Черная металлургия входит в число базовых отраслей экономики, что обусловлено буквально «массовым» использованием продукции в конструкциях разного назначения, оборудовании, приборах в других отраслях от ракетостроения и атомной энергетики до зданий, сооружений, предметов домашнего обихода.

С целью оптимизации затрат и обеспечения беспрерывной работы основных производственных мощностей черной металлургии предприятия и отдельные цеха, площадки, складские терминалы и даже карьеры по добыче руды объединяют в комплексы полного цикла, что формируют распределенную (территориально) инфраструктуру, достаточно сложную топологию силовой сети (в рамках комплекса) с питанием от нескольких ТП распределительной сети (сетей) напряжением 10/6 кВ.

Значительная протяженность кабельных линий, большое число ТП на балансе комплекса полного цикла, мощное оборудование для производства от фронтальных экскаваторов-погрузчиков, мостовых, козловых кранов, кранов-транспортеров, портальных погрузчиков, оборудования для сортировки, просеивания, сепарации, промывки, дробления, измельчения, смешивания, агломерации, вихретоковых сортировщиков, электромагнитных сепараторов до вакуумно-дуговых, индукционных, элеваторных, вертикальных шахтных, колпаковых печей, сталеплавильных агрегатов-конвертеров, прокатных станов, печей для термической обработки и отжига, а также станков и агрегатов (в том числе прессов) для обработки металла ковкой, штамповкой, способом гибки, фальцовки, правки, резки и т.д. определили большую энергоемкость предприятий и комплексов, причем именно затраты на электроэнергию формируют почти половину себестоимости конечной продукции.

Безусловно, свой «вклад» в энергоемкость вносят системы обеспечения - аспирации и сжатого воздуха, вентиляции и кондиционирования, транспортировки жидких, газообразных сред, освещения, включая энергосберегающее и «традиционное» с ДРЛ источниками, водоподготовки и водоотведения, а в условиях национального тренда «цифровизации» автоматика контроля и управления с локальными программно-логическими контроллерами, управляющими реле различного типа, и мощными серверами в административных зданиях.

Специфика нагрузки предприятий черной металлургии.

С учетом большого спектра узкоцелевого назначения отдельных цехов, предприятий черной металлургии, как автономных, так и входящих в состав комплексов полного цикла, а значит и видов, типов оборудования правомерно обозначит только основные мощные нагрузки, определяющие основные энергозатраты и потери электроэнергии и среди них:

• силовые трансформаторы тока, напряжения на ТП, в распределительных устройствах, щитах, а также интегрированные в оборудование (или в виде автономного блока), которым необходима реактивная энергия для возбуждения обмоток;
• ШИМ преобразователи различного назначения, которые являются не только потребителями реактивной мощности, но источниками эмиссии гармонических искажений, причем переход с 6-ти на 12-тиимпульсные и выше в основном только смещает спектр генерируемых гармоник, но отнюдь не решает проблемы гармонических загрязнений силовой сети;
• комплектные преобразователи для электропривода переменного (или постоянного) тока с регулируемой скоростью (т.н. частотные преобразователи), оптимизирующие работу электродвигателей, но генерирующие гармоники в силовую сеть и по факту не решающие проблему потребности в реактивной энергии теми же электродвигателями;
• системы обеспечения, где используются те же комплектные преобразователи для электропривода переменного (или постоянного) тока с регулируемой скоростью для насосного оборудования, компрессоров, вентиляторов (системы аспирации и сжатого воздуха, вентиляции и кондиционирования, транспортировки жидких, газообразных сред) или «энергосберегающие» источники света, по факту являющиеся и источниками эмиссии гармоник определенного спектра.

Компенсация реактивной мощности и нивелирование гармоник в черной металлургии.

Каждый конкретный объект черной металлургии должен быть тщательно обследован при энергетическом аудите на предмет идентификации нагрузок, потребляющих реактивную мощность и/или являющихся источниками эмиссии гармоник, что позволит определить лучший по минимуму финансовых вложений и высокой эффективности способ компенсации, оптимальные места интеграции технических средств коррекции коэффициента мощности и фильтрации гармоник, а также необходимость и целесообразность использования прогрессивного (по контролю и управлению), но дорогого оборудования.

Так, если на объекте черной металлургии есть:

• беспрерывно работающая нагрузка со стабильной потребностью в реактивной энергии (оборудование, системы), то решением проблемы может стать групповая или централизованная компенсация с использованием недорогих релейные неавтоматических (с ручным управлением) конденсаторных установок повышения коэффициента мощности или отдельных конденсаторных батарей, модулей при индивидуальной компенсации;
• беспрерывно работающая нагрузка со стабильной эмиссией гармонических искажений, то оптимальным решением проблемы будет интеграция возле нагрузки пассивного фильтра г, одно- или многозвенного, настроенного на резонансные частоты критических (по амплитуде) гармоник;
• нагрузка с монотонно изменяющейся потребностью в реактивной энергии, то оптимальным по финансовым вложениям и эффективности решением будут релейные автоматические конденсаторные установки коррекции коэффициента мощности (УКРМ);
• нагрузка с быстроизменяющейся потребностью в реактивной энергии, то единственно возможным решением при индивидуальной или групповой компенсации будет интеграция автоматических конденсаторных установок коррекции коэффициента мощности с полупроводниковыми (тиристорными) ключами (УКРМТ);
• нагрузка с быстроизменяющейся потребностью в реактивной энергии и генерирующая гармоники, то лучше планировать интеграцию гибридного технического средства - конденсаторной установи коррекции коэффициента мощности с полупроводниковыми (тиристорными) ключами и пассивного или активного фильтра гармоник (АФГ).

Возврат к списку