Sustav napajanja: uređaj, rad

Električna energija je trenutno najtraženiji izvor energije, osiguravajući opskrbu industrijskih poduzeća, privatnih kućanstava, javnih zgrada i drugih objekata. Osim toga, značajne količine električne energije troše infrastrukturu, inženjering i poslovne komunikacije, koje nisu povezane s proizvodnim pogonima i privatnim sektorom. Istovremeno, elektroenergetski sustav (ESS) može imati drugačiju tehničku organizaciju, ovisno o uvjetima rada i zahtjevima kupca.

Zadaci sustava napajanja

Za rad bilo koje električne opreme potrebna je odgovarajuća izvor napajanja. Iako se danas razvijaju tehnologije koje optimiziraju procese akumulacije drugih vrsta energije, električna energija je još uvijek uključena u podršku rada većine iskorištenih potrošača. Potonji mogu biti kućanski aparati, elektronički uređaji, proizvodne jedinice, rasvjetna oprema, inženjerske stanice, građevinski alati, itd. Glavni zadatak ESS-a je upravo osigurati električnu energiju. Međutim, stručnjaci ne smatraju ovu funkciju u procesu umrežavanja.

Prilikom projektiranja i ugradnje pojedinih komponenti elektroenergetske infrastrukture, glavni zadatak je podijeljen na nekoliko dijelova ili procesnih koraka. Prije svega, sustav napajanja izvodi samu proizvodnju energije. To je početna faza, tijekom koje se stvara električni naboj. Dalje se provodi prijenos snage prema odgovarajućoj mrežnoj infrastrukturi, čija svojstva ovise o mjestu instalacije, sigurnosnim zahtjevima, itd. Krajnji cilj ovog sustava bit će distribucija energije između različitih potrošača. Neki su sustavi orijentirani na jednog potrošača, osiguravajući prijevoz od mjesta proizvodnje do krajnje točke opskrbe električnom energijom, ali to je rijetkost, uglavnom pri servisiranju velikih industrijskih postrojenja.

Sustavi napajanja uređaja

Cjelokupni ciklus realizacije opskrbe energijom uključuje nekoliko vrsta komunikacijskih alata i opreme. Riječ je o složenoj infrastrukturi koja uključuje elektrane, elektroenergetske mreže, razdjelnike itd. Prije svega, treba napomenuti izvore energije koji ga generiraju. To mogu biti tradicionalne elektrane, hidrološka i termoelektrana. Inače, načelo obrade različitih vrsta goriva ne znači da su stanice usmjerene na opskrbu energijom drugog tipa. Energija izgaranja krutih goriva, toplinske energije i drugih izvora također se pretvara u električnu energiju. Ova funkcija je odgovorna za zasebnu skupinu sustava, uključujući pretvarače, transformatore, ispravljače, konvektore i druge uređaje. Oni mogu zauzimati različita mjesta u općoj infrastrukturi - i kao dio osnovnog generatora, i izravno ispred potrošača za ispravljanje svojstava.

Bez iznimke, uređaj za napajanje sustavom uključuje mreže za prijenos punjenja. U tu svrhu koristite nadzemne vodove, podzemne kanale i kućne instalacije. Od izvora generacije preko pretvarača energija se šalje na dalekovod. Sljedeći korak je distribucija. Prevezena ukupna količina električne energije kroz otvorenu ili zatvorenu distribucijsku opremu transportira se različitim potrošačima. Ovdje se, ovisno o strukturi distribucije i potrošnje, mogu koristiti sredstva za kontrolu, zaštitu, dijagnostiku i kontrolu energije.

Projektiranje sustava napajanja

Stvaranje projekta SE znači razvoj dokumentacije, na temelju koje će izvođači u praksi implementirati infrastrukturni objekt koji pruža energetske usluge potrošačima. Sama dokumentacija može biti predstavljena u obliku dijagrama, opisa, grafova, tablica i crteža. Dizajn u pravilu podrazumijeva početno razbijanje cijelog kompleksa u nekoliko podsustava. Zahvaljujući ovom pristupu, sustav napajanja je optimiziran u skladu sa specifičnim zahtjevima za svaki segment infrastrukture.

Bez obzira na hijerarhiju sustava, električne instalacije su osnova za dizajn. Stručnjak ocjenjuje i formira najpovoljnije veze između električnih instalacija, trafostanica, potrošača i srednjih električnih uređaja koji čine mrežu do 1 kV ili više od 1 kV. Koncept pogodnosti u ovom slučaju je višestruk.

Prema zahtjevima propisa, dizajn elektroenergetskih sustava trebao bi biti usmjeren na optimiziranje financijskih resursa, pouzdanost, sigurnost, fleksibilnost u radu i mogućnost daljnjeg širenja sustava. Unatoč tome, projektna skupina uzima kao osnovu razvoj tehničkog dijela specifičnih vrijednosti i parametara koji odražavaju zahtjeve potrošača električne energije. Na temelju izračuna sustava projektanti su već odabrali optimalna rješenja za fizičku provedbu projekta - izrađuju se dijagrami u kojima su naznačene postaje, čvorovi, dijelovi i elementi sustava i podsustava.

Sorti SE

Postoji nekoliko klasifikacija sustava napajanja, koji se razlikuju kako u općoj shemi organizacije tako iu konfiguraciji korištenih uređaja. Za početak, vrijedi napomenuti da postoje lokalni lokalni izvori energije i sustavi punog ciklusa. Na primjer, autonomni sustavi napajanja poduzeća, doma ili kućnog centra u svojoj strukturi čine cijeli niz zadataka energetske opskrbe. Njihovu autonomiju određuje neovisnost od glavne energetske opskrbe, koja je, međutim, uvjetovana. Takvi sustavi uključuju pretvarače, generatore goriva i baterije. Ova skupina također ima svoju klasifikaciju prema vrsti akumuliranog izvora energije. Na primjer, baterije i pretvarači zahtijevaju prvo punjenje iz središnjeg izvora električne energije. U biti, to su pogoni čiji se resurs može potrošiti u slučajevima prekida u okosnici mreže. Generatori goriva su neovisniji - njihova funkcija je dizel ili benzin.

Sustavi punog ciklusa već su razmotreni gore. Oni tvore infrastrukturu u kojoj je stanica-generator električne energije, oprema za distribuciju i konverziju. A ako su autonomni sustavi napajanja spojeni na rad uglavnom u slučaju nužde na autocestama, tada se centralna energija računa na rad u načinu kontinuirane usluge kupcima. Posebna klasifikacija utječe na klasu elektrana, koje su glavni izvori energije.

Vrste elektrana

Tradicionalna energija se temelji na tome termoelektrane (TES). U Rusiji oko 75% potrošača energije radi na tom izvoru. U ovom slučaju, energija se proizvodi u procesu sagorijevanja fosilnih goriva, koja mogu biti ugljen, plin, treset itd. Osim toga, termoelektrane proizvode ne samo električnu energiju, već mogu opskrbljivati ​​potrošače toplinom i parom. Kombinirani generatori pare uglavnom služe industrijskim postrojenjima. Velike količine struje omogućuju vam generiranje i nuklearne elektrane (Nuklearna elektrana). Osnova takvih objekata je nuklearna instalacija u kojoj se reaktori koriste za proizvodnju električne energije. Kao iu slučaju termoelektrana, nuklearne elektrane omogućuju potrošačima da osiguraju toplinsku energiju.

Hidrološke, geotermalne, vjetro i plimne postaje su manje popularne. To su već alternativni izvori energije, čijim se zaslugama može pripisati praktično slobodna energija koja se troši iz prirodnih fenomena i resursa. Međutim, sam proces tehničke organizacije čini sustave napajanja električnom energijom ovog tipa neprofitabilnima. Uređenje infrastrukture, značajke održavanja i rada zahtijevaju visoke troškove, da ne spominjemo da iste vjetroelektrane, na primjer, ne mogu osigurati stabilno napajanje. Najperspektivniji pravac u području alternativne opskrbe energijom je akumulacija solarne energije.

Generatori solarne energije

Takve stanice rade na principima solarne toplinske energije, što podrazumijeva organizaciju procesa apsorpcije sunčeve svjetlosti uz daljnju distribuciju i konverziju akumulirane topline. Istovremeno postoje različiti tehnički pojmovi za provedbu takvih procesa. Neke su stanice bazirane na principu toplinskog zagrijavanja aktivnih elemenata, koji dalje prenose pohranjenu energiju na pretvarače. Najpopularniji tip sustava za napajanje. U tom slučaju, energija se koncentrira pomoću leća na skupnim pločama. Sami paneli mogu obavljati i funkciju pretvarača, isporučujući električnu energiju spremnu za uporabu na izlazu. U ovom slučaju, solarni generatori su uglavnom lokalni, tj. Koriste se gotovo na mjestu potrošnje. Kao primjer, krovovi kuća i poduzeća, na površinama od kojih su položeni solarni paneli. Takvi elementi izravno snabdijevaju objekte u čiju se izgradnju uvode.

Zaštitna oprema

Rad bilo kojeg sustava napajanja zahtijeva povezivanje skupe opreme i energetskih resursa, koji snose veliku odgovornost. To iziskuje uvođenje odgovarajućih sredstava za osiguranje sigurnog rada infrastrukture. Relejna zaštita sustava napajanja, koja se temelji na automatskim uređajima koji, ako je potrebno, osiguravaju isključivanje oštećene opreme ili dijelova distribucije i prijenosa naboja, je obavezna. Sastav takvih sustava uključuje prekidači uređaji za unos sigurnosne opreme, upravljači transformatora, automatizacija upravljanja u slučaju opasnosti, itd.

Posebnu pozornost zaslužuju i sredstva tekuće zaštite. To su diferencijalni i kombinirani uređaji, čiji su zadaci, posebno, uključivati ​​sprječavanje zemljospoja. Izolacijska zaštita sustava napajanja je projektno rješenje koje možda nije povezano s automatizacijom releja. Međutim, kontrolni sustavi mogu popraviti i probiti zaštitne slojeve i školjke pomoću mjerne opreme.

Tehničko održavanje SE

Regulatorni zahtjevi zahtijevaju da usluge praćenja i održavanja elektroenergetske mreže redovito obavljaju dijagnostiku i tehničku prilagodbu povjerene opreme. Stručnjaci bi trebali u skladu s rasporedom provjeriti status potrošnog materijala i komponenti. Posebno se mogu zamijeniti pojedini segmenti električnih instalacija, dijelovi generatora, prekidači, utičnice i žarulje. Remont sustava napajanja može uključivati ​​zamjenu kritičnih dijelova mreže, uključujući iste transformatorske jedinice, pretvarače i sklopne uređaje. No, da bi se donijela takva odluka, treba izraditi projekt popravaka. Njoj prethodi pregled oštećenih područja na tehnološkim kartama. Zaposlenici uslužne organizacije otkrivaju kvarove pomoću mjernih instrumenata koji trajno bilježe karakteristike napona, struje, otpora i drugih električnih parametara.

Rad sustava napajanja

Osim preventivnog praćenja i pregleda, koji se provode u sklopu planiranih inspekcija, rad elektroenergetskih sustava se stalno prati otpremnim mjestima. Izravno iz tehnoloških zona proizvodnje, pretvorbe i distribucije energije do upravljačke ploče stižu signali o trenutnom stanju opreme u određenom području. Interakcijska infrastruktura osigurana je pomoću automatskih regulatora povezanih s električnim mjernim senzorima. Popis zadataka operatora uključuje upravljanje sustavima napajanja unošenjem rezervnih izvora energije, gašenje oštećene opreme, prebacivanje između načina rada, operacije istovara, itd. Istovremeno automatizacija igra važnu ulogu u upravljačkim kompleksima, koji u početku donose odluke u skladu s programe.

zaključak

Stručnjaci su dugo predviđali postupno propadanje čovječanstva od električne energije. Naravno, to se neće dogoditi u narednim desetljećima, ali je trend prema novom izvoru energije očigledan. O tome svjedoče pokušaji uvođenja alternativnih generatora goriva. Međutim, stabilnost i pouzdanost ovakvih sustava napajanja još uvijek je lošija od istih električnih instalacija.

Koji je razlog mogućeg kvara električne energije? Prije svega to su financijski troškovi. Organizacija opskrbe električnom energijom ima mnoge prednosti čak iu usporedbi s tradicionalnim izvorima energije. Ipak, želja da se minimiziraju troškovi nalažu tehnologima da potraže druge opcije za opskrbu energijom.