Napajalni sistem: naprava, delovanje

Električna energija je trenutno najbolj zahtevan vir energije, ki zagotavlja oskrbo industrijskih podjetij, zasebnih gospodinjstev, javnih zgradb in drugih objektov. Poleg tega velike količine električne energije porabijo infrastrukturo, inženiring in poslovne komunikacije, ki niso povezane s proizvodnimi zmogljivostmi in zasebnim sektorjem. Hkrati ima lahko sistem oskrbe z električno energijo (ESS) drugačno tehnično organizacijo, odvisno od pogojev delovanja in zahtev kupcev.

Naloge elektroenergetskih sistemov

Za delovanje katere koli električne opreme je potrebno ustrezno vir energije. Čeprav se danes razvijajo tehnologije, ki optimizirajo procese kopičenja drugih vrst energije, je električna energija še vedno vključena v podporo dela večine izkoriščenih potrošnikov. Slednje so lahko gospodinjski aparati, elektronske naprave, proizvodne enote, svetlobna oprema, inženirske postaje, gradbena orodja itd. Glavna naloga ESS je natančno zagotoviti električno energijo. Vendar pa strokovnjaki te funkcije ne upoštevajo v procesu mrežnega povezovanja.

Pri načrtovanju in vgradnji posameznih komponent napajalne infrastrukture je glavna naloga moči razdeljena na več delov ali procesne korake. Najprej, sistem oskrbe z električno energijo sam proizvaja energijo. To je začetna faza, v kateri nastane električni naboj. Nadalje se izvaja prenos moči v skladu z ustrezno omrežno infrastrukturo, katere značilnosti so odvisne od mesta namestitve, varnostnih zahtev itd. Končni cilj tega sistema bo distribucija energije med različnimi potrošniki. Nekateri sistemi so usmerjeni k enemu potrošniku, ki zagotavlja prevoz od mesta proizvodnje do končne točke oskrbe z električno energijo, vendar je to redko, predvsem pri servisiranju velikih industrijskih objektov.

Napajalni sistemi naprave

Celoten ciklus realizacije oskrbe z energijo vključuje več vrst komunikacijskih orodij in opreme. Gre za kompleksno infrastrukturo, ki vključuje elektrarne, omrežja za prenos električne energije, stikalne naprave itd. Najprej je treba opozoriti na vire energije, ki ga proizvajajo. To so lahko tradicionalne elektrarne, hidrološke in toplotne elektrarne. Mimogrede, načelo obdelave različnih vrst goriva ne pomeni, da so postaje osredotočene na dobavo energije druge vrste. Energija iz izgorevanja trdnih goriv, ​​toplotne energije in drugih virov se prav tako pretvori v električno energijo. Ta funkcija je odgovorna za ločeno skupino sistemov, vključno s pretvorniki, transformatorji, usmerniki, konvektorji in drugimi napravami. Lahko zasedajo različna mesta v splošni infrastrukturi - kot del osnovnega generatorja in neposredno pred potrošniki za korekcijo karakteristik.

Sistem brezžičnega napajanja vključuje omrežja za prenos nabojev. V ta namen uporabite daljnovod, podzemne kanale in gospodinjske napeljave. Od vira generacije preko pretvornika se energija pošlje na prenosni vod. Naslednji korak je distribucija. Prevožena skupna količina električne energije prek odprte ali zaprte opreme za distribucijo se prevaža do različnih potrošnikov. Tu se lahko glede na strukturo distribucije in porabe uporabljajo sredstva za nadzor, zaščito, diagnostiko in nadzor energije.

Načrtovanje napajalnih sistemov

Ustvarjanje projekta SE pomeni razvoj dokumentacije, na podlagi katere bodo izvajalci v praksi izvajali infrastrukturni objekt, ki potrošnikom zagotavlja energetske storitve. Sama dokumentacija je lahko predstavljena v obliki diagramov, opisov, grafov, tabel in risb. Praviloma načrtovanje pomeni začetno razgradnjo celotnega kompleksa v več podsistemov. Zaradi tega pristopa je sistem oskrbe z električno energijo optimiziran v skladu s specifičnimi zahtevami za vsak infrastrukturni segment.

Ne glede na hierarhijo sistemov so električne instalacije osnova za načrtovanje. Strokovnjak ocenjuje in oblikuje najugodnejše povezave med električnimi inštalacijami, transformatorskimi postajami, porabniki in vmesnimi električnimi napravami, ki tvorijo omrežje do 1 kV ali več kot 1 kV. Koncept koristi v tem primeru je večplasten.

V skladu z zahtevami predpisov se mora načrtovanje sistemov oskrbe z električno energijo osredotočiti na optimizacijo finančnih virov, zanesljivost, varnost, fleksibilnost delovanja in možnost nadaljnje širitve sistema. Kljub temu oblikovalska skupina upošteva razvoj tehničnega dela specifičnih vrednosti in parametrov, ki odražajo zahteve porabnika električne energije. Na podlagi izračunov sistema so projektanti že izbrali optimalne rešitve za fizično izvedbo projekta - izdelani so diagrami, v katerih so označene postaje, vozlišča, deli in elementi sistemov in podsistemov.

Sorte SE

Obstaja več klasifikacij sistemov oskrbe z električno energijo, ki se razlikujejo po splošni shemi organizacije in konfiguraciji uporabljenih naprav. Najprej je treba omeniti, da obstajajo lokalni lokalni viri energije in sistemi polnega cikla. Na primer, avtonomni sistemi oskrbe z električno energijo podjetja, hiše ali dacha v svoji strukturi koncentrirajo celotno paleto nalog za oskrbo z energijo. Njihova avtonomija je odvisna od neodvisnosti od glavne oskrbe z energijo, ki pa je tudi pogojna. Takšni sistemi vključujejo pretvornike, generatorje goriva in akumulatorje. Ta skupina ima tudi svojo klasifikacijo glede na vrsto akumuliranega vira energije. Na primer, baterije in razsmerniki zahtevajo začetno napajanje iz centralnega vira električne energije. V bistvu gre za pogone, katerih vir lahko porabimo v primerih prekinitev v hrbteničnem omrežju. Generatorji goriva so bolj neodvisni - njihova funkcija je dizel ali bencin.

Sistemi polnega cikla so že obravnavani zgoraj. Oblikujejo infrastrukturo, v kateri postaja-generator električne energije, oprema za distribucijo in pretvorbo. In če so avtonomni sistemi oskrbe z električno energijo priključeni na delo predvsem v nujnih primerih na avtocestah, potem se centralno moč izračuna na delo v načinu stalne storitve za stranke. Ločena klasifikacija vpliva na razred elektrarn, ki so glavni viri energije.

Vrste elektrarn

Tradicionalna energija temelji na termoelektrarne (TPP). V Rusiji približno 75% porabnikov energije dela na tem viru. V tem primeru se energija proizvaja v procesu izgorevanja fosilnih goriv, ​​ki so lahko premog, plin, šota itd. Kombinirani parni generatorji večinoma služijo industrijskim objektom. Velike količine električne energije omogočajo ustvarjanje in jedrskih elektrarn (Jedrska elektrarna). Osnova takšnih objektov je jedrski objekt, v katerem se reaktorji uporabljajo za proizvodnjo električne energije. Kot pri termoelektrarnah jedrske elektrarne potrošnikom omogočajo zagotavljanje toplotne energije.

Hidrološke, geotermalne, vetrne in plimske postaje so manj priljubljene. To so že alternativni viri energije, do katerih je mogoče pripisati praktično prosto energijo, porabljeno iz naravnih pojavov in virov. Vendar pa sam proces tehnične organizacije naredi električne sisteme oskrbe z električno energijo te vrste nedonosne. Razporeditev infrastrukture, vzdrževanje in delovanje zahtevajo visoke stroške, da ne omenjamo, da na primer iste vetrne postaje ne morejo zagotoviti stabilnega napajanja. Najbolj obetavna usmeritev na področju alternativne oskrbe z energijo je kopičenje sončne energije.

Generatorji sončne energije

Takšne postaje delujejo po načelih sončne toplotne energije, ki vključuje organizacijo procesa absorpcije sončne svetlobe z nadaljnjo distribucijo in pretvorbo akumulirane toplote. Hkrati obstajajo različni tehnični koncepti za izvajanje takšnih procesov. Nekatere postaje temeljijo na principu toplotnega segrevanja aktivnih elementov, ki nadalje shranjujejo shranjeno energijo v pretvornike. Najbolj priljubljen sistem za koncentriranje napajalnega sistema. V tem primeru se energija koncentrira s pomočjo leč na akumulacijskih ploščah. Sami paneli lahko opravljajo tudi funkcijo pretvornikov, ki na izhodu zagotavljajo pripravljeno električno energijo. V tem primeru so sončni generatorji večinoma lokalni, to pomeni, da se uporabljajo skoraj na mestu porabe. Kot primer, strehe hiš in podjetij, na površinah katerih so položeni sončni kolektorji. Taki elementi neposredno oskrbujejo objekte, pri katerih se gradi.

Zaščitna oprema

Delovanje katerega koli sistema oskrbe z električno energijo zahteva povezavo drage opreme in virov energije, ki nosijo veliko odgovornost. To zahteva tudi uvedbo ustreznih sredstev za zagotovitev varnega delovanja infrastrukture. Relejna zaščita napajalnega sistema, ki temelji na avtomatskih napravah, ki po potrebi zagotavljajo izklop poškodovane opreme ali delov distribucije in prenosa naboja, je obvezna. Sestava takih sistemov vključuje odklopniki vhodne naprave za varnostno opremo, krmilniki transformatorjev, avtomatizacija za nadzor v sili itd.

Posebno pozornost si zaslužijo in sredstva trenutne zaščite. To so diferencialne in kombinirane naprave, katerih naloge so zlasti preprečevanje zemeljskih napak. Izolacijska zaščita napajalnih sistemov je projektna rešitev, ki morda ni povezana z avtomatizacijo releja. Vendar pa lahko nadzorni sistemi s pomočjo merilne opreme pritrdijo zaščitne plasti in lupine ter jih zlomijo.

Tehnično vzdrževanje SE

Regulativne zahteve zahtevajo, da službe za spremljanje in vzdrževanje omrežij za električno energijo redno opravljajo diagnostiko in tehnično prilagajanje pooblaščene opreme. Strokovnjaki morajo v skladu z urnikom preveriti stanje potrošnega materiala in komponent. Zlasti je mogoče zamenjati posamezne segmente električne napeljave, dele generatorjev, stikala, vtičnice in žarnice. Obnova sistema za oskrbo z električno energijo lahko vključuje zamenjavo kritičnih komponent omrežja, vključno z istimi transformatorskimi enotami, pretvorniki in stikali. Toda za sprejetje takšne odločitve je treba pripraviti projekt popravil. Pred njim se pregledajo poškodovana območja na tehnoloških zemljevidih. Zaposleni storitvene organizacije odkrijejo napake z merilnimi instrumenti, ki trajno beležijo karakteristike napetosti, toka, upora in drugih električnih parametrov.

Delovanje sistemov oskrbe z električno energijo

Poleg preventivnega nadzora in inšpekcijskih pregledov, ki se izvajajo v okviru rednih pregledov, obratovanje elektroenergetskih sistemov stalno spremljamo z odpremnimi mesti. Neposredno iz tehnoloških con proizvodnje, pretvorba in distribucija energije na nadzorni plošči prejme signale o trenutnem stanju opreme na določenem območju. Interakcijska infrastruktura je zagotovljena s pomočjo avtomatskih krmilnikov, povezanih z električnimi merilnimi senzorji. Seznam nalog izvajalcev vključuje upravljanje sistemov oskrbe z električno energijo z vnosom rezervnih virov energije, zaustavitvijo poškodovane opreme, preklapljanjem med načini delovanja, razkladanjem itd. Hkrati ima avtomatizacija pomembno vlogo v nadzornih kompleksih, ki na začetku odločajo v skladu s programov.

Zaključek

Strokovnjaki že dolgo predvidevajo postopno propadanje človeštva od elektrike. Seveda se to ne bo zgodilo v prihodnjih desetletjih, vendar je trend v smeri novega vira energije očiten. To dokazujejo poskusi uvedbe alternativnih generatorjev goriva. Vendar pa je stabilnost in zanesljivost tovrstnih sistemov oskrbe z električno energijo še vedno slabša od istih električnih instalacij.

Kakšen je razlog za morebitno odpoved električne energije? Najprej gre za finančne stroške. Organizacija oskrbe z električno energijo ima veliko prednosti tudi v primerjavi s tradicionalnimi viri energije. Kljub temu pa željo, da bi zmanjšali stroške, tehnologi poiščejo druge možnosti za oskrbo z energijo.