Sistema di alimentazione: progettazione, installazione, funzionamento. Sistemi di alimentazione autonomi

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Il miglioramento della qualità della manutenzione di edifici e complessi industriali ha portato all'uso diffuso delle fonti di energia elettrica e delle relative infrastrutture. Nelle imprese moderne, le funzioni dei sistemi di approvvigionamento energetico comportano la maggiore responsabilità, poiché il minimo guasto nell'alimentazione delle apparecchiature può portare all'interruzione dei processi di produzione. E questa è solo una parte dei rischi che devono essere ridotti al minimo nella fase di sviluppo del progetto del sistema di alimentazione. Non meno significativi sono i problemi di ottimizzazione di questa infrastruttura, poiché il costo delle risorse energetiche, di norma, diventa la voce più costosa nella stima per il mantenimento delle imprese.

Scopo dei sistemi di alimentazione

Di solito, gli esperti, insieme ai compiti primari di tali sistemi, ne evidenziano la composizione e le caratteristiche. Ma la separazione di questi parametri consentirà di determinare con maggiore precisione i componenti e i compiti dei sistemi di alimentazione. Il loro scopo principale è fornire ai consumatori risorse energetiche. Sia un piccolo oggetto privato che una grande impresa possono fungere da quest'ultima.rilevanza regionale. In generale, il sistema di alimentazione funge da componente di collegamento tra la sorgente e i ricevitori di energia.

Struttura ed elementi costitutivi

Il complesso di alimentazione può essere rappresentato come un sistema a tre componenti. Questa è direttamente la fonte di energia, l'infrastruttura di distribuzione e i mezzi per fornire elettricità. Per l'interconnessione tra questi componenti, il dispositivo del sistema di alimentazione prevede un'ampia gamma di apparecchiature ed elementi ausiliari:

• linee elettriche (forniscono la trasmissione di potenza ai ricevitori);
• sottostazioni step-down (effettuano la conversione primaria di energia dalle sue fonti);
• stazioni di distribuzione (svolgono un'importante funzione di distribuzione in rete di energia per alimentare diversi consumatori);
• impianti di conversione (eseguono la preparazione del flusso elettrico per l'uso finale);
• linee aeree e cavi (elementi di collegamento che formano una rete nell'infrastruttura elettrica);
• conduttori (forniscono la fornitura finale di energia ai suoi ricevitori).

Varietà di generatori

Le centrali elettriche sono più progettate per sistemi di alimentazione autonomi di vario tipo. Questi sono dispositivi che includono un motore che genera corrente. Le moderne centrali elettriche funzionano con tre tipi principali di carburante: benzina, gas e diesel.

I generatori a benzina sono comunemente usati comesistemi ridondanti e sono calcolati per brevi periodi di funzionamento. Tali stazioni sono più economiche e di facile manutenzione, ma i costi elevati del carburante non consentono loro di essere utilizzati in modalità intensiva. Un sistema di alimentazione diesel più potente beneficia di bassi costi di manutenzione (20% in meno rispetto alle controparti a benzina), ma l'attrezzatura stessa e l'installazione sono più costose. L'alimentazione a gas ha trovato il suo posto nella manutenzione di grandi impianti industriali: i vantaggi di tali infrastrutture includono l'accessibilità e la durata del carburante.

Design

Nel processo di creazione di un modello di un futuro sistema di alimentazione, sono necessarie diverse fasi, incluso lo sviluppo di un piano elettrico, il tracciamento, la determinazione della posizione e dei parametri delle apparecchiature. La progettazione moderna dei sistemi di alimentazione comprende i seguenti lavori:

• crea un piano di layout delle apparecchiature;
• realizzazione di reti di fornitura e distribuzione;
• selezione dei cavi, lavoro di progettazione sui loro parametri;
• creazione di rapporti via cavo;
• instradamento dei cavi;
• sviluppo delle specifiche;
• preparazione del layout del cablaggio elettrico e delle relative apparecchiature.

Durante l'esecuzione della maggior parte delle operazioni di progettazione, gli specialisti devono determinare i carichi elettrici e calcolare la rete elettrica, che servirà a trasmettere e distribuire l'elettricità tra i suoi ricevitori. Anche preso inattenzione alla domanda e alla capacità installata.

Scelta dell'attrezzatura

Quando il progetto è pronto, gli specialisti procedono alla selezione dei mezzi tecnici che implementano il sistema di alimentazione. I dati di base sulla base dei quali viene selezionata l'apparecchiatura sono forniti dalla progettazione di sistemi di alimentazione basati su calcoli e condizioni operative. I componenti del complesso ne determineranno la durata e l'affidabilità. Ad oggi, l'elenco delle apparecchiature per tali scopi comprende prodotti per cavi e cablaggi, apparecchiature ad alta tensione, ingegneria elettrica antideflagrante, prodotti per l'illuminazione, generatori e centrali elettriche, impianti di trasformazione, elettronica di potenza e vari componenti.

Installazione

Questa è la fase finale della creazione di un complesso di alimentazione, che include l'assemblaggio e l'installazione delle apparecchiature. L'installazione viene eseguita tenendo conto dei dati del progetto e delle caratteristiche dell'impresa - ad esempio, nel caso dell'implementazione dell'attività negli impianti di produzione, gli specialisti tengono conto della possibilità di un'installazione graduale di singoli componenti senza la necessità di interrompere il flusso di lavoro. Nella stessa fase, l'automazione dei sistemi di alimentazione viene eseguita a spese di pannelli di controllo e controller speciali. Successivamente, vengono eseguite le operazioni di messa in servizio e vengono apportate le modifiche necessarie ai regolamenti di manutenzione e funzionamento.

Principi di gestione e funzionamento

Quando si considera il funzionamento dei sistemi di alimentazione, è importantetenere conto del fatto che il servizio delle fonti di alimentazione e delle apparecchiature elettriche associate deve produrre tutte le risorse richieste dai consumatori. In altre parole, il funzionamento delle centrali e delle reti viene calcolato per possibili variazioni dei carichi dei ricevitori. Il funzionamento razionale dei sistemi di alimentazione prevede una formazione speciale del personale del centro di spedizione che sarà in grado di monitorare accuratamente la domanda di elettricità dei ricevitori. Sulla base di questi indicatori, il servizio seleziona il numero ottimale di generatori quando si riducono i carichi o, al contrario, avvia stazioni di backup quando aumenta il fabbisogno energetico.

È importante considerare che le prestazioni e la sicurezza dei processi di lavoro nell'impresa dipendono dalla qualità del servizio fornito dal sistema elettrico. Interruzioni dell'alimentazione elettrica possono causare incidenti, tempi di fermo dei nastri trasportatori e altre situazioni e fenomeni spiacevoli, per cui non è da escludere la comparsa di vittime e la sottoproduzione dei manufatti.

Criteri per la qualità dell'alimentazione

La responsabilità dei sistemi che forniscono energia alle imprese richiede il mantenimento di indicatori sufficienti delle loro prestazioni. A questo proposito, la manutenzione degli impianti di alimentazione si basa sui seguenti principi:

• Garantire il buon funzionamento di generatori, reti e relativi componenti di alimentazione. A proposito, l'affidabilità dei sistemi di alimentazione è una delle valutazioni primarie della sua qualità, così come la manutenibilità con la durata.
• Stabilità dell'attuazione del piano pergenerazione di elettricità e la sua successiva distribuzione, coprendo i massimi richiesti per i carichi dei consumatori.
• Preservazione della qualità dell'energia fornita ai ricevitori. Deve soddisfare i requisiti delle apparecchiature elettriche di alimentazione in termini di frequenza e tensione.

Per ottenere condizioni di lavoro ottimali, il sistema di alimentazione è controllato da pannelli di controllo. Questi ultimi, a loro volta, sono dotati di strumenti grazie ai quali vengono effettuati controlli, adeguamenti, controlli di centrali elettriche, linee elettriche e cabine discendenti.

Modalità di funzionamento

Qualsiasi complesso di alimentazione prevede dispositivi di protezione individuale in caso di emergenza. Di norma, si tratta di sistemi di protezione a relè, che hanno portato alla divisione delle modalità di funzionamento del sistema di alimentazione in tre tipi: normale, emergenza e post-incidente. La prima modalità è caratterizzata da un'alimentazione ininterrotta. In tali condizioni operative, il sistema di alimentazione delle imprese industriali fornisce la risorsa in volume sufficiente e la qualità richiesta. In modalità di emergenza, il normale funzionamento del sistema viene interrotto e dura fino al momento in cui anche il componente danneggiato viene disabilitato. Il funzionamento post-incidente del sistema di alimentazione continua fino al ripristino del normale funzionamento dell'intero complesso.

Classificazioni dei sistemi di alimentazione

Ci sono diversi principi per la separazione dei sistemi di alimentazione che forniscono elettricità ai consumatori. Dipende dail sistema di alimentazione della fonte può essere elettrochimico, diesel-elettrico e nucleare. Tali complessi sono anche diversi nella configurazione, ad esempio sono centralizzati, decentralizzati e combinati. Non meno significative nella classificazione sono le caratteristiche della corrente, continua e alternata.

I sistemi di alimentazione vengono utilizzati in condizioni diverse e in strutture diverse. A questo proposito, vale la pena considerare la loro mobilità (stazionaria, indossabile e trasportabile) e l'appartenenza al consumatore. Ma forse la divisione principale riguarda lo scopo. Quindi, ci sono sistemi di standby, backup ed emergenza. Il sistema di alimentazione in standby dell'impresa svolge regolarmente le sue funzioni e, di norma, è la principale fonte di elettricità. I sistemi di backup, al contrario, agiscono più spesso come un'infrastruttura di alimentazione ausiliaria, per sostituire il complesso principale. L'alimentazione di emergenza di solito prevede la possibilità di riparare le strutture più critiche entro poche ore o pochi giorni.

Sistemi di alimentazione autonomi

Il concetto di sistemi autonomi nasce dalla necessità di assicurare l'alimentazione contro possibili guasti alle reti backbone e altre situazioni di forza maggiore. In genere, i sistemi di alimentazione autonomi vengono utilizzati nelle imprese con un processo di produzione consolidato e la necessità di un'alimentazione ininterrotta. In sostanza si tratta della fornitura di energia elettrica con controllo indipendente. È importante notare che l'alimentazione autonoma è durevole,ma allo stesso tempo richiede maggiori costi di installazione e manutenzione. D' altra parte, questo approccio si giustifica in considerazione dell'affidabilità e della stabilità dell'approvvigionamento energetico.