نظام إمداد الطاقة: التصميم والتركيب والتشغيل. أنظمة الإمداد بالطاقة المستقلة

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

أدى تحسين جودة صيانة المباني والمجمعات الصناعية إلى انتشار استخدام مصادر الكهرباء والبنية التحتية ذات الصلة. في المؤسسات الحديثة ، تنطوي وظائف أنظمة إمداد الطاقة على أكبر قدر من المسؤولية ، لأن أدنى عطل في إمداد الطاقة للمعدات يمكن أن يؤدي إلى تعطيل عمليات الإنتاج. وهذا ليس سوى جزء من المخاطر التي يجب التقليل منها في مرحلة تطوير مشروع نظام الإمداد بالطاقة. لا تقل أهمية عن قضايا تحسين هذه البنية التحتية ، حيث أن تكلفة موارد الطاقة ، كقاعدة عامة ، تصبح العنصر الأكثر تكلفة في التقدير لصيانة المؤسسات.

الغرض من أنظمة الإمداد بالطاقة

عادة ، يقوم الخبراء ، جنبًا إلى جنب مع المهام الأساسية لهذه الأنظمة ، بتسليط الضوء على تكوينها وخصائصها. لكن فصل هذه المعلمات سيجعل من الممكن تحديد مكونات ومهام أنظمة الإمداد بالطاقة بشكل أكثر دقة. الغرض الرئيسي منها هو تزويد المستهلكين بموارد الطاقة. يمكن أن يكون كل من كائن خاص صغير ومؤسسة كبيرة الحجم بمثابة الأخير.الأهمية الإقليمية. بشكل عام ، يعمل نظام إمداد الطاقة كعنصر اتصال بين مصدر الطاقة ومستقبلاتها.

الهيكل والعناصر المكونة

يمكن تمثيل مجمع إمداد الطاقة كنظام ثلاثي المكونات. هذا هو المصدر المباشر للطاقة والبنية التحتية للتوزيع ووسيلة إمداد الكهرباء. من أجل الترابط بين هذه المكونات ، يوفر جهاز نظام إمداد الطاقة مجموعة واسعة من المعدات والعناصر المساعدة:

• خطوط الطاقة (توفر نقل الطاقة إلى أجهزة الاستقبال) ؛
• محطات فرعية (إجراء التحويل الأولي للطاقة من مصادرها) ؛
• محطات التوزيع (تؤدي وظيفة مهمة لتوزيع شبكة الطاقة لتزويد العديد من المستهلكين) ؛
• محطات تحويل (إجراء إعداد التدفق الكهربائي للاستخدام النهائي) ؛
• الخطوط والكابلات العلوية (توصيل العناصر التي تشكل شبكة في البنية التحتية للطاقة) ؛
• الموصلات (توفر الإمداد النهائي للطاقة لمستقبلاتها).

أنواع مختلفة من المولدات

محطات الطاقة مصممة بشكل أكبر لأنظمة إمداد الطاقة المستقلة بأنواعها المختلفة. هذه هي الأجهزة التي تتضمن محركًا يولد التيار. تعمل محطات الطاقة الحديثة بثلاثة أنواع رئيسية من الوقود - البنزين والغاز والديزل.

تستخدم المولدات التي تعمل بالبنزين بشكل شائعالأنظمة الزائدة عن الحاجة ويتم حسابها لفترات قصيرة من التشغيل. هذه المحطات أرخص وأسهل في الصيانة ، لكن تكاليف الوقود المرتفعة لا تسمح باستخدامها في أوضاع مكثفة. يستفيد نظام إمداد طاقة الديزل الأكثر قوة من تكاليف الصيانة المنخفضة (20٪ أقل مقارنة بنظرائه من البنزين) ، لكن المعدات نفسها والتركيب أغلى ثمناً. لقد وجد مصدر طاقة الغاز مكانه في خدمة المنشآت الصناعية الكبيرة - تشمل مزايا هذه البنية التحتية القدرة على تحمل تكاليف الوقود والمتانة.

تصميم

في عملية إنشاء نموذج لنظام إمداد الطاقة المستقبلي ، هناك حاجة إلى عدة مراحل ، بما في ذلك تطوير خطة الطاقة الكهربائية ، والتعقب ، وتحديد الموقع ومعلمات المعدات. يشمل التصميم الحديث لأنظمة الإمداد بالطاقة الأعمال التالية:

• إنشاء خطة تخطيط المعدات ؛
• رسم شبكات التوريد والتوزيع
• اختيار الكابلات ، تصميم العمل على المعلمات الخاصة بهم ؛
• إنشاء تقارير الكابلات ؛
• توجيه الأسلاك ؛
• تطوير المواصفات
• إعداد مخطط الأسلاك الكهربائية والمعدات ذات الصلة.

عند إجراء معظم عمليات التصميم ، يجب على المتخصصين تحديد الأحمال الكهربائية وحساب الشبكة الكهربائية التي ستعمل على نقل وتوزيع الكهرباء بين أجهزة الاستقبال الخاصة بها. تؤخذ أيضا فيالاهتمام بعوامل الطلب والقدرة المركبة

اختيار المعدات

عندما يكون المشروع جاهزًا ، يشرع المختصون في اختيار الوسائل التقنية التي تنفذ نظام الإمداد بالطاقة. يتم توفير البيانات الأساسية التي يتم على أساسها تحديد المعدات من خلال تصميم أنظمة الإمداد بالطاقة بناءً على الحسابات وظروف التشغيل. ستحدد مكونات المجمع متانته وموثوقيته. حتى الآن ، تشمل قائمة المعدات لهذه الأغراض منتجات الكابلات والأسلاك والمعدات عالية الجهد والهندسة الكهربائية المقاومة للانفجار ومنتجات الإضاءة والمولدات ومحطات الطاقة ومحطات المحولات وإلكترونيات الطاقة ومكونات مختلفة.

التثبيت

هذه هي المرحلة الأخيرة في إنشاء مجمع إمداد الطاقة ، والذي يتضمن تجميع وتركيب المعدات. يتم التثبيت مع مراعاة بيانات المشروع وخصائص المؤسسة - على سبيل المثال ، في حالة تنفيذ المهمة في منشآت الإنتاج ، يأخذ المتخصصون في الاعتبار إمكانية التثبيت المرحلي للمكونات الفردية دون الحاجة إلى وقف سير العمل. في نفس المرحلة ، يتم تنفيذ أتمتة أنظمة الإمداد بالطاقة على حساب لوحات التحكم وأجهزة التحكم الخاصة. بعد ذلك ، يتم تنفيذ عمليات التكليف وإجراء التعديلات اللازمة على لوائح الصيانة والتشغيل.

مبادئ الإدارة والتشغيل

عند التفكير في تشغيل أنظمة الإمداد بالطاقة ، من المهمضع في الاعتبار حقيقة أن مصادر الطاقة المقدمة والمعدات الكهربائية المرتبطة بها يجب أن تنتج قدرًا كبيرًا من الموارد التي يحتاجها المستهلكون. بمعنى آخر ، يتم حساب تشغيل محطات الطاقة والشبكات للتغيرات المحتملة في أحمال المستقبل. يوفر التشغيل الرشيد لأنظمة الإمداد بالطاقة تدريبًا خاصًا لموظفي مركز الإرسال الذين سيكونون قادرين على مراقبة طلب أجهزة الاستقبال على الكهرباء بدقة. بناءً على هذه المؤشرات ، تختار الخدمة العدد الأمثل للمولدات عند تقليل الأحمال أو ، على العكس من ذلك ، تطلق محطات احتياطية عند زيادة احتياجات الطاقة.

من المهم مراعاة أن أداء وسلامة عمليات العمل في المؤسسة تعتمد على جودة الخدمة بواسطة نظام الطاقة. يمكن أن يؤدي انقطاع التيار الكهربائي إلى وقوع حوادث ، وتعطل الناقلات وغيرها من المواقف والظواهر غير السارة ، ونتيجة لذلك لا يمكن استبعاد ظهور الضحايا وقلة إنتاج المنتجات المصنعة.

معايير جودة امدادات الطاقة

مسؤولية الأنظمة التي توفر الطاقة للمؤسسات ، تتطلب الحفاظ على مؤشرات كافية لأدائها. وفي هذا الصدد ، فإن صيانة منشآت التوريدات تقوم على الأسس التالية:

• ضمان التشغيل السلس للمولدات والشبكات ومكونات إمدادات الطاقة ذات الصلة. بالمناسبة ، تعد موثوقية أنظمة الإمداد بالطاقة أحد التقييمات الأساسية لجودتها ، فضلاً عن قابليتها للصيانة مع المتانة.
• استقرار تنفيذ خطة لتوليد الكهرباء وتوزيعها اللاحق ويغطي الحدود القصوى المطلوبة لأحمال المستهلك
• الحفاظ على جودة الطاقة الموردة للمستقبلات. يجب أن تفي بمتطلبات توريد المعدات الكهربائية من حيث التردد والجهد.

لتحقيق ظروف العمل المثلى ، يتم التحكم في نظام الإمداد بالطاقة بواسطة لوحات تحكم. هذا الأخير ، بدوره ، مزود بالأدوات ، والتي من خلالها يتم تنفيذ التحكم والتعديل والتحكم في محطات الطاقة وخطوط الطاقة والمحطات الفرعية التنحي.

أوضاع التشغيل

يوفر أي مجمع إمداد طاقة لمعدات الحماية الفردية في حالة الطوارئ. كقاعدة عامة ، هذه هي أنظمة حماية الترحيل ، والتي أدت إلى تقسيم أوضاع تشغيل نظام الطاقة إلى ثلاثة أنواع: عادي ، وطارئ ، وما بعد الحادث. يتميز الوضع الأول بإمداد طاقة غير منقطع. في ظل ظروف التشغيل هذه ، يوفر نظام إمداد الطاقة للمؤسسات الصناعية المورد بالحجم الكافي والجودة المطلوبة. في وضع الطوارئ ، يتم تعطيل التشغيل العادي للنظام ويستمر حتى لحظة تعطيل المكون التالف أيضًا. يستمر تشغيل نظام إمداد الطاقة بعد وقوع الحادث حتى يتم استعادة التشغيل الطبيعي للمجمع بأكمله.

تصنيفات أنظمة الإمداد بالطاقة

هناك عدة مبادئ لفصل أنظمة الطاقة التي تزود المستهلكين بالكهرباء. يعتمد علىيمكن أن يكون نظام مصدر الطاقة الكهروكيميائية والديزل والكهرباء والنووية. تختلف هذه المجمعات أيضًا في التكوين ، على سبيل المثال ، هناك مركزية ولا مركزية ومجتمعة. لا تقل أهمية في التصنيف عن خصائص التيار والمباشرة والمتناوبة.

تُستخدم أنظمة الإمداد بالطاقة في ظروف مختلفة وفي منشآت مختلفة. في هذا الصدد ، يجدر النظر في تنقلهم (ثابت ، يمكن ارتداؤه وقابل للنقل) وانتمائهم إلى المستهلك. لكن ربما يتعلق الانقسام الرئيسي بالغرض. لذلك ، هناك أنظمة الاستعداد والنسخ الاحتياطي والطوارئ. يؤدي نظام إمداد الطاقة الاحتياطية الخاص بالمؤسسة وظائفه على أساس منتظم ، وكقاعدة عامة ، هو المصدر الرئيسي للكهرباء. على العكس من ذلك ، تعمل أنظمة النسخ الاحتياطي في كثير من الأحيان كبنية تحتية مساعدة لإمداد الطاقة - لتحل محل المجمع الرئيسي. عادةً ما يوفر مصدر الطاقة في حالات الطوارئ إمكانية خدمة المرافق الأكثر أهمية في غضون ساعات أو أيام قليلة.

أنظمة إمداد الطاقة المستقلة

يأتي مفهوم الأنظمة المستقلة من الحاجة إلى تأمين مصدر الطاقة ضد الأعطال المحتملة في الشبكات الأساسية وحالات القوة القاهرة الأخرى. عادةً ما يتم استخدام أنظمة الإمداد بالطاقة المستقلة في المؤسسات ذات عملية الإنتاج الراسخة والحاجة إلى مصدر طاقة غير منقطع. في الأساس ، هذا هو إمداد الكهرباء بتحكم مستقل. من المهم ملاحظة أن مصدر الطاقة المستقل دائم ،ولكن في نفس الوقت يتطلب تكاليف أعلى للتركيب والصيانة. من ناحية أخرى ، فإن هذا النهج يبرر نفسه في ضوء موثوقية واستقرار إمدادات الطاقة.