Компенсация реактивной мощности на предприятиях химической промышленности.

Анонс: Специфика подключения и работы предприятий химической промышленности. Особенности силовой нагрузки предприятий химической промышленности. Решение проблем компенсации реактивной мощности и эмиссии гармоник на химических предприятиях.

Большинство отечественных предприятий химической промышленности – заводы и комбинаты полного цикла на значительных территориях с распределенными силовыми сетями, подключаемыми к понизительной подстанции напряжением 35/330 кВ по схеме с глубоким вводом - понизительной подстанцией глубокого ввода 35/6-10 кВ, с шин которой напряжение 6-10 кВ подается на нагрузку и на распределительные пункты и/или КТП, ТП 6-10/0.4 кВ, или с главной понизительной подстанцией с передачей электроэнергии 6-10 кВна распределительные пункты.

Превалирующее большинство нагрузок цехов и участков предприятия химической промышленности в соответствие с ПУЭ2-й категории надежности с допустимой длительностью ввода резерва в десятки минут, вспомогательные производства (в основном), складские помещения, административные здания – 3 категории, но из-за опасности и особенностей некоторых технологических процессов значительная доля нагрузки относится к «особой группе 1-й категории», которая используется для продолжения работ в аварийном режиме и подключается кагрегатам бесперебойного питания с аккумуляторами и/или инверторами, т.е. ШИМ преобразователям.

По мере совершенствования производственно-технологического процесса химической промышленности силовое оборудование меняется или модернизируется до уровня контролируемой и управляемой нагрузки, что решается или применением тех же ШИМ преобразователей, или программно-логических контроллеров на полупроводниковых вентилях. Все это априори определяет значительные перетоки реактивной энергии в сегментах и силовой сети, а также повышенные риски аварийности цехов и химического завода, комбината в целом, обусловленные искажениями тока, напряжения гармониками высших порядков, объемы эмиссии которых растут сообразно интенсивности использования более современного оборудования.

Особенности силовой нагрузки предприятий химической промышленности.

В типичную структуру отечественного химического завода, комбината входят цеха фторсолей, суперфосфата, тукосмесей, ремонтно-механические, кузнечные, кислотные и сернокислотные участки, печные отделения, склады аппатита, полуфабрикатов, готовой продукции, увязанные между собой производственно-технологическим процессом, силовыми сетями, системами воздухоочистки, снабжения с компрессорными, водоснабжения, водоподготовки с насосными станциями, теплоснабжения с котельной и телекоммуникациями систем АСУ (при их наличии). Оборудование различных цехов, отделений в основном разное по назначению, но в целом типовое по характеру нагрузки с нелинейной вольтамперной характеристикой и коэффициентом использования от 0.14 до 0.8, что априори делает критичесмки необходимым при оценгке качества электроэнергии проведение полного энерпгоаудита с выявлением пикового потребления и всего спектра и амплитуд гармоник вплоть по 49 порядка.

Добавляет проблем в аспекте снижения качества электроэнергии:

• сложность группировки нагрузки по характеру и мощности из-за значительной разветвленности силовой сети и территориальной рассредоточенности цехов, что определено требованиями СП, СНиП и ведомственных норм;
• внедрение энергосберегающих мероприятий без превентивного расчета степени негативного влияния параметры тока, напряжения, частоты систем освещения на люминесцентных, светодиодных лампах, частотных приводов, активных фильтров гармоник на ШИМ преобразователях и т.д.;
• интеграция силовой нагрузки с контроллерами на полупроводниковых ключах, серверного оборудования систем диспетчеризации, автоматического управления АСУ ТП, АИИС и т.д. без планирования и реализации организационно-технических мер по очистке силовых сетей;
• практическое отсутствие интереса подразделений энергетика предприятий химической промышленности к реальному состоянию перетоков реактивной мощности и эмиссии, трансмиссии гармоник, как между отдельными цехами в рамках завода, так и между собственной и распределительной сетью электросетевой компании, хотя:
  - действующие ГОСТ IEC/TR 61000-3-6-2020 и ГОСТ IEC/TR 61000-3-7-2020уже определили и нормы электромагнитной эмиссии (и трансмиссии) гармоник в сетях разного уровня напряжения,и ответственности сетевой организации и Абонента сети (см. этот материал);
  - Постановлениями Правительства РФ N 937 от 13.08.2018 и N 1622 от 21.12.2018 в «Правила недискриминационного доступа...» в п.14 раздела II внесены внесен пункты «в» и «е», соответственно обязывающие потребителя обеспечивать, как надлежащее техническое состояние и функциональность оборудования, регулирующего реактивную мощность, так и показатели качества электроэнергии и соотношения потребления активной и реактивной мощности, соответствующие требованиям ТУ на подключение.

Решение проблем компенсации реактивной мощности и эмиссии гармоник на химических предприятиях.

В текущих условиях стагнации отечественной экономики, но с учетом планов и задач новой Энергетической стратегии РФ по цифровой трансформации электросетей оптимальными техническими решениями нивелирования в силовых сетях предприятий химической промышленности, как перетоков реактивной мощности, так и эмиссии (трансмиссии) гармонических возмущений правомерно считать:

• нерегулируемые батареи, модули и установки компенсации реактивной мощности для обеспечения потребности в реактивной энергии силовой нагрузки, работающей в «фоновом» беспрерывном режиме;
• типовые релейные УКРМ, УКРМФ (при наличии рисков перегрузки конденсаторов токами гармоник), но в гибких решениях, модернизируемых до уровня комплектных устройств с тиристорным управлением и коммутацией с серверами АСУ без остановки производства непосредственно на объекте;
• тиристорные УКРМТ, в которые уже сегодня можно интегрировать недорогие отечественные автоматические контроллеры коррекции коэффициента мощности (APFCR - Аutomatic Power Factor Correction Controller) собственной разработки и производства компании «МИРКОН»;
• узкополосные или комбинированные с широкополосными пассивные фильтры гармоник для нивелирования наброса гармонических токов частот до 13-15 порядков;

Предварительно посчитать объемы перетока реактивной мощности можно на простом калькуляторе здесь, а специалисты компании «МИРКОН» могут детализовать реальные финансовые, технические и технологические преимущества пакетного устранения искажений на фундаментальной и нефундаментальных частотах для конкретной силовой сети.

Возврат к списку