Ущерб предприятия при перерывах электроснабжения

При перерыве питания электрической энергией промышленных предприятий или отдельных их цехов приводит к убыткам или как его еще называют «ущерб». Во  избежание таких используют резервирование электропитания, но это не всегда помогает, так как аварийные ситуации могут возникать и самих системах электроснабжения. Мы рассмотрим основные виды ущерба, при нарушении питания электроэнергией, а также влияние значения убытков на резервирование питания электроприемников.

• Возможные причины перерыва питания
• Увеличение степени надежности электроснабжения
• Виды ущербов при перерыве подачи электрической энергией
• Влияние прекращения подачи питания на резервирования электроприемников

Возможные причины перерыва питания

Таких причин может быть несколько:

• Повреждение или авария в энергосистеме или системе электроснабжения предприятием. Перерыв может сопровождаться частичным или полным исчезновением питания электрической энергией в после аварийных режимах. Система питания электрической энергией должна быть выполнена так, чтобы обеспечить работу основных производств в первую очередь.
• Перерыв в электроснабжении (частичный или полный) может возникнуть в связи с дефицитом мощности энергосистемы, различной продолжительности в различное время суток. Как правило, в большинстве случаев этот вид перерыва заранее предусматривается и учитывается в программе производства. Для систем электроснабжения никакие дополнительные меры не предусматриваются, кроме планового отключения менее ответственных потребителей (обычно 3-й категории) .

Ущерб от перерыва питания электрической энергией есть основным и наиболее объективным критерием для выбора степени надежности электроснабжения. Он определяется по минимуму приведенных годовых затрат З, учитывающая вероятный ущерб У. Он зависит от совокупности нарушения электроснабжения в течении одного года и может быть определен следующей формулой:

Где З_к – затраты на компенсацию реактивной мощности, И – затраты на эксплуатацию оборудования, р_н – нормирующий коэффициент равный 0,12; К – единовременные капитальные вложения.

Увеличение степени надежности электроснабжения

Для увеличения степени надежности снабжением электрической энергией устанавливают более дорогое оборудование, с большим запасом прочности. Но такой вариант ведет к удорожанию капитальных затрат К, но также и к уменьшению ожидаемого ущерба У. В результате проводится анализ К и У для учета их влияния на суммарные приведенные затраты З. Если экономия от предотвращения ущерба У выше, чем капитальные затраты  К на установку более дорогого оборудования, то могут устанавливать оборудование с завышенными запасами прочности.

Если проводить анализ ущерба от перерывов в питании, то нужно обратить внимание на то, что время фактического простоя потребителя t_п практически во всех случаях больше чем время отсутствия питания потребителя t_э. Это объясняется тем, что к времени отсутствия питания добавляется еще время t_техн., которое необходимо для ввода рабочего механизма в нормальный рабочий цикл. Время простоя определяется:

При определении ущерба, необходимой степени надежности а также способов резервирования питания, необходимо учесть особенность производства, чтобы определить допустимый перерыв подачи электрической энергии.

Время перерыва t_э состоит из перерыва по вине источника питания t_э1 и времени восстановления электроснабжения электроприемника после восстановления подачи электроэнергии. Помимо этого существует также минимально допустимый перерыв питания t₀, который не отразится на работе механизмов в силу их большой инерционности или особенности технологического цикла. Перерыв  t₀  или менее его не вызывает нарушений производственных процессов и соответственно не приводит к ущербу. Значение t₀  зависит от специфики производства. Данное значение колеблется в довольно больших пределах (от 1 с до 30 мин и более). При проектировании системы электроснабжения предприятия необходимо определять время t₀  для расчета надежности энергосистемы, для определения затрат на резервирование в технологической и электрической части, а также оценки ущерба при перерыве электроснабжения.

Виды ущербов при перерыве подачи электрической энергией

Ущерб бывает двух видов: прямой (непосредственный) и косвенный (дополнительный)

Прямой:

• Стоимость простоя рабочей силы, если ее не удается использовать на других работах.
• Выход из строя, сокращение срока службы, повреждение инструментов и оборудования, механизмов и приспособлений и т.д.
• Энергетический ущерб — потери на нагрев печей и слитков (в металлургии), утечки паров, газов и т.д.
• Ущерб от брака продукции, порчи сырья, полуфабрикатов и материалов.
• Ущерб от расстройства технологического цикла или ухудшение его технико-экономических показателей.

Из убытка по пункту 4) необходимо вычитать стоимость испорченного сырья, материалов, продукции, а также учитывать стоимость утилизации испорченного сырья или продукции.

В общем виде полную величину прямого ущерба У_п можно вычислить по формуле:

Где У_П0 – не зависящая от длительности перебоя питания составляющая прямого ущерба, У_П(tэ) — зависящая от длительности перерыва питания составляющая прямого ущерба, У_{П(t техн)} – часть прямого ущерба, которая учитывает затраты на восстановление технологического цикла. При где t_э и t₀ см.выше.

Ущерб, полученный в результате недовыпуска продукции из-за перебоя в подаче электрической энергии называют дополнительным.

Его можно выразить следующей формулой:

Где n_о – часовой выпуск при нормальном режиме работы завода, фабрики;  после аварийное приведенное время пуска, когда выпуск продукции меньше чем  n_о,; П_пуск – продукция, которая выпускается при развертывании нормального цикла производства после аварийного перерыва электроснабжения; — учитывает возможность выпуска продукции при перерыве электропитания.

Годовой недовыпуск ∆П_г определяют как:

Где t_п – время, необходимое для полного восстановления производства, m – ожидаемое количество сбоев в подаче электрической энергии.

Если предприятие выпускает несколько видов продукции, то недовыпуск продукции определяется по каждому виду отдельно.

Ниже приведен график часового выпуска продукции при перерыве электроснабжения:

Влияние прекращения подачи питания на резервирования электроприемников

Для определения необходимого количества электроприемников, к которым будет применяться резервное питание, необходимо сопоставить количество затрат на повышение степени надежности электроснабжения, с затратами при которые произойдут в результате перебоя подачи электрической энергии. Математическое ожидание убытков, которые могут произойти в результате прекращения подачи электрической энергии, является практически единственной характеристикой для объективной оценки требуемых степеней надежности электроснабжения, а также количества электроприемников имеющих резервные линии питания.

Большое значения имеет надежность электроснабжения для предприятий с непрерывным циклом производства. Особо тщательно такие вопросы нужно рассматривать при очень энергоемких производствах, таких как: электросварка, электролиз, электропечи и т.д., где электрическая энергия является основным производственным фактором.

Ниже приведен график зависимости ущерба от перебоя в электроснабжении алюминиевого завода:

Где 1 – прямой ущерб, 2 – косвенный, 3 – суммарный.

Как мы можем видеть из графика, что восстановление технологического цикла, а следовательно и убытки имеют нелинейную зависимость от времени отсутствия электроснабжения.