Проектирование систем генерации электростанций

Энергоэффективность электростанции жизненно важна для поддержания минимального уровня потребления на объекте . Энергоэффективность - это эффективное средство оптимальной настройки систем управления домом для использования только необходимой энергии без потерь. В этой статье рассматриваются проблемы при разработке объекта и то, что энергоэффективность - непростая задача.

---

При проектировании энергоэффективности на электростанциях возникает множество проблем, от технических до нетехнических. К электротехнике относятся:

• При проектировании электростанций электротехника часто занимает последнее место после механических систем и систем управления.

Это оставляет мало для инженеров-электриков, чтобы они могли заниматься надлежащим интегрированным проектированием энергоэффективности. Это часто пагубно сказывается на энергоэффективности электростанций. Это означает, что вся энергия, потребляемая внутри электрической системы, используется неэффективно.

• Система питания - это первый обозначенный элемент.

Это приводит к дополнительным ограничениям на выделенное время, которое инженеры-электрики могут потратить на концептуальные исследования, важные для внутренних операций электростанции. Концептуальные исследования обычно предоставляют лучшую возможность понять влияние основных изменений в конструкции, направленных на повышение энергоэффективности, которые разработаны на основе анализа для более значительных улучшений эффективности. 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 - один из важнейших инженерных шагов для повышения энергоэффективности. Сбор информации и данных обо всех нагрузках, с которыми может столкнуться энергосистема, - это первый шаг к проектированию. Это означает понимание критических нагрузок, рабочего цикла, сезонных колебаний и требований к запуску. Эти источники обычно исходят от группы разработчиков механического оборудования и средств управления. Из-за раздробленности поставщиков составление подробного списка загрузки никогда не бывает легкой задачей. Те, у кого нет фактических данных о текущих проектах, могут обратиться к аналогичным прошлым проектам в качестве руководства.

Анализ нагрузки следует начинать с 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

Напряжения в энергосистеме оказывают определенное влияние на энергоэффективность. Выбор более высокого напряжения на шине там, где это возможно, снизит омические потери из-за более низких уровней тока по сравнению с шинами низкого напряжения. Выбор приводов и двигателей среднего напряжения вместо низковольтных позволит снизить 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 проектировщику указать меньшее количество трансформаторов большего размера и увеличит общую энергоэффективность системы.

Анализ запуска

Двигатели с устройствами плавного пуска потребляют во время запуска намного больше, чем их рабочий ток при полной нагрузке. Высокие требования к крутящему моменту во время запуска увеличивают нагрузку на энергосистему, что приводит к увеличению размеров компонентов, что приводит к дополнительным расходам и снижению эффективности непрерывной работы. Понимание требований к запуску двигателя поможет в проектировании соединения компонентов без переоценки параметров, по сути, при проектировании точных условий эксплуатации для соответствующих компонентов.

Анализ короткого замыкания

Основная цель анализа короткого замыкания - убедиться, что автоматические выключатели не будут перегружены в условиях короткого замыкания. Выключатели должны выдерживать нормальный ток нагрузки и отключать токи короткого замыкания. Если предполагается, что автоматические выключатели отключат ток, превышающий их номинальный ток отключения, это может привести к разрушительным последствиям. Убедившись, что номинальный ток и номинальный ток отключения находятся в разумных пределах, вы повысите шансы превентивного повреждения компонентов системы.

Важность определения размеров оборудования и конструкции шины

Правильная балансировка нагрузки на автобусах 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.

Правильный анализ позволит определить оптимальные размеры выключателя и кабелей. Неверный размер 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 выбору размеров медных шин включают увеличение поперечного сечения для уменьшения потерь энергии, удвоение площади поперечного сечения проводника, чтобы снизить сопротивление вдвое, и снижение потерь практически вдвое. Первые несколько инкрементных увеличений размера сверх минимально допустимого будут иметь значительную разницу в потерях, но с каждым инкрементальным увеличением доходность уменьшается. Выбор нескольких шин на одной шине - еще одна проблема, которую инженер-конструктор должен учитывать для снижения потерь в системе.

Шины - это долгоживущие компоненты установки, что придает их эксплуатационным расходам больше веса при расчете жизненного цикла. Чтобы выбрать подходящую шину, необходимо понимать падение напряжения, ток короткого замыкания и скин-эффект, с которым система сталкивается при нормальной работе.

Проектирование правильной разводки кабелей системы электростанции

Физическая компоновка компонентов энергосистемы, а также длина и диаметр кабелей должны выбираться с учетом минимальных потерь. Потери мощности теряются в кабелях в электрических системах. Потери также включают потери для распределительных устройств и других токоведущих устройств, таких как цепи управления и защиты. Рекомендации по проектированию для снижения потерь включают:

• В центре нагрузки трансформаторов, распределительных устройств для:
• Уменьшить длину кабельных трасс.
• Снижение потерь и падений напряжения.
• Делайте автобусы и краны как можно короче, чтобы:
• Уменьшите расстояние между трансформатором вспомогательного блока и генератором.
• Увеличивайте диаметр кабеля меньшего диаметра до одного или максимум на два сечения, чтобы получить преимущества, в том числе:
• Более низкие омические потери
• Использование большего количества кабелей при меньшем количестве кабелей разных размеров снижает потери при установке и позволяет получить более выгодные условия, например минимальные объемы заказа.

Основное оборудование раскладывается до определения соединений между ними. Определение выбора конструкции кабелей наименьшего допустимого диаметра для снижения начальных затрат на материалы за счет гораздо более высоких эксплуатационных расходов в течение всего срока службы.

Определение конструкции кабеля

Поперечное сечение кабелей между соединительными нагрузками необходимо рассчитывать 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 методов укладки.
• Устойчивость к термическому короткому замыканию.
• Допустимое падение напряжения на кабельной трассе при нормальных условиях и на пусковой фазе.
• Реакция защитного устройства в случае перегрузки и минимально возможного тока короткого замыкания для прерывания опасных напряжений.

Планирование кабельной трассы

Прокладка кабеля на сложных объектах, электростанциях и коммутационных станциях требует огромного объема работы со стороны инженеров и проектировщиков. Он включает в себя прокладку кабелей таким образом, чтобы обеспечить кратчайший путь между их начальной точкой и конечным пунктом назначения, при этом гарантируя, что определенные комбинации не будут отрицательно влиять друг на друга.

Компьютерное проектирование (САПР) широко используется в качестве средства для разработки и проектирования надлежащей реализации компоновки компонентов и кабелей. При разработке полностью функционального и энергоэффективного потока на объектах электростанции требуется огромная осторожность.

Мост маршрутизации E3.3D

E3.3D Routing Bridge обеспечивает простую маршрутизацию с полной интеграцией с программным обеспечением САПР для механической обработки. Определение длины и диаметра проводов, а также стандартов выбора кабеля между соединяемыми компонентами никогда не было таким простым.

Чтобы стремиться к лучшему в дизайне шоу, Zuken наладила связи между E3.series и всеми основными поставщиками MCAD (механическое САПР), что позволяет создавать полностью интегрированную модель дизайна. Используя E3.3D Routing Bridge, информацию о схемах и соединениях из E3.series можно связать со всеми основными системами MCAD. Возможности, в том числе:

• Передача информации о компонентах в MCAD (разъемы, контакты, стыки)
• Перенос данных в MCAD
• Проверка обнаружения столкновений или конфликтов в MCAD.
• Проверьте радиус изгиба проволоки.
• Автоматический расчет длины проводов и сегментов в MCAD.
• Автоматическое создание производственной документации в E3.Formboard

E3. Схема

Проектирование и документирование систем электрического управления, включая принципиальные схемы, схемы клемм и ПЛК. Это помогает предотвратить ошибки при проектировании, чтобы вы могли разрабатывать системы для наилучшего энергосберегающего дизайна. Простой интерфейс перетаскивания для экономии времени на проектирование соединений и компонентов для разработки, поэтому больше времени можно уделять повышению эффективности предприятия и меньше - разработке продукта. Легко интегрирует работу через несколько платформ для интеграции механической и электрической конструкции. Это дает большие успехи в проектировании инженеров-электриков, когда механические системы и системы управления проектируются с опережением электрических соображений. E3.Schematic предлагает следующие функции для упрощения этапа проектирования:

• Эффективно создает и документирует ваши электрические схемы.
• Предотвращает ошибки с помощью встроенных правил проектирования.
• Способность инженеров разрабатывать с использованием огромной библиотеки предварительно разработанных, предварительно одобренных и протестированных компонентов.
• Дизайн с перетаскиванием
• Простое подключение электрических компонентов.
• Сделайте свой номер проводки автоматически.
• Предварительно определите свои собственные подсхемы
• Управляйте терминалами на нескольких листах с помощью интеллектуального программного обеспечения.
• Создавайте проектную документацию за несколько простых шагов.

Есть ли способы, которыми ваш объект может стать энергоэффективным? Прокомментируйте, что вы хотели бы улучшить.

---