Система управления энергетическим хозяйством может рассматриваться в функциональном и структурном виде.
При функциональном построении выделяют следующие уровни управления:
уровень 1 - подсистемы автоматического и ручного управления. Они обеспечивают управление энергетическими объектами (агрегаты, процессоры), изменение первичных энергетических параметров и передачу результатов измерения в другие подсистемы энергохозяйства;
уровень II - подсистемы оперативного управления и планирования. Они обеспечивают на основе полученной информации оптимальное управление энергетическими объектами; учет расхода топлива, энергии; перераспределение энергоресурсов между потребителями, обработку и передачу первичной информации на высокие иерархические уровни;
уровень III - подсистемы оптимизации управления системами энергоснабжения предприятия и технико-экономического планирования. Основные задачи: оптимизация функционирования систем энергоснабжения, т е. надежное и с минимальными затратами энергоснабжение потребителей; технико-экономическое планирование.
При структурном построении имеют место следующие уровни управления:
уровень I - подсистема эксплуатации энергооборудования. На этом уровне осуществляется: управление технологическими процессами и поддержание параметров энергоснабжения в заданных пределах, выполнение оперативных переключений; устранение брака и ликвидации аварий; измерение различных энергетических параметров показателей и передача результатов измерений в другие подсистемы энергохозяйства. Большая роль на этом уровне наряду с ручным управлением отводится средствам защиты (исполнительным устройствам) и локальной автоматике (датчикам);
уровень II - подсистема оперативно-диспетчерского управления. Этот уровень управления энергохозяйством объединяет энергетические участки в системе энергоснабжения. Здесь решаются следующие задачи: управление автоматизированными объектами; планирование оптимальной загрузки энергооборудования; контроль над режимом выработки и потреблений энергоресурсов; учет выработки и потребления энергоресурсов; отбор информации и выдача ее на более высокие уровни иерархии;
уровень III - подсистема технико-экономического планирования, учета и анализа. При этом уровне управления осуществляются: перспективное планирование развития энергохозяйства; текущее планирование; планирование планово-предупредительных ремонтов (ПНР); технико-экономический анализ; нормирование расхода энергоресурсов; обработка информации и передача ее на более высокие уровни иерархии.
Организация энергоснабжения включает комплекс технических, экономических и социальных мероприятий. Организация электроснабжения должна включать следующие мероприятия:
- применение взаимного резервирования электрических сетей;
- сведение до минимума "холодного резерва" в линиях и трансформаторах, (все элементы системы электроснабжения должны постоянно находиться под нагрузкой);
- перевод в возможных случаях на параллельную работу источников питания, что может оказаться целесообразным и необходимым, например, при электроснабжении ударных резкопеременных нагрузок. Однако применение параллельной работы в каждом отдельном случае требует технико-экономического обоснования;
- постоянный контроль и регулярная очистка электрооборудования систем электроснабжения от вредных веществ, выделяемых в основном производстве, сооружение дымовых труб и улавливателей, правильное расположение подстанций и их конструктивное выполнение с учетом качества окружающей среды;
- применение повышенных напряжений в питающих и распределительных сетях, приближение источников питания к электроприемникам с резкопеременной нагрузкой. Эффективным может быть повышение уровня токов КЗ в сетях с такой нагрузкой, а также применение трансформаторов с расщепленными обмотками, применение раздельного питания ударных и "спокойных" нагрузок;
-проведение мероприятий по повышению качества электроэнергии -использование синхронных компенсаторов толчковой нагрузки, синхронных электродвигателей, продольной емкостной компенсации, источников реактивной мощности, мероприятий по ограничению уровня высших гармоник и симметрированию нагрузок;
- обеспечение и поддержание баланса активной и реактивной мощности, применение плановых ограничений и отключений потребителей, использование различных средств компенсации реактивной мощности, в первую очередь не требующих дополнительных затрат.
- упорядочение технологического процесса в целях улучшения энергетического режима оборудования; выбор электродвигателей и трансформаторов с учетом их оптимальной загрузки; применение устройств для ограничения холостого хода электроприемников; замена незагруженных трансформаторов и электродвигателей при реконструкции электроснабжения и т. д.;
- применение компенсирующих устройств с автоматическим регулированием их мощности;
- организация диспетчерского управления и контроля за работой элементов системы электроснабжения;
- применение автоматики для повышения надежности электроснабжения, например АВР - автоматическое включение резерва, АПВ - автоматическое повторное включение, АЧР - автоматическая частотная разгрузка;
- повышение качества ремонта электрооборудования.
4 Планирование энергетического обслуживания предприятия
Для бесперебойной организации работы предприятия и выполнения запроектированных в плане технико-экономических показателей все участки его производственной деятельности, в частности энергетическое хозяйство, должны работать четко, по заранее разработанному и технически обоснованному плану. Износ оборудования в процессе эксплуатации и плохая организация его ремонта приводит к увеличению простоев оборудования.
4.1 Планирование технического обслуживания и ремонта
электроустановок
Для планирования и организации ремонта электроустановок составляются: перспективные графики ремонта основного оборудования и высоковольтных линий (ВЛ напряжением 35 - ПО кВ); годовые и месячные графики технического обслуживания, ремонта (ТОР) и диагностического контроля. Перспективный график ремонта разрабатывается на 5 лет ответственным за электрохозяйство для определения и размещения объемов ремонтных работ и служит основанием для планирования трудовых, материальных и финансовых ресурсов по годам планируемого периода.
Основой планирования и организации технического обслуживания и ремонта электроустановок является ремонтный цикл, который устанавливается в соответствии с правилами технической эксплуатации электроустановок с учетом конкретных условий работы.
Ремонт наземного оборудования организуется по системе планово-предупредительного ремонта (ППР) и диагностики оборудования.
Сущность системы ППР заключается в том, что через определенные плановые промежутки времени проводится техническое обслуживание и ремонт оборудования с заранее предусмотренным объемом работ.
Система ППР включает следующие мероприятия:
-техническое обслуживание;
-текущий ремонт;
-капитальный ремонт.
Техническое обслуживание – это комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности электроустановок в период между двумя очередными ремонтами. Техническое обслуживание осуществляется для предупреждения прогрессирующего износа деталей и сопряжений путем своевременного проведения регулировочных работ, смазки, выявления дефектов и их устранения. Техническое обслуживание оборудования включает:
- контроль технического состояния изделия;
- очистка, смазка, замена отдельных деталей;
- регулировка в целях предупреждения повреждений;
- часть работ по устранению повреждений.
Виды технического обслуживания оборудования:
-периодическое техническое обслуживание осуществляется через установленные в эксплуатационной документации значения наработки или через определенные промежутки времени;
-сезонное техническое обслуживание проводится в целях подготовки изделия к использованию в осенне-зимних или весенне-летних условиях. Это техническое обслуживание включает операции по замене сезонных сортов эксплуатационных материалов с промывкой соответствующих систем установок по снятию утеплений и приборов предпускового подогрева и т.п.
Техническое обслуживание осуществляется регулярно ремонтным или эксплуатационным персоналом и производится в процессе работы электроустановок.
Текущий ремонт (Т)– это вид ремонта, выполняемый для обеспечения или восстановления гарантированной работоспособности электроустановок и состоящей в замене или восстановлении отдельный частей. При текущем ремонте требуется осуществлять остановку оборудования и отключение электрических сетей.
При текущем ремонте оборудования проводятся:
- частичная разборка оборудования;
- ремонт отдельных узлов;
- замена изношенных деталей;
- сборка, регулировка и испытание согласно инструкции по эксплуатации.
Текущий ремонт осуществляется либо на месте эксплуатации оборудования выездными ремонтными бригадами прокатно-ремонтных цехов или в самом ремонтном цехе в тех случаях, когда ремонт требует специальной оснастки и оборудования.
Капитальный ремонт (К) – это вид ремонта, выполняемый для восстановления неисправности и полного восстановления ресурса электроустановок с заменой или восстановлением любых узлов, включая базовые. При капитальном ремонте требуется осуществлять остановку оборудования и отключение электрических сетей.
При капитальном ремонте проводятся:
- полная разборка оборудования;
- мойка и дефектация деталей и узлов;
- сборка и регулировка оборудования;
- испытание под нагрузкой;
- окраска оборудования.
Капитальный ремонт оборудования выполняется центральными базами производственного обслуживания по ремонту оборудования (ЦБПО) или ремонтно-механическими заводами (РМЗ).
Методы организации ремонтных работ:
- агрегатный метод: в ремонтные цеха отправляют изношенные агрегаты оборудования, а на месте эксплуатации оборудования их заменяют запасными или отремонтированными;
- узловой метод: в ремонтные цеха отправляют отдельные неисправные узлы агрегатов и заменяют их запасными или отремонтированными. Этот метод более прогрессивный (эффективный), так как позволяет сократить простои оборудования и способствует созданию в ремонтных цехах запасов однотипных узлов, что улучшает качество ремонта. Затраты предприятия на создание обменного фонда узлов значительно меньше, чем на создание обменного фонда агрегатов;
- агрегатно-узловой метод, при котором в ремонтных цехах создаются обменные фонды узлов и агрегатов.
Планирование ремонтных работ базируется на показателях ремонтного цикла, межремонтного периода и структуры ремонтного цикла оборудования.
Структура ремонтного цикла оборудования – это чередование в определенной последовательности текущих и капитальных ремонтов в ремонтном цикле оборудования.
Структура ремонтного цикла представляет собой перечень и последовательность выполнения ремонтных работ и технического обслуживания. Между двумя капитальными ремонтами предусматривается несколько текущих ремонтов и несколько видов технического обслуживания.
Ремонтный цикл– это календарная продолжительность эксплуатации оборудования между двумя капитальными ремонтами.
Межремонтный период – это продолжительность эксплуатации оборудования между двумя смежными видами ремонтов.
Продолжительность ремонтного цикла (межремонтных периодов) зависит не только от конструктивных особенностей промышленных установок, электрооборудования, и степени интенсивности их использования, но и в значительной мере от условий и культуры эксплуатации оборудования, организации межремонтного обслуживания и качества выполнения ремонтных работ.
Пути совершенствования организации ремонта и обслуживания оборудования:
- организация централизованного ремонта оборудования на специализированных ремонтных заводах;
- совершенствование организационной структуры ремонтного хозяйства;
- применение передовых технологий и эффективных методов ремонта;
- совершенствование технической базы ремонтных работ.
Спецификация электрооборудования нефтяного промысла нефтегазодобывающего предприятия и структура ремонтного цикла по нормативным данным приведена в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Спецификация оборудования и структура ремонтного цикла
№ п / п | Наименование объекта ЭО | Характеристика | Кол. | Структура ремонтного цикла | Продолжительность периода между циклами | ||
ТО | ТР | КР | |||||
Электродвигатели | 20 кВт | К - Т - К | |||||
15 кВт | К - Т - К | ||||||
16 кВт | К - Т - К | ||||||
17 кВт | К - Т - К | ||||||
25 кВт | К - Т - К | ||||||
30 кВт | К - 3Т - К | ||||||
35 кВт | К - 3Т - К | ||||||
10 кВт | К - 3Т - К | ||||||
Выключатель масляный | до 400 А | К - 3Т - К | |||||
Конденсаторная установка | 450 кВА | К – 7Т - К | |||||
Комплектные трансформаторные подстанции | 1*63 кВА | К - 7Т - К | |||||
2*160 кВА | К - Т - К | ||||||
1*100 кВА | К - 7Т - К | ||||||
2*250 кВА | К -7Т - К | ||||||
2*630 кВА | К - 7Т - К | ||||||
ЛЭП 6кВ | до 70 мм2 | К - 5Т - К | |||||
КЛ 0,4кВ | до 25 мм2 | К -Т - К | |||||
до 16 мм2 | К -Т - К |
Исходными данными для составления графика технического обслуживания и ремонта, а также диагностического контроля электроустановок являются данные о показателях надежности (в первую очередь наработка и отказ за последние два года), режимах и условиях эксплуатации; сведения о выполнении ранее предусмотренных диагностических контролей, технического обслуживания (ТО), ремонтов и испытаний; информация о наработке с начала эксплуатации и фактически отработанном с момента ремонта времени, а также количестве пусков.
Задачи, решаемые системой технического обслуживания и ремонта:
- сокращение простоев технологического оборудования и ремонта;
- предупреждение преждевременного выхода из строя электрооборудования, линий электропередачи, устройств релейной защиты, электроизмерительных приборов и электроавтоматики;
- сокращение затрат времени, трудовых, материальных и финансовых ресурсов;
- повышение организационного уровня технического обслуживания и ремонта и ответственности персонала.
Годовое количество текущих или капитальных ремонтов рассчитывается для каждого вида электроустановок по формуле:
, (4.1)
где Pi – годовое количество текущих или капитальных ремонтов по электроустановкам i-го вида;
Qi – количество единиц электроустановок i-го вида или протяженность линий электропередачи в км (по данным таблицы 4.1);
Ф – годовой календарный фонд времени одной электроустановки, ч;
(8760 час);
Крвi , Кмвi – коэффициент использования по рабочему и машинному времени электроустановок i-го вида ;
Лi – количество текущих или капитальных ремонтов в ремонтном цикле электроустановок i-го вида (по данным таблицы 4.1);
Тi – ремонтный цикл электроустановок i-го вида, г.
Продолжительность ремонтного цикла электроустановок i-того вида рассчитывается по формуле:
Т=ФТi. (4.2)
Для расчета годового количества текущих и капитальных ремонтов электроустановок используются коэффициенты по рабочему и машинному времени, которые приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2 – Коэффициенты использования электроустановок по рабочему и машинному времени в бурении.
Наименование электрооборудования | Коэффициенты использования | |
По рабочему времени | По машинному времени | |
Электродвигатели | 0,71 | 0,90 |
Электростанции передвижные | 0,75 | 0,86 |
Электрогенераторы 500 оборот / мин. | 0,75 | 0,86 |
Трансформаторы силовые | 0,86 | 0,90 |
Расчет количества текущих и капитальных ремонтов осуществляется по формуле 4.1 с использованием коэффициентов, приведенных в таблице 4.2, и структуры ремонтного цикла, приведенной в таблице 4.1.
Количество ТО, текущих и капитальных ремонтов в ремонтном цикле электродвигателей, трансформаторов, аппаратов высокого напряжения, электрических аппаратов напряжением до 1000В, линий электропередачи, кислотных и щелочных аккумуляторных батарей, конденсаторных установок в добыче нефти, в бурении скважин и в транспорте нефти и газа определяется по данным о продолжительности периода их эксплуатации (приложение А).
Планирование технического обслуживания ведется одновременно с планированием ремонтов при составлении годового плана – графика ремонта основного оборудования (приложение А).
Осмотры электрооборудования и его заземляющих устройств включаются в состав ТО, а для воздушных линий электропередачи осмотры планируются как самостоятельные операции и осуществляются по графику.
Расчет количества текущих и капитальных ремонтов электроустановок приведен в таблице 4.3.
Таблица 4.3 – Расчет годового количества текущих и капитальных ремонтов
электроустановок
№ п/п | Наименование и характеристика | Кол-во, шт. | Годовое количество ТР | Годовое количество КР |
Электродвигатели | 20*8760*0,71*0,9*1/2*8760= =6,39 | 20*8760*0,71*0,9*1/2*8760= =6,39 | ||
17*0,71*0,9*1/2=5,43 | 17*0,71*0,9*1/2=5,43 |
Окончание таблицы 4.3
25*0,71*0,9*1/2=7,99 | 25*0,71*0,9*1/2=7,99 | |||
Электродвигатели | 150*0,71*0,9*1/2=47,93 | 150*0,71*0,9*1/2=47,93 | ||
10*0,71*0,9*1/2=3,2 | 10*0,71*0,9*1/2=3,2 | |||
17*0,71*0,9*3/2=16,29 | 17*0,71*0,9*1/2=5,43 | |||
17*0,71*0,9*3/2=16,29 | 17*0,71*0,9*1/2=5,43 | |||
9*0,71*0,9*3/2=8,63 | 9*0,71*0,9*1/2=2,88 | |||
ВМ до 400А | 440*0,86*0,95*3/8=134,81 | 440*0,86*0,95*1/8=44,94 | ||
КУ- 450кВАр | 11*0,86*0,95*7/8=7,86 | 11*0,86*0,95*1/8=1,12 | ||
Комплектные трансформаторные подстанции | 9*0,86*0,95*7/8=6,43 | 9*0,86*0,95*1/8=0,92 | ||
16*0,86*0,95*7/8=11,44 | 16*0,86*0,95*1/8=1,63 | |||
13*0,86*0,95*7/8=9,29 | 13*0,86*0,95*1/8=1,33 | |||
5*0,86*0,95*7/8=3,57 | 5*0,86*0,95*1/8=0,51 | |||
4*0,86*0,95*7/8=2,86 | 4*0,86*0,95*1/8=0,41 | |||
ЛЭП 6кВ | 10*0,86*0,95*5/6=6,81 | 10*0,86*0,95*1/6=1,36 | ||
КЛ 0,4кВ | 17*0,86*0,95*1/5=2,78 | 17*0,86*0,95*1/5=2,78 | ||
16*0,86*0,95*1/5=2,61 | 16*0,86*0,95*1/5=2,61 |