בחירת מספר והספק של שנאים
הבחירה הנכונה של המספר והקיבולת של שנאים בתחנות משנה של מפעלים תעשייתיים היא אחד הנושאים החשובים של אספקת חשמל ובניית רשתות רציונליות. בתנאים רגילים, השנאים חייבים לספק חשמל לכל משתמשי הארגון בעומס הנקוב שלהם.
מספר השנאים בתחנת המשנה נקבע על פי הדרישה לאמינות אספקת החשמל. בגישה זו, האפשרות הטובה ביותר היא להתקין שני שנאים, המספקים אספקת חשמל ללא הפרעה. משתמשי סדנה מכל קטגוריה... עם זאת, אם רק מקלטי קטגוריה II ו-III מותקנים בשירות, אז בדרך כלל תחנות המשנה החסכוניות יותר.
בעת תכנון רשתות בהתקנה, התקנת תחנות משנה חד-שנאי מתבצעת במקרה שבו ניתן קיצור צרכנים דרך רשת המתח הנמוך וכן כאשר ניתן להחליף שנאי פגום תוך זמן מסוים.
אורז. 1 תוכניות אספקת חשמל בסדנה עם שנאי אחד (א) ושני (ב).
תחנות משנה דו-שנאי משמשות עם מספר משמעותי של משתמשים בקטגוריה II או בנוכחות משתמשים בקטגוריה I. כמו כן, מומלצות תחנות משנה דו-שנאי עם לוח עומסים יומי ושנתי לא אחיד של מיזם, עם אופן פעולה עונתי עם הבדל משמעותי בעומס המשמרות. לאחר מכן, כאשר העומס יורד, אחד השנאים כבוי.
הבעיה של בחירת מספר השנאים מורכבת בבחירה בין שתי אפשרויות (איור 1 א' ו-ב') האפשרות עם האינדיקטורים הטכניים והכלכליים הטובים ביותר. הגרסה האופטימלית של ערכת החשמל נבחרת על סמך השוואה של העלויות השנתיות המופחתות עבור כל אפשרות:
Γi = Ce, i + kn, eKi + Yi,
כאשר Ce, i - עלויות תפעול של האופציה ה-i, kn, e - מקדם יעילות סטנדרטי, Ki - עלויות הון עבור האופציה ה-i, Ui - הפסדים של צרכנים כתוצאה מהפסקת אספקת החשמל.
יש לציין כי במקרה של איור. 1 (א), יש הפסקת חשמל מוחלטת וכאן לא ניתן לקחת בחשבון אספקת צרכנים דרך קו גיבוי למתח 0.4 קילו וולט, שכן מעגל כזה דומה למעגל שני שנאים, אך עם ביצועים גרועים יותר בשל לקו ארוך מ-0.4 קילו וולט...
בהשוואת אפשרויות, שאלת הפיתוח העתידי של המיזם משחקת תפקיד חשוב. אז, למשל, אם יש כרגע רק משתמשים מהקטגוריה השנייה בחנות, אז הגיוני לשקול אפשרויות. אבל אם לאחר שנה מתוכנן לצייד מחדש את הייצור וצרכנים מהקטגוריה הראשונה מופיעים בחנות, אז, כמובן, יש צורך לבחור את האפשרות עם שני שנאים.
באופן עקרוני, התקנת שני שנאים מספקת אספקת חשמל אמינה לצרכנים. המשמעות היא שאם שנאי אחד ניזוק, השני, בהתחשב בקיבולת עומס היתר שלו, מבטיח אמינות של 100% של אספקת החשמל במהלך הזמן הנדרש לתיקון השנאי.
אך ישנם מקרים בהם הספק של שני השנאים הקיימים אינו מספיק כדי לספק חשמל לכל המקלטים, למשל בעת התקנת ציוד חזק יותר, שינוי אופן הפעולה של מקלטים חשמליים וכו'. לאחר מכן נשקלות אפשרויות להתקנת שנאים חזקים יותר בתחנת המשנה או התקנת שנאי שלישי לכיסוי ההספק המוגבר.
נראה שהאופציה השנייה עדיפה, מאחר שאמינות התחנה עולה, אין צורך במכירת שנאים ישנים, והעלות ההונית של התקנת שנאי שלישי היא, ככלל, הרבה פחות מאשר בעת ציוד מחדש של כל התחנה. .
אבל אפשרות זו לא תמיד אפשרית, למשל, עם פיתוח צפוף של השטח של הארגון, פשוט לא יכול להיות מספיק מקום עבור שנאי נוסף. מצד שני, קיימת מורכבות מעגלים ניכרת שאולי לא תתאפשר כאשר השנאים פועלים במקביל. לפיכך, בחינת האפשרויות מתבצעת על בסיס כל מקרה לגופו.
בנוסף לדרישות האמינות, בעת בחירת מספר השנאים, יש לקחת בחשבון את אופן הפעולה של המקלטים. לדוגמה, עם מקדם מילוי עקומת עומס נמוך, ניתן מבחינה כלכלית להתקין לא אחד אלא שני שנאים.
עַל תחנות שנאים גדולות, GPP, ככלל, מספר השנאים נבחר לא יותר משניים. זה נובע בעיקר מהעובדה שעלות החלפת ציוד בצד המתח הגבוה של הארגון דומה לעלות השנאי.
בחירת שנאים לפי הספק
מומלץ לבחור את ההספק של שנאי GPP ושנאי בית מלאכה (למעט מקרים של לוח עומסים משתנה בחדות), מומלץ לבחור את העומס הממוצע למשמרת העמוסה ביותר, ולאחר מכן לבצע בדיקה והתאמה לפי צריכת החשמל הספציפית של א. יחידת ייצור המתקבלת כתוצאה ממחקרים על עומסי החשמל של מפעלים.
לאספקה רציפה של עומסים מהקטגוריה הראשונה והשנייה, מומלץ להתקין שני שנאים עם מקדם עומס במצב רגיל של 0.6 - 0.7 לכל GPP של מפעלים תעשייתיים.
מומלץ לקחת את גורמי העומס הבאים עבור שנאים של תחנות משנה מסחריות: שנאי כפול עם עומס דומיננטי מהקטגוריה הראשונה - 0.65 - 0.7, שנאי יחיד עם עומס דומיננטי מהקטגוריה השנייה ויתירות עבור מגפצי המתח המשניים - 0.7 - 0.8.
יש לבחור את המספר והקיבול של שנאי בית מלאכה על סמך חישובים טכניים וכלכליים. יחד עם זאת, בקירוב ראשון, ניתן לקחת את הספק השנאים ברשתות במתח של 380 V על סמך צפיפות העומס הספציפיות הבאות: עד 1000 kVA בצפיפות של עד 0.2 kV-A/m2, 1600 kVA בצפיפות של 0,2 — 0.3 kVA/m2, 1600 — 2500 kVA בצפיפות 0.3 kVA/m2 ועוד.
סולם הספקים סטנדרטיים של שנאי כוח
בארצנו אומץ סולם יחיד של יכולות שנאים. בחירת קנה מידה רציונלי היא אחת המשימות העיקריות באופטימיזציה של מערכות חשמל תעשייתיות. כיום ישנם שני סולמות כוח: עם צעד של 1.35 ועם צעד של 1.6. כלומר, הסולם הראשון כולל הספקים: 100, 135, 180, 240, 320, 420, 560 kVA וכו', והשני כולל 100, 160, 250, 400, 630, 1000 kVA וכו'. רובוטריקים של הראשון בקנה מידה של כוח הם אינם מיוצרים כיום ומשמשים בתחנות שנאים שכבר קיימות, וסולם ההספק השני משמש לתכנון של תחנות שנאים חדשות.
יש לציין כי קנה המידה עם מקדם 1.35 הוא יתרון יותר מבחינת העמסת שנאי. לדוגמה, כאשר שני שנאים פועלים עם מקדם עומס של 0.7, כאשר אחד מהם כבוי, השני מועמס יתר על המידה ב-30%. אופן פעולה זה עונה על הדרישות של תנאי ההפעלה של השנאי. בדרך זו ניתן לנצל את כוחו במלואו.
בעומס יתר מותר של 40% מתרחש תת ניצול של הכוח המותקן של שנאים בקנה מידה של 1.6.
נניח ששני שנאים של תחנת המשנאים פועלים בנפרד והעומס של כל אחד מהם הוא 80 ק"ו, כאשר אחד מהם מנותק, השני חייב לספק עומס של 160 קווא"א. לא ניתן לקבל אפשרות להתקנת שני שנאים של 100 קווא"א , כמו במקרה זה עומס היתר יהיה 60% כאשר שנאי אחד אינו בשימוש. בעת התקנת שנאים של 160 kVA, הדבר גורם לעומס שלהם במצב רגיל ב-50% בלבד.
בעת שימוש בקנה מידה עם שלב של 1.35, אתה יכול להתקין שנאים עם קיבולת של 135 kVA, אז העומס שלהם במצב רגיל יהיה 70%, ובעומס חירום זה יהיה לא יותר מ 40%.
בהתבסס על דוגמה זו, אתה יכול לראות שקנה מידה עם צעד של 1.35 הוא רציונלי יותר. וכ-20% מהספק השנאים המיוצרים אינו מנוצל. פתרון אפשרי לבעיה זו הוא התקנת שני שנאים בתחנת משנה שנאים בהספק שונה. עם זאת, פתרון זה אינו יכול להיחשב רציונלי מבחינה טכנית, מכיוון שכאשר שנאי בעל הספק גבוה יוצא משירות, השנאי הנותר לא יכסה את כל העומס של הסדנה.
מתעוררת שאלה טבעית: מהי הסיבה למעבר למערך חדש של יכולות? התשובה טמונה כמובן בצמצום מגוון היכולות לאיחוד ציוד: לא רק שנאים, אלא גם בסמיכות אליו (מתגים, מתגי הפסקת עומס, מנתקים וכו.).
בהתבסס על כל האמור, הבחירה במספר והספק של שנאים להנעת תחנות משנה במפעל מתבצעת באופן הבא:
1) מספר השנאים של תחנת המשנה של השנאים נקבע על סמך האמינות של אספקת החשמל, תוך התחשבות בקטגוריית המקלטים;
2) נבחרות האפשרויות הקרובות ביותר להפעלת השנאים הנבחרים (לא יותר משלושה), תוך התחשבות בעומס המותר שלהם במצב רגיל ועומס יתר המותר במצב חירום;
3) פתרון כדאי מבחינה כלכלית נקבע על פי האפשרויות המפורטות, המקובלות בתנאים ספציפיים;
4) נלקחת בחשבון אפשרות הרחבה או פיתוח של תחנת המשנה ונבחנת שאלת התקנה אפשרית של שנאים חזקים יותר על אותם יסודות או נשקלת אפשרות להרחבת תחנת המשנה על ידי הגדלת מספר השנאים.