מערכת אספקת חשמל: תכנון, התקנה, תפעול. מערכות אספקת חשמל אוטונומיות

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

שיפור איכות התחזוקה של מבנים ומתחמי תעשייה הוביל לשימוש נרחב במקורות חשמל ותשתיות נלוות. בארגונים מודרניים, הפונקציות של מערכות אספקת אנרגיה כרוכות באחריות הגדולה ביותר, שכן הכשל הקטן ביותר באספקת החשמל של ציוד יכול להוביל לשיבוש תהליכי הייצור. וזה רק חלק מהסיכונים שצריך למזער בשלב של פיתוח פרויקט מערכת אספקת החשמל. לא פחות משמעותיים הם נושאי ייעול תשתית זו, שכן עלות משאבי האנרגיה, ככלל, הופכת לפריט היקר ביותר באומדן לתחזוקת מפעלים.

מטרת מערכות אספקת חשמל

בדרך כלל, מומחים, יחד עם המשימות העיקריות של מערכות כאלה, מדגישים את ההרכב והמאפיינים שלהן. אבל ההפרדה של פרמטרים אלה תאפשר לקבוע בצורה מדויקת יותר את הרכיבים והמשימות של מערכות אספקת החשמל. מטרתם העיקרית היא לספק לצרכנים משאבי אנרגיה. גם חפץ פרטי קטן וגם מפעל בקנה מידה גדול יכולים לפעול בתור האחרון.משמעות אזורית. בגדול, מערכת אספקת החשמל פועלת כמרכיב מקשר בין המקור למקלטי האנרגיה.

מבנה ורכיבים מרכיבים

ניתן לייצג את מתחם אספקת החשמל כמערכת תלת-רכיבית. זהו ישירות מקור הכוח, תשתית ההפצה ואמצעי אספקת החשמל. עבור החיבור בין רכיבים אלה, התקן של מערכת אספקת החשמל מספק מגוון רחב של ציוד ואלמנטים עזר:

• קווי מתח (מספקים שידור כוח למקלטים);
• תחנות משנה (מבצעות את ההמרה העיקרית של אנרגיה ממקורותיה);
• תחנות הפצה (מבצעות פונקציה חשובה של הפצת אנרגיה ברשת כדי לספק מספר צרכנים);
• מפעלי ממירים (מבצעים הכנת זרימת חשמל לשימוש קצה);
• קווים עיליים וכבלים (רכיבי חיבור היוצרים רשת בתשתית החשמל);
• מוליכים (מספקים את אספקת האנרגיה הסופית למקלטים שלו).

זנים של גנרטורים

תחנות כוח מיועדות יותר למערכות אספקת חשמל אוטונומיות מסוגים שונים. מדובר במכשירים הכוללים מנוע שיוצר זרם. תחנות כוח מודרניות פועלות על שלושה סוגים עיקריים של דלק - בנזין, גז ודיזל.

גנרטורים המונעים בדלק משמשים בדרך כלל כמערכות מיותרות ומחושבות לתקופות פעולה קצרות. תחנות כאלה זולות יותר וקלות יותר לתחזוקה, אך עלויות דלק גבוהות אינן מאפשרות להשתמש בהן במצבים אינטנסיביים. מערכת אספקת כוח דיזל חזקה יותר נהנית מעלויות תחזוקה נמוכות (20% פחות בהשוואה למקבילות בנזין), אך הציוד עצמו וההתקנה יקרים יותר. אספקת חשמל גז מצאה את מקומה במתן שירות למתקנים תעשייתיים גדולים - היתרונות של תשתית כזו כוללים עלות סבירות לדלק ועמידות.

עיצוב

בתהליך יצירת מודל של מערכת אספקת חשמל עתידית נדרשים מספר שלבים, לרבות פיתוח תוכנית חשמל, איתור, קביעת מיקום ופרמטרים של ציוד. עיצוב מודרני של מערכות אספקת חשמל כולל את העבודות הבאות:

• צור תוכנית פריסת ציוד;
• בניית רשתות אספקה והפצה;
• בחירת כבלים, עבודת עיצוב על הפרמטרים שלהם;
• יצירת דיווח בכבלים;
• ניתוב חוטים;
• מפרט פיתוח;
• הכנת פריסת חיווט חשמלי וציוד נלווה.

בעת ביצוע רוב פעולות התכנון, על המומחים לקבוע את עומסי החשמל ולחשב את רשת החשמל, שתשמש לשידור ולהפצת חשמל בין המקלטים שלה. גם נלקח לתוךתשומת לב לגורמי ביקוש וקיבולת מותקנת.

בחירת ציוד

כשהפרויקט מוכן, המומחים ממשיכים לבחירת האמצעים הטכניים שמיישמים את מערכת אספקת החשמל. הנתונים הבסיסיים שעל בסיסם נבחר הציוד מסופקים על ידי תכנון מערכות אספקת חשמל המבוססות על חישובים ותנאי הפעלה. מרכיבי המתחם יקבעו את עמידותו ואמינותו. עד כה, רשימת הציוד למטרות כאלה כוללת מוצרי כבלים וחיווט, ציוד מתח גבוה, הנדסת חשמל חסינת פיצוץ, מוצרי תאורה, גנרטורים ותחנות כוח, מפעלי שנאים, מוצרי חשמל ורכיבים שונים.

התקנה

זהו השלב האחרון ביצירת מתחם אספקת חשמל, הכולל הרכבה והתקנה של ציוד. ההתקנה מתבצעת תוך התחשבות בנתוני הפרויקט ובמאפייני הארגון - לדוגמה, במקרה של יישום המשימה במתקני ייצור, מומחים לוקחים בחשבון את האפשרות של התקנה מדורגת של רכיבים בודדים ללא צורך לעצור את זרימת העבודה. באותו שלב, אוטומציה של מערכות אספקת החשמל מתבצעת על חשבון לוחות בקרה ובקרים מיוחדים. לאחר מכן, מתבצעות פעולות הזמנה ובוצעו התיקונים הנדרשים בתקנות התחזוקה והתפעול.

עקרונות ניהול ותפעול

כאשר בוחנים את פעולתן של מערכות אספקת חשמל, זה חשובקח בחשבון את העובדה שמקורות כוח משרתים וציוד חשמלי משולב חייבים לייצר משאבים רבים ככל שהצרכנים דורשים. במילים אחרות, פעולתן של תחנות כוח ורשתות מחושבת לשינויים אפשריים בעומסי המקלטים. תפעול רציונלי של מערכות אספקת החשמל מספק הכשרה מיוחדת של אנשי מרכז השיגור שיוכלו לנטר במדויק את הביקוש של מקלטים לחשמל. בהתבסס על אינדיקטורים אלו, השירות בוחר את המספר האופטימלי של גנרטורים בעת הפחתת עומסים או להיפך, משיק תחנות גיבוי כאשר צרכי האנרגיה גדלים.

חשוב לקחת בחשבון שהביצועים והבטיחות של תהליכי העבודה בארגון תלויים באיכות השירות של מערכת החשמל. שיבושים באספקת החשמל עלולים לגרום לתאונות, השבתה במסועים ושאר מצבים ותופעות לא נעימות, שבעקבותיהם לא ניתן לשלול הופעת נפגעים ותת ייצור של מוצרים מיוצרים.

קריטריונים לאיכות אספקת החשמל

אחריות של מערכות המספקות כוח לארגונים, מחייבת שמירה מספקת על אינדיקטורים לביצועים שלהן. בהקשר זה, אחזקה של מתקני אספקה מבוססת על העקרונות הבאים:

• הבטחת פעולה חלקה של גנרטורים, רשתות ורכיבי אספקת חשמל נלווים. אגב, אמינות מערכות אספקת החשמל היא אחת ההערכות העיקריות לאיכות שלה, כמו גם תחזוקה עם עמידות.
• יציבות יישום התוכנית עבורייצור חשמל והפצתו לאחר מכן, המכסה את המקסימום הנדרשים לעומסי צרכנים.
• שימור איכות האנרגיה המסופקת למקלטים. הוא חייב לעמוד בדרישות של הציוד החשמלי האספקה מבחינת תדירות ומתח.

כדי להשיג תנאי עבודה אופטימליים, מערכת אספקת החשמל נשלטת על ידי לוחות בקרה. אלה האחרונים, בתורם, מצוידים בכלים, שבזכותם מתבצעת בקרה, התאמה, בקרה של תחנות כוח, קווי חשמל ותחנות משנה.

מצבי הפעלה

כל מתחם אספקת חשמל מספק ציוד מגן אישי למקרה חירום. ככלל, מדובר במערכות הגנת ממסר, שהובילו לחלוקת מצבי הפעולה של מערכת החשמל לשלושה סוגים: רגיל, חירום ולאחר תאונה. המצב הראשון מאופיין באספקת חשמל ללא הפרעה. בתנאי הפעלה כאלה, מערכת אספקת החשמל של מפעלים תעשייתיים מספקת את המשאב בנפח מספיק ובאיכות הנדרשת. במצב חירום, פעולתה הרגילה של המערכת מופרעת ונמשכת עד לרגע שבו מושבת גם הרכיב הפגוע. פעולת מערכת אספקת החשמל לאחר תאונה נמשכת עד להחזרת הפעולה הרגילה של המתחם כולו.

סיווגים של מערכות אספקת חשמל

קיימים מספר עקרונות להפרדת מערכות חשמל המספקות לצרכנים חשמל. תלוי במערכת אספקת המקור יכולה להיות אלקטרוכימית, דיזל-חשמלית וגרעינית. מתחמים כאלה הם גם שונים בתצורה, למשל, יש ריכוזיות, מבוזרות ומשולבות. לא פחות משמעותיים בסיווג הם המאפיינים של זרם, ישיר ומתחלף

מערכות אספקת חשמל משמשות בתנאים שונים ובמתקנים שונים. בהקשר זה כדאי לקחת בחשבון את הניידות שלהם (נייח, לביש ונייד) ושייכות לצרכן. אבל אולי החלוקה העיקרית מתייחסת למטרה. אז, יש מערכות המתנה, גיבוי וחרום. מערכת אספקת החשמל בהמתנה של הארגון מבצעת את תפקידיה על בסיס קבוע, וככלל, היא מקור החשמל העיקרי. מערכות גיבוי, להיפך, פועלות לעתים קרובות יותר כתשתית אספקת כוח עזר - כדי להחליף את המתחם הראשי. ספק כוח חירום מספק בדרך כלל את האפשרות לתת שירות למתקנים הקריטיים ביותר תוך מספר שעות או ימים.

מערכות אספקת חשמל אוטונומיות

המושג של מערכות אוטונומיות נובע מהצורך להבטיח את אספקת החשמל מפני תקלות אפשריות ברשתות השדרה ומצבי כוח עליון אחרים. בדרך כלל, מערכות אספקת חשמל אוטונומיות משמשות בארגונים עם תהליך ייצור מבוסס וצורך באספקת חשמל ללא הפרעה. בעצם מדובר באספקת חשמל עם בקרה עצמאית. חשוב לציין שספק כוח אוטונומי עמיד,אך יחד עם זאת דורש עלויות גבוהות יותר עבור התקנה ותחזוקה. מצד שני, גישה זו מצדיקה את עצמה לאור האמינות והיציבות של אספקת האנרגיה.