Hệ thống cung cấp điện: thiết kế, lắp đặt, vận hành. Hệ thống cung cấp điện tự chủ

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Nâng cao chất lượng bảo trì các tòa nhà và cụm công nghiệp đã dẫn đến việc sử dụng rộng rãi các nguồn điện và cơ sở hạ tầng liên quan. Trong các doanh nghiệp hiện đại, các chức năng của hệ thống cung cấp năng lượng liên quan đến trách nhiệm lớn nhất, vì sự cố nhỏ nhất trong việc cung cấp điện của thiết bị có thể dẫn đến gián đoạn quy trình sản xuất. Và đây chỉ là một phần rủi ro cần giảm thiểu ở giai đoạn lập dự án hệ thống cấp điện. Không kém phần quan trọng là các vấn đề tối ưu hóa cơ sở hạ tầng này, vì chi phí tài nguyên năng lượng, theo quy luật, trở thành khoản đắt nhất trong ước tính cho việc bảo trì các doanh nghiệp.

Mục đích của hệ thống cung cấp điện

Thông thường, các chuyên gia, cùng với nhiệm vụ chính của các hệ thống như vậy, làm nổi bật thành phần và đặc điểm của chúng. Nhưng việc tách các thông số này ra sẽ giúp xác định chính xác hơn các thành phần và nhiệm vụ của hệ thống cung cấp điện. Mục đích chính của họ là cung cấp cho người tiêu dùng các nguồn năng lượng. Cả đối tượng tư nhân nhỏ và doanh nghiệp quy mô lớn đều có thể đóng vai trò là đối tượng thứ hai.ý nghĩa khu vực. Nhìn chung, hệ thống cung cấp điện hoạt động như một thành phần kết nối giữa nguồn và máy thu năng lượng.

Cấu trúc và các yếu tố cấu thành

Tổ hợp cung cấp điện có thể được biểu diễn như một hệ thống ba thành phần. Đây trực tiếp là nguồn cung cấp điện, cơ sở hạ tầng phân phối và phương tiện cung cấp điện. Để kết nối giữa các thành phần này, thiết bị của hệ thống cung cấp điện cung cấp nhiều loại thiết bị và phần tử phụ trợ:

• đường dây điện (cung cấp năng lượng truyền tải cho máy thu);
• bước xuống trạm biến áp (thực hiện chuyển đổi năng lượng chính từ các nguồn của nó);
• trạm phân phối (thực hiện một chức năng quan trọng là phân phối mạng lưới năng lượng để cung cấp cho một số người tiêu dùng);
• nhà máy chuyển đổi (thực hiện việc chuẩn bị dòng điện để sử dụng cuối cùng);
• đường dây và cáp trên không (kết nối các phần tử tạo thành mạng trong cơ sở hạ tầng điện);
• dây dẫn (cung cấp nguồn năng lượng cuối cùng cho máy thu của nó).

Các loại máy phát điện

Trạm điện được thiết kế phù hợp hơn cho các hệ thống cung cấp điện tự động với nhiều loại khác nhau. Đây là những thiết bị bao gồm một động cơ tạo ra dòng điện. Các nhà máy điện hiện đại chạy bằng ba loại nhiên liệu chính - xăng, khí đốt và dầu diesel.

Máy phát điện chạy bằng xăng thường được sử dụng nhưhệ thống dự phòng và được tính toán cho thời gian hoạt động ngắn. Các trạm như vậy rẻ hơn và dễ bảo trì hơn, nhưng chi phí nhiên liệu cao không cho phép chúng được sử dụng ở các chế độ chuyên sâu. Hệ thống cung cấp điện diesel mạnh hơn được hưởng lợi từ chi phí bảo trì thấp (ít hơn 20% so với hệ thống chạy xăng), nhưng bản thân thiết bị và việc lắp đặt đắt hơn. Nguồn cung cấp năng lượng khí đã tìm thấy vị trí của mình trong việc phục vụ các cơ sở công nghiệp lớn - những lợi thế của cơ sở hạ tầng đó bao gồm khả năng chi trả nhiên liệu và độ bền.

Thiết kế

Trong quá trình tạo mô hình hệ thống cung cấp điện trong tương lai, cần thực hiện nhiều giai đoạn, bao gồm xây dựng kế hoạch điện lực, truy tìm, xác định vị trí và các thông số của thiết bị. Thiết kế hệ thống cung cấp điện hiện đại bao gồm các công việc sau:

• tạo sơ đồ bố trí thiết bị;
• xây dựng mạng lưới cung cấp và phân phối;
• lựa chọn cáp, thiết kế dựa trên các thông số của chúng;
• tạo báo cáo cáp;
• định tuyến dây;
• phát triển đặc điểm;
• chuẩn bị bố trí hệ thống dây điện và các thiết bị liên quan.

Khi thực hiện hầu hết các thao tác thiết kế, các chuyên gia phải xác định tải điện và tính toán mạng điện, mạng này sẽ phục vụ cho việc truyền tải và phân phối điện giữa các máy thu của nó. Cũng được đưa vàochú ý đến các yếu tố nhu cầu và công suất lắp đặt.

Lựa chọn thiết bị

Khi dự án đã sẵn sàng, các chuyên gia tiến hành lựa chọn phương tiện kỹ thuật thi công hệ thống cấp điện. Dữ liệu cơ bản về việc lựa chọn thiết bị được cung cấp bởi thiết kế hệ thống cung cấp điện dựa trên các tính toán và điều kiện vận hành. Các thành phần của khu phức hợp sẽ quyết định độ bền và độ tin cậy của nó. Cho đến nay, danh sách thiết bị cho các mục đích này bao gồm các sản phẩm cáp và dây dẫn, thiết bị cao áp, kỹ thuật điện chống cháy nổ, sản phẩm chiếu sáng, máy phát điện và nhà máy điện, nhà máy biến áp, thiết bị điện tử công suất và các linh kiện khác nhau.

Cài đặt

Đây là giai đoạn cuối cùng trong quá trình tạo ra một tổ hợp cung cấp điện, bao gồm việc lắp ráp và lắp đặt thiết bị. Việc lắp đặt được thực hiện có tính đến dữ liệu dự án và đặc điểm của doanh nghiệp - ví dụ: trong trường hợp thực hiện nhiệm vụ tại các cơ sở sản xuất, các chuyên gia sẽ tính đến khả năng lắp đặt theo từng giai đoạn của từng bộ phận mà không cần dừng quy trình làm việc. Trong cùng một giai đoạn, tự động hóa hệ thống cung cấp điện được thực hiện với chi phí của các bảng điều khiển và bộ điều khiển đặc biệt. Tiếp theo, các hoạt động vận hành thử được thực hiện và các sửa đổi cần thiết được thực hiện đối với các quy định vận hành và bảo trì.

Nguyên tắc quản lý và vận hành

Khi xem xét hoạt động của hệ thống cung cấp điện, điều quan trọngcần tính đến thực tế là phục vụ các nguồn điện và thiết bị điện đi kèm phải tạo ra nhiều tài nguyên như người tiêu dùng yêu cầu. Nói cách khác, hoạt động của các nhà máy điện và mạng lưới được tính toán cho những thay đổi có thể có của phụ tải máy thu. Việc vận hành hợp lý hệ thống cung cấp điện cung cấp việc đào tạo đặc biệt cho các nhân viên của trung tâm điều độ, những người sẽ có thể theo dõi chính xác nhu cầu sử dụng điện của người nhận. Dựa trên các chỉ số này, dịch vụ sẽ chọn số lượng máy phát điện tối ưu khi giảm tải hoặc ngược lại, khởi chạy các trạm dự phòng khi nhu cầu năng lượng tăng lên.

Điều quan trọng cần lưu ý là hiệu suất và độ an toàn của các quy trình làm việc trong doanh nghiệp phụ thuộc vào chất lượng dịch vụ của hệ thống điện. Sự gián đoạn trong việc cung cấp điện có thể gây ra tai nạn, thời gian chết trên băng tải và các tình huống và hiện tượng khó chịu khác, do đó không thể loại trừ sự xuất hiện của nạn nhân và việc sản xuất thiếu sản phẩm.

Tiêu chí về chất lượng bộ nguồn

Trách nhiệm của các hệ thống cung cấp năng lượng cho doanh nghiệp, đòi hỏi phải duy trì đủ các chỉ số về hoạt động của họ. Về vấn đề này, việc bảo trì lắp đặt nguồn cung cấp dựa trên các nguyên tắc sau:

• Đảm bảo sự vận hành trơn tru của máy phát, mạng và các bộ phận cung cấp điện liên quan. Nhân tiện, độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện là một trong những đánh giá chính về chất lượng của nó, cũng như khả năng bảo trì với độ bền.
• Tính ổn định của việc thực hiện kế hoạch chosản xuất điện và phân phối tiếp theo của nó, bao gồm mức tối đa cần thiết cho phụ tải của người tiêu dùng.
• Bảo toàn chất lượng năng lượng cung cấp cho máy thu. Nó phải đáp ứng các yêu cầu của thiết bị điện cung cấp về tần số và điện áp.

Để đạt được điều kiện làm việc tối ưu, hệ thống cung cấp điện được điều khiển bởi các bảng điều khiển. Đến lượt nó, các công cụ này được cung cấp các công cụ để thực hiện việc kiểm soát, điều chỉnh, kiểm soát các nhà máy điện, đường dây điện và trạm biến áp hạ tầng.

Chế độ hoạt động

Bất kỳ tổ hợp cung cấp điện nào cũng cung cấp các thiết bị bảo vệ cá nhân trong trường hợp khẩn cấp. Theo nguyên tắc, đây là các hệ thống bảo vệ rơ le, dẫn đến việc phân chia các chế độ vận hành hệ thống điện thành ba loại: bình thường, khẩn cấp và sau tai nạn. Chế độ đầu tiên có đặc điểm là cung cấp điện liên tục. Trong điều kiện vận hành như vậy, hệ thống cung cấp điện của các xí nghiệp công nghiệp cung cấp nguồn đủ khối lượng và chất lượng theo yêu cầu. Trong chế độ khẩn cấp, hoạt động bình thường của hệ thống bị gián đoạn và kéo dài cho đến khi thành phần bị hư hỏng cũng bị vô hiệu hóa. Hoạt động sau sự cố của hệ thống cung cấp điện vẫn tiếp tục cho đến khi hoạt động bình thường của toàn bộ khu phức hợp được khôi phục.

Phân loại hệ thống cung cấp điện

Có một số nguyên tắc để tách hệ thống điện cung cấp điện cho người tiêu dùng. Tùy thuộc vàohệ thống cung cấp điện nguồn có thể là điện hóa, diesel-điện và hạt nhân. Các phức hợp như vậy cũng khác nhau về cấu hình, ví dụ, có tập trung, phi tập trung và kết hợp. Không kém phần quan trọng trong phân loại là các đặc điểm của dòng điện, một chiều và xoay chiều.

Hệ thống cung cấp điện được sử dụng trong các điều kiện khác nhau và tại các cơ sở khác nhau. Về vấn đề này, cần xem xét tính di động của chúng (cố định, có thể đeo được và có thể vận chuyển) và thuộc về người tiêu dùng. Nhưng có lẽ sự phân chia chính liên quan đến mục đích. Vì vậy, có các hệ thống dự phòng, dự phòng và khẩn cấp. Hệ thống cung cấp điện dự phòng của doanh nghiệp thực hiện các chức năng của nó một cách thường xuyên và theo quy luật, đây là nguồn cung cấp điện chính. Ngược lại, các hệ thống dự phòng thường hoạt động như một cơ sở hạ tầng cung cấp điện phụ trợ - để thay thế cho tổ hợp chính. Nguồn điện khẩn cấp thường cung cấp khả năng sửa chữa các cơ sở quan trọng nhất trong vòng vài giờ hoặc vài ngày.

Hệ thống cung cấp điện tự chủ

Khái niệm hệ thống tự trị xuất phát từ nhu cầu đảm bảo cung cấp điện chống lại sự cố có thể xảy ra trong mạng đường trục và các tình huống bất khả kháng khác. Thông thường, hệ thống cung cấp điện tự trị được sử dụng trong các doanh nghiệp có quy trình sản xuất được thiết lập và nhu cầu cung cấp điện liên tục. Về bản chất, đây là việc cung cấp điện năng với sự điều khiển độc lập. Điều quan trọng cần lưu ý là nguồn cung cấp điện tự trị có độ bền cao,nhưng đồng thời đòi hỏi chi phí lắp đặt và bảo trì cao hơn. Mặt khác, cách tiếp cận này tự biện minh về độ tin cậy và ổn định của việc cung cấp năng lượng.