Мощности в электроэнергетике

Производственные мощности в энергетике определяются показателями, характеризующими активную часть основных фондов на электростанциях. Активная часть основных фондов – это комплекс оборудования силовых агрегатов, в сетях – подстанции и высоковольтные ЛЭП. Различают производственные мощности отдельных агрегатов и энергетических объектов в целом (электростанция, районная или промышленная котельная, энергосистема, подстанция).

Основное энергетическое оборудование характеризуется номинальной, максимальной, минимальной и экономической мощностями.

Под номинальной мощностью котлоагрегатов, турбоагрегатов, генераторов, трансформаторов подразумевается максимально длительная мощность. Для этой мощности задаются наивысшие значения к.п.д., поэтому максимально длительная мощность, как правило, одновременно является и экономической мощностью.

Экономическая мощность соответствует такому режиму работы оборудования, при котором потери и удельные расходы энергоресурса (первичной энергии) минимальны, а КПД достигает своего максимального значения.

Максимальная мощность в течение длительного времени совпадает с номинальной, а в течении короткого времени (обычно до нескольких часов) превышает ее.

Минимальная мощность определяется наименьшей нагрузкой, при которой агрегат еще может устойчиво работать.

Мощность турбоагрегатов измеряется в киловаттах (кВт) или мегаваттах (МВт), трансформаторов – в киловольт – амперах (кВА) или мегавольт – амперах (МВА).

Мощность котельных агрегатов обычно измеряется их часовой производительностью в тоннах в час (т/ч).

Трансформаторы работают устойчиво во всех режимах. Поэтому они характеризуются только номинальной и максимально кратковременными мощностями.

Воздушные и кабельные ЛЭП хар–ся номинальной и максимально кратковременной (расчетной) пропускной способностью, экономической загрузкой по полному току.

Мощности электростанций различаются по нескольким признакам, поэтому существуют следующие их наименования: установленная мощность, рабочая мощность и располагаемая мощность.

Установленная мощность определяется как сумма номинальных мощностей всех установленных на электростанции (работающих и резервных) агрегатов.

Рабочей мощностью называется та общая мощность турбоагрегатов электростанции или параллельно работающих электростанции, которая в данный момент м.б. использована для покрытия нагрузки. Бывают случаи, когда установленная мощность электростанции не может быть полностью использована. Например, какой-либо агрегат находится в ремонте или введенный в действие новый агрегат в первоначальный период имеет неполадки и до их устранения работает не ненадежно, с частыми остановками. На ТЭС бывают случаи, когда мощность агрегатов ограничивается из-за неполадок в основном или вспомогательном оборудовании. Тогда агрегаты работают при неполной нагрузке: турбины работают с неполной мощностью из-за пониженного вакуума (загрязнены трубки конденсаторов, летом температура охлаждающей воды выше расчетной), котлоагрегаты работают с пониженной паропроизводительностью из-за шлакования топки, выхода из работы одного из ДС, питательных или конденсационных насосов т.п. На гидроэлектростанциях в результате неравномерности стока по временам года зимой и летом рабочая мощность снижается; аварии в системе могут потребовать быстрой сработки воды водохранилища для включения резервных агрегатов; затем в результате снижения напора рабочая мощность ГЭС становиться пониженной.

Рабочая мощность должна быть не меньше максимума нагрузки.

Для надёжности электроснабжения необходимо иметь неработающие (резервные) агрегаты, служащие для замены аварийно остановленных и проведения плановых ремонтов.

Располагаемая мощность равняется рабочей мощности плюс резерв.

Энергетические резервы классифицируются:

- по готовности к несению нагрузки:

а) холодный, когда оборудование простаивает и необходимо некоторое время для его включения в работу;

б) горячий (или вращающийся) резерв, когда оборудование находится в работе (недогруженное или на холостом ходу) и готово в любой момент к несению нагрузки;

- по назначению:

а) нагрузочный (или частотный), необходимый для покрытия возрастающей нагрузки;

б) аварийный – для замещения мощности оборудования, которое может аварийно выйти из строя;

в) ремонтный – для замещения ремонтируемого оборудования.

Энергетические системы обычно характеризуются суммарной установленной мощностью входящих в них электростанций, а также рабочей и резервной мощностями. Располагаемая мощность энергосистемы должна быть не меньше суммы следующих слагаемых

Nрасп.= Pсовм.+Pпот.+Nс.н.+Nрез.,

где Pсовм - совмещенный максимум часовой нагрузки потребителей, МВт;

Pпот – максимум потерь в электрических сетях, МВт;

Nс.н - мощность расходуемая на собственные и производственные нужды электростанций, МВт;

Nрез – суммарный резерв системы, МВт;

Показатели использования мощностей:СПИСАТЬ ПЕРВЫМ ДЕЛОМ!!!

Степень использования установленной мощности энергетических предприятий характеризуют несколько показателей:

а) число часов использования установленной мощности, которое показывает, сколько часов (обычно в течение года) потребовалось бы для выработки фактического количества электроэнергии Эф при работе с мощностью, равной установленной: hу =Эф/Nуст, ч/год,

б) число часов использования максимума нагрузки – общая фактически выработанная энергия, деленная на максимальную нагрузку за тот же период: hмакс. =Эф/ Pмакс,

в) коэффициент использования установленной мощности, комплексно характеризующий степень использования оборудования. Этот важный коэффициент определяется как отношение общей фактической выработки к произведению установленной мощности на календарное время работы Тф, ч: кисп.= (Эф/(Nуст* Тф))*100,% или кисп.= (hу /Тф)*100,%

Произведение установленной мощности на фактически отработанное время дает теоретически возможную выработку энергии за это время.

г) коэффициент нагрузки, определенный как отношение общей фактической выработки энергии к произведению максимальной нагрузки на фактически проработанное время:

кнагр.= (Эф/ (Pмакс* Тф))*100,%

Этот коэффициент характеризует степень использования генерирующих мощностей по загрузке, но не отражает использование их по времени.

д) коэффициент готовности, равный отношению суммы количества часов фактической работы и числа часов эксплуатационной готовности за период времени (год) к длительности этого периода (8760 ч):

кt = ((Тф+Тг)/8760)*100,%.

Данный показатель характеризует степень готовности оборудования к работе.

Для электрических и тепловых сетей наиболее важным показателем является число часов использования максимальной нагрузки. Это условное число часов работы сети, которое потребовалось бы для передачи потребителю фактического количества энергии при работе сети постоянно с нагрузкой, равной максимальной.

Этими пятью показателями можно достаточно полно охарактеризовать степень использования производственных мощностей, не только по отдельной электростанции, но и в целом по энергосистеме. Применимы они для оценки использования котельных мощностей. Чем выше все эти показатели, тем лучше используются энергетические мощности.

Неполное использование производственной мощности приводит к снижению объема выпуска продукции, к росту ее себестоимости, так как на единицу продукции приходится больше постоянных расходов.

Вопрос № 479