснование внедрения АСКУЭ 60
Выводы по разделу 5 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 67
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования обусловлена необходимостью внедрения мероприятий по оптимизации электропотребления в системах электроснабжения всех типов и классов напряжения согласно программе «Энергетической стратегии России на период до 2030 года».
Целью работы является разработка и практическое внедрение мероприятий по оптимизации электропотребления в системе электроснабжения асфальто-бетонного завода АО «УралАвтодор».
Объектом исследования является асфальто-бетонный завод АО «УралАвто- дор».
Предметом исследования является система электроснабжения асфальто-бетонного завода АО «УралАвтодор».
Основные задачи исследования:
- выбор и детальное описание мероприятий по оптимизации электропотребления в системе электроснабжения асфальто-бетонного завода;
- расчёт практического энергосберегающего мероприятия, связанного с реконструкцией кабельных линий в электрической сети 0,38/0,22 кВ;
- определение экономической эффективности мероприятий по реконструкции кабельных линий и внедрения АСКУЭ на предприятии.
Методы исследования: анализ нормативных документов, регламентирующих принципы оптимизации электропотребления, основы теории расчёта электрических цепей и выбора элементов системы электроснабжения, аналитический анализ, дедуктивный и индуктивный методы исследования.
Новизна работы заключается в следующем:
- показано, что основными направлениями оптимизации электропотребления является уменьшение потребления электроэнергии, заключающееся в оптимизации рабочего процесса с одной стороны и снижении потерь электроэнергии в сетях и оборудовании с другой;
- предложено принять в качестве основного направления по оптимизации электропотребления критерий снижение (минимизацию) потерь электроэнергии в сетях и оборудовании;
- предложено использовать системы АСКУЭ для оптимизации электропотребление завода за счёт следующих важных аспектов: контроля установленных лимитов электропотребления и допустимых потерь электроэнергии; применение дифференцированных по времени суток тарифов на электроэнергию и, как следствие, переноса технологического процесса на время действия минимального тарифа.
Практическая значимость работы заключается во внедрении полученных результатов в системе электроснабжения асфальто-бетонного завода АО «УралАвто- дор» с возможностью использования на предприятиях промышленности РФ.
В соответствии с поставленной целью и основными задачами, в работе разработано и исследовано:
- в первой главе осуществлён обзор литературных источников по рассматриваемой проблеме, рассмотрены и детально проанализированы следующие вопросы, относящиеся к теме исследования: основные мероприятия по оптимизации электропотребления в системе электроснабжения предприятий, снижение потерь электроэнергии как одно из основных мероприятий по оптимизации электропотребления, а также энергосберегающие мероприятия по минимизации потерь;
- во второй главе приведена краткая характеристика объекта и предмета исследования, а именно предприятия и его структурного подразделения - асфальто-бетонного завода, описаны технологии производства на асфальто-бетонном заводе, рассмотрена система автоматизации и управления асфальто-бетонного завода. Детально рассмотрена система электроснабжения асфальто-бетонного завода;
- в третьей главе работы непосредственно разработаны мероприятия по оптимизации электропотребления в системе электроснабжения асфальто-бетонного завода. Для оптимизации электропотребления асфальто-бетонного завода предложено использование системы АСКУЭ с применением счётчика «Меркурий». Осуществлён выбор и описание мероприятий по оптимизации электропотребления, включая минимизацию потерь электроэнергии в системе электроснабжения асфальто-бетонного завода с последующей разработкой плана их реализации;
- в четвёртой главе работы в качестве практического мероприятия по оптимизации электропотребления детально рассматривается одно из наиболее существенных мероприятий подобного рода - реконструкция кабельных линий электропередач напряжением 0,38/0,22 кВ, состоящая в замене имеющихся силовых кабелей на кабели большего сечения в связи с увеличением нагрузки указанных линий. Осуществлено обоснование необходимости проведения реконструкции питающих кабельных линий 0,38/0,22 кВ асфальто-бетонного завода. Проведён расчёт электрических нагрузок и выбор силовых кабелей по техническим характеристикам и фактической нагрузке, а также определены потери мощности и электроэнергии в указанных кабельных линиях до реконструкции и после её проведения;
- в пятой главе работы осуществлено определение основных составляющих эффективности проведённой реконструкции кабельных линий, в частности: экономического эффекта, полученного в результате реконструкции; суммарных приведённые затрат по реконструкции кабельных линий; срока окупаемости проведённой реконструкции.
Кроме того, осуществлено экономическое обоснование внедрения АСКУЭ с электронным счётчиком Меркурий с использованием современных математических моделей программирования (нейронных систем) в системе электроснабжения асфальто-бетонного завода с целью оптимизации электропотребления.
Целью работы является разработка и практическое внедрение мероприятий по оптимизации электропотребления в системе электроснабжения асфальто-бетонного завода АО «УралАвтодор».
Объектом исследования является асфальто-бетонный завод АО «УралАвто- дор».
Предметом исследования является система электроснабжения асфальто-бетонного завода АО «УралАвтодор».
Основные задачи исследования:
- выбор и детальное описание мероприятий по оптимизации электропотребления в системе электроснабжения асфальто-бетонного завода;
- расчёт практического энергосберегающего мероприятия, связанного с реконструкцией кабельных линий в электрической сети 0,38/0,22 кВ;
- определение экономической эффективности мероприятий по реконструкции кабельных линий и внедрения АСКУЭ на предприятии.
Методы исследования: анализ нормативных документов, регламентирующих принципы оптимизации электропотребления, основы теории расчёта электрических цепей и выбора элементов системы электроснабжения, аналитический анализ, дедуктивный и индуктивный методы исследования.
Новизна работы заключается в следующем:
- показано, что основными направлениями оптимизации электропотребления является уменьшение потребления электроэнергии, заключающееся в оптимизации рабочего процесса с одной стороны и снижении потерь электроэнергии в сетях и оборудовании с другой;
- предложено принять в качестве основного направления по оптимизации электропотребления критерий снижение (минимизацию) потерь электроэнергии в сетях и оборудовании;
- предложено использовать системы АСКУЭ для оптимизации электропотребление завода за счёт следующих важных аспектов: контроля установленных лимитов электропотребления и допустимых потерь электроэнергии; применение дифференцированных по времени суток тарифов на электроэнергию и, как следствие, переноса технологического процесса на время действия минимального тарифа.
Практическая значимость работы заключается во внедрении полученных результатов в системе электроснабжения асфальто-бетонного завода АО «УралАвто- дор» с возможностью использования на предприятиях промышленности РФ.
В соответствии с поставленной целью и основными задачами, в работе разработано и исследовано:
- в первой главе осуществлён обзор литературных источников по рассматриваемой проблеме, рассмотрены и детально проанализированы следующие вопросы, относящиеся к теме исследования: основные мероприятия по оптимизации электропотребления в системе электроснабжения предприятий, снижение потерь электроэнергии как одно из основных мероприятий по оптимизации электропотребления, а также энергосберегающие мероприятия по минимизации потерь;
- во второй главе приведена краткая характеристика объекта и предмета исследования, а именно предприятия и его структурного подразделения - асфальто-бетонного завода, описаны технологии производства на асфальто-бетонном заводе, рассмотрена система автоматизации и управления асфальто-бетонного завода. Детально рассмотрена система электроснабжения асфальто-бетонного завода;
- в третьей главе работы непосредственно разработаны мероприятия по оптимизации электропотребления в системе электроснабжения асфальто-бетонного завода. Для оптимизации электропотребления асфальто-бетонного завода предложено использование системы АСКУЭ с применением счётчика «Меркурий». Осуществлён выбор и описание мероприятий по оптимизации электропотребления, включая минимизацию потерь электроэнергии в системе электроснабжения асфальто-бетонного завода с последующей разработкой плана их реализации;
- в четвёртой главе работы в качестве практического мероприятия по оптимизации электропотребления детально рассматривается одно из наиболее существенных мероприятий подобного рода - реконструкция кабельных линий электропередач напряжением 0,38/0,22 кВ, состоящая в замене имеющихся силовых кабелей на кабели большего сечения в связи с увеличением нагрузки указанных линий. Осуществлено обоснование необходимости проведения реконструкции питающих кабельных линий 0,38/0,22 кВ асфальто-бетонного завода. Проведён расчёт электрических нагрузок и выбор силовых кабелей по техническим характеристикам и фактической нагрузке, а также определены потери мощности и электроэнергии в указанных кабельных линиях до реконструкции и после её проведения;
- в пятой главе работы осуществлено определение основных составляющих эффективности проведённой реконструкции кабельных линий, в частности: экономического эффекта, полученного в результате реконструкции; суммарных приведённые затрат по реконструкции кабельных линий; срока окупаемости проведённой реконструкции.
Кроме того, осуществлено экономическое обоснование внедрения АСКУЭ с электронным счётчиком Меркурий с использованием современных математических моделей программирования (нейронных систем) в системе электроснабжения асфальто-бетонного завода с целью оптимизации электропотребления.
В результате выполнения работы разработан проект мероприятий по оптимизации электропотребления в системе электроснабжения асфальто-бетонного завода АО «УралАвтодор».
В результате проведённого анализа существующего состояния рассматриваемого вопроса, определены цели, задачи и методы исследования, применяемые в работе.
В работе решены следующие основные задачи:
- выбор и детальное описание мероприятий по оптимизации электропотребления в системе электроснабжения асфальто-бетонного завода;
- расчёт практического энергосберегающего мероприятия, связанного с реконструкцией кабельных линий в электрической сети 0,38/0,22 кВ;
- определение экономической эффективности мероприятий по реконструкции кабельных линий и внедрения АСКУЭ на предприятии.
В результате проведённого анализа литературы показано, что снижение потерь электроэнергии является одним из основных мероприятий по оптимизации электропотребления. Показано, что мероприятия по снижению потерь электроэнергии (МСП), по сути, лежат в основе мероприятий по оптимизации электропотребления. Поэтому, снижая потери электроэнергии, можно добиться значительного экономического эффекта по оптимизации электропотребления, а именно по уменьшению платы за потери активной электроэнергии и реактивной электроэнергии вследствие повышения коэффициента активной мощности в системе электроснабжения предприятия.
В результате проведённого анализа энергоэффективности на заводе, показано, что основными направлениями оптимизации электропотребления является уменьшение потребления электроэнергии, заключающееся в оптимизации рабочего процесса с одной стороны и снижении потерь электроэнергии в сетях и оборудовании с другой.
Обосновано, что направление оптимизации электропотребления, заключающееся в снижении (минимизации) потерь электроэнергии в сетях и оборудовании принимается в работе в качестве основного направления исследования.
Для оптимизации электропотребления асфальто-бетонного завода предложено использование системы АСКУЭ с применением счётчика Меркурий. После проведённого краткого сравнительного анализа, в работе принят первый (классический) вариант построения системы АСКУЭ для выполнения поставленной задачи, которая позволит оптимизировать электропотребление завода за счёт следующих важных аспектов:
- система без участия энергоснабжающей организации автоматически позволяет контролировать установленные лимиты электропотребления, и, при их превышении, сигнализировать или отключать потребителя от электроснабжения;
- система может отключать питание потребителю в том случае, если превышен лимит допустимых потерь электроэнергии. Последний аспект возможно использовать для предотвращений попыток несанкционированного подключения к сети и кражи электроэнергии, которые являются составляющими экономических потерь электроэнергии, а также нерационального использования электроэнергии, что приводит к техническим потерям;
- абонентам энергосистемы с использованием системы АСКУЭ предоставляется возможность работы по многотарифным схемам, что также оптимизирует электропотребление завода за счёт переноса технологического процесса в то время суток, когда оплата за потреблённую электроэнергию будет минимальной.
В результате проведённой реконструкции с заменой сечения кабеля на загруженных участках в рассматриваемых линиях напряжением 0,38 кВ питающей сети завода Л1-Л8, установлено:
- рекомендовано заменить кабель КЛ 0,38 кВ на линиях Л1-Л3, Л7-Л8, а на линиях Л4-Л6 сечение кабеля согласно расчётов остаётся без изменений;
- потери мощности в исследуемых кабельных линиях 0,38 кВ уменьшились после реконструкции на величину, составляющую 18,63-14,24=4,39 кВт, что составляет 23,6 % от величины потерь мощности до реконструкции;
- потери электроэнергии в исследуемых кабельных линиях 0,38 кВ уменьшились после реконструкции на 69790,5-49072,7=20717,8 кВт-ч, что составляет 29,7 % от величины потерь мощности до реконструкции;
- основываясь на приведённых результатах, установлено, что проведение реконструкции в рассматриваемых КЛ 0,38 кВ Л1-Л3, Л7-Л8, эффективно технически.
В результате проведённой реконструкции с заменой сечения кабеля на загруженных участках в рассматриваемых линиях Л1-Л8, установлено:
- суммарные приведённые затраты по КЛ 0,38 кВ, выделяемые на её реконструкцию, составили величину 54305,6 р.;
- реконструкция экономически целесообразна, т.к. срок её окупаемости равен 1,5 года.
В результате внедрения системы АСКУЭ с дифференцированными по времени суток тарифов на электроэнергию, на предприятии была получена годовая экономия в размере 1018919,52 руб. при капитальных вложениях в 1119129 руб. со сроком окупаемости в 1,1 года.
При принятии решений в работе были соблюдены следующие критерии: надежность, экономичность, безопасность и удобство эксплуатации, техническая гибкость, компактность, унифицированность, экологичность.
В результате проведённого анализа существующего состояния рассматриваемого вопроса, определены цели, задачи и методы исследования, применяемые в работе.
В работе решены следующие основные задачи:
- выбор и детальное описание мероприятий по оптимизации электропотребления в системе электроснабжения асфальто-бетонного завода;
- расчёт практического энергосберегающего мероприятия, связанного с реконструкцией кабельных линий в электрической сети 0,38/0,22 кВ;
- определение экономической эффективности мероприятий по реконструкции кабельных линий и внедрения АСКУЭ на предприятии.
В результате проведённого анализа литературы показано, что снижение потерь электроэнергии является одним из основных мероприятий по оптимизации электропотребления. Показано, что мероприятия по снижению потерь электроэнергии (МСП), по сути, лежат в основе мероприятий по оптимизации электропотребления. Поэтому, снижая потери электроэнергии, можно добиться значительного экономического эффекта по оптимизации электропотребления, а именно по уменьшению платы за потери активной электроэнергии и реактивной электроэнергии вследствие повышения коэффициента активной мощности в системе электроснабжения предприятия.
В результате проведённого анализа энергоэффективности на заводе, показано, что основными направлениями оптимизации электропотребления является уменьшение потребления электроэнергии, заключающееся в оптимизации рабочего процесса с одной стороны и снижении потерь электроэнергии в сетях и оборудовании с другой.
Обосновано, что направление оптимизации электропотребления, заключающееся в снижении (минимизации) потерь электроэнергии в сетях и оборудовании принимается в работе в качестве основного направления исследования.
Для оптимизации электропотребления асфальто-бетонного завода предложено использование системы АСКУЭ с применением счётчика Меркурий. После проведённого краткого сравнительного анализа, в работе принят первый (классический) вариант построения системы АСКУЭ для выполнения поставленной задачи, которая позволит оптимизировать электропотребление завода за счёт следующих важных аспектов:
- система без участия энергоснабжающей организации автоматически позволяет контролировать установленные лимиты электропотребления, и, при их превышении, сигнализировать или отключать потребителя от электроснабжения;
- система может отключать питание потребителю в том случае, если превышен лимит допустимых потерь электроэнергии. Последний аспект возможно использовать для предотвращений попыток несанкционированного подключения к сети и кражи электроэнергии, которые являются составляющими экономических потерь электроэнергии, а также нерационального использования электроэнергии, что приводит к техническим потерям;
- абонентам энергосистемы с использованием системы АСКУЭ предоставляется возможность работы по многотарифным схемам, что также оптимизирует электропотребление завода за счёт переноса технологического процесса в то время суток, когда оплата за потреблённую электроэнергию будет минимальной.
В результате проведённой реконструкции с заменой сечения кабеля на загруженных участках в рассматриваемых линиях напряжением 0,38 кВ питающей сети завода Л1-Л8, установлено:
- рекомендовано заменить кабель КЛ 0,38 кВ на линиях Л1-Л3, Л7-Л8, а на линиях Л4-Л6 сечение кабеля согласно расчётов остаётся без изменений;
- потери мощности в исследуемых кабельных линиях 0,38 кВ уменьшились после реконструкции на величину, составляющую 18,63-14,24=4,39 кВт, что составляет 23,6 % от величины потерь мощности до реконструкции;
- потери электроэнергии в исследуемых кабельных линиях 0,38 кВ уменьшились после реконструкции на 69790,5-49072,7=20717,8 кВт-ч, что составляет 29,7 % от величины потерь мощности до реконструкции;
- основываясь на приведённых результатах, установлено, что проведение реконструкции в рассматриваемых КЛ 0,38 кВ Л1-Л3, Л7-Л8, эффективно технически.
В результате проведённой реконструкции с заменой сечения кабеля на загруженных участках в рассматриваемых линиях Л1-Л8, установлено:
- суммарные приведённые затраты по КЛ 0,38 кВ, выделяемые на её реконструкцию, составили величину 54305,6 р.;
- реконструкция экономически целесообразна, т.к. срок её окупаемости равен 1,5 года.
В результате внедрения системы АСКУЭ с дифференцированными по времени суток тарифов на электроэнергию, на предприятии была получена годовая экономия в размере 1018919,52 руб. при капитальных вложениях в 1119129 руб. со сроком окупаемости в 1,1 года.
При принятии решений в работе были соблюдены следующие критерии: надежность, экономичность, безопасность и удобство эксплуатации, техническая гибкость, компактность, унифицированность, экологичность.
