Проектирование систем генерации электростанций

Энергоэффективность электростанции жизненно важна для поддержания минимального уровня потребления на объекте. Энергоэффективность является эффективным средством оптимальной настройки систем управления домом для использования только необходимой мощности без потерь. В этой статье рассматриваются проблемы при разработке объекта и то, как энергоэффективность — непростая задача. Если вам нужна более подробная помощь вы можете

заказать эту услугу в profenergy. При проектировании энергоэффективных электростанций возникает множество проблем, от технических до нетехнических. К электротехнике относятся:

• При проектировании электростанций электротехника часто является последним отделом после механических систем и систем управления.

Это оставляет инженерам-электрикам мало возможностей для разработки надлежащего интегрированного энергоэффективного дизайна. Это часто пагубно сказывается на энергоэффективности электростанций. Это означает, что вся внутренне потребляемая энергия через электрическую систему используется неэффективно.

• Система питания является первым пунктом, который обозначается.

Это вызывает дополнительные ограничения на отведенное время, которое инженеры-электрики могут потратить на концептуальные исследования, важные для внутренней работы электростанции. Концептуальные исследования обычно предоставляют наилучшую возможность понять влияние основных изменений конструкции, направленных на повышение энергоэффективности, которые разрабатываются для повышения эффективности на основе анализа. Исследования качества электроэнергии для повышения энергоэффективности включают:

• Анализ нагрузки
• Анализ потока мощности и падения напряжения
• Анализ запуска двигателя
• Анализ короткого замыкания

Анализ нагрузки

Анализ нагрузки является одним из наиболее важных инженерных шагов для повышения энергоэффективности. Сбор информации и данных обо всех нагрузках, с которыми столкнется энергосистема, является первым шагом на пути к проектированию. Это означает понимание критических нагрузок, рабочего цикла, сезонных колебаний и требований к запуску. Эти источники обычно исходят от группы разработчиков механических систем и средств управления. Из-за фрагментации поставщиков составление подробного списка загрузки никогда не бывает легкой задачей. Для тех, у кого нет фактических данных о текущих проектах, можно обратиться к аналогичным прошлым проектам в качестве руководства.

Анализ нагрузки следует начинать с количественного определения максимальной рабочей нагрузки на основе фактических нагрузок и коэффициентов нагрузки. Завышенные значения, указанные производителем, могут привести к завышению объема поставки. Анализ нагрузки также должен учитывать количество нагрузок в системе.

Анализ потока мощности и падения напряжения

Системные напряжения электростанции оказывают определенное влияние на энергоэффективность. Выбор более высокого напряжения шины, где это возможно, уменьшит омические потери из-за более низких уровней тока по сравнению с шинами низкого напряжения. Выбор приводов и двигателей среднего напряжения, а не низковольтных, снизит омические потери в приводном силовом оборудовании. Двигатели и трансформаторы, рассчитанные на более высокие уровни напряжения, в конечном итоге имеют более высокий КПД. Таким образом, более высокое напряжение на шине позволит разработчику указать меньше трансформаторов большей мощности и повысит общую энергоэффективность системы.

Анализ запуска

Двигатели с устройствами плавного пуска потребляют во время запуска намного больше рабочего тока, чем их полная нагрузка. Высокие требования к крутящему моменту во время запуска увеличат нагрузку на систему питания, что приведет к увеличению размеров компонентов, что приведет к дополнительным расходам и снижению эффективности непрерывной работы. Понимание требований, предъявляемых к запуску двигателя, поможет при проектировании взаимосвязанных компонентов без переоценки параметров, по сути, при проектировании точных условий работы соответствующих компонентов.

Анализ короткого замыкания

Основная цель анализа короткого замыкания — убедиться, что выключатели не будут перегружены в условиях короткого замыкания. Выключатели должны выдерживать нормальный ток нагрузки и отключать токи короткого замыкания. Если выключатели должны отключать ток выше их отключаемого номинального тока, могут последовать разрушительные последствия. Убедившись, что номинальный ток и мощность отключения находятся в разумных пределах, вы повысите вероятность превентивного повреждения компонентов системы.

Важность размеров оборудования и дизайна шины

Правильная балансировка нагрузки между шинами улучшит качество электроэнергии и энергоэффективность. На электростанциях имеется несколько источников питания, и достижение правильного баланса приведет к оптимизации размеров компонентов энергосистемы и снижению требований к запуску для каждой шины.

Надлежащий анализ позволит определить оптимальные размеры выключателя и кабелей. Неправильный выбор компонентов может иметь последствия как для энергоэффективности, так и для защитных функций. Понимание того, что кабели меньшего размера имеют более высокие потери, важно для определения размера кабеля.

Некоторые рекомендации по размеру медной шины включают увеличение поперечного сечения для снижения потерь энергии, удвоение площади поперечного сечения проводника для снижения сопротивления вдвое и уменьшения потерь практически вдвое. Первые несколько дополнительных увеличений размера сверх минимально допустимого приведут к значительной разнице в убытках, но с каждым дополнительным увеличением доходность уменьшается. Выбор нескольких стержней одной шины — еще одна проблема, которую инженер-конструктор должен учитывать для достижения более низких потерь в системе.

Шины являются компонентами электростанции с длительным сроком службы, что придает больший вес их эксплуатационной стоимости энергии при расчете жизненного цикла. Чтобы выбрать правильную шину, необходимо понимать падение напряжения, ток короткого замыкания и скин-эффект, с которыми система сталкивается во время нормальной работы.

Проектирование правильной разводки кабелей системы электростанции

Физическая компоновка компонентов энергосистемы, а также длина и диаметр кабелей должны выбираться таким образом, чтобы потери были минимальными. Потери мощности теряются в кабелях в электрических системах. Потери также включают потери в распределительных устройствах и других токоведущих устройствах, таких как цепи управления и защиты. Рекомендации по проектированию для снижения потерь включают:

• Расположенный в центре центр нагрузки для трансформаторов, распределительных устройств для:
  • Уменьшить длину кабельных трасс
  • Уменьшить потери и падения напряжения
• Старайтесь, чтобы шины и краны были как можно короче, чтобы:
  • Уменьшите расстояние между трансформатором вспомогательного блока и генератором.
• Увеличьте диаметр кабеля меньшего размера до одного или максимум двух калибров, чтобы получить следующие преимущества:
  • Более низкие омические потери
  • Больше кабелей с меньшим количеством кабелей различных размеров снижает потери при установке и обеспечивает более выгодные условия, такие как минимальные объемы заказа.

Основное оборудование раскладывается до того, как между ними будут определены соединения. Определение выбора конструкции кабелей наименьшего допустимого диаметра для снижения первоначальных затрат на материалы за счет гораздо больших эксплуатационных расходов в течение всего срока службы.

Определение конструкции кабеля

Определение поперечного сечения кабелей между соединительными нагрузками должно производиться в зависимости от условий эксплуатации и длины кабеля. Факторы, влияющие на поперечное сечение кабеля, включают:

• Допустимая нагрузка при нормальных условиях с учетом температуры окружающей среды и способов компоновки.
• Тепловая устойчивость к короткому замыканию
• Допустимое падение напряжения на трассе кабеля при нормальных условиях и пусковой фазе.
• Реагирование защитного устройства в случае перегрузок и минимально возможный ток короткого замыкания для отключения опасного напряжения.