Цифровизация электроснабжения. I этап – учёт электроэнергии и технической воды
Сибирский Антрацит

Профиль объекта и проблемы

Группа «Сибантрацит» - крупнейший в России производитель металлургических углей, мировой лидер по производству и экспорту высококачественного антрацита UHG.

Рост добычи привёл к увеличению производственной мощности предприятия и необходимости модернизации системы электроснабжения из-за нехватки мощности и больших потерь в ЛЭП.

Концепция цифровизации разреза и решение по учёту

На старте проекта система учёта электроэнергии задумывалась как отдельная, замкнутая система. После проработки нескольких решений было принято решение строить систему учёта электроэнергии как составляющий элемент единой системы цифровизации энергохозяйства разреза и добавлять новые сигналы и приборы по мере необходимости и по мере их появления.

Результаты подхода к комплексной цифровизации

• Развитие системы «здесь и сейчас» по мере появления конкретных задач предприятия.
• Уменьшение стоимости проекта в пересчёте на все планируемые системы и не за счёт альтернативного более дешевого решения.
• Возможность экспериментировать и проверять решения через пилоты. Прежде, чем масштабировать решение, Сибантрацит тестировал в условиях промышленной эксплуатации работу каналов связи и оборудования, которые в дальнейшем предстоит применять в системе диспетчеризации
• Отсутствие необходимости стыковать и интегрировать данные и системы из разных источников и баз данных
• Возможность вникнуть в суть автоматизации сбора данных сотрудников Сибантрацита за счёт реализации по принципу «от простого к сложному». Как следствие, задачи для персонала стали максимально понятными и прозрачными.

Задачи АСТУЭ

• исключение влияния человеческого фактора при учёте электроэнергии;
• контроль за фактическим почасовым расходом электроэнергии и мощностью, что позволит определить оптимальную ценовую категорию тарифа на электроэнергию;
• переход от метода сводного баланса к фактическому балансу электропотребления предприятия;
• контроль за электропотреблением отдельных фидеров, с возможностью расчёта доли их затрат на энергию в себестоимости продукции на уровне производственных подразделений и участков;
• повышение точности учёта (за счет уменьшения ошибок при ручном съёме данных, за счёт ревизии приборов учёта и замены старых типов счетчиков на более современные и точные);
• выявление объектов с целью уменьшения нерационального расхода электроэнергии;
• контроль удельного электропотребления горных машин на единицу продукции;
• контроль основных параметров системы электроснабжения для повышения надежности и качества сети.

Всего на текущий момент в систему заведено около 130 приборов на 9-ти ПС и 16 ТП.

Структурная схема системы

Влияние на производство и выручку

1. Непрерывный мониторинг и анализ параметров системы электроснабжения (СЭС), который показал объективную картину электропотребления разными типами потребителей (экскаваторами, горными машинами, буровыми станками, водоотливами, вагонотолкателями, обогатительными фабриками и пр.) и показал, что нужно делать.




2. Решена проблема расчёта номинальной величины компенсирующих устройств. Накопленная за год статистика электропотребления позволила правильно подобрать решения по компенсации реактивной энергии.

3. В первую очередь, реактивная энергия компенсировалась без ввода компенсаторов, а за счёт объединения экскаваторов с ёмкостным характером нагрузки с экскаваторами с индуктивной нагрузкой. Данные об активной и реактивной энергии по каждому экскаватору позволили группировать экскаваторы таким образом, чтобы они друг друга компенсировали.



Таким образом, снижение реактивной энергии привело к снижению активной мощности на 400 кВт:




4. Уточнены данные по количеству простоев. Данные реактивной энергии по каждому экскаватору показали их точное время простоев. Разница между предыдущим ручным вводом по простоям из-за отсутствия напряжения и автоматизированным составила 145 часов из 780 часов.

5. Исключены перекосы и перетоки в СЭС. Система показала, что из-за разницы в положении трансформаторов РПН происходило увеличение дополнительных перетоков на 100А

6. Появилась возможность оперативно определять факт замыкания на землю и направлять бригаду на конкретную линию.

7. Оптимизирована нагрузка горных участков в части снижения реактивной составляющей за счёт изменения топологии схемы электроснабжения.

8. Устранена проблема скачков и провалов напряжений, которые достигали 1 кВ и влияли на всю энергосистему разреза.

9. Снижено количество аварийных отключений линий и простоев горных машин

10. Снижены потери в линиях электропередачи в целом. До внедрения потери составляли около 2 МВт, после - 500-600 кВт.

Общий результат в контексте производства:

За 2 года, с момента ввода системы, вскрыша горной работы и добычи увеличилась на 18%, переработка на фабрике увеличилась на 16%, и при этом общее электропотребление разреза снизилось на 11%. В натурных величинах – это 7 млн. кВт*ч. При этом размер инвестиций в систему учёта составил 3,5 млн. рублей.

Перспективы развития комплексной системы:

На текущий момент в Сибантраците реализован учёт электроэнергии (технический и коммерческий) и учёт воды. Планируется учёт горячей воды и тепла, контроль качества электроэнергии, переход на закупку на ОРЭМ, диспетчеризация (ТМ, ССПИ, РАС, мониторинг ЛЭП).

Скриншоты системы