автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Формирование рациональных режимов электропотребления подъемных установок в условиях дефицита мощности в электроэнергосистеме (на примере шахт АО "Севуралбокситруда")

р- г в од

' * ..........На правах рукописи

УСАНОВ ВЛАДИМИР ВАСИЛЬЕВИЧ

«АРМИРОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНКЯ ПОДЪЕШК УСТАНОВОК В УСЛОВИЯХ ДЕФИЦИТА ющносга В ЗЛШПРОЗНЕРГШЖТШЕ (на примере швхт АО "Севуралбокситруда")

Специальность 05.09.03 - ачектротехническне комплексы и системы, включая их управление и регулирование

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

ЕКАТЕРИНБУРГ -

1

Работа выполнена в уральской государственной горно- геологической академии.

Научный руководитель: заслуженный деятель науки и техники

Российской Федерации, доктор технических наук, профессор вагаутанов Г.А.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

САРАПУЛОВ Ф.Н., кандидат технических наук ШАРНИН Ю.К.

Ведущее предприятие: Уральский ордена Трудового Красного

Знамени научно-исследовательский и проектный институт медной промыален-ности "Унипромедь"

" " 1д9Б г. в (О

Защита состоится

часов

на заседании диссертационного совета Д 053,03.01 в Уральской государственной горко- геологической академии (620144, г.Екатеринбург, ул.Куйбышева, 30).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке сударственной горко-геологической академии.

Уральской го-

Автореферат разослан "/¿Г" ри-М^/иЛ 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, профессор

Е. В; Прокофь ев

ОБУЧАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В условиях структурной перестройки отраслей народного хозяйства и перехода на рыночную экономику особую значимость приобретают работы, направленные на энергосбережение и снижение затрат на электрическую и другие еиды энергии.

Актуальность таких работ увеличивается в связи с отсутствием на федеральном и региональном уровнях документации, регламентирующей в рамках формирующегося рынка энергоносителей взаимоотношения электроэнергетических систем (ЗЭС) и предприятий-потребителей электрической энергии (правила пользования электрической энергией, методики построения тарифов на электрическую анергию, стимулирующих потребителя активно проводить политику энергосбережения и т.п.).

Трудами многих учеши разработаны принципы системного подхода к решению проблемы формирования эффективных режимов электропотребления предприятий (РЭП).

Существенный вклад в создание механизма формирования РЭП промышленных предприятий сделали Багиев Г.Л., Вагин Г.Я., Гордеев В. И., Жежеленко И. В., Кудрин Б. Л., Михайлов В. В., ЧокинШ.Ч., Шкдловский А. К. и др.

Применительно к горным предприятиям такие работы выполнены Праховником A.B., Розеном В.П., ЭкелемП.Я., Бондаренко А.Ф., Шпиганозичем А.Н. и др.

Как показал анализ состояния вопроса, наиболее эффективным в решении проблемы формирования рациональных режимов электропотребления горных предприятий оказывается подход, разработанный в Уральской государственной горно-геологической академии ка основе применения комплексов потребителей-регуляторов мощности (П-РМ).

Комплекс П-РМ является совокупностью системы электроснабжения, функционирующих на предприятии энергоемких злектроприемни-ков, технических средств и программ, обеспечивающих планирование и формирование заданных режимов злектролотребления предприятия в темпе управления процессом электропотребления и «вменения производственных ситуаций. В состав потребителей-регуляторов мощности горнодобывающего предприятия входят все энергоемкие злектроприем-ники, в том числе подъемные, компрессорные, водоотливные и вентиляторные установки.

Методологические основы формирования режимов внепикового

- г -

электропотребления шахтных стационарных установок, выполняющих функции П-РМ предприятия, разработаны в трудах многих ученых. Ко для обеспечения возможности их практического, использования необходимо провести специальные исследования, создать методику расчета эффективных РШ и разработать алгоритмы управления стационарными установками - потребителями-регуляторами мощности предприятия. Изложенные в диссертационной работе исследования посвящены решению задачи формирования эффективных режимов электропотребления шахтных грузовых подъемных установок (ПУ), входящих в комплекс П-РМ горнодобывающего предприятия. -

Выбор грузовых ПУ в качестве объекта исследований не случаен. Грузовые ПУ являются энергоемкими электроприемниками. Например, удельный вес электропотребления и оплачиваемой нагрузки грузовых ПУ АО "Севурзлбокситруда" составляет 8-11 X от соответствующих показателей РШ предприятия. Длительность работы грузовых ПУ в течение суточных интервалов времени, как правило, составляет 8-16 ч. Например, грузовые ПУ АО "Севуралбокоитруда" работают до 10 ч. в сутки. Создаетоя временной резерв, позволяющий рационально попользовать технологические емкости для формирования режимов внепикового электропотребления грузовых ПУ.

Для внедрения эффективных режимов функционирования грузовых ПУ, как правило, требуются минимальные материальные нетрудовые затраты, по сравнению с такими П-РМ, как водоотливные, компрессорные и главные вентиляторные установки. Например, для нормального функционирования водоотливных установок в режиме П-РМ необходимо постоянно поддерживать водосборники в рабочем состоянии посредством их очистки от ила; для компрессорных установок необходимо строить специальные гидропневмоаккумуляторы, требующие значительных капитальных затрат; главные вентиляторные установки должны иметь дорогостоящий и сложный в эксплуатации регулируемый привод.

В условиях создания рыночных отношений между предприятиями целесообразно проводить исследования тех объектов, которые дадут хороший экономический эффект о минимально возможными затратами.

На шахтах находятся в зксплуатациии клетевые подъемные установки, которые тоже можно рассматривать как потенциальные П-РМ. Но эти установки, как правило, осуществляют спуск-подъем людей в периоды прохождения максимума мощности в ЭЭС. Сдвиг рабочих смен для остановки клетевых ПУ требует корректировки графиков работы

социально-бытовых служб предприятия. Это вряд ли оправдано, если учесть, что регулировочные характеристики клетевых ПУ по активной мощности составляют 10-15 % от регулировочных характеристик грузовых подъемных установок.

Работы выполнены по программе 1.23.004 Министерства цветной металлургии ССОР "разработать способы и средства повышения эффективности использования электрической энергии в горном производстве цветной металлургии", утвержденной заместителем министра МЦМ СССР 15.11.85 г.

Несмотря на перестройку структуры управления горнодобывающей отраслью, выполненные исследования не потеряли своей значимости и являются актуальными.

Целью работы является повышение эффективности использования электроэнергии на горнодобывающих предприятиях путем снижения затрат на электроэнергию, потребляемую грузовыми подъемными установками.

Задачи исследований

1. Проведение системного анализа режимов зяектропотребления грузовых подъемных установок с целью выявления и формализации взаимосвязей факторов, формирующих процесс" электропотребления, и определения показателей, характеризующих регулирующие возможности установок.

2. Разработка методов регулирования активной и реактивной мощности грузовых подъемных установок, обеспечивающих разуплотнение суточных графиков электрической нагрузки предприятия на заданных интервалах контроля.

3. Разработка методики планирования и оценки показателей режимов электропотребления грузовых подъемных установок, выполняющих функции потребителей-регуляторов мощности предприятия.

Методы исследований. Для решения излаженных задач использованы систекшый анализ, методы экспертных оценок, численные методы прикладной математики, экономике-статистические методы.

Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов подтверждается корректностью используемых при выполнении исследований методов, учетом взаимосвязи факторов, формирующих процесс .электропотребления шахтных грузовых подъемных установок, применением ЭВМ и длительным опытом внедрения методик и рекомендаций на горнодобывающих предприятиях.

Нзучная новизна диссертационной работы заключается в рззра-

ботке оригинальных методов регулирования активной и реактивной мощности грузовых подъемных установок, обеспечивающих формирование эффективных суточных графиков электрической нагрузки объектов на контролируемых интервалах времени; в создании методики планирования и оценки эффективности функционирования грузовых подъемных установок в составе комплекса П-РМ предприятия.

Практическое значение работы

Практическое значение работы заключается в разработке методической документации, обеспечивающей эффективное использование грузовых подъемных установок в качестве потребителей-регуляторов мощности горнодобывающих предприятий.

Пашяешиз, выносныне на агидигу

1. Математическая модель процесса злектропотребления грузовых подъемных установок, на основе которой проводится анализ режимов нагрузки агрегатов по отдельным энергетическим показателям с учетом структуры системы электроснабжения горнодобывающего предприятия.

2. Метод оценки эффективности формирования режимов электропотребления подъемных установок по коэффициентам плотности графиков нагрузки электроустановок..

В диссертации введено и формализовано новое понятие - коэффициент плотности графика электрически нагрузки объекта по активной (реактивной) мощности, характеризующий степень разуплотнения графика и позволяющий эффективно оценить глубину регулирования показателей фактических и планируемых режимов электропотребления исследуемых подъемных установок.

3. Методика определения моментов принятия решения о регулировании электрической нагрузки подъемных установок, позволяющая существенно уменьшить количество управляющих воздействий на объекты регулирования без снижения эффективности конечного результата.

4. Методика расчета и экономической оценки фактических и рекомендуемых графиков функционирования грузовых подъемных установок в режиме потребителей-регуляторов нагрузки.

Апробация работы. Основные положения и результаты, полученные в диссертационной работе, доложены на научно-технических семинарах и совещаниях федерального и регионального уровней по оптимизации режимов злектропотребления промышленных предприятий (г.Миаос, 1987-1989 гг.); на областных совещаниях работников

энергослужб предприятий по вопросу ограничения электрических нагрузок потребителей в периоды возникновения дефицита мощности в энергосистеме (г.Екатеринбург, 1991-1993 гг.); на заседаниях тех-шпеского совета АО "Сезуралбокситруда" по вопросам сбережения энергоресурсов на шахтах Североуральска (г.Североуральск, 1992-1994 гг.).

Реализация результатов работа

Основные результаты работы использованы при разработке руководящих технических материалов МЦМ СССР по оценке энергетических характеристик и нормированию злектропотребления горнодобывающих предприятий отрасли и внедрены на шахтах АО "Севуралбокситру-да" в течение 1992-1994 гг. с суммарным годовым экономическим е^ектом 518,9 млн.рублей по ценам на электроэнергию, действующим с 01.10.94 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Структура и о&ьен диссертация. Диссертационная работа состоит из Введения, четырех глав; Заключения и Списка использованной литературы из 143 наименований. Содержит 19 рисунков, 4 таблицы и 3 приложения. Общий объем работы - 256 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Анализ результатов исследований отечественных и зарубежных ученых в области регулирования электрических нагрузок промышленных потребителей показал, что проблема формирования эффективных режимов электропотребления горнодобывающих предприятий должна решаться на основе системного анализа и оценки регулирующих возможностей энергоемких электропрлемников.

Систем к ufi аншшз решоюв электропотребления грузовых подъемных установок

Исследования показывают, что совокупность грузовых подъемных установок {ПУ mj,/n= , где И - число ПУ на предприятии, во взаимосвязи с совокупностью элементов их системы электроснабжения {•Эсзс} • внешними и внутренними связями образуют "систему"

S = [Эос} и (пу), т - i^M , (1)

которой присущи все системотехнические характеристики: целостное образование, в котором каждая ГО' обладает сиотемоопределенными свойствами; между отдельными ПУ и СЭС имеются устойчивые связи, формирующие обобщенные энергетические показатели; достаточно высокая организация и наличие интегративных качеств, характеризующихся обобщенными показателями режимов електропотребления установок.

Анализ режимов электропотребления этой "системы", выполненный на основе системного подхода, дал возможность представить "систему" 4-уровневой:

Кпу^-Куз^Кш^и.о,

где К - число узлов нагрузки; М - число шахт, административно подчиненных А.О.,и построить модель процесса электропотребления совокупности {ПУт}, m = М горнодобывающего предприятия на интервале времени ДТ в общем виде:

Л (РЭП, A.0,AT) = I 1 Z П(РЭП,ПУпкгп,ДТ), (2)

ПН fflH

и в регулируемых показателях РЭП (активная и реактивная мощности, потребление активной и реактивной энергии, показатели качества электроэнергии).

При этом учитывается возможность варьирования структуры показателей РЭП предприятия в зависимости от изменения требований Российского рынка энергоносителей.

Системный подход позволил исследовать все срезы "системы" в их взаимосвязи, определить основные технологические и организационно-эксплуатационные характеристики ПУ и формализовать в виде соответствующих ограничений горно-геологические, климатические, режимные, организационно-производственные, технологические и эксплуатационные факторы, формирующие процесс злектропотребления подъемных установок в условиях дефицита генерирующих мощностей ЗЭС.

Регулирование электрических нагрузок грузовых

подъемных установок__

Исследования показали, что формирование эффективных по затратам на электроэнергию графиков электротеской нагрузки (ГЗН) подъемных установок возможно только при их функционировании в ре-

жиме потребителей-регуляторов мощности. А регулирование электрической нагрузки ПУ необходимо осуществлять на основе разработанных в Уральской государственной горно-геологической академии принципов разуплотнения ГЭН; предельных моментов принятия решения о регулировании нагрузки и ограничения диапазонов регулирования активной и реактивной мощности предприятия.

В диссертации предложена три варианта регулирования электрической нагрузки грузовых ПУ: _

1. Совокупность {ПУт} , т - Н,М самостоятельно выполняет функции П-ВЛ в течение периода контроля режимов электропотребления предприятия. _

2. Совокупность {ПУ , выполняет функции П-РМ совместно с другими энергоемкими электроприемкиками в течение периода контроля режимов электропотребления предприятия.

3. Совокупность {ПУ™} . т - "1,Г1 начинает функционировать по варианту 1, а затем - по варианту 2, при подключении в работу других П-РМ в связи с увеличением на контролируемом интервале времени уставок на регулирование нагрузки предприятия сверх предельных возможностей подъемных установок, выполняющих функции П-РМ.

Разработаны методы реализации перечисленных принципов регулирования нагрузки П-РМ применительно к грузовым подъемным установкам.

Подходы к регулированию режимов электропотребления ПУ одни и те же, независимо от вида регулируемого показателя. Поэтому рассматриваем их только на примере регулирования активной мощности ПУ.

Разуплотнение ГЗН подъемных установок - это основополагающий принцип регулирования нагрузки объекта. Суть его заключается в полном или частичном смещении нагрузки ПУ с одних интервалов (например, с интервалов прохождения максимума мощности в ЗЭС) в другие зоны контролируемого периода без недоотпускз электроэнергии.

В диссертации предложено оценивать степень разуплотнения ГЭН, глубину и диапазон регулирования мощности ПУ по так называемому коэффициенту плотности графика электрической нагрузки объекта на контролируемом интервале времени.

В соответствии с принятой в работе идеологией регулирования нагрузки суточный интервал (Д7) контроля РЭП подъемных установок разбивается на пять зон ( ДТ5 > Б - 1,5), длительность которых

кратна базовому получасовому промежутку ( ДТ^- , ^ - о,5 ч, ^ - , где Ц = /0,5 - число получасовых промежутков на интервале 5 -й зоны суток), что позволяет вычислять фактические значения коэффициентов плотности ГЗН объектов на промежутке ДТ^ по следующей формуле:

где Рп"(АТ5р, РПУ (ЛТ) - усредненные соответственно за промежуток и интервал ДТ фактические значения активной

мощности ПУ. Подставляя в формулу (3) усредненные за промежутки АТЬ^ расчетные значения активной мощностью', предельно допустимые по условиям ограничения РЭП объекта ( Р^ (АТ^)1Р^П(АТ^)). и экономически эффективные ( Р"" ( ЛТ^) ), вычисляют значения коэффициентов плотности ГЗН соответственно предельно допустимые

(Кп„1тв1(АТч), КПЛ.1ГКП (АТЧ) ) и плановые С•

Аналогично определяют коэффициенты плотности ГЭН объекта за интервалы времени АТ5 , 5 = -1,5.

В диссертации разработана методика корректирования коэффициентов плотности ГЭН подъемных установок, обеспечивающая формирование эффективных по затратам на электроэнергию показателей РЗП установок при отклонениях их действительных значений от плановых.

Эффективная реализация плановых уставок на регулирование нагрузки ПУ возможна, как показано в диссертации, только при принятии решения о регулировании РЭП в моменты времени -Ье-- , удовлетворяющие условию: _ ___

Ч'- , 5=1,5; > Щ ; 1 = 1Д , (4)

где Ч" - 1-й предельный момент принятия решения о регулировании показателя РЗП (например, активной мощности) установки, вычисляемый для ] - го промежутка Б -й зоны суточного интервала контроля нагрузки ПУ; I - число предельных моментов принятия решения о регулировании нагрузки, обусловленное интенсивностью злектропотреб-ления ПУ на промежутке АТ^ суточного интервала времени. Предельным называем момент принятия решения о регулировании нагрузки объекта, еще обеспечивающий выход на заданный режим злектропот-

ребления ь конце текущего промежутка контролируемого интервала времени при предельно допустимых по условиям ограничений РЭП фактических значениях регулируемых показателей, например, активной мощности ПУ.

\

По условию решаемой задачи необходимо формировать суточные ГЭН подъемной установки. В связи с этйм в диссертации рассматриваются периоды увеличения (наброса) и уменьшения (сброса) нагрузки ПУ на суточном интервале контроля, длительность которых определяется в зависимости от длительности периодов ограничения мощности предприятия, вводимых знергоонабжаищими организациями.

В диссертации рззработана методика вычисления предельных моментов принятия решения о регулировании показателей РЭП подъемных установок для периодов сброса и наброса нагрузки предприятия.

Например, 1-й предельный момент принятия решения о регулировавши нагрузки по активной мощности ПУ на промежутке АТ^ , предлагается вычислить: для периодов сброса нагрузки ( $ » 2,4):

4

для периода наброса нагрузки (5-1.3,5):

ts.ii = ^ -:-г—-,(6)

где - момент времени на промежутке АТу, в который вычис-

ляется I -й предельный момент принятия решения о регулировании активной мощности ПУ; \Х/о*(Т£- ) расчетное (заданное) зна-

V ¡>4 -

чение злектропотребления ПУ в момент окончания промежутка

АТ^ суточного интервала времени; (Т $,^¡.-«1 ) ~ фактическое

потребление активной энергии ПУ в момент времени Тс -, г,.»

^ ПУ -г-

Значения величины (ДТ^) рекомендуется определять с

учетом ограничений диапазона регулирования активной мощности ПУ, обусловленных регламентацией ЭЭС и знергослужбы предприятия по частоте и уровню напряжения в узлах нагрузки и пропускной способности питающих трансформаторов и линий.

-- 10 -

Аналогично вычисляются предельные моменты принятия решения о регулировании реактивной мощности и других показателей режима электропотребления грузовой подъемной установки.

Методика расчета графиков и режимов работы грузовых подъемных установок в условиях дефицита мощности в алектроэнергосистеме

В диссертации предложена методика расчета режимов работы грузовых ПУ, в основе которой лежит идея разуплотнения графиков электрической нагрузки установок посредством снижения интенсивности их работы в утренние АТУ„ и вечерние ЛТВМ периоды прохождения максимума мощности в ЭЭС и увеличения интенсивности функционирования ПУ в междупиковые периоды суточного интервала контроля РЭП предприятия.

Целью методики является планирование экономически эффективных режимов внепикового электропотребления ПУ с учетом горно-геологических, климатических, энергетических, организационно-производственных, технологических и эксплуатационных ограничений РЭП подъемных установок.

Указанные ограничения формализованы через соответствующие временные, технологические и энергетические показатели, используемые для расчета:

допустимой длительности отключения подъемной установки на контролируемом интервале ДТ из условия обеспечения нормального функционирования забоев шахты (AtOT(AT)) и потребителя горной масоы (At "т СДТ) ) ;

количества горной массы, загружаемой за период ДТ в резервные емкости технологических звеньев грузопоотоков горизонтов шахты ( Vln(ûT), n-'f,M; N - число функционирующих горизонтов);

количества горной массы, загружаемой за период ДТ в бункер

ПУ

суточных графиков работы ПУ с учетом проведения эксплуатационных осмотров и ремонтов подъемной машины, ствола, подъемных сосудов и канатов; _ _

-усредненных за получасовые промежутки (. ; S~i,5ïJ = ^-,'J )

значений мощности ПУ: фактической активной ( Pt AT^'i) и реактивной ( , расчетной активной ( ~РМ (ДТЛ) и резктивкой ( Q"y(AT^)) для максимально допустимых по условиям эксплуатацион-

(ПУт)

ных ограничений и минимально возможных по условиям технологических требований режимов функционирования подъемных установок;

регулировочных характеристик ПУ по активной (ДРПЧ( ) и реактивной (Л.Оп1,(АТ4)) мощности, определяемых для каждой зоны суточного интервала контроля РЭП предприятия;

экономической эффективности функционирования совокупности , ( т~ Мв режиме потребителей-регуляторов мощности предприятия .

Предельно допустимые режимы функционирования ПУ опреляются из условия выполнения следующих ограничений:

ДС(ДТ)=т1а [ДТ/П} , п = ; (7)

А1«(ДТ)= пи* {&Тр«.«} , , (8)

где ДТ3п - длительность заполнения резервных емкостей, аккумулирующих горную массу п. -го горизонта шахты; АТреъ.к. ~ Длительность использования технологического задела -го 8вена грузопотока "ПУ-Потребитель"; К - число звеньев с технологическим заделом горной массы;

^ тл

тт ; (9)

^пГТ,У(мм) « У/п ; (10)

^пу « \//п, , (И)

где ТН.У1В)М , Тку(6)м - моменты соответственно начала и окончания периодов ДТум и ЛТЬМ прохождения максимума мощности в ЗЗС; V з Л , V} пу - предельно допустимое по эксплуатационным ограничениям количество горной массы, заполняемой в бункеры соответственно П.-го горизонта и подъемной установки;

Р"М(АТЦ) « РГа,^ДТ5-), ¿»45; ^ = <12>

¿V < (дт5-), (13)

где Р^а».} (ДТ^), С)!^, ,(ДТц)- усредненные за промежутки ДТ^ максимально допустимые по условиям эксплуатации значения соответственно активной и реактивной мощности ПУ.

Рекомендуемые регулировочные характеристики ПУ вычисляются по формулам:

графики и режимы функционирования^. ГО' о приводом системы Г-Д:—1-график Л/Пу(.+);

2 - графики работы (простоев) ПУ; 3 - график работы шахты; 4 - ГЗН Ь5 - ГЭН

¡Г^Ш

ь диссертации разработано программное обеспечение задачи по расчету фактических и рекомендуемых графиков функционирования ПУ в диалоговом режиме с ПЭВМ. Для удобства работы оператора результаты расчетов отображаются на экранных формах в виде графиков ЙПУ(-Ь) и графиков работы ПУ.

Варьируя исходными данными, можно рассчитать максимально эффективные по затратам на электроэнергию рекомендуемые ГЗН подъемной установки.

Пример экранной формы графиков функционирования ПУ приведен на рис. 1.

Экспериментальные исследования режимов функционирования груаовых подъемных установок

В диссертации разработана методика экспериментальных исследований грузовых ПУ, обеспечивающая корректное определение числовых значений временных, технологических и энергетических показателей режимов функционирования ПУ.

Показатели используются для построения фактических и расчета рекомендуемых графиков заполнения технологических емкостей горной массой и графиков электрических нагрузок и для оценки экономической эффективности работы ПУ в режиме потребителей-регуляторов мощности предприятия.

Таблица 1

Вид и эффективность внедренных результатов

Вид внедренных результатов Форма внедрения Место внедрения (использования) Экономическая эффективность, тыс.руб/г (тарифы на 01.10.94"

1.Мероприятия по внедрению внепикового режима работы подъемных установок 1.1. -"- Технологические инструкции работы подъемных установок в режиме внепикового злектропотреб-ления, в том числе: в 1992 г. Шахты АО "Севуралбок- ситруда" ш.Кальинская ш. 16-16 бис Подтвержденная актами: 130829,9

Продолжение табл.1

Вид

внедренных ревультатов

Форма внедрения

Место внедрения (использования)

Экономическая эффективность, тыс.руб/г (тарифы на 01.10.94)

1.2.

1.3. -"-

2.Устройство управления подъемной машиной

3.Методика оценки энергозатрат на процессы горного произвол ства при подземных горных работах

4.Автоматизированная система оператив кого диспетчерского управления тахтой "Черему-ховская" АО "Севуралбок-

ситруда"

5.Автоматизированная система оперативно-диспетчерского управления шахтой "Кальинс-кая" АО "Севурал-бокситру-Да"_

в 1993 г.

в 1994 г.

А.С.2010766.МКИ В 66В 1/28 Заявл.17.06.91; опубл.15.04.94 Бюл.М 7-4С РТМ 48.19-6.01-89

Методика оценки энергозатрат на процессы горного производства в цветной металлургии Техническое задание на проектирование АСОДУ с подсистемой управления электропотреблением шахты "Черемухов-ская" АО "Севуралбок-ситруда" Техническое задание на проектирование АСОДУ с подсистемой управления злектропот-реблением шахты "Калъинская" АО "Севуралбок-ситруда"

ш. Калъинская ш. 16-16 бис ш.15-15 био 14-14 бис ш.Калъинская ш. 16-16 бис ш.15-15 бис Предприятия горнодобывающих отраслей вводного хозяйства Предприятия комитета металлургии РФ с подземной добычей полезного ископаемого

Шахта "Чере-муховская" АО "Севурал-бокситруда"

Шахта

"Калъинская" АО "Севурал-бокситруда"

Подтвержденная актами: 231218,1

Подтвержденная актами: 156856,5

Расчетная: 25000,0

Расчетная: 41000,0

- 15 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа посвящена исследованию процессов электропотребления стационарных установок горнодобывающих предприятий и решению актуальной задачи - формирование режимов нагруз-|си подъемных установок в условиях ограничении мощности, вводимых энергоснабжающими организациями.

Объектом исследований являются действующие и вновь проектируемые грузовые подъемные установки.

Экспериментальные исследования проводились в течение 1986-1994 гг. на рудных и породных подъемных установках АО "Се-вуралбокситруда" с приводом асинхронным, тиристорным и системы Г-Д (всего 10 подъемных установок).

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Теоретически и экспериментально доказано, что грузовые подъемные установки могут эффективно выполнять функции потребителей-регуляторов мощности на горнодобывающих предприятиях.

2. На основе комплексных исследований разработана математическая модель процесса электропотребления всей совокупности подъемных установок горнодобывающего предприятия. При разработке модели учтены горно-геологические и климатические, режимные, организационно-производственные, технологические и эксплуатационные Факторы, формирующие режимы функционирования установок.

3. Предложенная в работе математическая модель процесса электропотребления подъемных установок положена в оонову анализа фактических и планирования эффективных по затратам на электроэнергию режимов нагрузки предприятия.

4. Предложено оценивать эффективность формирования режимов электропотребления подъемных установок по коэффициентам плотности графиков нагрузки объектов. Такой подход дает возможность увеличить на 12-15 X точность определения степени разуплотнения графиков и расчетной глубины регулирования нагрузки предприятия на всех контролируемых интервалах суток.

5. Разработана оригинальная методика определения моментов принятия решения о регулировании нагрузки подъемных установок, позволяющая без снижения эффективности конечного результата существенно уменьшить количество управляющих воздействий на объекты регулирования.

6. Предложена методика расчета уотавок на регулирование

электрической нагрузки подъемных установок, отличающаяся от известных аналогичных методик более детальной и конкретной формализацией заданных ограничений по допустимой перегрузке, частоте и напряжению в узлах питания предприятия.

7. Составлены алгоритмы расчета фактических и рекомендуемых графиков работы и графиков электрической нагрузки подъемных установок, успешно опробованные на шахтах АО "Севуралбокситруда".

Алгоритмы позволяют рассчитывать с погрешностью 1-2 7. основные показатели режимов функционирования установок.

8. Разработано программное обеспечение для персональной ЭВМ, позволяющее в диалоговом режиме с пользователем программой рассчитывать графики и контролируемые показатели режимов функционирования подъемных установок.

9. Предложена методика экспериментальных исследований режимов функционирования подъемных установок, по которой с заданной доверительной вероятностью 0,95 определяются временные, технологические и энергетические показатели объектов.

Показатели используются при расчете графиков заполнения бункеров и графиков электрических нагрузок подъемных установок.

10. Защищено патентом Российской Федерации устройство, обеспечивающее управление подъемной установкой в пределах рассчитанных уставок на регулирование нагрузки с учетом режимных и эксплуатационных ограничений.

Научные результаты диссертационной работы использованы в проектах автоматизированных систем оперативного диспетчерского управления шахтами "Кальинская" и "Черемуховская" АО "Севуралбокситруда" (институт "Гипроникель") и при разработке руководящих технических материалов по оценке энергетических характеристик и нормированию электропотребления горнодобывающих предприятий цветной металлургии.

Практические результаты диссертационной работы широко внедрены на шахтах АО "Севуралбокситруда" с годовым экономическим эффектом более 500 млн.рублей по ценам на электроэнергию на 01.10.94 г.

-Научные и практические результаты диссертационной работы могут быть рекомендованы для внедрения при проектировании новых и модернизации действующих грузовых подъемных установок на всех горнодобывающих предприятиях Российской Федерации и использованы в учебном процессе при подготовке студентов электротехнических

- 17 -

специальностей горного профиля.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. СтолбунН.И., Ведерников В.А., Добродеев Ю.В., Усанов В.В. и др. Автоматизированная система учета горной массы // Горный журнал. - 1982. - N 2.

2. Гзврилов Ф.Л., Степанов А.Ф., Плеханов Ю.В., Усанов В.В. и др. Комплекс технических средств весового учета работы подземного транспорта // Материалы Всесоюзного техн. совещ. МЦМ СССР "Состояние и перспективы автоматиз. процессов на открытых и подземных рудниках цветной металлургии", - М., 1972.

3. Хронусов Г.С., Усанов В.В., Трофимов Б.Г. Основные положения методики оценки энергозатрат на производственные процессы горнорудных предприятий // Свердл.горный ин-т. - Свердловск, 1968. - 211 с. - Деп. в ВИНИТИ 30.12.88, N 2873-ЭН88.

4. Методика оценки энергозатрат на процессы горного производства в цветной металлургии. РТМ 48.19-6.01.89. Гойхман В.М., Басалыгин М.Я., Хронусов Г.С., Усанов В.В. и др. - М.: МЦМ СССР, 1989. - с.160.

5. Упанов В.В. Использование грузовых подъемных установок для регулирования активных и реактивных нагрузок ПО "Севуралбок-ситруда" //. Технико-экономические проблемы оптимизации режимов злектропотребления промышленных предприятий. Тезисы докл.- Челябинск: 1989. - с.83-84.

6. Усанов В.В. Системный анализ режимов злектропотребления груеовых подъемных установок. Технико-экономические проблемы оптимизации режимов электропотребления промышленных предприятий. Тезисы докл. Челябинск: 1991, - о.40-41.

7. A.C. 2010766. МКИ3 В66 В 1/28. Устройство для управления шахтной подъемной машиной / Хронусов Г.С., Юнусов Х.Б., Усанов В.В. (ТО): Заявл.17.06.91, Опубл.15.04.94. Бюл. N 7.

Подписано к печати 04.10.95, Формат бумаги 60x84 1/16 печ.л. 1,0. Тираж 80. Заказ 87.

Лаб. множительной техники УПТА 620144, Екатеринбург, Куйбышева, 30