Systém napájania: návrh, inštalácia, prevádzka. Systémy autonómneho napájania

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Zlepšenie kvality údržby budov a priemyselných komplexov viedlo k širokému využívaniu zdrojov elektriny a súvisiacej infraštruktúry. V moderných podnikoch zahŕňajú funkcie systémov zásobovania energiou najväčšiu zodpovednosť, pretože najmenšia porucha v napájaní zariadení môže viesť k narušeniu výrobných procesov. A to je len časť rizík, ktoré je potrebné minimalizovať vo fáze vypracovania projektu napájacieho systému. Nemenej dôležité sú otázky optimalizácie tejto infraštruktúry, keďže náklady na energetické zdroje sa spravidla stávajú najdrahšou položkou v odhade na údržbu podnikov.

Účel systémov napájania

Odborníci zvyčajne popri primárnych úlohách takýchto systémov zdôrazňujú ich zloženie a vlastnosti. Oddelenie týchto parametrov však umožní presnejšie určiť komponenty a úlohy napájacích systémov. Ich hlavným účelom je poskytnúť spotrebiteľom energetické zdroje. Ako druhý môže pôsobiť malý súkromný objekt aj veľký podnik.regionálny význam. Celkovo napájací systém funguje ako spojovací prvok medzi zdrojom a prijímačmi energie.

Štruktúra a základné prvky

Sieťový komplex môže byť reprezentovaný ako trojzložkový systém. Toto je priamo zdroj energie, distribučná infraštruktúra a spôsob zásobovania elektrickou energiou. Pre prepojenie medzi týmito komponentmi poskytuje zariadenie napájacieho systému širokú škálu zariadení a pomocných prvkov:

• elektrické vedenia (poskytujú prenos energie do prijímačov);
• zmenšovacie rozvodne (vykonávajú primárnu premenu energie z jej zdrojov);
• distribučné stanice (vykonávajú dôležitú funkciu sieťovej distribúcie energie na zásobovanie viacerých spotrebiteľov);
• konvertorové závody (vykonávajú prípravu elektrického prúdu na konečné použitie);
• nadzemné vedenia a káble (spojovacie prvky tvoriace sieť v energetickej infraštruktúre);
• vodiče (poskytujú konečnú dodávku energie do svojich prijímačov).

Rôzne generátory

Elektrárne sú skôr navrhnuté pre autonómne systémy napájania rôznych typov. Ide o zariadenia, ktoré obsahujú motor, ktorý generuje prúd. Moderné elektrárne fungujú na tri hlavné druhy paliva – benzín, plyn a naftu.

Generátory poháňané benzínom sa bežne používajú akoredundantné systémy a sú vypočítané na krátke obdobia prevádzky. Takéto stanice sú lacnejšie a ľahšie sa udržiavajú, ale vysoké náklady na palivo neumožňujú ich používanie v intenzívnych režimoch. Výkonnejší dieselový napájací systém ťaží z nízkych nákladov na údržbu (o 20 % menej v porovnaní s benzínovými náprotivkami), ale samotné zariadenie a inštalácia sú drahšie. Plynový zdroj si našiel svoje miesto pri obsluhe veľkých priemyselných zariadení – medzi výhody takejto infraštruktúry patrí cenová dostupnosť paliva a životnosť.

Design

V procese vytvárania modelu budúceho napájacieho systému je potrebných niekoľko fáz, vrátane vypracovania plánu silovej elektriky, trasovania, určenia umiestnenia a parametrov zariadenia. Moderný dizajn systémov napájania zahŕňa nasledujúce práce:

• vytvorte plán rozloženia zariadenia;
• vypracovanie dodávateľských a distribučných sietí;
• výber káblov, projekčné práce na ich parametroch;
• creating cable reporting;
• smerovanie káblov;
• spec development;
• príprava rozmiestnenia elektrických rozvodov a súvisiacich zariadení.

Pri vykonávaní väčšiny projektových operácií musia odborníci určiť elektrické zaťaženie a vypočítať elektrickú sieť, ktorá bude slúžiť na prenos a distribúciu elektriny medzi jej prijímačmi. Tiež vzaté dopozornosť na faktory dopytu a inštalovanú kapacitu.

Výber vybavenia

Keď je projekt pripravený, špecialisti pristúpia k výberu technických prostriedkov, ktoré implementujú systém napájania. Základné údaje, na základe ktorých sa zariadenie vyberá, poskytuje návrh systémov napájania na základe výpočtov a prevádzkových podmienok. Komponenty komplexu určia jeho životnosť a spoľahlivosť. K dnešnému dňu zoznam zariadení na takéto účely zahŕňa káblové a elektroinštalačné výrobky, vysokonapäťové zariadenia, nevýbušnú elektrotechniku, osvetľovacie výrobky, generátory a elektrárne, transformátory, výkonovú elektroniku a rôzne komponenty.

Inštalácia

Toto je posledná fáza pri vytváraní komplexu napájania, ktorý zahŕňa montáž a inštaláciu zariadení. Inštalácia sa vykonáva s prihliadnutím na projektové údaje a charakteristiky podniku - napríklad v prípade realizácie úlohy vo výrobných zariadeniach odborníci berú do úvahy možnosť postupnej inštalácie jednotlivých komponentov bez potreby zastaviť pracovný postup. V rovnakej fáze sa automatizácia systémov napájania vykonáva na úkor ovládacích panelov a špeciálnych ovládačov. Ďalej sa vykonajú operácie uvedenia do prevádzky a vykonajú sa potrebné zmeny v predpisoch o údržbe a prevádzke.

Princípy riadenia a prevádzky

Pri zvažovaní fungovania systémov napájania je to dôležitévziať do úvahy skutočnosť, že napájacie zdroje energie a súvisiace elektrické zariadenia musia produkovať toľko zdrojov, koľko spotrebitelia požadujú. Inými slovami, prevádzka elektrární a sietí je vypočítaná pre možné zmeny zaťaženia prijímača. Racionálna prevádzka napájacích systémov zabezpečuje špeciálne školenie pracovníkov dispečingu, ktorí budú schopní presne sledovať dopyt prijímačov po elektrine. Na základe týchto ukazovateľov služba vyberá optimálny počet generátorov pri znižovaní záťaže alebo naopak spúšťa záložné stanice pri zvýšení energetických potrieb.

Je dôležité vziať do úvahy, že výkonnosť a bezpečnosť pracovných procesov v podniku závisí od kvality služieb zo strany energetického systému. Poruchy v napájaní môžu spôsobiť nehody, prestoje na dopravníkoch a iné nepríjemné situácie a javy, v dôsledku ktorých nemožno vylúčiť výskyt obetí a podvýrobu vyrobených produktov.

Kritériá kvality napájania

Zodpovednosť systémov, ktoré poskytujú energiu podnikom, si vyžaduje udržiavanie dostatočných ukazovateľov ich výkonnosti. V tomto ohľade je údržba zásobovacích zariadení založená na nasledujúcich princípoch:

• Zabezpečenie hladkej prevádzky generátorov, sietí a súvisiacich komponentov napájania. Mimochodom, spoľahlivosť systémov napájania je jedným z primárnych hodnotení ich kvality, ako aj udržiavateľnosti s odolnosťou.
• Stabilita implementácie plánu prevýroba elektriny a jej následná distribúcia, pokrývajúca požadované maximá pre odberné zaťaženie.
• Zachovanie kvality energie dodávanej do prijímačov. Musí spĺňať požiadavky na napájacie elektrické zariadenie z hľadiska frekvencie a napätia.

Na dosiahnutie optimálnych pracovných podmienok je systém napájania riadený ovládacími panelmi. Tie sú zase vybavené nástrojmi, vďaka ktorým sa vykonáva kontrola, nastavovanie, riadenie elektrární, elektrických vedení a znižovacích rozvodní.

Prevádzkové režimy

Akýkoľvek napájací komplex poskytuje individuálne ochranné vybavenie v prípade núdze. Spravidla ide o reléové ochranné systémy, čo viedlo k rozdeleniu prevádzkových režimov elektrizačnej sústavy do troch typov: normálne, núdzové a pohavarijné. Prvý režim sa vyznačuje neprerušovaným napájaním. Za takýchto prevádzkových podmienok napájací systém priemyselných podnikov zásobuje zdroj v dostatočnom objeme a požadovanej kvalite. V núdzovom režime je narušená bežná prevádzka systému a trvá až do momentu, kedy sa vyradí aj poškodený komponent. Pohavarijná prevádzka napájacieho systému pokračuje, kým sa neobnoví normálna prevádzka celého komplexu.

Klasifikácia systémov napájania

Existuje niekoľko princípov oddelenia energetických systémov, ktoré zásobujú spotrebiteľov elektrinou. Záležiac nazdrojový systém napájania môže byť elektrochemický, dieselelektrický a jadrový. Takéto komplexy sa tiež líšia v konfigurácii, napríklad existujú centralizované, decentralizované a kombinované. Nemenej významné v klasifikácii sú charakteristiky prúd, jednosmerný a striedavý.

Napájacie systémy sa používajú v rôznych podmienkach av rôznych zariadeniach. V tomto smere stojí za zváženie ich mobilita (stacionárna, nositeľná a prenosná) a príslušnosť k spotrebiteľovi. Ale možno hlavné rozdelenie súvisí s účelom. Existujú teda pohotovostné, záložné a núdzové systémy. Záložný systém napájania podniku vykonáva svoje funkcie pravidelne a spravidla je hlavným zdrojom elektriny. Záložné systémy, naopak, častejšie fungujú ako pomocná infraštruktúra napájania - nahradzujú hlavný komplex. Núdzové napájanie zvyčajne poskytuje možnosť servisu najkritickejších zariadení v priebehu niekoľkých hodín alebo dní.

Autonómne systémy napájania

Koncept autonómnych systémov vychádza z potreby poistiť napájanie proti možným poruchám v chrbticových sieťach a iným situáciám vyššej moci. Autonómne systémy napájania sa zvyčajne používajú v podnikoch so zavedeným výrobným procesom a potrebou nepretržitého napájania. V podstate ide o dodávku elektriny s nezávislým ovládaním. Je dôležité poznamenať, že autonómne napájanie je odolné,ale zároveň si vyžaduje vyššie náklady na inštaláciu a údržbu. Na druhej strane sa tento prístup ospravedlňuje z hľadiska spoľahlivosti a stability dodávok energie.