מערכת אספקת חשמל: תכנון, התקן, הפעלה. מערכות אספקת חשמל אוטונומיות

שיפור איכות אחזקת המבנים והתשתיות התעשייתיות הוביל לשימוש נרחב במקורות חשמל ותשתיות נלוות. במפעלים מודרניים, את הפונקציות של מערכות אספקת החשמל להניח את האחריות הגדולה ביותר, שכן הכישלון הקטן ביותר באספקת ציוד יכול להוביל להפרה של תהליכי הייצור. וזה רק חלק מהסיכונים שצריכים להיות ממוזער בשלב התכנון של פרוייקט מערכת אספקת החשמל. לא פחות חשוב הן בעיות של אופטימיזציה של תשתית זו, שכן העלויות של משאבי האנרגיה, ככלל, להפוך את הפריט היקר ביותר באומדן לתוכן של ארגונים.

מטרת מערכות אספקת החשמל

בדרך כלל מומחים, יחד עם המשימות העיקריות של מערכות כאלה, להבחין בין הרכב המאפיינים שלהם. אבל ההפרדה של פרמטרים אלה יאפשר קביעת מדויקת יותר של הרכיבים והמשימות של מערכות אספקת החשמל. המטרה העיקרית שלהם היא לספק לצרכנים משאבי אנרגיה. האחרון יכול להיות אובייקט פרטי קטן, וכן מפעל אזורי בקנה מידה גדול. על פי רוב, מערכת אספקת החשמל פועלת כמרכיב חיבור בין המקור לבין מקבלי האנרגיה.

מבנה ורכיבים

מתח אספקת החשמל יכול להיות מיוצג כמערכת של שלושה חלקים. זה ישירות מקור כוח המפיצה תשתית ואמצעים של אספקת החשמל. עבור חיבור בין רכיבים אלה, מערכת אספקת החשמל מספקת מגוון רחב של ציוד ואלמנטים עזר:

• קווי חשמל (מספקים שידור חשמל למקלט);
• הורדת תחנות משנה (המרה ראשונית של אנרגיה ממקורותיה מתבצעת);
• תחנות הפצה (לבצע תפקיד חשוב של הפצה ברשת של אנרגיה כדי לספק מספר צרכנים);
• התקנות ממיר (להכין את הזרימה החשמלית לשימוש קצה);
• קווי אוויר וכבלים (חיבור אלמנטים המהווים רשת בתשתית אספקת החשמל);
• מוליכים נוכחי (להבטיח את אספקת האנרגיה הסופית למקלטיה).

סוגים שונים של גנרטורים

תחנות הכוח מיועדות בעיקר למערכות אספקת חשמל אוטונומיות מסוגים שונים. אלה הם התקנים הכוללים מנוע שיוצר זרם. תחנות כוח מודרניות פועלות על שלושה סוגים עיקריים של דלק - בנזין, גז וסולר.

גנרטורים על דלק בנזין משמשים בדרך כלל כמערכות מילואים ומחושבים לתקופות קצרות של תפעול. תחנות כאלה הן זולות יותר וקלות יותר לתחזוקה, אך עלויות דלק גבוהות אינן מאפשרות להן להשתמש במשטרים אינטנסיביים. מערכת אספקת חשמל דיזל חזקה יותר מעלויות תחזוקה נמוכות (20% פחות בהשוואה למקבילי דלק), אך עלויות הציוד וההתקנה הינן יקרות יותר. אספקת החשמל גז מצאה את מקומה בתחזוקה של מתקני תעשייה גדולים - היתרונות של תשתית כזו כוללים מחיר זמינות דלק ועמידות.

עיצוב

בתהליך יצירת מודל של מערכת אספקת החשמל העתידית נדרשים מספר שלבים, כולל פיתוח תוכנית לחשמלאים, איתור, מיקום ופרמטרים לציוד. העיצוב המודרני של מערכות אספקת החשמל כולל את העבודות הבאות:

• יצירת תכנית להנחת הציוד;
• הכנת תוכניות של רשתות האכלה והפצה;
• מבחר של כבלים, עיצוב עבודה על הפרמטרים שלהם;
• יצירת דיווח על כבלים;
• ניתוב חוט;
• פיתוח מפרט;
• הכנת הפריסה של החיווט וציוד נלווה.

בעת ביצוע רוב פעולות התכנון, על המומחים לקבוע את העומסים החשמליים ולבצע חישובי רשת חשמלית, אשר ישמשו להעברת והפצה של חשמל בין מקלטיו. גם לקחת בחשבון את גורמי הביקוש ואת היכולת המותקנת.

בחירת ציוד

כאשר הפרויקט מוכן, המומחים לעבור מבחר של אמצעים טכניים שמבינים את מערכת אספקת החשמל. נתונים בסיסיים, שעליהם נבחרה הציוד, נותנים את העיצוב של מערכות אספקת חשמל המבוססות על חישובים ותנאי הפעלה. מרכיבי המתחם יקבעו את עמידותו ואמינותו. עד כה, רשימת הציוד למטרה זו כוללת מוצרי מוליך כבלים, ציוד מתח גבוה, הנדסת חשמל חסרת פיצוץ, מוצרי תאורה, גנרטורים ותחנות כוח, מפעלי שנאים, אלקטרוניקה חשמלית ורכיבים שונים.

הרכבה

זהו השלב הסופי ביצירת מתח אספקת החשמל, הכולל הרכבה והתקנה של ציוד. התקנה לוקח בחשבון את נתוני הפרויקט ואת המאפיינים של הארגון - ולכן, במקרה של יישום המשימה במתקני הייצור, מומחים לשקול את האפשרות של שלב אחר שלב התקנה של רכיבים בודדים ללא צורך לעצור את תהליך העבודה. באותו שלב, אוטומציה של מערכות אספקת החשמל מבוצעת על חשבון לוחות בקרה ובקרים מיוחדים. לאחר מכן ביצוע פעולות מבוצעות התיקונים הדרושים נעשים לוח הזמנים תחזוקה ותפעול.

עקרונות הניהול והתפעול

כאשר שוקלים את הפעולה של מערכות אספקת החשמל, חשוב לקחת בחשבון את העובדה כי שירות מקורות אנרגיה וציוד חשמלי הקשורים צריך לייצר משאבים רבים ככל הנדרש על ידי הצרכנים. במילים אחרות, העבודה של תחנות כוח ורשתות מחושב על שינויים אפשריים בעומס של מקלטי. ניתוח רציונלי של מערכות אספקת החשמל מספק הכשרה מיוחדת של אנשי מרכז המשלוח אשר יוכלו לפקח במדויק על הביקוש של מקלטי חשמל. מודרך על ידי אינדיקטורים אלה, השירות בוחר את המספר האופטימלי של גנרטורים עם עומס מופחת או להיפך, מתחיל תחנות גיבוי תוך הגדלת צריכת האנרגיה.

חשוב לקחת בחשבון כי איכות השירות של מערכת החשמל תלויה פרודוקטיביות ובטיחות של תהליכי העבודה בארגון. שיבושים באספקת החשמל יכולים לגרום לתאונות, השבתות על מסועים ומצבים לא נעימים אחרים ותופעות, וכתוצאה מכך הופעתם של הקורבנות ואת תת הייצור של מוצרים מיוצרים אינם נשללים.

קריטריונים לאיכות אספקת החשמל

האחריות של המערכות המספקות מזון למשאבי האנרגיה של ארגונים מחייבת שמירה על אינדיקטורים מספיקים לביצועים שלהם. בהקשר זה, תחזוקת מתקני האספקה מבוססת על העקרונות הבאים:

• הבטחת הפעולה ללא הפרעה של גנרטורים, רשתות ורכיבי אספקת חשמל. אגב, האמינות של מערכות אספקת החשמל היא אחת ההערכות העיקריות של איכות, כמו גם תחזוקה עם עמידות.
• יציבות יישום התוכנית לייצור חשמל והפצתו לאחר מכן, תוך כיסוי המכסים הנדרשים לעומס הצרכנים.
• שמירה על איכות האנרגיה המסופקת למקלט. זה חייב לענות על הדרישות של אספקת ציוד חשמלי בתדר ובמתח.

כדי להשיג תנאי עבודה אופטימליים, מערכת אספקת החשמל נשלטת על ידי שליחת קונסולות. אלה, מצידם, מקבלים כלים, שבאמצעותם מבוצעות בקרה, התאמה, ניהול תחנות כוח, קווי חשמל ותחנות להקטנה.

דרכי פעולה

כל ספק מתח מספק אמצעים אינדיבידואליים להגנה במקרה של מצבי חירום. ככלל, אלה מערכות הגנה ממסר, אשר הובילה הפרדת דרכי הפעולה של מערכות חשמל לשלושה סוגים: רגיל, חירום שלאחר חירום. המצב הראשון מאופיין על ידי אספקת חשמל רצופה. בתנאי הפעלה כאלה, מערכת אספקת החשמל של מפעלים תעשייתיים מספקת את המשאבים בכמות מספקת ובאיכות הנדרשת. במצב חירום, הפעולה הרגילה של המערכת נפגעת ונמשכת עד שהרכיב הפגום מושבת גם הוא. הפורמט לאחר החירום של מערכת אספקת החשמל נמשך עד להפעלה רגילה של כל המתחם.

סיווג מערכות אספקת חשמל

קיימים מספר עקרונות להפרדת מערכות החשמל המספקות לצרכנים חשמל. בהתאם למקור, מערכת אספקת החשמל יכול להיות אלקטרוכימיים, דיזל חשמלי, גרעיני. קומפלקסים שונים כאלה הם גם בתצורה, למשל, הם מרוכזים, מבוזרים ומשולבים. לא פחות משמעותי בסיווג ומאפיינים של הנוכחי, קבוע ומשתנה.

מערכות אספקת החשמל משמשות בתנאים שונים ובאתרים שונים. בהקשר זה, יש צורך לקחת בחשבון את הניידות שלהם (נייחים, ניידים וניידים) ושייכים לצרכן. אבל, אולי, החלוקה העיקרית שייכת למטרה. אז, יש ב-חובה מערכות, גיבוי חירום. מערכת אספקת החשמל התורנית של המפעל מבצעת את תפקידיה באופן קבוע, וככלל, היא המקור העיקרי לחשמל. מערכות גיבוי, להיפך, הם לעתים קרובות יותר כוח עזר תשתית תשתית - להחליף את המתחם הראשי. אספקת חשמל חירום מספקת בדרך כלל את האפשרות של שירות מתקני קריטיים ביותר בתוך מספר שעות או ימים.

מערכות אספקת חשמל אוטונומיות

המושג של מערכות אוטונומיות נובע מן הצורך להבטיח אספקת חשמל מפני תקלות אפשריות ברשתות עמוד השדרה ומצבי כוח עליון אחרים. בדרך כלל, מערכות אספקת חשמל עצמאית משמשים ארגונים עם תהליך הייצור הוקמה הצורך אספקת חשמל רצופה. למעשה, זהו אספקת החשמל עם שליטה עצמאית. חשוב לציין כי אספקת החשמל האוטונומית היא ארוכה, אבל באותו זמן זה דורש עלויות התקנה ותחזוקה גבוהה יותר. מאידך גיסא, גישה זו מצדיקה את עצמה לאור האמינות והיציבות של אספקת האנרגיה.