1. Введение

Системы электроснабжения (СЭС) отличаются от других технических систем рядом особенностей: огромным (до нескольких тысяч) количеством элементов, дискретностью рядов их номинальных параметров и многофункциональностью некоторых из них, случайным характером электрических нагрузок и внешних воздействий, распределением элементов СЭС по значительным территориям, многокритериальностью функций управления и ограничений на управляющие воздействия.

Современные СЭС должны обеспечивать оптимальные значения множества критериев: экономичность, в том числе и энергосбережение, надежность, качество электроэнергии, электробезопасность и ряда других. Причем, каждый из перечисленных критериев оптимальности имеет еще и ряд показателей.

Тем не менее, накоплен огромный опыт решения частных задач оптимизации. К ним относятся, как бы, слабо связанные между собой задачи, которые с точки зрения математики могут быть подвержены некой декомпозиции (расчленению): расчет электрических нагрузок, выбор рациональных напряжений линий электропередач, выбор мощности трансформаторов подстанций и т.п. Причем, частные задачи оптимизации СЭС решаются разнородно в различных отраслях: системообразующие сети, районные, городские, промышленные, сельские.

Решение частных задач оптимизации выполняется двумя способами: аналитическим и статистическим. При аналитических решениях, как правило, принимается ряд допущений, существенных и правомерных для рассматриваемой отрасли. Статистические методы используют накопленный опыт проектирования и эксплуатации систем. Результатом накопленного опыта являются многочисленные отраслевые инструкции и нормативные документы, иногда противоречивые по своему содержанию и физической сущности явлений. Следует отметить, что в связи с развитием вычислительной техники, математических основ решения, линейных и нелинейных, непрерывных и дискретных задач оптимизации, частных методик оптимизации, алгоритмов и программ более строгого учета влияющих на оптимизацию СЭС факторов, указанные два подхода к оптимизации СЭС постепенно сливаются, дополняя друг друга.

В проекте приводится попытка оптимального проектирования электроснабжения промышленного предприятия на основе существующих нормативных документов, как базы накопленного интеллектуального, эксплуатационного, организационного и технологического опыта предыдущих поколений энергетиков.

1. Характеристика среды производственных помещений ЭТЦ. Категории электроприемников по степени бесперебойности электроснабжения

Характеристики внешней среды (температура, влажность, наличие взрыво- или пожароопасных зон) могут влиять не только на конструктивное исполнение РП, ПТ или СП но и на выбор марок и сечений проводов, кабелей и защитной аппаратуры. Производственный процесс на проектируемом ЭТЦ характеризуется наличием горючей пыли и волокон текстильных материалов, образующих пожароопасные смеси. Некоторые из отделений ЭТЦ могут быть отнесены к жарким и влажным помещениям. Характеристика среды основных производственных помещений по цехам фабрики представлена в таблице 2. При детальной проработке сетей 0,4 кВ характеристика отделений ЭТЦ и их участков может быть уточнена.

Перерыв электроснабжения электроприемников основного производства ЭТЦ приводит к массовому недоотпуску продукции и простою людей. Нет опасности для жизни людей, угрозы для безопасности государства, значительного материального ущерба, расстройства сложного технологического процесса, нарушения функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения. Электроприемников основного производства можно отнести ко второй категории.

Классификация основной доли электроприемников в отделениях электро-технологического цеха по бесперебойности электроснабжения приведена в таблице 1.

Таблица 1 Характеристика внешней среды производственных помещений ЭТЦ и бесперебойности электроснабжения основных производств.

Определение расчетных электрических нагрузок. Расчетная нагрузка электротехнологического цеха

Расчет электрических нагрузок электротехнологического цеха (ЭТЦ) на шинах 0,4 кВ цеховых ТП выполняем по методике действующих нормативных документов. По причине большей доступности, расчетные коэффициенты электропотребления будем принимать по справочной литературе. За расчетную нагрузку на шинах 0,4 кВ цеховых ТП принимаем максимальную нагрузку суточного графика за наиболее загруженную смену, продолжительностью ч, где = 2,5 ч - постоянная времени нагрева для цеховых трансформаторов.

Расчет выполняем с использованием существующей статистики по индивидуальным коэффициентам использования силового электрооборудования за наиболее загруженную смену, и коэффициентам расчетной мощности для цеховых трансформаторов. Результаты расчетов сводим в стандартную табличную форму Ф636-92 (табл.3) .

В таблице 2 приведены количество электроприемников по отделениям, номинальная (установленная) мощность одного и группы ЭП.

Таблица 2 - Ведомость электрических нагрузок электротехнологического цеха

Группируем электроприемники ЭТЦ по характерным режимам электропотребления: с одинаковыми коэффициентами использования и коэффициентами мощности .