Σύστημα τροφοδοσίας: σχεδιασμός, εγκατάσταση, λειτουργία. Αυτόνομα συστήματα τροφοδοσίας

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Η βελτίωση της ποιότητας συντήρησης κτιρίων και βιομηχανικών συγκροτημάτων οδήγησε στην ευρεία χρήση πηγών ηλεκτρικής ενέργειας και συναφών υποδομών. Στις σύγχρονες επιχειρήσεις, οι λειτουργίες των συστημάτων παροχής ενέργειας συνεπάγονται τη μεγαλύτερη ευθύνη, καθώς η παραμικρή αστοχία στην παροχή ρεύματος του εξοπλισμού μπορεί να οδηγήσει σε διακοπή των διαδικασιών παραγωγής. Και αυτό είναι μόνο ένα μέρος των κινδύνων που πρέπει να ελαχιστοποιηθούν στο στάδιο της ανάπτυξης του έργου του συστήματος τροφοδοσίας. Δεν είναι λιγότερο σημαντικά τα ζητήματα βελτιστοποίησης αυτής της υποδομής, καθώς το κόστος των ενεργειακών πόρων, κατά κανόνα, γίνεται το πιο ακριβό στοιχείο στην εκτίμηση για τη συντήρηση των επιχειρήσεων.

Σκοπός των συστημάτων τροφοδοσίας

Συνήθως, οι ειδικοί, μαζί με τα κύρια καθήκοντα τέτοιων συστημάτων, αναδεικνύουν τη σύνθεση και τα χαρακτηριστικά τους. Αλλά ο διαχωρισμός αυτών των παραμέτρων θα καταστήσει δυνατό τον ακριβέστερο προσδιορισμό των στοιχείων και των εργασιών των συστημάτων τροφοδοσίας. Ο κύριος σκοπός τους είναι να παρέχουν στους καταναλωτές ενεργειακούς πόρους. Τόσο ένα μικρό ιδιωτικό αντικείμενο όσο και μια επιχείρηση μεγάλης κλίμακας μπορούν να λειτουργήσουν ως το τελευταίο.περιφερειακή σημασία. Σε γενικές γραμμές, το σύστημα τροφοδοσίας λειτουργεί ως συνδετικό στοιχείο μεταξύ της πηγής και των δεκτών ενέργειας.

Δομή και συστατικά στοιχεία

Το συγκρότημα τροφοδοσίας μπορεί να αναπαρασταθεί ως σύστημα τριών συστατικών. Αυτή είναι άμεσα η πηγή ενέργειας, η υποδομή διανομής και τα μέσα παροχής ηλεκτρικής ενέργειας. Για τη διασύνδεση μεταξύ αυτών των στοιχείων, η συσκευή του συστήματος τροφοδοσίας παρέχει ένα ευρύ φάσμα εξοπλισμού και βοηθητικών στοιχείων:

• γραμμές ρεύματος (παρέχουν μετάδοση ισχύος στους δέκτες);
• υποσταθμοί υποβάθμισης (εκτελούν την κύρια μετατροπή ενέργειας από τις πηγές της);
• σταθμοί διανομής (εκτελούν μια σημαντική λειτουργία της δικτυακής διανομής ενέργειας για την παροχή πολλών καταναλωτών);
• εγκαταστάσεις μετατροπέα (εκτελούν την προετοιμασία της ηλεκτρικής ροής για τελική χρήση);
• εναέριες γραμμές και καλώδια (στοιχεία σύνδεσης που σχηματίζουν ένα δίκτυο στην υποδομή ηλεκτρικής ενέργειας);
• αγωγοί (παρέχουν την τελική παροχή ενέργειας στους δέκτες τους).

Ποικιλίες γεννητριών

Οι σταθμοί ισχύος είναι περισσότερο σχεδιασμένοι για αυτόνομα συστήματα τροφοδοσίας διαφόρων τύπων. Πρόκειται για συσκευές που περιλαμβάνουν κινητήρα που παράγει ρεύμα. Οι σύγχρονοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής λειτουργούν με τρεις κύριους τύπους καυσίμων - βενζίνη, φυσικό αέριο και ντίζελ.

Γεννήτριες με βενζίνη χρησιμοποιούνται συνήθως ωςπλεονάζοντα συστήματα και υπολογίζονται για μικρές περιόδους λειτουργίας. Τέτοιοι σταθμοί είναι φθηνότεροι και ευκολότεροι στη συντήρηση, αλλά το υψηλό κόστος καυσίμου δεν τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται σε εντατικές λειτουργίες. Ένα ισχυρότερο σύστημα τροφοδοσίας ντίζελ επωφελείται από το χαμηλό κόστος συντήρησης (20% λιγότερο σε σύγκριση με τα αντίστοιχα βενζίνης), αλλά ο ίδιος ο εξοπλισμός και η εγκατάσταση είναι πιο ακριβά. Η τροφοδοσία φυσικού αερίου έχει βρει τη θέση της στην εξυπηρέτηση μεγάλων βιομηχανικών εγκαταστάσεων - τα πλεονεκτήματα μιας τέτοιας υποδομής περιλαμβάνουν την οικονομική προσιτότητα και την ανθεκτικότητα στα καύσιμα.

Σχέδιο

Στη διαδικασία δημιουργίας ενός μοντέλου ενός μελλοντικού συστήματος τροφοδοσίας, απαιτούνται πολλά στάδια, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης ενός σχεδίου ηλεκτρικής ενέργειας, της ανίχνευσης, του προσδιορισμού της θέσης και των παραμέτρων του εξοπλισμού. Ο σύγχρονος σχεδιασμός συστημάτων τροφοδοσίας περιλαμβάνει τις ακόλουθες εργασίες:

• δημιουργία σχεδίου διάταξης εξοπλισμού;
• σχεδίαση δικτύων προμήθειας και διανομής;
• επιλογή καλωδίων, εργασίες σχεδιασμού για τις παραμέτρους τους;
• δημιουργία αναφοράς καλωδίου;
• δρομολόγηση καλωδίων;
• ανάπτυξη προδιαγραφών;
• προετοιμασία της διάταξης της ηλεκτρικής καλωδίωσης και του σχετικού εξοπλισμού.

Κατά την εκτέλεση των περισσότερων από τις εργασίες σχεδιασμού, οι ειδικοί πρέπει να προσδιορίσουν τα ηλεκτρικά φορτία και να υπολογίσουν το ηλεκτρικό δίκτυο, το οποίο θα χρησιμεύσει για τη μετάδοση και τη διανομή ηλεκτρικής ενέργειας μεταξύ των δεκτών του. Επίσης λαμβάνονται υπόψηπροσοχή στους παράγοντες ζήτησης και στην εγκατεστημένη χωρητικότητα.

Επιλογή εξοπλισμού

Όταν το έργο είναι έτοιμο, οι ειδικοί προχωρούν στην επιλογή των τεχνικών μέσων που υλοποιούν το σύστημα τροφοδοσίας. Τα βασικά δεδομένα βάσει των οποίων επιλέγεται ο εξοπλισμός παρέχονται από το σχεδιασμό συστημάτων τροφοδοσίας με βάση υπολογισμούς και συνθήκες λειτουργίας. Τα εξαρτήματα του συγκροτήματος θα καθορίσουν την αντοχή και την αξιοπιστία του. Μέχρι σήμερα, ο κατάλογος του εξοπλισμού για τέτοιους σκοπούς περιλαμβάνει προϊόντα καλωδίων και καλωδίωσης, εξοπλισμό υψηλής τάσης, αντιεκρηκτική ηλεκτρολογία, προϊόντα φωτισμού, γεννήτριες και σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, εγκαταστάσεις μετασχηματιστών, ηλεκτρονικά είδη ισχύος και διάφορα εξαρτήματα.

Εγκατάσταση

Αυτό είναι το τελικό στάδιο για τη δημιουργία ενός συγκροτήματος τροφοδοσίας, το οποίο περιλαμβάνει τη συναρμολόγηση και εγκατάσταση εξοπλισμού. Η εγκατάσταση πραγματοποιείται λαμβάνοντας υπόψη τα δεδομένα του έργου και τα χαρακτηριστικά της επιχείρησης - για παράδειγμα, στην περίπτωση εκτέλεσης της εργασίας στις εγκαταστάσεις παραγωγής, οι ειδικοί λαμβάνουν υπόψη τη δυνατότητα σταδιακής εγκατάστασης μεμονωμένων εξαρτημάτων χωρίς την ανάγκη σταματήστε τη ροή εργασίας. Στο ίδιο στάδιο, η αυτοματοποίηση των συστημάτων τροφοδοσίας πραγματοποιείται εις βάρος των πινάκων ελέγχου και των ειδικών ελεγκτών. Στη συνέχεια, πραγματοποιούνται εργασίες θέσης σε λειτουργία και γίνονται οι απαραίτητες τροποποιήσεις στους κανονισμούς συντήρησης και λειτουργίας.

Αρχές διαχείρισης και λειτουργίας

Όταν εξετάζετε τη λειτουργία των συστημάτων τροφοδοσίας, είναι σημαντικόνα λάβει υπόψη το γεγονός ότι η εξυπηρέτηση των πηγών ισχύος και του σχετικού ηλεκτρικού εξοπλισμού πρέπει να παράγει τόσους πόρους όσο απαιτούν οι καταναλωτές. Με άλλα λόγια, η λειτουργία των σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και των δικτύων υπολογίζεται για πιθανές αλλαγές στα φορτία των δεκτών. Η ορθολογική λειτουργία των συστημάτων τροφοδοσίας προβλέπει ειδική εκπαίδευση του προσωπικού του κέντρου αποστολής που θα είναι σε θέση να παρακολουθεί με ακρίβεια τη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας των δεκτών. Με βάση αυτούς τους δείκτες, η υπηρεσία επιλέγει τον βέλτιστο αριθμό γεννητριών κατά τη μείωση των φορτίων ή, αντίθετα, εκκινεί εφεδρικούς σταθμούς όταν αυξάνονται οι ενεργειακές ανάγκες.

Είναι σημαντικό να ληφθεί υπόψη ότι η απόδοση και η ασφάλεια των διαδικασιών εργασίας στην επιχείρηση εξαρτώνται από την ποιότητα των υπηρεσιών του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Οι διακοπές στην τροφοδοσία ρεύματος μπορεί να προκαλέσουν ατυχήματα, διακοπές λειτουργίας στους μεταφορείς και άλλες δυσάρεστες καταστάσεις και φαινόμενα, με αποτέλεσμα να μην αποκλειστεί η εμφάνιση θυμάτων και η υποπαραγωγή κατασκευασμένων προϊόντων.

Κριτήρια για την ποιότητα τροφοδοσίας

Η ευθύνη των συστημάτων που παρέχουν ισχύ στις επιχειρήσεις, απαιτεί τη διατήρηση επαρκών δεικτών της απόδοσής τους. Από αυτή την άποψη, η συντήρηση των εγκαταστάσεων τροφοδοσίας βασίζεται στις ακόλουθες αρχές:

• Διασφάλιση της ομαλής λειτουργίας των γεννητριών, των δικτύων και των σχετικών εξαρτημάτων τροφοδοσίας. Παρεμπιπτόντως, η αξιοπιστία των συστημάτων τροφοδοσίας είναι μια από τις πρωταρχικές εκτιμήσεις της ποιότητάς τους, καθώς και η συντηρησιμότητα με την αντοχή.
• Σταθερότητα εφαρμογής του σχεδίου γιαπαραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και η επακόλουθη διανομή της, καλύπτοντας τα απαιτούμενα μέγιστα για τα φορτία των καταναλωτών.
• Διατήρηση της ποιότητας της ενέργειας που παρέχεται στους δέκτες. Πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις του ηλεκτρικού εξοπλισμού παροχής ως προς τη συχνότητα και την τάση.

Για την επίτευξη βέλτιστων συνθηκών εργασίας, το σύστημα τροφοδοσίας ελέγχεται από πίνακες ελέγχου. Οι τελευταίοι, με τη σειρά τους, εφοδιάζονται με εργαλεία, λόγω των οποίων πραγματοποιείται έλεγχος, ρύθμιση, έλεγχος σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, ηλεκτροφόρων γραμμών και υποσταθμών υποβάθμισης.

Τρόποι λειτουργίας

Οποιοδήποτε συγκρότημα τροφοδοσίας παρέχει ατομικό προστατευτικό εξοπλισμό σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης. Κατά κανόνα, πρόκειται για συστήματα προστασίας ρελέ, τα οποία οδήγησαν στη διαίρεση των τρόπων λειτουργίας του συστήματος ισχύος σε τρεις τύπους: κανονικό, έκτακτο και μετά από ατύχημα. Η πρώτη λειτουργία χαρακτηρίζεται από αδιάλειπτη παροχή ρεύματος. Κάτω από τέτοιες συνθήκες λειτουργίας, το σύστημα τροφοδοσίας βιομηχανικών επιχειρήσεων παρέχει τον πόρο σε επαρκή όγκο και την απαιτούμενη ποιότητα. Στη λειτουργία έκτακτης ανάγκης, η κανονική λειτουργία του συστήματος διακόπτεται και διαρκεί μέχρι τη στιγμή που απενεργοποιείται και το κατεστραμμένο εξάρτημα. Η λειτουργία του ηλεκτρικού συστήματος μετά το ατύχημα συνεχίζεται μέχρι να αποκατασταθεί η κανονική λειτουργία ολόκληρου του συγκροτήματος.

Ταξινομήσεις συστημάτων τροφοδοσίας

Υπάρχουν πολλές αρχές για τον διαχωρισμό των συστημάτων ισχύος που τροφοδοτούν τους καταναλωτές με ηλεκτρική ενέργεια. Εξαρτάται απόΤο σύστημα τροφοδοσίας πηγής μπορεί να είναι ηλεκτροχημικό, ντίζελ-ηλεκτρικό και πυρηνικό. Τέτοια συγκροτήματα είναι επίσης διαφορετικά στη διαμόρφωση, για παράδειγμα, υπάρχουν συγκεντρωτικά, αποκεντρωμένα και συνδυασμένα. Όχι λιγότερο σημαντικά στην ταξινόμηση είναι τα χαρακτηριστικά του ρεύματος, του συνεχούς και του εναλλασσόμενου.

Τα συστήματα τροφοδοσίας χρησιμοποιούνται σε διαφορετικές συνθήκες και σε διαφορετικές εγκαταστάσεις. Από αυτή την άποψη, αξίζει να ληφθεί υπόψη η κινητικότητά τους (στάσιμη, φορητή και μεταφερόμενη) και το αν ανήκουν στον καταναλωτή. Αλλά ίσως η κύρια διαίρεση σχετίζεται με τον σκοπό. Υπάρχουν, λοιπόν, συστήματα αναμονής, δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας και έκτακτης ανάγκης. Το σύστημα τροφοδοσίας αναμονής της επιχείρησης εκτελεί τις λειτουργίες του σε τακτική βάση και, κατά κανόνα, είναι η κύρια πηγή ηλεκτρικής ενέργειας. Τα εφεδρικά συστήματα, αντίθετα, λειτουργούν συχνότερα ως βοηθητική υποδομή τροφοδοσίας - για να αντικαταστήσουν το κύριο συγκρότημα. Η τροφοδοσία έκτακτης ανάγκης συνήθως παρέχει τη δυνατότητα εξυπηρέτησης των πιο κρίσιμων εγκαταστάσεων εντός λίγων ωρών ή ημερών.

Αυτόνομα συστήματα τροφοδοσίας

Η έννοια των αυτόνομων συστημάτων προέρχεται από την ανάγκη να διασφαλιστεί η παροχή ρεύματος από πιθανές βλάβες στα δίκτυα κορμού και άλλες καταστάσεις ανωτέρας βίας. Συνήθως, τα αυτόνομα συστήματα τροφοδοσίας χρησιμοποιούνται σε επιχειρήσεις με καθιερωμένη παραγωγική διαδικασία και ανάγκη για αδιάλειπτη παροχή ρεύματος. Στην ουσία πρόκειται για παροχή ρεύματος με ανεξάρτητο έλεγχο. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η αυτόνομη παροχή ρεύματος είναι ανθεκτική,αλλά ταυτόχρονα απαιτεί υψηλότερο κόστος εγκατάστασης και συντήρησης. Από την άλλη πλευρά, αυτή η προσέγγιση δικαιολογείται λόγω της αξιοπιστίας και της σταθερότητας του ενεργειακού εφοδιασμού.