System zasilania: projekt, instalacja, eksploatacja. Autonomiczne systemy zasilania

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Poprawa jakości konserwacji budynków i kompleksów przemysłowych doprowadziła do powszechnego korzystania ze źródeł energii elektrycznej i związanej z nią infrastruktury. W nowoczesnych przedsiębiorstwach funkcje systemów zaopatrzenia w energię wiążą się z największą odpowiedzialnością, ponieważ najmniejsza awaria zasilania urządzeń może prowadzić do zakłóceń procesów produkcyjnych. A to tylko część zagrożeń, które należy zminimalizować na etapie opracowywania projektu systemu zasilania. Nie mniej istotne są kwestie optymalizacji tej infrastruktury, ponieważ koszt surowców energetycznych z reguły staje się najdroższą pozycją w szacunkach na utrzymanie przedsiębiorstw.

Przeznaczenie systemów zasilania

Zazwyczaj eksperci, wraz z podstawowymi zadaniami takich systemów, podkreślają ich skład i cechy. Ale rozdzielenie tych parametrów pozwoli dokładniej określić elementy i zadania systemów zasilania. Ich głównym celem jest zapewnienie konsumentom zasobów energetycznych. Jako ten drugi może pełnić zarówno mały prywatny obiekt, jak i duże przedsiębiorstwo.znaczenie regionalne. W zasadzie system zasilania pełni rolę elementu łączącego źródło i odbiorniki energii.

Struktura i elementy składowe

Zespół zasilania można przedstawić jako system trójskładnikowy. Jest to bezpośrednio źródło zasilania, infrastruktura dystrybucyjna i sposób dostarczania energii elektrycznej. Do wzajemnego połączenia tych elementów urządzenie systemu zasilania przewiduje szeroką gamę urządzeń i elementów pomocniczych:

• linie energetyczne (zapewniają przesył energii do odbiorników);
• podstacje obniżające napięcie (przeprowadzają pierwotną konwersję energii z jej źródeł);
• stacje dystrybucyjne (spełniają ważną funkcję sieciowej dystrybucji energii do zasilania kilku odbiorców);
• instalacje konwertorowe (wykonują przygotowanie przepływu elektrycznego do użytku końcowego);
• linie i kable napowietrzne (łączące elementy tworzące sieć w infrastrukturze energetycznej);
• przewodniki (zapewniają końcowe dostawy energii do jej odbiorców).

Odmiany generatorów

Elektrownie są bardziej przystosowane do autonomicznych systemów zasilania różnych typów. Są to urządzenia zawierające silnik generujący prąd. Nowoczesne elektrownie pracują na trzech głównych rodzajach paliw - benzynie, gazie i oleju napędowym.

Generatory napędzane benzyną są powszechnie używane jakosystemy redundantne i są obliczane na krótkie okresy eksploatacji. Takie stacje są tańsze i łatwiejsze w utrzymaniu, ale wysokie koszty paliwa nie pozwalają na ich eksploatację w trybach intensywnych. Mocniejszy system zasilania diesla ma niskie koszty utrzymania (20% mniej w porównaniu do odpowiedników benzynowych), ale sam sprzęt i instalacja są droższe. Zasilanie gazowe znalazło swoje miejsce w obsłudze dużych obiektów przemysłowych – do zalet takiej infrastruktury należy przystępność cenowa i trwałość paliwa.

Projekt

W procesie tworzenia modelu przyszłego systemu zasilania wymagane jest kilka etapów, w tym opracowanie planu elektroenergetycznego, śledzenie, określenie lokalizacji i parametrów urządzeń. Nowoczesny projekt systemów zasilania obejmuje następujące prace:

• utwórz plan rozmieszczenia sprzętu;
• tworzenie sieci dostaw i dystrybucji;
• dobór kabli, prace projektowe nad ich parametrami;
• tworzenie raportów dotyczących kabli;
• trasowanie przewodów;
• rozwój specyfikacji;
• przygotowanie układu okablowania elektrycznego i związanego z nim wyposażenia.

Podczas wykonywania większości operacji projektowych specjaliści muszą określić obciążenia elektryczne i obliczyć sieć elektryczną, która będzie służyła do przesyłania i dystrybucji energii elektrycznej między jej odbiornikami. Również wzięty pod uwagęuwaga na czynniki popytu i zainstalowaną moc.

Wybór sprzętu

Gdy projekt jest gotowy, specjaliści przystępują do doboru środków technicznych realizujących system zasilania. Podstawowe dane, na podstawie których dobierany jest sprzęt, zapewnia projektowanie układów zasilania na podstawie obliczeń i warunków pracy. Elementy kompleksu będą decydować o jego trwałości i niezawodności. Do tej pory lista urządzeń do takich celów obejmuje produkty kablowe i okablowanie, sprzęt wysokiego napięcia, elektrotechnikę w wykonaniu przeciwwybuchowym, produkty oświetleniowe, generatory i elektrownie, transformatory, energoelektronikę i różne komponenty.

Instalacja

To ostatni etap tworzenia kompleksu zasilania, który obejmuje montaż i instalację sprzętu. Montaż odbywa się z uwzględnieniem danych projektowych i specyfiki przedsiębiorstwa – np. w przypadku realizacji zadania na zakładach produkcyjnych specjaliści biorą pod uwagę możliwość stopniowej instalacji poszczególnych elementów bez konieczności zatrzymać przepływ pracy. Na tym samym etapie odbywa się automatyzacja systemów zasilania kosztem central i specjalnych sterowników. Następnie przeprowadzane są czynności rozruchowe i niezbędne zmiany w regulaminie konserwacji i eksploatacji.

Zasady zarządzania i działania

Rozważając działanie systemów zasilania, ważne jestnależy wziąć pod uwagę fakt, że obsługujące źródła zasilania i związany z nimi sprzęt elektryczny muszą wytwarzać tyle zasobów, ile potrzebują konsumenci. Innymi słowy, praca elektrowni i sieci jest obliczana pod kątem ewentualnych zmian obciążenia odbiorników. Racjonalna eksploatacja systemów zasilania przewiduje specjalne przeszkolenie personelu dyspozytorni, który będzie w stanie dokładnie monitorować zapotrzebowanie odbiorców na energię elektryczną. Na podstawie tych wskaźników usługa dobiera optymalną liczbę generatorów przy redukcji obciążenia lub przeciwnie uruchamia stacje zapasowe, gdy zapotrzebowanie na energię wzrasta.

Ważne jest, aby wziąć pod uwagę, że wydajność i bezpieczeństwo procesów pracy w przedsiębiorstwie zależy od jakości obsługi przez system elektroenergetyczny. Przerwy w zasilaniu mogą powodować wypadki, przestoje na przenośnikach i inne nieprzyjemne sytuacje i zjawiska, w wyniku których nie można wykluczyć pojawienia się ofiar i niedostatecznej produkcji wytwarzanych produktów.

Kryteria jakości zasilania

Odpowiedzialność systemów zasilających przedsiębiorstwa wymaga utrzymania wystarczających wskaźników ich wydajności. W tym zakresie utrzymanie instalacji zasilających opiera się na następujących zasadach:

• Zapewnienie płynnego działania generatorów, sieci i powiązanych elementów zasilania. Nawiasem mówiąc, niezawodność systemów zasilania jest jedną z podstawowych ocen jego jakości, a także łatwości konserwacji i trwałości.
• Stabilność realizacji planuwytwarzanie energii elektrycznej i jej późniejsza dystrybucja, obejmująca wymagane wartości maksymalne dla obciążeń odbiorców.
• Zachowanie jakości energii dostarczanej do odbiorców. Musi spełniać wymagania sprzętu elektrycznego zasilającego pod względem częstotliwości i napięcia.

Aby osiągnąć optymalne warunki pracy, system zasilania jest kontrolowany przez panele sterowania. Te z kolei wyposażone są w narzędzia, dzięki którym realizowane jest sterowanie, regulacja, sterowanie elektrowniami, liniami energetycznymi i podstacjami obniżającymi napięcie.

Tryby pracy

Każdy kompleks zasilania zapewnia indywidualny sprzęt ochronny na wypadek sytuacji awaryjnej. Z reguły są to zabezpieczenia przekaźnikowe, co doprowadziło do podziału trybów pracy systemu elektroenergetycznego na trzy typy: normalny, awaryjny i powypadkowy. Pierwszy tryb charakteryzuje się nieprzerwanym zasilaniem. W takich warunkach pracy system zasilania przedsiębiorstw przemysłowych dostarcza zasoby w wystarczającej ilości i wymaganej jakości. W trybie awaryjnym normalna praca systemu zostaje zakłócona i trwa do momentu wyłączenia również uszkodzonego elementu. Powypadkowa praca systemu zasilania trwa do czasu przywrócenia normalnej pracy całego kompleksu.

Klasyfikacje systemów zasilania

Istnieje kilka zasad separacji systemów zasilania, które dostarczają energię elektryczną konsumentom. W zależności odsystem zasilania źródła może być elektrochemiczny, dieslowo-elektryczny i jądrowy. Takie kompleksy różnią się również konfiguracją, na przykład są scentralizowane, zdecentralizowane i połączone. Nie mniej istotne w klasyfikacji są cechy prądu stałego i przemiennego.

Systemy zasilania są używane w różnych warunkach i na różnych obiektach. W związku z tym warto zastanowić się nad ich mobilnością (stacjonarną, użytkową i przenośną) oraz przynależności do konsumenta. Ale być może główny podział dotyczy celu. Są więc systemy rezerwowe, zapasowe i awaryjne. System zasilania rezerwowego przedsiębiorstwa spełnia swoje funkcje na bieżąco iz reguły jest głównym źródłem energii elektrycznej. Natomiast systemy zapasowe częściej pełnią rolę pomocniczej infrastruktury zasilania – zastępującej główny kompleks. Zasilanie awaryjne zwykle zapewnia możliwość serwisowania najbardziej krytycznych obiektów w ciągu kilku godzin lub dni.

Autonomiczne systemy zasilania

Koncepcja systemów autonomicznych wywodzi się z potrzeby zabezpieczenia zasilania przed możliwymi awariami sieci szkieletowych i innymi sytuacjami siły wyższej. Zazwyczaj autonomiczne systemy zasilania są stosowane w przedsiębiorstwach o ugruntowanym procesie produkcyjnym i potrzebie nieprzerwanego zasilania. W istocie jest to dostawa energii elektrycznej z niezależną kontrolą. Należy pamiętać, że autonomiczne zasilanie jest trwałe,ale jednocześnie wymaga wyższych kosztów instalacji i konserwacji. Z drugiej strony takie podejście uzasadnia się niezawodnością i stabilnością dostaw energii.