Увеличение надежности электроснабжения агропромышленного комплекса

В настоящее время требования к надежности электроснабжения потребителей агропромышленного комплекса (АПК) довольно высоки и растут по мере укрупнения производств. АПК можно отнести к первой и второй категории надежности. Нарушение электроснабжения крупных предприятий по выработке продуктов животноводства может повлечь за собой крупные экономические потери и остановку производства. Поэтому проблема увеличения надежности является актуальной и требует решения. Электроснабжение агропромышленного комплекса в сельской местности имеет ряд особенностей, такие как: низкая степень резервирования элементов системы, слабая оснащенность коммутационными аппаратами, большая протяженность воздушных линий 610 кВ с малой плотностью нагрузок. [1]. Существующими способами увеличения надежности электроснабжения являются:

• -    сокращение радиуса электрических сетей;

• -    местное резервирование;

• -    автоматизация сельских электрических сетей, в том числе использование АВР;

• -    использование автономного источника питания электроэнергии, такие как газотурбинные установки, дизельные электростанции;

• -    использование реклоузеров, которые выполняют автоматическое повторное включение;

• -    использование современного диагностирования сетей. [2]

Цель исследования заключается в увеличение надежности электроснабжения предприятий агропромышленного комплекса.

Материалы и методы исследования

Наиболее крупные предприятия должны относится к первой и второй категории надежности. Более мелкие сельскохозяйственные производства могут относиться к третьей категории. На данный момент не все предприятия, тип производства которых должен относится к первой категории надежности, имеют 2 независимых источника питания с автоматическим переключением. Определим время перерыва в электроснабжении для трех категорий согласно [3]. Тип производства определим в соответствии с методическими указаниями [4]. Сведем результаты в таблицу 1:

Таблица 1 – Определение время перерыва электроснабжения и типа производства

Категория надежности	Время           перерыва электроснабжения	Тип производства
1	Перерыв                в электроснабжении на время автоматического восстановления электроснабжения	Животноводческие комплексы и фермы: -    производство молока на 400 коров; -    выращивание молодняка крупного рогатого скота на 5 тыс. голов в год; -    выращивание 12 тыс. свиней в год. Птицефабрики: -    производство яиц с содержанием 100 тыс. кур; -    выращивание 1 млн. бройлеров в год.
2	Перерыв в электроснабжении на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной бригпдой	Животноводческие фермы и птицефабрики с меньшим количеством содержания животных, тепличные комбинаты, рассадные комплексы.
3	Перерыв в электроснабжении для ремонта или замены оборудования на срок не более 24 часов.	Мелкие        сельскохозяйственные производства.

Экономические потери при перерыве в электроснабжении для свиноводческих комплексов составляют 29 руб. / кВт ч, для птицефабрик с содержанием 100 тыс. кур – 106 руб./ 1кВт ч, для зимних теплиц – 21,3 руб./ кВт ч, для свиноводческих ферм – 3,9 руб. / кВт. [5]

Можем рассчитать, какие убытки понесет свиноводческая ферма, относящаяся ко второй категории надежности. Потребление электроэнергии в год составит 128 тыс кВт ч согласно данным таблицы из источника [5]. Максимальное количество отключений составит три раза за год. Время, необходимое для переключения на резервное питание выездной бригадой примем равное одному часу. Недоотпуск энергии составит:

W         128-1000•24•365

• 3 - 1 = 3 84000 кВт ч

— • N • т =----------------- 8760            8760

где Wп – величина годового потребления активной электрической энергии рассматриваемым потребителем, кВт∙ч; N – количество внезапных отключений потребителя в год, откл./год; τ – средняя продолжительность одного внезапного отключения, ч. [6]

Оценим ущерб по следующей формуле:

У = у0 -VWn = 3,9 • 3 84000 = 1497600 руб.руб.

где у ₀ – удельный ущерб от недоотпуска электроэнергии, приведенный ранее, руб./(кВт∙ч). [7]

Определим условия, при которых необходимо установить два независимых взаимно резервируемых источника питания. Выберем условиями отключение электропитания чаще раза в год и стоимость убытков от перерыва электроснабжения 30 тысяч рублей. Обоснуем это тем, что при максимальном количестве отключений 3 раза в год, стоимость убытков составит минимум 90 тысяч рублей. Что за 11 лет составит стоимость установки двух независимых источников питания. Соответственно установка является окупаемой.

Отобразим данные условия в блок схеме на рисунке 1.

Рисунок 1 – Блок схема по определению необходимости установки двух независимых источников питания

Результаты исследования и их обсуждение

Таким образом мы выяснили, что при перерыве электроснабжения экономические потери довольно ощутимо влияют на экономику предприятия. Для того, чтобы не было перерывов в электрообеспечении предприятия, необходимо проводить расчет возможных экономических потерь для каждого предприятия в зависимости от его масштабов при строительстве. И если денежные убытки от перерыва электроснабжения превышают стоимость сооружения двух независимых источников питания, то переводить предприятие в первую категорию надежности. Данные условия мы отобразили на рисунке 1. Соблюдая данные условия можно добиться минимизации экономических потерь от перерерыва в электроснабжении предприятий агропромышленного комплекса.

При отключении питания на одном из источников, при срабатывании автоматического ввода резерва (АВР) в работу приводится второй независимый источник питания и тем самым перерыв в электроснабжении практически не ощущается, что особо важно для предприятий, которые несут весомые убытки при перерыве в электроснабжении.

Выводы

Таким образом, мы рассмотрели категории надежности, время перерыва электроснабжения, соответствие типа производства категории надежности. Провели экономический расчет для свиноводческой фермы, чтобы подсчитать убытки при перерыве электроснабжения. Предложили способ, по которому перерыв электроснабжения при работе агропромышленных предприятий, был бы не ощутим для производства. Составили блок схему для определения необходимости использования двух независимых источников.

Применение способов увеличения надежности электроснабжения агропромышленного комплекса позволит минимизировать экономические потери производства.

Derevnina V. S., master of the direction "Electric power engineering and electrical engineering" FSBEI HE "Lipetsk State Technical University"