ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СНАБЖЕНИЯ ЗАПСИБА
в.
>.
к с н:
© Е.П.Осипов, А.Ю.Гапоненко
ОАО "ЗСМК"
В условиях постоянного роста цен на энергоносители для сокращения производственных затрат очень важными становятся все аспекты деятельности, связанные с энергопотреблением: транспортировка и распределение электроэнергии по потребителям, эффективное ее преобразование в механическую и скрупулезный учет потребленной энергии.
Развитие электроэнергетической системы на комбинате осуществляется по двум основным направлениям: развитие и совершенствование системы электроснабжения комбината и модернизация основных электроприводов и систем управления ими.
Система электроснабжения комбината состоит из 11 опорных подстанций напряжением 220 и 110 кВ, получающими питание по 22 воздушным линиям от "Куз-бассэнерго", 75 понизительных и распределительных подстанций напряжением 10, 6 и 3 кВ, запитываемых как от опорных подстанций, так и по 25 кабельным линиям от генератора напряжением 10 кВ "ЗапсибТЭЦ". Проложено свыше 2,5 тыс. км высоковольтного кабеля. Для защиты сетей и потребителей, работы систем автоматики на подстанциях установлено свыше 3600 ячеек и панелей релейной защиты.
Эксплуатация в течение 20-40 лет привела к высокому износу силового оборудования и управляющей аппаратуры, а разнообразие и разнородность силовых и управляющих аппаратов, проектных решений релейной защиты и систем автоматики подстанций создают дополнительные трудности в комплектации запасными частями и поддержании в работоспособном состоянии системы электроснабжения комбината.
Существующие системы диагностики, аварийной и предупредительной сигнализации на подстанциях зачастую приводят к невозможности установить причины возникновения аварии, определить последовательность действий оперативного персонала.
Для поддержания системы электроснабжения комбината в работоспособном состоянии требуется планомерная реконструкции, так как обычный восстановительный ремонт ситуацию не исправит. Такая программа на комбинате разработана, как и концепция построения подстанций, предусматривающая применение элегазовых и вакуумных высоковольтных выключателей с микропроцессорными реле защиты, программируемых контроллеров и компьютерной техники с оптоволоконными и проводными сетями. В настоящее время эта программа не реализуется - все силы сосредоточены на строительстве двух новых крупных объектов электроснабжения: подстанций опорной ОП25 (220/35 кВ) и
внешней распределительной (220 кВ). Ввод этих объектов запланирован на конец 2004 г., что связано с реализацией стратегической программы перевода сталеплавильного производства на непрерывную разливку стали. По техническому обеспечению строящиеся подстанции будут соответствовать самым современным требованиям. Так, начальник смены цеха сетей и подстанций сможет контролировать с экрана монитора положение основных выключателей и состояние вспомогательного оборудования, нагрузки по всем линиям, мгновенные и усредненные значения потребляемых мощностей и напряжений по секциям, расход электроэнергии за заданный интервал времени, изучить протоколы событий, осциллограммы аварийных режимов, управлять положением выключателей со своей рабочей станции.
Важнейшей задачей развития системы электроснабжения является также принятие и реализация программы по генерации собственной электроэнергии с использованием вторичных ресурсов. Эта программа предусматривает ввод в эксплуатацию в ближайшее время турбогенератора мощностью 12 МВт на паро-воздуходувной станции и двух генераторов по 6 МВт на коксохимическом производстве. В настоящее время прорабатываются технические решения, позволяющие предотвратить возможные трудности при эксплуатации такого оборудования. Предложено сократить затраты на строительство и не транспортировать вырабатываемую энергию на большое расстояние, а использовать на месте (паровоздушной станции) для электрокомпрессора мощностью 9 МВт.
Существует проблема сокращения непроизводительных потерь электроэнергии. Известно, что в системе электроснабжения металлургических предприятий предусмотрены источники питания. Такое решение, оправданное с позиции безопасного функционирования промышленных объектов, приводит к неполной загруженности оборудования. Так, на агломерационной фабрике установленная мощность основного технологического оборудования с высоковольтным питанием составляет около 41 МВт и понизительных трансформаторных подстанций (10/0,4 КВт) - 35 МВт. Результаты анализа месячного расхода электроэнергии по этим присоединениям за месяц показали, что в среднем основное оборудование загружено на 71% установленной мощности, а трансформаторные подстанции -только на 21%. В цехе изложниц установленная мощность трансформаторных подстанций используется только на 13%. По стоимости потери электроэнергии в
недогруженных трансформаторах соизмеримы с ее потреблением. В связи с этим необходимо провести тщательный анализ загрузки каждого трансформатора и оценить "важность" потребителей, подключенных к ним. Необходимо найти разумный компромисс между надежностью электроснабжения и сокращением потерь. Наиболее перспективным представляется вывод в "холодный" резерв малонагруженных трансформаторов с автоматическим их включением в аварийных случаях. Технически это достаточно трудно реализуется, так как требует согласования работы автоматики как со стороны высокого, так и низкого напряжений. Модернизация систем управления подстанций с применением микропроцессорной техники значительно помогла бы реализовать такие технические решения.
Развитие автоматизированной системы учета расхода электроэнергии связано как с техническим обеспечением, так и с организационными мерами. Без значительных материальных затрат существенно сократить платежи за использование электроэнергии возможно при слаженной работе диспетчеров в период максимальной нагрузки энергосистемы и введения обоснованных нормативов расхода электроэнергии на производство продукции в сочетании с материальным стимулированием за экономию электроэнергии.
В соответствии с общемировой тенденцией при строительстве новых объектов внедряются частотно-регулируемые электроприводы. Существующие системы регулируемого электропривода работают преимущественно на постоянном токе.
Модернизация силовой части большинства электроприводов комбината, направленная на замену ртутных преобразователей на полупроводниковые, выполнена 20-25 лет назад. При этом в соответствии с уровнем техники того времени системы управления приводов были (и сейчас остаются) аналоговыми, к недостаткам которых относятся низкая помехоустойчивость, времени е и температурные "дрейфы" параметров, практически отсутствие диагностики, большое количество подстроечных элементов, переходных контактов. Существенная проблема заключалась в выходе из строя из-за долгого времени эксплуатации и высокой температуры электролитических конденсаторов, массово используемых в аналоговых регуляторах и блоках питания.
Большинство регулируемых приводов постоянного тока (более 200 единиц) сосредоточено на прокатных
станах - непрерывно-заготовочном, среднесортном, мелкосортных, проволочном. Причем силовая часть этих электроприводов находится в удовлетворительном состоянии и может еще долгие годы надежно обеспечивать выполнение производственной программы. Замена их на современные цифровые частотно-регулируемые приводы - очень дорогостоящее мероприятие, так как связано с заменой всей силовой части электропривода - трансформатора, преобразовательного агрегата, электродвигателя, коммутационной аппаратуры. При мощности привода 0,3-5 МВт это потребует 1-25 млн руб. (на каждый привод).
Для условий вынужденного использования электроприводов постоянного тока на комбинате разработан общий подход к реконструкции основных электроприводов. Он заключается в использовании существующих силовых компонентов привода и применении современного микропроцессорного блока управления, имеющего интерфейс для связи с программируемым контроллером, управляющим технологическим комплексом, и организации компьютеризированного рабочего места электрика. Такой подход экономически целесообразен для преобразователей, рассчитанных на силу тока более 500 А. Для преобразователей, рассчитанных на токи меньшей силы, лучше использовать комплектный электропривод с цифровым управлением. С учетом этого на комбинате завершается программа модернизации мелкосортного стана 250-1 с использованием микропроцессорных блоков управления DCR600 фирмы ABB, а на 2004 год намечена модернизация приводов среднесортного стана с использованием микропроцессорных блоков управления Simoreg-CM фирмы Siemens.
В 2002 г. был осуществлен настоящий прорыв в области модернизации электроприводов - заменены на комплектные электроприводы Simoreg DC Maser основные приводы доменной печи № 3 (лебедки скипов и конусов). Эти приводы интегрированы в общую систему автоматизации доменной печи.
Необходимо отметить, что основные технические решения, многие разработки, ввод в эксплуатацию объектов системы электроснабжения выполнены силами специалистов комбината - опытных, владеющих самыми современными технологиями. Сохранение этого мощного творческого потенциала - залог успеха реализации программы перевооружения комбината.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.