Napajalni sistem: načrtovanje, namestitev, delovanje. Avtonomni sistemi za napajanje

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Izboljšanje kakovosti vzdrževanja stavb in industrijskih kompleksov je privedlo do široke uporabe virov električne energije in povezane infrastrukture. V sodobnih podjetjih funkcije sistemov oskrbe z energijo vključujejo največjo odgovornost, saj lahko najmanjša okvara v oskrbi z električno energijo povzroči motnje v proizvodnih procesih. In to je le del tveganj, ki jih je treba čim bolj zmanjšati v fazi razvoja projekta sistema oskrbe z električno energijo. Nič manj pomembna so vprašanja optimizacije te infrastrukture, saj stroški energetskih virov praviloma postanejo najdražja postavka v oceni za vzdrževanje podjetij.

Namen sistemov za napajanje

Običajno strokovnjaki poleg primarnih nalog takšnih sistemov izpostavijo njihovo sestavo in značilnosti. Toda ločitev teh parametrov bo omogočila natančnejšo določitev komponent in nalog sistemov za napajanje. Njihov glavni namen je zagotoviti potrošnikom vire energije. Kot slednje lahko delujeta tako majhen zasebni objekt kot veliko podjetje.regionalnega pomena. Na splošno napajalni sistem deluje kot povezovalna komponenta med virom in sprejemnikom energije.

Struktura in sestavni elementi

Napajalni kompleks lahko predstavimo kot trikomponentni sistem. To je neposredno vir električne energije, distribucijska infrastruktura in sredstva za oskrbo z električno energijo. Za medsebojno povezavo med temi komponentami je v napravi napajalnega sistema predviden širok nabor opreme in pomožnih elementov:

• daljnovodi (zagotavljajo prenos energije do sprejemnikov);
• postopne postaje (izvajajo primarno pretvorbo energije iz njenih virov);
• distribucijske postaje (opravljajo pomembno funkcijo omrežne distribucije energije za oskrbo več porabnikov);
• konverterske naprave (izvedite pripravo električnega toka za končno uporabo);
• nadzemni vodi in kabli (povezovalni elementi, ki tvorijo omrežje v elektroenergetski infrastrukturi);
• prevodniki (zagotavljajo končno oskrbo z energijo njegovim sprejemnikom).

Različice generatorjev

Elektrarske postaje so bolj zasnovane za avtonomne sisteme za napajanje različnih vrst. To so naprave, ki vključujejo motor, ki ustvarja tok. Sodobne elektrarne delujejo na tri glavne vrste goriva - bencin, plin in dizel.

Generatorji na bencin se običajno uporabljajo kotredundantnih sistemov in so izračunani za kratka obdobja delovanja. Takšne postaje so cenejše in enostavnejše za vzdrževanje, vendar visoki stroški goriva ne omogočajo njihove uporabe v intenzivnih načinih. Zmogljivejši dizelski sistem za napajanje ima koristi od nizkih stroškov vzdrževanja (20 % manj v primerjavi z bencinskimi), vendar sta sama oprema in namestitev dražja. Oskrba s plinom je našla svoje mesto pri servisiranju velikih industrijskih objektov - prednosti takšne infrastrukture vključujejo cenovno dostopnost goriva in vzdržljivost.

Oblikovanje

V procesu izdelave modela bodočega napajalnega sistema je potrebnih več stopenj, vključno z razvojem načrta elektroenergetike, sledenjem, določitvijo lokacije in parametrov opreme. Sodobna zasnova napajalnih sistemov vključuje naslednja dela:

• ustvarite načrt postavitve opreme;
• izdelava oskrbovalnih in distribucijskih omrežij;
• izbira kablov, projektiranje njihovih parametrov;
• ustvarjanje kabelskega poročanja;
• žično usmerjanje;
• razvoj specifikacij;
• priprava razporeda električne napeljave in pripadajoče opreme.

Pri izvajanju večine projektantskih operacij morajo strokovnjaki določiti električne obremenitve in izračunati električno omrežje, ki bo služilo za prenos in distribucijo električne energije med njenimi sprejemniki. Tudi sprejeti vpozornost na dejavnike povpraševanja in instalirane zmogljivosti.

Izbira opreme

Ko je projekt pripravljen, strokovnjaki nadaljujejo z izbiro tehničnih sredstev, ki izvajajo sistem napajanja. Osnovni podatki, na podlagi katerih je izbrana oprema, so zagotovljeni s projektiranjem napajalnih sistemov na podlagi izračunov in obratovalnih pogojev. Sestavni deli kompleksa bodo določili njegovo vzdržljivost in zanesljivost. Do danes seznam opreme za te namene vključuje izdelke za kable in ožičenje, visokonapetostno opremo, protieksplozijsko varno elektrotehniko, svetlobne izdelke, generatorje in elektrarne, transformatorske naprave, močnostno elektroniko in različne komponente.

Namestitev

To je zadnja faza pri ustvarjanju napajalnega kompleksa, ki vključuje montažo in namestitev opreme. Namestitev se izvede ob upoštevanju projektnih podatkov in značilnosti podjetja - na primer v primeru izvajanja naloge v proizvodnih obratih strokovnjaki upoštevajo možnost postopne namestitve posameznih komponent brez potrebe po ustavite potek dela. Na isti stopnji se avtomatizacija napajalnih sistemov izvaja na račun nadzornih plošč in posebnih krmilnikov. Nato se izvedejo zagonske operacije in potrebne spremembe predpisov o vzdrževanju in obratovanju.

Načela upravljanja in delovanja

Ko razmišljamo o delovanju napajalnih sistemov, je pomembnoupoštevati dejstvo, da morajo strežni viri energije in pripadajoča električna oprema proizvesti toliko virov, kot jih potrebujejo potrošniki. Z drugimi besedami, delovanje elektrarn in omrežij je izračunano za morebitne spremembe obremenitev sprejemnika. Racionalno delovanje napajalnih sistemov zagotavlja posebno usposabljanje osebja dispečerskega centra, ki bo znalo natančno spremljati povpraševanje sprejemnikov po električni energiji. Na podlagi teh kazalnikov storitev izbere optimalno število generatorjev pri zmanjševanju obremenitev ali, nasprotno, zažene rezervne postaje, ko se potrebe po energiji povečajo.

Pomembno je upoštevati, da sta uspešnost in varnost delovnih procesov v podjetju odvisna od kakovosti storitev elektroenergetskega sistema. Motnje v oskrbi z električno energijo lahko povzročijo nesreče, zastoje na tekočih trakovih in druge neprijetne situacije in pojave, zaradi česar ni mogoče izključiti pojava žrtev in premajhne proizvodnje proizvedenih izdelkov.

Merila za kakovost napajanja

Odgovornost sistemov, ki zagotavljajo moč podjetjem, zahteva vzdrževanje zadostnih kazalnikov njihove uspešnosti. V zvezi s tem vzdrževanje oskrbovalnih inštalacij temelji na naslednjih načelih:

• Zagotavljanje nemotenega delovanja generatorjev, omrežij in povezanih komponent za napajanje. Mimogrede, zanesljivost napajalnih sistemov je ena od primarnih ocen njegove kakovosti, pa tudi vzdržljivosti z vzdržljivostjo.
• Stabilnost izvajanja načrta zaproizvodnja električne energije in njena kasnejša distribucija, ki pokriva zahtevane maksimume za obremenitve potrošnikov.
• Ohranjanje kakovosti energije, ki se dovaja sprejemnikom. Izpolnjevati mora zahteve napajalne električne opreme glede frekvence in napetosti.

Za doseganje optimalnih delovnih pogojev sistem za napajanje krmilijo nadzorne plošče. Slednji so po drugi strani opremljeni z orodjem, s pomočjo katerega se izvaja nadzor, prilagajanje, krmiljenje elektrarn, daljnovodov in padajočih postaj.

Načini delovanja

Vsak napajalni kompleks zagotavlja individualno zaščitno opremo v nujnih primerih. Praviloma so to sistemi relejne zaščite, ki so privedli do razdelitve načinov delovanja elektroenergetskega sistema na tri vrste: normalni, zasilni in po nesreči. Za prvi način je značilno neprekinjeno napajanje. V takšnih pogojih delovanja sistem oskrbe z električno energijo industrijskih podjetij oskrbuje vir v zadostni količini in zahtevani kakovosti. V zasilnem načinu je normalno delovanje sistema moteno in traja do trenutka, ko se onemogoči tudi poškodovana komponenta. Delovanje sistema oskrbe z električno energijo po nesreči se nadaljuje, dokler se ne vzpostavi normalno delovanje celotnega kompleksa.

Klasifikacije napajalnih sistemov

Obstaja več načel za ločevanje elektroenergetskih sistemov, ki oskrbujejo porabnike z električno energijo. Odvisno odvir napajanja je lahko elektrokemični, dizelsko-električni in jedrski. Takšni kompleksi se razlikujejo tudi po konfiguraciji, na primer obstajajo centralizirani, decentralizirani in kombinirani. Nič manj pomembne pri razvrstitvi so značilnosti toka, enosmernega in izmeničnega.

Napajalni sistemi se uporabljajo v različnih pogojih in na različnih objektih. V zvezi s tem je vredno razmisliti o njihovi mobilnosti (nepremično, nosljivo in premično) in pripadnosti potrošniku. Toda morda je glavna delitev povezana z namenom. Torej, obstajajo sistemi pripravljenosti, rezervni in nujni. Napajalni sistem podjetja v stanju pripravljenosti opravlja svoje funkcije redno in je praviloma glavni vir električne energije. Nasprotno, rezervni sistemi pogosteje delujejo kot pomožna infrastruktura za napajanje - za zamenjavo glavnega kompleksa. Zasilno napajanje običajno zagotavlja možnost servisiranja najbolj kritičnih objektov v nekaj urah ali dneh.

Avtonomni napajalni sistemi

Koncept avtonomnih sistemov izhaja iz potrebe po zavarovanju oskrbe z električno energijo pred morebitnimi okvarami v hrbteničnih omrežjih in drugimi situacijami višje sile. Običajno se sistemi avtonomnega napajanja uporabljajo v podjetjih z uveljavljenim proizvodnim procesom in potrebo po neprekinjenem oskrbi z električno energijo. V bistvu je to dobava električne energije z neodvisnim nadzorom. Pomembno je omeniti, da je avtonomno napajanje trajno,a hkrati zahteva višje stroške za namestitev in vzdrževanje. Po drugi strani pa se ta pristop opravičuje z vidika zanesljivosti in stabilnosti oskrbe z energijo.