Энергосберегающие и импортозамещающие технологии

Бесперебойное функционирование энергохозяйств предприятий c непрерывным технологическим процессом имеет особое значение из-за существенных материальных ущербов, возникающих даже при кратковременных перерывах электроснабжения.

Особую актуальность эта проблема приобретает в последние годы в виду устойчивой тенденции к снижению надежности систем внешнего (110, 220, 330, 500 кВ) электроснабжения предприятий, достигающего в электроэнергетике 70-80%. Основной причиной нарушения нормального электроснабжения предприятий являются короткие замыкания в электрических сетях 110-500 кВ, составляющие, согласно статистике, около 75% всех аварий в энергосистемах.

Жителям г. Москвы до сих пор памятен случай, когда 13 ноября 2006 г. на Филевской канализационной насосной станции (КНС) в результате аварийного отключения одного из источников внешнего электроснабжения произошла одновременная остановка трех насосных агрегатов, что привело к возникновению гидравлического удара и разрыву одного из напорных трубопроводов.

Экспертиза, проведенная специалистами Московского энергетического института (технического университета), установила, что одной из основных причин возникновения аварии явилось завышение сверх критической величины времени срабатывания устройства противоаварийной автоматики (автоматического включения резерва — АВР).

Подобная ситуация достаточно характерна для схем электроснабжения промышленных узлов нагрузки с двумя независимыми источниками питания. Использование в таких схемах устройств АВР на секционном выключателе 6(10) кВ в традиционном исполнении не позволяет получить время работы средств автоматики менее 0,4÷0,5 с, а суммарное время перерыва электроснабжения всегда составляет 1÷5 с, что крайне критично при наличии в составе нагрузки узлов синхронных двигателей.

Обычные устройства АВР не обеспечивают бесперебойного электроснабжения синхронных и асинхронных двигателей ответственных механизмов при кратковременных нарушениях электроснабжения (КНЭ) в энергосистеме. Все это приводит к экономическим ущербам с нарушением непрерывности технологических процессов и может являться причинами возникновения гидравлических ударов, повреждения трубопроводов и оборудования насосных станций при переключении на резервный источник за время более 0,12÷0,15с.

Статистические данные, представленные специалистами энергетических служб МГУП «Мосводоканал» свидетельствуют о ежегодном увеличении случаев нарушения внешнего электроснабжения, что приводит к аварийному отключению насосных агрегатов и технологического оборудования, тем самым, снижая надежность водоснабжения и водоотведения в столице.

Кардинальное решение задачи обеспечения надежного электроснабжения потребителей возможно на основе нового класса микропроцессорных устройств быстродействующего автоматического включения резерва (БАВР) разработки кафедры Электроснабжения промышленных предприятий МЭИ (ТУ).

Использование современной элементной базы в устройстве управления БАВР обеспечивает время его реакции на возникшую аварийную ситуацию в пределах от 0,009 до 0,022 с (в зависимости от вида аварии), а в комплексе с быстродействующими вакуумными выключателями (со временем включения не более 0,05 с) полный цикл срабатывания устройства составляет 0,05÷0,08 с.

Для настройки БАВР используется специальное программное обеспечение, прошедшее апробацию в течение длительного срока и имеющее высокую точность определения напряжений, токов, активной и реактивной мощностей во всех узлах схемы.

Правильность выбора параметров настройки БАВР определяется расчетом по реальной схеме электроснабжения предприятия с учетом структуры и конфигурации электрической сети, фактической электрической нагрузки. Достоверность программного обеспечения подтверждена внедрением и использованием его в ведущих проектных институтах Гипротрубопровод, Электропроект, Гипротюменьнефтегаз и др.

В настоящее время на рынке России появились устройства быстродействующего автоматического включения резерва, похожие на разработку МЭИ. Но по техническим характеристикам эти «устройства» малоэффективны и при определенных условиях не срабатывают. В то время как на ООО «Тольяттикаучук» в течение 10 лет эксплуатируется БАВР разработки МЭИ, и доказана 100% эффективность его работы. Два года устройство обеспечивает беспрерывную работу погружных электроцентробежных насосов, станков-качалок типа ШГН в ТНК-ВР, при этом cущественно улучшаются условия восстановления электроприемников, обеспечивается автоматическое восстановление нормальной схемы электроснабжения без вмешательства персонала. БАВР вытесняет стандартные АВР в отраслях с непрерывным производственным циклом, и позволяет предприятиям реально решать задачи энерго- и ресурсосбережения и экономической выгоды.