РАЗДЕЛ 2
АНАЛИЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК И РЕЖИМЫ
ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ
2.1. Электрические нагрузки угольных шахт и выбор метода определения мощности
аварийной брони
Методам определения электрических нагрузок промышленных предприятий и
исследованию их графиков посвящены многочисленные работы [47 ? 64], в том числе
и для угольных шахт [65 ? 72], в которых нашли свое отражение теоретические
положения и практические результаты по данному направлению для стадий
проектирования и эксплуатации систем электроснабжения. Наряду с этими работами
существуют и нормативные документы, определяющие методы и порядок расчета
электрических нагрузок [3, 73, 74]. К числу фундаментальных работ по проблеме
определения электрических нагрузок можно отнести работы Каялова Г.М.,
Гордеева В.И., Фокина Ю.А., Куренного Е.М. [48, 61, 75].
Для угольных шахт расчет электрических нагрузок в зависимости от режимов работы
ЭП и специфики производства выполняют с помощью следующих методов:
- расчет активной нагрузки Рр (кВт) с использованием коэффициента спроса:
где Рном ? номинальная мощность ЭП, кВт;
Кс ? коэффициента спроса, численно меньший единицы и определяемый по справочным
данным.
- расчет активной нагрузки Рр (кВт) с использованием коэффициента максимума:
где Рср ? средняя нагрузка, кВт;
Км ? коэффициент максимума, численно больший либо равный единице и определяемый
по справочным данным.
- метод удельного расхода электроэнергии:
где w0 ? удельный расход электроэнергии, кВт·ч/т;
А ? производственная мощность (добыча) предприятия, т;
Тм ? годовое число часов максимума нагрузки, ч.
- расчет активной нагрузки с учетом технологической загрузки и режимов работы
(только для ЭП напряжением выше 1000 В):
где Кз – коэффициент загрузки электроприемника.
Однако на практике для предприятий угольной промышленности в виду простоты так
называемых "коэффициентных" методов и громоздкости других (в частности, по
удельному расходу электроэнергии и технологическим графикам) применяют для
расчета электрических нагрузок метод коэффициента спроса, не беря во внимание
ни типа технологического оборудования, ни режима его работы, ни специфики
производственного цикла по добыче и транспортированию угля. Следует обратить
внимание на тот факт, что расчетные коэффициенты (за исключением коэффициентов
спроса и одновременности) для определения электрических нагрузок можно получить
только для действующего предприятия при соблюдении соответствующего
технологического процесса, т.к. именно технологический режим определяет режим
электропотребления, а не наоборот.
Методологически все существующие методы расчета электрической нагрузки, в том
числе и метод коэффициента спроса, разработаны для получения максимального
расчетного значения. Такой методический подход предусматривает осуществление
выбора элементов системы электроснабжения по расчетным значениям электрической
нагрузки. Поэтому ее расчетная величина является максимальной на отрезке
времени ее осреднения, равного 30 мин. Максимальное значение электрической
нагрузки, как правило, появляется не более 3 - 4 раз в сутки и, как
утверждается при этом, хотя бы один раз в смену. На рис. 2.1 приведен
обобщенный график фактической электрической нагрузки угольной шахты [25]. Из
этого графика следует, что он неравномерный, а минимальное значение мощности
можно получить исходя из следующих условий. Снижение известными способами
потребляемой мощности каждым электроприемником, если имеется такая возможность,
является необходимым условием, но недостаточным, т.к. позволяет только
несколько снизить уровень электропотребления. Вторым главным условием является
выравнивание группового ГЭН на заданном интервале времени суток.
Рис. 2.1. Фактический ГЭН угольной шахты
Методы расчета электрической нагрузки с использованием расчетных коэффициентов
разработаны на основе статистических данных для работающего предприятия. В
случае возникновения аварийных ситуаций предприятие не работает в нормальном
режиме и, следовательно, смен не существует. Получение статистических данных
для аварийных условий характеризуется сложностью и значительными денежными
затратами для проведения эксперимента такого рода. Тем более, что для изучения
этого явления и получения каких-либо расчетных коэффициентов потребуется много
лет. Поэтому, предлагаемый в [5] метод расчета электрической нагрузки АБ
электроснабжения не обосновано перенесен с одной области его неудачного
применения в совершенно другую область, где его использование противоречит сути
решаемой задачи.
Решение задачи заключается в нахождении мощности АБ электроснабжения,
достаточной для сохранения предприятия с целью возможности его дальнейшего
функционирования. При этом значение мощности АБ электроснабжения должно быть
минимальным для того, чтобы энергосистема могла ее обеспечить.
В основе решения задачи находятся технологические процессы, определяющие режимы
электропотребления, и управление ими. Количество реализаций ГЭН для каждого
технологического процесса угольной шахты различно и зависит от многих факторов,
что влечет за собой необходимость применения мощного и надежного аппарата их
моделирования. В простейшем случае при моделировании ГЭН двух технологических
процессов информация об электрических нагрузках и, соответственно, режимах
электропотребления, для всех графиков заключается в двух массивах данных,
представленных в виде матриц Р1 и Р2 вида
, ,
где n – порядковый номер интервала времени (количество интервалов) определения
мощности на ГЭН. При принятом отрезке осреднения нагрузки, равном 30 мин, и
времени построения графика, равном 24 ч, а также учитывая тот факт, чт
- Київ+380960830922