مخططات إمداد الطاقة النموذجية لمستهلكي الكهرباء
تفرض مستقبلات الطاقة من الفئات الأولى والثانية والثالثة فيما يتعلق بدرجة موثوقية مصدر الطاقة متطلبات مختلفة على مصادر الطاقة والدوائر.
يجب إمداد مستقبلات الطاقة من الفئة الأولى بالكهرباء من مصدرين مستقلين للطاقة زائدين عن الحاجة ، وقد يُسمح بانقطاع مصدر الطاقة في حالة انقطاع التيار الكهربائي من مصدر طاقة واحد فقط لوقت الاستعادة التلقائية للطاقة.
لتشغيل مجموعة مخصصة من أجهزة الاستقبال من الفئة الأولى ، يجب توفير طاقة إضافية من مصدر طاقة ثالث مستقل زائد عن الحاجة. يُطلق على مصدر طاقة مستقل لمستقبل الطاقة أو مجموعة من مستقبلات الطاقة مصدر طاقة يحافظ على الجهد ضمن الحدود التي ينظمها PUE لوضع ما بعد الطوارئ عندما يفشل في مصادر طاقة أخرى أو غيرها من هذه المستقبلات.
تشمل مصادر الطاقة المستقلة قسمين أو أنظمة حافلات لمحطة أو محطتين لتوليد الطاقة والمحطات الفرعية ، بشرط استيفاء الشرطين التاليين:
1) يتم تشغيل كل قسم أو نظام ناقل بدوره بواسطة مصدر طاقة مستقل ؛
2) أقسام (أنظمة) الحافلات غير متصلة ببعضها البعض أو بها اتصال ينقطع تلقائيًا في حالة فشل قسم واحد (نظام) من الحافلات.
محطات الطاقة المحلية ومحطات الطاقة لأنظمة الطاقة ووحدات الإمداد بالطاقة الخاصة غير المنقطعة وبطاريات التخزين وما إلى ذلك. أو إذا كانت الطاقة الاحتياطية غير مجدية اقتصاديًا ، يتم إجراء النسخ الاحتياطي التكنولوجي.
يتم تنفيذ إمداد الطاقة لمستقبلات الطاقة من الفئة الأولى مع عملية تكنولوجية معقدة بشكل خاص تتطلب وقتًا طويلاً لاستعادة وضع التشغيل ، في ظل وجود دراسات فنية واقتصادية ، من خلال مصدرين مستقلين للطاقة الزائدة عن الحاجة ، والتي تخضع لمزيد من المتطلبات المحددة من خصائص العملية التكنولوجية.
قسم من مخطط إمداد الطاقة لمؤسسة صناعية مع تطبيق وحدات الحساب المميزة: T1 ، T2 - محولات الطاقة للنظام ؛ GPP - محطة تحامل رئيسية ؛ RP - محطة التوزيع الفرعية ؛ م - المحركات الكهربائية 1 - مستقبل الكهرباء. 2 - حافلات عقدة التوزيع أو الحافلة الرئيسية ؛ 3 - حافلات جهاز توزيع المحولات الفرعية للجهد حتى 1 كيلو فولت ؛ 4 - محولات المحولات الفرعية ؛ 5 - حافلات التوزيع الفرعي (RR) ؛ 6 - إطارات GPP ؛ 7- خطوط إمداد المنشأة
توفر مستقبلات الطاقة من الفئة الثانية الكهرباء من مصدرين مستقلين للطاقة الزائدة عن الحاجة. بالنسبة لمستقبلات الطاقة من الفئة الثانية ، في حالة انقطاع التيار الكهربائي من مصدر طاقة واحد ، يُسمح بانقطاع التيار الكهربائي للوقت المطلوب لتشغيل الطاقة الاحتياطية من خلال تصرفات أفراد الخدمة أو فريق العمليات المتنقلة. يسمح PUE بتشغيل أجهزة الاستقبال لـ كهرباء:
• الفئة الثانية - على خط علوي واحد ، بما في ذلك مع إدخال كابل ، إذا كان من المتوقع إمكانية الإصلاح الطارئ لهذا الخط لمدة لا تزيد عن يوم واحد ؛
• الفئة الأولى - خط كبل واحد يتكون من كبلين على الأقل موصولين بجهاز مشترك واحد ؛
• الفئة الثانية - من محول واحد في ظل وجود احتياطي مركزي من المحولات وإمكانية استبدال المحول التالف خلال فترة زمنية لا تزيد عن يوم واحد.
بالنسبة لمستقبلات الطاقة من الفئة الثالثة ، يتم إمداد الطاقة من مصدر طاقة واحد ، بشرط ألا تتجاوز الانقطاعات في مصدر الطاقة اللازمة لإصلاح أو استبدال عنصر تالف في نظام إمداد الطاقة يومًا واحدًا.
مصدر طاقة داخلي
دوائر الطاقة الشعاعية لمستهلكي الكهرباء. الدوائر الشعاعية هي تلك التي يتم فيها نقل الكهرباء من محطة الطاقة (محطة توليد الطاقة الخاصة بالمؤسسة أو المحطة الفرعية أو نقطة التوزيع) مباشرة إلى محطة فرعية للورشة بدون فروع على طول الطريق لتزويد المستهلكين الآخرين. تحتوي هذه الدوائر على الكثير من معدات الفصل وخطوط الطاقة. بناءً على ذلك ، يمكننا أن نستنتج أنه يجب استخدام مخططات الطاقة الشعاعية فقط لتزويد المستهلكين الأقوياء بالطاقة.
في التين. يوضح الشكل 1 المخططات النموذجية لإمداد الطاقة الشعاعية لمستهلكي الكهرباء لأنظمة إمداد الطاقة الداخلية (الخارجية) للمؤسسات الصناعية. الرسم في الشكل. 1 ، والمقصود لإمدادات الطاقة مستخدمي الفئة الثالثة أو مستخدمي الفئة الثانية، حيث يُسمح بانقطاع التيار الكهربائي لمدة يوم أو يومين.
الرسم في الشكل. 1 ، ب مخصص للمستهلكين من الفئة الثانية ، حيث يمكن السماح بانقطاع التيار الكهربائي لمدة لا تزيد عن ساعة إلى ساعتين. الرسم في الشكل. 1 ، ج تهدف إلى إمداد المستهلكين من الفئة الأولى ، ولكنها تستخدم أيضًا لتزويد المستهلكين من الفئة الثانية ، والتي لها أهمية اقتصادية وطنية على نطاق وطني ، وانقطاع التيار الكهربائي ، مما يؤدي إلى نقص في المنتجات (على سبيل المثال) على سبيل المثال ، الافراج عن المحامل).
أرز. 1. دوائر طاقة شعاعية نموذجية في نظام إمداد الطاقة الداخلي والخارجي لمحطة صناعية
دوائر إمداد الطاقة الرئيسية لمستهلكي الكهرباء المستخدمة في نظام إمداد الطاقة الداخلي للمؤسسات عندما يكون هناك العديد من المستهلكين ويوصى بوضوح بأنظمة الطاقة الشعاعية. عادةً ما توفر الدوائر الرئيسية توصيلًا من خمس إلى ست محطات فرعية بسعة إجمالية للمستخدم لا تزيد عن 5000-6000 كيلو فولت أمبير.
في التين. يوضح الشكل 2 دائرة إمداد طاقة نموذجية. يتميز هذا المخطط بانخفاض موثوقية مصدر الطاقة ، ولكنه يجعل من الممكن تقليل عدد أجهزة فصل الجهد وتنظيم مستخدمي الطاقة بشكل أكثر نجاحًا في مجموعة من خمس إلى ست محطات فرعية.
أرز. 2. دائرة طاقة رئيسية نموذجية في نظام إمداد الطاقة الداخلي لمنشأة صناعية
أرز. 3.دائرة إمداد طاقة نموذجية ثنائية الخط في نظام إمداد الطاقة الداخلي لمحطة صناعية
عندما يكون من الضروري الحفاظ على مزايا دارات الطرق السريعة وضمان الموثوقية العالية لمصدر الطاقة ، استخدم نظام عبور مزدوج (عبر) الطرق السريعة (الشكل 3). في هذا المخطط ، في حالة فشل أي خط إمداد عالي الجهد ، يتم توفير الطاقة بشكل موثوق من خلال الخط الثاني عن طريق التحويل التلقائي للمستهلكين إلى قسم الجهد المنخفض للمحول الذي لا يزال قيد التشغيل. يحدث هذا التبديل بوقت 0.1-0.2 ثانية ، والذي لا يؤثر عمليًا على مصدر الطاقة للمستخدمين.
مخططات الطاقة المختلطة لمستهلكي الكهرباء. في ممارسة تصميم وتشغيل أنظمة الإمداد بالطاقة للمؤسسات الصناعية ، من النادر العثور على مخططات مبنية فقط على أساس نصف قطري أو على مبدأ الجذع فقط ، وعادة ما يتم تغذية المستخدمين أو المستقبلين الكبار والمسؤولين بشكل شعاعي.
يتم تجميع المستهلكين المتوسطين والصغار ويتم تحضير طعامهم وفقًا للمبدأ الأساسي. يتيح لك هذا الحل إنشاء مخطط إمداد طاقة داخلي بأفضل المؤشرات الفنية والاقتصادية. في التين. 4 يوضح مخطط إمداد الطاقة المختلط.
أرز. 4. مخطط نموذجي لإمداد الطاقة المختلط (رئيسي شعاعي) في نظام إمداد الطاقة الداخلي لمؤسسة صناعية
مصدر طاقة خارجي
يتم تشغيله بواسطة شبكة الطاقة بدون محطات الطاقة الخاصة به. في التين. يوضح الشكل 5 مخططات إمداد الطاقة للمنشآت الصناعية التي تعمل بأنظمة الطاقة الكهربائية فقط. في التين. يوضح الشكل 5 أ مخطط تغذية شعاعي.هنا ، يتزامن جهد شبكة الإمداد الخارجية مع أعلى جهد لشبكة المنطقة داخل المؤسسة (نظام الطاقة الداخلي) ، لذلك لا يلزم إجراء تحويل للمؤسسة ككل. تعد مخططات الطاقة هذه نموذجية لمصدر الطاقة بشكل أساسي عند الفولتية 6 و 10 و 20 كيلو فولت.
في التين. يوضح الشكل 5 ، ب مخططًا لما يسمى بإدخال الكتلة العميقة 20-110 كيلو فولت وأقل 220 كيلو فولت ، عندما يتم إدخال الجهد من نظام الطاقة بدون تحويل وفقًا لمخطط العبور المزدوج (عبر) الطريق السريع إلى الداخل أراضي المشروع. في هذا المخطط ، بجهد 35 كيلو فولت ، يتم تركيب محولات تنحي مباشرة في مباني الورشة ولها جهد أقل من 0.69 - 0.4 كيلو فولت.
ومع ذلك ، عند الفولتية في نظام الطاقة من 110-220 كيلو فولت ، يكون التحويل المباشر من 0.69 إلى 0.4 كيلو فولت للشبكات التجارية غير عملي عادةً بسبب الطاقة الإجمالية المنخفضة نسبيًا للمستهلكين في متجر فردي. في مثل هذه الحالات ، قد يوصى بالتحويل الوسيط إلى جهد من 10 إلى 20 كيلوفولت في عدة محطات فرعية للتنحي الوسيط ، كل منها يجب أن تزود مجموعتها الخاصة من المتاجر.
في حالة الأفران الكبيرة أو محطات التحويل الخاصة عالية الطاقة ، قد يكون من المستحسن تحويل جهد 110 أو 220 كيلو فولت مباشرة إلى جهد العملية (عادة ما يكون غير 0.69 أو 0.4 كيلو فولت) عن طريق تركيب محولات تنحى خاصة لذلك مباشرة في مباني الورشة.
في التين.يوضح الشكل 5 ، ج مخطط إمداد طاقة محتمل لمؤسسة صناعية مع وجود تحويل يتم إجراؤه عند نقطة الانتقال من مخطط إمداد طاقة خارجي إلى مخطط داخلي لإمداد الطاقة ، وهو أمر نموذجي للمؤسسات التي تتمتع بقوة كبيرة ومنطقة كبيرة. في التين. في الشكل 5 ، د ، يتم إعطاء رسم تخطيطي بشرط التحويل إلى جهدين ، وهو ما يميز الوحدات القوية (ورش العمل) للمؤسسات التي تقع على مسافة كبيرة من بعضها البعض.
إمداد الطاقة من نظام الطاقة إذا كان لدى المؤسسة الصناعية محطة طاقة خاصة بها.
أرز. 5. مخططات الطاقة النموذجية عند تزويد المؤسسات الصناعية بالطاقة فقط من نظام الطاقة
أرز. 6. مخططات إمداد الطاقة النموذجية عند إمداد المؤسسات الصناعية من نظام الطاقة ومحطة الطاقة الخاصة بها
في التين. يوضح الشكل 6 مخططات إمداد الطاقة النموذجية للمؤسسات الصناعية ، إذا كان لدى المؤسسة محطة طاقة خاصة بها. في التين. 6 ورسم تخطيطي للحالة عندما يتزامن موقع محطة الطاقة مع مركز الأحمال الكهربائية للمؤسسة ويتم إمداد المؤسسة من نظام الطاقة بجهد المولد.
في التين. يوضح الشكل 6 ، ب مخططًا للحالة التي تقع فيها محطة الطاقة على مسافة من مركز أحمالها الكهربائية ، ولكن يتم الحصول على مصدر الطاقة من النظام بجهد المولد. في التين. يوضح الشكل 6 ج رسمًا تخطيطيًا للحالة التي يتم فيها تنفيذ إمداد الطاقة من النظام بجهد متزايد ويتم توزيع الكهرباء على أراضي المؤسسة بجهد المولد. تقع محطة توليد الطاقة بالمحطة في الخارج مركز الأحمال الكهربائية.
في التين.يُظهر الشكل 6 ، d دائرة تشبه ظروفها الدائرة الموضحة في الشكل. 6 ، ج ، لكن التحويل يتم بجهدين. في مخططات التين. 5 ، ب ، د والتين. 6 ، د لإمداد الطاقة من النظام بجهد 35-220 كيلو فولت ، تظهر الخيارات في الشكل. 7. الرسم البياني في الشكل. 7 ، أ (بدون مفاتيح على جانب الجهد العالي) يوصى به باعتباره أرخص في التصميم ولا يقل موثوقية في التشغيل عن الدائرة في الشكل. 7 ، ب.
أرز. 7. مخططات توصيل محولات GPP بشبكة إمداد الطاقة 35-220 كيلو فولت من نظام الطاقة
تطبيق مخطط التين. 7 ، ولكن هذا ممكن فقط في الحالات التي لا يتم فيها تشغيل وإيقاف تشغيل المحولات كل يوم ، حيث أنهم يلاحظون طريقة عملهم المجدية اقتصاديًا. إذا تم إيقاف تشغيل المحولات وتشغيلها كل يوم ، فاختر المخطط الموضح في الشكل. 7 ، ب.
يتم تشغيله فقط من خلال محطة توليد الكهرباء الخاصة به. في التين. يوضح الشكل 8 مخططًا لتزويد مستهلكي الكهرباء من محطة الطاقة الخاصة بهم ، وهو أمر نموذجي للمؤسسات البعيدة عن شبكات أنظمة الطاقة ؛ ومع ذلك ، مع تطور الكهربة ، سيستمر عدد مخططات الطاقة هذه في الانخفاض.
أرز. 8. مخطط إمداد الطاقة النموذجي عند تشغيل مؤسسة صناعية فقط من محطة الطاقة الخاصة بها
عند تشغيل ورش العمل التي تحتوي على أفران كهربائية مفرغة من جميع الأنواع ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن انقطاع التيار الكهربائي عن مضخات التفريغ يؤدي إلى وقوع حادث ورفض المنتجات باهظة الثمن. يجب تصنيف هذه الأفران على أنها أجهزة استقبال طاقة من الفئة الأولى.
أنظر أيضا:مخططات إمداد الطاقة النموذجية للمؤسسات