Разработка автоматизированной системы контроля и учета энергоносителей на промышленном предприятии

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный профессионально-педагогический университет Институт электроэнергетики и информатики Кафедра автоматизированных систем электроснабжения Контрольная работа По предмету: Автоматизированные системы учета и контроля энергоносителей Выполнил студент гр. ЗЭС-413 С Орлов П.С.

Проверил:

Екатеринбург 2013

1. Общая характеристика предприятия

2. Исходные данные

3. Расчет АСКУЭ

3.1 Анализ сведений о предприятии и схемы рассматриваемого объекта предприятия

3.2 Анализ технических и экономических характеристик электрических счётчиков, выбор технически целесообразных и экономически оправданных типов

3.3 Анализ технических и экономических характеристик микроконтроллеров, выбор технически целесообразных и экономически оправданных типов

3.4 Анализ технических и экономических характеристик трансформаторов тока, выбор технически целесообразных и экономически оправданных типов

4. Нанесение выбранных элементов АСКУЭ на электрическую схему Заключение

Повышение эффективности производства продукции и услуг требует от руководства предприятия организации эффективного использования различных ресурсов, включая энергетические. Для этого необходимо наладить контроль и учёт за расходованием всех видов энергоресурсов, внедрить автоматизированное регулирование в системах энергопотребления. Лишь после этого можно эффективно заниматься вопросами энергосбережения. Анализ эффективности использования ТЭР может быть проведён лишь на основе количественных данных их потребления с учётом всей энергетической цепочки от генерирования энергии до её конечного применения.

Поэтому основным направлением государственной политики энергосбережения в настоящее время является создание на предприятиях и организациях автоматизированных систем контроля и учёта энергоносителей. АСКУЭ, осуществляющая автоматизированный сбор, обработку, хранение и представление данных по потреблению определённых энергоресурсов, безусловно облегчает, ускоряет и уточняет работу по сокращению производственных и непроизводственных затрат энергоресурсов при обеспечении надёжности энергоснабжения. Это также облегчает финансовые расчёты между субъектами рынка электроэнергии, так как оплата производится в соответствии с фактическими объёмами поставки и потребления ресурсов.

При наличии современной АСКУЭ промышленное предприятие полностью контролирует весь процесс своего энергопотреблении, и имеет возможность по согласованию с поставщиками энергоресурсов гибко переходить к разным тарифным системам, минимизируя свои энергозатраты. В связи с этим, сегодняшний день промышленных предприятий в области энергоучета непосредственно связан с внедрением современных АСКУЭ.

1. Общая характеристика предприятия

В качестве проектируемого объекта был выбрано большое предприятие. Предприятие запитывается от ПС «Свердловская» западных сетей по двум кабельным ЛЭП 35кВ (до ГПП 1) и от ПС «Калининская» западных электрических сетей от ВЛ 35 кВ (до ГПП 2). От ГПП 1 и ГПП 2 по шинам 6 кВ запитывается 20 городских трансформаторных подстанций. Субабонентов нет. Граница балансовой принадлежности электрических сетей и УЭТМ от ПС Свердловская проходит на уровне 35 кВ, от ПС Калининская — на уровне 110 кВ.

Энергосистемой Свердловэнерго установлен двухставочный тариф оплаты за электроэнергию и мощность (двухставочный тариф включает в себя: ставку платы за покупку 1 кВт*часа электрической энергии и ставку платы за 1 кВт электрической мощности). Установлены зоны времени для максимальной нагрузки утреннего и вечернего максимума (для зимы и лета):

* утренний максимум зима, лето: с 8.30 до 11.30;

* вечерний максимум зима: с 17.30 до 21.30

* вечерний максимум лето: с 19.30 до 22.00.

Все потребители относятся к I категории электроснабжения, то есть отключение этих потребителей приводит к очень большому материальному ущербу или человеческим жертвам. Их отключение допускается на время автоматического ввода резерва. К потребителям I категории обычно прокладывают две отдельные линии электропередач.

План предприятия представлен на рисунке 1.

Рисунок 1.

2. Исходные данные

Рисунок 2. — ТП-14

3. Расчет АСКУЭ

3.1 Анализ сведений о предприятии и схемы рассматриваемого объекта предприятия

Согласно исходным данным граница балансовой принадлежности электрических сетей от ПС «Свердловская» проходит на уровне 35 кВ, от ПС «Калининская» — на уровне 110 кВ, значит, расчетные (коммерческие) приборы учета возможно должны быть установлены на фидерах ПС «Свердловская» и ПС «Калиновская». Так как у данного предприятия нет субабонентов, заключивших прямой договор на электроснабжение с энергоснабжающей организацией, то расчетные (коммерческие) приборы учета в сетях предприятия исключены.

Рассматриваемый мною объект, ТП-14, имеет питание от двух ТП (ТП-3, ТП-13) двумя кабельными линиями 6 кВ от каждой ТП. В свою очередь ТП-14 питает с первой секции шин ТП-13 одной кабельной линией и со второй секции шин ТП-3 так же одной кабельной линией. Так как ТП-14 предназначена для снабжения механического цеха, то нагрузку данной ТП можно считать активной симметричной. Под механическим цехом мной подразумевается цех с установленными станками, где в течении всего дня нагрузка не постоянная.

Считаю целесообразным установку технических АСКУЭ на стороне 0,4 кВ ТП-14.

Структурная схема трехуровневой АСКУЭ изображена на рисунке 3.

Рисунок 3.

3.2 Анализ технических и экономических характеристик электрических счётчиков, выбор технически целесообразных и экономически оправданных типов

Согласно общим требованиям к расчетным счетчикам, применяемым в АСКУЭ, мною был выбран прибор учета типа СЭТ-4ТМ.02М, так как стоимость одного прибора учета (12 590 рублей) значительно меньше, чем прибор учета типа «ЕвроАльфа» (от 20 000 рублей) (ЕА02, ЕА05, ЕА10) и он значительно надежнее приборов учета типа ЦЭ-хххх и СЕ-ххх концерна «Энергомера». Приборы учета типа «ЕвроАльфа» обычно устанавливают как точки коммерческого учета на границе балансовой принадлежности потребителя с энергоснабжающей организацией, либо на отходящих высоковольтных линиях энергоснабжающей организации к потребителю, поэтому рассмотрение данного типа прибора учета можно исключить. Характеристики прибора учета СЭТ-4ТМ.02М представлены в таблице 1.

Таблица 1. Технические характеристики прибора учета СЭТ-4ТМ.02М

3.3 Анализ технических и экономических характеристик микроконтроллеров, выбор технически целесообразных и экономически оправданных типов

автоматизированный учет энергоноситель трансформатор Так как в последнее время приборостроительные заводы-изготовители к своим приборам учета изготовляют индивидуальные УСПД, работающие только с приборами учета этого изготовителя, мною были выбраны для рассмотрения два УСПД:

1. Комплект комбинированный УСПД-2.03 производства Нижегородского завода им. Фрунзе, изготовленный специально для работы в паре с приборами учета НЗиФ. В моем случае — это прибор учета типа СЭТ-4ТМ.02М.

2. УСПД «ЭКОМ-3000» производства «ProSoft Systems» г. Екатеринбург. Является универсальным устройством, работающим в паре с большинством приборов учета разных приборостроительных заводов.

Произведем анализ технических и экономических характеристик этих приборов в таблицах 2.

Таблица 2. УСПД-2.03.

После анализа всех параметров мною был выбран комплект комбинированный УСПД-2.03 НЗиФ.

3.4 Анализ технических и экономических характеристик трансформаторов тока, выбор технически целесообразных и экономически оправданных типов

Произведем расчет номинала трансформаторов тока для подключения в расчетную схему прибора учета.

Согласно расчету выбираем для рассмотрения следующие трансформаторы тока с номиналом 2000/5: Т-0,66, ТТИ-100, ТШП-0,66.

Характеристики трансформаторов тока сведем в общую таблицу 3.

Таблица 3. Характеристики трансформаторов тока.

Исходя из ценовой категории и срока межповерочного интервала трансформаторов тока, мною были выбраны трансформаторы тока типа ТШП-0,66 производителя ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока».

4. Нанесение выбранных элементов АСКУЭ на электрическую схему

На рисунке 4 представлены элементы АСКУЭ на примере одного ввода на стороне РУ-0,4 кВ ТП-14.

Рисунок 4. Элементы АСКУЭ на электрической схеме.

Заключение

Задачи анализа эффективности потребления электроэнергии с учетом технологического процесса (ТП), контроля в реальном времени за реальной нагрузкой отдельных производств и предприятия в целом с последующей оптимизацией режимов работы производства невозможно решать на морально устаревшем оборудовании, в настоящее время на рынке России появился широкий спектр современных приборов способных объединяться в АСКУЭ, тем самым созданы все условия для широкого внедрения АСКУЭ на промышленных предприятиях нашей страны.

Автоматизированная система контроля и учёта энергоносителей (АСКУЭ) представляет собой систему которая объединяет в себе все средства учёта различных энергоносителей которые подключаются к ЭВМ. АСКУЭ позволяет существенно упростить сбор данных с многочисленных приборов учёта, а также существенно повысить точность получаемых данных, а применение ЭВМ позволяет упростить обработку и анализ собранных данных.

Система АСКУЭ уже широко используется в передовых Западных странах, и в последнее время начинается её внедрение в России. Всё большее число предприятий России приходит к выводу о необходимости построения собственной системы АСКУЭ. Опыт зарубежных стран и опыт отечественных предприятий создавших и успешно эксплуатирующих систему АСКУЭ показывает, что АСКУЭ принадлежит будущее.