2
Содержание
Введение…………………………………………………………………………….. 7
Глава 1.Теоретические основы управления безопасностью
электроэнергетических и электротехнических систем предприятия…..….12
1.1 Понятие электроэнергетических и электротехнических систем
предприятия…………………………………………………………………….12
1.2 Требования к системам электроснабжения………………………………….. 15
1.3 Специфика управления безопасностью электроэнергетических и
электротехнических систем предприятия…………………………………….…..19
Выводы по главе
Глава 2. Анализ системы управления безопасностью
электроэнергетических и электротехнических систем ПАО «Ленэнерго»..31
2.1 Организационно-экономическая характеристика ПАО «Ленэнерго»…… 31
2.2 Анализ системы управления безопасностью электроэнергетических и
электротехнических систем ПАО «Ленэнерго»………………………………….38
2.3 Анализ эффективности системы управления безопасностью
электроэнергетических и электротехнических систем ПАО «Ленэнерго»…….43
Выводы по главе
Глава 3. Предложения и рекомендации по совершенствованию системы
управления безопасностью электроэнергетических и электротехнических
систем ПАО «Ленэнерго»……………………………………………………….57
3.1 Направления совершенствования системы управления безопасностью
электроэнергетических и электротехнических систем ПАО «Ленэнерго»…... 57
3.2 Оценка ожидаемого экономического эффекта от предлагаемых
мероприятий…………………………………………………………………….….61
Выводы по главе
Заключение………………………………………………………………………. 64
Список использованной литературы…………………………………………. 67
Приложения…………………………………………………………………… 72-80
3
Введение
Современное состояние энергетики связано с все более возрастающим
неблагоприятным воздействием ее объектов на людей и окружающую среду.
Безопасность объектов энергетики является единичным свойством
комплексного свойства надежности, характеризует недопущение объектами
ситуаций опасных для людей и окружающей среды. Неполнота безопасности
может проявиться и в нормальных условиях работы объекта из-за его
технического несовершенства. Далее будет рассматриваться только, так
называемая, «аварийная» безопасность электроэнергетических систем (ЭЭС),
которые являются составной частью энергетического комплекса.
По состоянию на 31.12.2018 общая установленная мощность
электростанций страны составляла243.2 ГВт., что на 0,1% выше конца 2017
года. Увеличение установленной мощности электростанций ЕЭС России за счет
вводов нового, а также модернизации действующего генерирующего
оборудования электростанций составило 5,1 ГВт. Ввод новой мощности в 2018
году на электростанциях ЕЭС России с учетом электростанций промышленных
предприятий составил 4,8 ГВт. Выведено из эксплуатации 1,9 ГВт
неэффективного и устаревшего генерирующего оборудования.
По типам генерации установленная мощность парка действующих
электростанций в 2018 году имела следующую структуру: тепловые
электростанции – 63,7%, гидроэлектростанции – 17,2%, атомные –19,2 %,
ветряные – 0,02%, солнечные – 0,07%.
Ежегодно все электростанции страны вырабатывают около триллиона
кВт∙ч электроэнергии. За отчетный период выработка электроэнергии
составила 1 070,9 млрд. кВт•ч , что на 1,6% больше, чем в 2017году.
Аварийное отключение крупных электростанций или межсистемных
связей из-за их повреждений и последующее массовое отключение
потребителей (прекращение их электроснабжения) означает мгновенную
остановку электронасосов, обеспечивающих циркуляцию воды в теплотрассах.
4
При этом останавливаются не только ТЭЦ, но и все котельные, попавшие в
зону аварии. В зимнее время подобные ситуации представляют особую
опасность для жизни и здоровья людей. Аварийное отключение электронасосов
в системе водоснабжения приводит к прекращению подачи воды потребителям,
а в системе канализации к аварийному сбросу отходов, загрязняя при этом
территорию и водоемы.
Потребление электроэнергии в России растет: в 2017 году оно составило
1 059,5 млрд кВт·ч, а в 2018-м - уже 1 076,1 млрд кВт·ч. Для
электроэнергетической отрасли это является настоящим вызовом, в ответ
на который она наращивает производство: если в 2017 году было выработано 1
073,6 млрд кВт·ч, то в 2018-м - уже 1 091 млрд кВт·ч. Однако имеющаяся
инфраструктура электроэнергетики, оставшаяся еще с советских времен,
не полностью соответствует запросам населения и бизнеса. Одна из главных
проблем -изношенность сетвой и генерирующей инфраструктуры.
По подсчетам экспертов, в некоторых регионах она достигает 90%.
На реализацию государственного плана модернизации электросетей
до 2024 года будет направлено не менее 250 млрд рублей. По словам министра
энергетики Александра Новака, в эксплуатацию будут введены более
6 тыс. км линий электропередачи, более 3,5 тыс. МВА трансформаторных
мощностей. Согласно этому плану, количество субъектов РФ, в которых
управление электросетевым хозяйством будет осуществляться с применением
интеллектуальных систем, должно вырасти с 10 в 2020 году до 70 в 2024 году.
На Петербургском международном экономическом форуме компания
Siemens и «Ленэнерго» подписали важное соглашение о переходе участка
энергетической системы исторического района Санкт-Петербурга
на технологию «умной сети». Ожидается, что он поможет сократить потери
электроэнергии на 1,7%.
Цель работы – разработать направления совершенствования системы
управления безопасностью электроэнергетических и электротехнических
систем предприятия.
5
Достижение поставленной цели связано с выполнением следующих
задач:
- раскрыть понятие электроэнергетических и электротехнических
систем предприятия и определить требования к системам электроснабжения;
- показать специфику управления безопасностью
электроэнергетических и электротехнических систем предприятия;
дать общую характеристику ПАО «Ленэнерго» и провести анализ
системы управления безопасностью электроэнергетических и
электротехнических систем предприятия;
провести оценку эффективности системы управления
безопасностью электроэнергетических и электротехнических систем ПАО
«Ленэнерго»;
разработать направления совершенствования системы управления
безопасностью электроэнергетических и электротехнических систем ПАО
«Ленэнерго»и провести оценку ожидаемого экономического эффекта от
предлагаемых мероприятий.
Объект исследования - ПАО «Ленэнерго».
Предмет исследования - система управления безопасностью
электроэнергетических и электротехнических систем предприятия.
Теоретическую основу исследования составляют научные труды таких
ученых, как: Бандурист В.Н., Долгов П.П., Журавлев С.П., Златопольский А.Н.,
Крысанов В.Н., Лисицын Н.В., Мастерова И.В., Музычук С.Ю., Прузнер С.Л.,
Решетов В.И., Рогалев Н.Д., Семенов В.А., Соколов А.Д., Фархадзаде Э.М.,
Филиппов С.П., Chou W., Hancock J., Stueckler F., Vecino-Vazquez E. и других.
Информационной базой исследования - выступают нормативные акты,
справочные материалы по теме курсовой работы, статьи, учебные пособия
отечественных и зарубежных авторов, специализирующихся в данной области,
а также материалы организации (учредительные документы, сметы, планы,
штатное расписание, бухгалтерская, статистическая и налоговая отчетность
ПАО «Ленэнерго»).
6
Методы исследования: общие методы, методы планирования, системный
подход к изучению экономических явлений и процессов, сравнение, анализ,
синтез и др. В работе использован отечественный и зарубежный опыт
модернизации безопасности электроэнергетических и электротехнических
систем предприятия.
Практическая значимость исследования заключается в возможности
использования на практике рекомендаций и разработок по управлению
безопасностью электроэнергетических и электротехнических систем
предприятия в целях повышения эффективности работы предприятий в
электроэнергетике и электротехнике России, улучшения использования всех
систем и оборудования предприятий.
Структура работы включает в себя введение, три главы, заключение,
список использованной литературы и приложения.
Во введении обоснована актуальность выбранной темы,
сформулированы цели и задачи работы, описан объект, предмет и
информационная база исследования.
В первой главе рассмотрено понятие электроэнергетических и
электротехнических систем предприятия, показана их роль и значение,
рассмотрены требования к системам электроснабжения, показана cпецифика
управления безопасностью электроэнергетических и электротехнических
систем предприятия.
Во второй главе проведен анализ системы управления безопасностью
электроэнергетических и электротехнических систем ПАО «Ленэнерго», дана
характеристика предприятия, изучены его особенности, проведен анализ
основных экономических показателей деятельности предприятия, рассмотрена
организационная структура. Также был проведен анализ системы управления
безопасностью электроэнергетических и электротехнических систем, анализ
эффективности системы управления безопасностью электроэнергетических и
электротехнических систем ПАО «Ленэнерго».
7
В третьей главе разработаны предложения и рекомендации по
совершенствованию системы управления безопасностью
электроэнергетических и электротехнических систем ПАО «Ленэнерго». Был
проведен расчет экономической эффективности мероприятий по
совершенствованию системы управления безопасностью
электроэнергетических и электротехнических систем ПАО «Ленэнерго».
В заключении работы были отражены основные положения работы и
сформулированы общие выводы.
8
Глава 1. Теоретические основы управления безопасностью
электроэнергетических и электротехнических систем
предприятия
1.1 Понятие электроэнергетических и электротехнических систем
предприятия
Выработка электроэнергии производится на: ТЭС, ГЭС (гидравлические
электрические станции), АЭС, КЭС (конденсационные электрические станции)
и ТЭЦ (теплоэлектроцентрали).
Электроэнергетическая (электрическая) система – это совокупность
электрических частей электростанций, электрических сетей и потребителей
электроэнергии, связанных общностью режима и непрерывностью процесса
производства, распределения и потребления электроэнергии
1
. Электрическая
система – часть энергосистемы, за исключением тепловых сетей и тепловых
потребителей. Электрическая сеть – совокупность электроустановок для
распределения электрической энергии, состоящая из подстанций,
распределительных устройств, воздушных и кабельных линий
электропередачи. По электрической сети осуществляется распределение
электроэнергии от электростанций к потребителям. Линия электропередачи
(воздушная или кабельная) – электроустановка, предназначенная для передачи
электроэнергии.
В нашей стране применяются стандартные номинальные (междуфазные)
напряжения трехфазного тока частотой 50 Гц в диапазоне 6 – 75- кВ, а также
напряжения 0,66; 0,38 кВ. Для генераторов применяют номинальные
напряжения 3 – 21 кВ.
Передача электроэнергии от электростанций по линиям электропередачи
осуществляется при напряжениях 110 – 750 кВ, т.е. значительно превышающих
напряжения генераторов. Электрические подстанции применяются для
1
Рукин М. В. Пожарная безопасность объектов энергоснабжения: проблемы и решения / / Системы
безопасности. 2016. № 2. С. 76.
9
преобразования электроэнергии одного напряжения в электроэнергию другого
напряжения.
Электрическая подстанция – это электроустановка, предназначенная для
преобразования и распределения электрической энергии. Подстанции состоят
из трансформаторов, сборных шин и коммутационных аппаратов, а также
вспомогательного оборудования: устройств релейной защиты и автоматики,
измерительных приборов. Подстанции предназначены для связи генераторов и
потребителей с линиями электропередачи.
Классификация электрических сетей может осуществляться по роду
тока, номинальному напряжению, выполняемым функциям, характеру
потребителя, конфигурации схемы сети и т.д.
По роду тока различаются сети переменного и постоянного тока; по
напряжению: сверхвысокого напряжения (Uном >330 кВ), высокого
напряжения Uном = 3 – 220 кВ, низкого напряжения (Uном<1 кВ). По
конфигурации схемы сети делятся на замкнутые и разомкнутые
2
.
По выполняемым функциям различаются системообразующие,
питающие и распределительные сети. Системообразующие сети напряжением
330 – 1150 кВ осуществляют функции формирования объединенных
энергосистем, включающих мощные электростанции, обеспечивают их
функционирование как единого объекта управления и одновременно передачу
электроэнергии от мощных электростанций. Питающие сети предназначены
для передачи электроэнергии от подстанций системообразующей сети и
частично от шин 110– 220 кВ электростанций к центрам питания (ЦП)
распределительных сетей – районным подстанциям. Питающие сети обычно
замкнутые. Как правило, напряжение этих сетей 110 – 220 кВ, по мере роста
плотности нагрузок, мощности станций и протяженности электрических сетей
напряжение иногда достигает 330 – 500 кВ.
2
Гительман, Л.Д. Энергетический бизнес: [учебное пособие для вузов] / Л.Д. Гительман, Б.Е. Ратников. – 2-е
изд., испр.. – М.: Дело, 2006.С.12.
10
Районная подстанция обычно имеет высшее напряжение 110 – 220 кВ и
низшее напряжение 6 – 35 кВ. На этой подстанции устанавливают
трансформаторы, позволяющие регулировать под нагрузкой напряжение на
шинах низшего напряжения.
Распределительная сеть предназначена для передачи электроэнергии на
небольшие расстояния от шин низшего напряжения районных подстанций к
промышленным, городским, сельским потребителям. По характеру потребителя
распределительные сети подразделяются на сети промышленного, городского и
сельскохозяйственного назначения.
Для электроснабжения больших промышленных предприятий и
крупных городов осуществляется глубокий ввод высокого напряжения, т.е.
сооружение подстанций с первичным напряжением 110 – 500 кВ вблизи
центров нагрузок. Сети внутреннего электроснабжения крупных городов – это
сети 110 кВ, в отдельных случаях к ним относятся глубокие вводы 220/10кВ.
Сети сельскохозяйственного назначения в настоящее время выполняют на
напряжение 0,4 – 110 кВ.
Система электроснабжения – это совокупность устройств, которые
служат для передачи и распределения электроэнергии между потребителями
3
.
Для промышленных предприятий система электроснабжения очень
важна, так как в данной сфере идет большое потребление электрической
энергии, прервать процесс потребления невозможно, так как это остановит
технологический процесс. На промышленные предприятия должна
поставляться качественная электроэнергия.
Системы электроснабжения промышленных предприятий
предназначены для обеспечения электродвигателей, печей, осветительных
приборов, сварочных аппаратов и других машин электрической энергией.
3
Рогалев, Н.Д., Зубкова, А.Г., Мастерова, И.В. Экономика энергетики: учеб. пособие для вузов / Под. ред. Н.Д.
Рогалева. – М.: Издательство МЭИ, 2005.С.89.
11
Главными источниками электрической энергии на данный момент
являются тепловые и гидроэлектростанции. Там при помощи синхронных
трехфазных генераторов вырабатывается электрическая энергия.
С ТЭС или ГЭС электроэнергия переходит на центральные
распределительные подстанции, которые есть на каждом предприятии. По
высоковольтным линиям электроэнергия переходит по распределительным
пунктам, расположенным в каждом цеху, оттуда энергия передается
непосредственно потребителю.
Таким образом, электроэнергетическая (электрическая) система – это
совокупность электрических частей электростанций, электрических сетей и
потребителей электроэнергии, связанных общностью режима и
непрерывностью процесса производства, распределения и потребления
электроэнергии. Электрическая система – часть энергосистемы, за
исключением тепловых сетей и тепловых потребителей.
1.2 Требования к системам электроснабжения
Независимо от типа системы и сферы ее применения ко всем системам
выдвигаются жесткие требования. Требования регламентируются ГОСТами и
нормативно-правовыми актами, а также ПУЭ.
Среди главных требований можно выделить следующие:
- надежность системы;
- бесперебойность в работе и обслуживании потребителей;
- унификация системы;
- безопасность ее эксплуатации для персонала и экологии;
- эргономичность и компактность;
- один из важнейших критериев – экономичность системы.
Система электроснабжения включает в себя такие элементы как:
- источники электроэнергии, которые представлены тепловыми
станциями, ГЭС или же просто ветрогенератором;