Školicí příručka nastiňuje základní principy a současné trendy v konstrukci napájecích systémů pro průmyslové podniky, postup tvorby a skladbu projektové dokumentace, používané metody při projektování výpočtů elektrických sítí, elektrických zátěží a kompenzace jalového výkonu. Zvažuje se vliv podmínek prostředí na rozhodování o návrhu, vztah mezi spotřebiteli elektřiny a energetickým systémem, způsoby racionálního využití elektřiny v podnicích, otázky automatizace návrhu.
Grant je určen pro žáky průměrných speciálních vzdělávacích institucí. Může být užitečný pro studenty vysokých škol a odborníky pracující v oblasti energetiky průmyslových podniků.
© Radkevich V.N., 2001 ISBN 985-6268-24-9 © NPOOO PION, 2001
NÁVRH SYSTÉMŮ NAPÁJENÍ
ÚVODNÍ SLOVO
Napájecí systémy, které zajišťují elektrickou energii průmyslovým objektům, mají významný vliv na provoz elektrických pohonů, osvětlení, měničových a elektrotechnologických instalací a v konečném důsledku i na celý výrobní proces.
Spolehlivé a hospodárné zásobování elektrických přijímačů elektřinou požadované kvality je nezbytnou podmínkou pro normální fungování jakéhokoli průmyslového podniku. V tomto ohledu musí mít specialisté v oboru elektroinstalace hluboké znalosti o celé řadě problematiky projektování elektroinstalací průmyslových zařízení. Znalost základů projektování je velmi důležitá, protože právě v projektu se tvoří struktura napájecího systému a jsou stanoveny základní vlastnosti, které určují jeho technický, provozní a ekonomický výkon.
Absolventi středních odborných vzdělávacích institucí pracující v projekčních organizacích a průmyslových podnicích řeší širokou škálu elektroenergetických problémů. Mezi hlavní úkoly napájení patří: výběr racionálních schémat a návrh elektrických sítí; stanovení elektrických zátěží; výpočet ztrát výkonu a elektřiny; kompenzace jalového výkonu; zachování požadované kvality napětí; výběr počtu a výkonu transformátorů; výběr ochranných zařízení a průřezů vodičů; účtování spotřebované energie a elektřiny; racionální využívání elektřiny. Řešení těchto problémů při návrhu napájecích systémů je ve školicí příručce věnována značná pozornost.
Při projektování by měl být použit systematický přístup, ve kterém jsou elektrické sítě průmyslového podniku považovány za součást elektrizační soustavy. Racionální výstavba napájecí soustavy by měla vycházet z nejnovějších výsledků vědeckotechnického pokroku v oblasti energetiky.
NÁVRH SYSTÉMŮ NAPÁJENÍ
Studijní průvodce určeno pro studenty středních speciálních pedagogických ústavů. Zároveň může být užitečný pro studenty vysokých škol i pro odborníky, jejichž činnost souvisí s napájením průmyslových zařízení.
Autor vyjadřuje poděkování recenzentům – Ph.D. tech. vědy, docent, polytechnický institut v Brestu O.N. Prokopene a přednášející na Minské polytechnice L. S. Ščerbak za užitečné připomínky, které byly zohledněny při finalizaci rukopisu.
NÁVRH SYSTÉMŮ NAPÁJENÍ
Společenský proces vytváření hmotných statků určených k uspokojování různých potřeb lidí je spojen s potřebou navrhovat, konstruovat, vyrábět a provozovat mnoho technických objektů, struktur, systémů, zařízení atd., které jsou umělými hmotnými komplexy. Zvláštností těchto komplexů je, že nevznikají pouze kvůli člověku, ale zároveň ho přímo či nepřímo ovlivňují. Tento vliv se může projevit v podobě zhoršování ekologické situace v důsledku emisí zplodin hoření a chemikálií do atmosféry, vznikem hlukové zátěže, vibrací, elektromagnetickými a radiačními emisemi, změnami mikroklimatu a geologické stavby země, změnami mikroklimatu a geologické stavby Země, vznikem hlukové zátěže, vibrací, elektromagnetickými a radiačními emisemi, změnami mikroklimatu a geologickými podmínkami. vytváření hromad odpadu atd.
Chyby vzniklé během návrhu a konstrukce je obtížné a někdy nemožné opravit během provozu bez významných kapitálových investic. Mohou vést k iracionální spotřebě surovin, materiálů a energetických zdrojů, značným ekonomickým škodám, nehodám, katastrofám a dalším negativním důsledkům. Například zmenšování tloušťky stěn budov za účelem úspory stavebních materiálů způsobuje zvýšení spotřeby tepelné energie na vytápění, iracionální umístění síťových zařízení – zvýšení délky elektrického vedení, ztráty výkonu a elektřiny, zhoršení kvality. v kvalitě napětí atd.
V tomto ohledu existuje morální a etický aspekt inženýrsko-technické činnosti, který spočívá v odpovědnosti developerů vůči společnosti nejen za kvalitu projekční práce, ale i za správné zdůvodnění veřejné potřeby výstavby objektu. technické zařízení s přihlédnutím k jeho technickým a ekonomickým vlastnostem, spotřebě energie, vlivu na životní prostředí atd. [1].
Design je proces tvorby projektové dokumentace. Projekt (z latiny projectus – vržený vpřed) je výsledkem intelektuální činnosti v oblasti informací a produkt je produkt
NÁVRH SYSTÉMŮ NAPÁJENÍ
výrobní činnosti v materiálové sféře. Na základě projektů probíhá výstavba, rekonstrukce a rozšiřování průmyslových objektů a jejich infrastruktury (zásobování energií, systémy zásobování teplem atd.), výroba nových produktů a zavádění moderních technologií. Inženýrský projekt je obraz (model) budoucího zařízení, objektu nebo systému, prezentovaný ve schématech, výkresech, nákresech, tabulkách a popisech vytvořených konstruktéry na základě výpočtů a srovnání možností [2].
Pojmy „design“ a „stavba“ spolu úzce souvisejí a charakterizují činnosti se záměry. Design předchází konstrukci a poskytuje pro ni základ. Design, na rozdíl od designu, zahrnuje vypracování přísně jednoznačné dokumentace pro nový design, produkt, materiál, nezbytné pro následnou práci výrobců produktů. Výsledkem činnosti projektanta je projekt a projektantem konstrukce (konstrukce, zařízení, plán, schéma, vzájemná poloha částí konstrukce atd.). Konečné hodnocení jejich činnosti je dáno efektivitou fungování vytvořených technických prostředků za provozu.
Projektování a konstrukce se provádějí ve speciálních organizacích: projekční ústavy, projekční a projekční kanceláře (PKB a KB) atd. Některé podniky mohou mít své vlastní projekční kanceláře.
Proces návrhu začíná okamžikem, kdy konstrukční kancelář obdrží zadání na vývoj produktu, které specifikuje účel, hlavní parametry a provozní podmínky produktu. Na základě těchto požadavků vypracuje projekční kancelář a odsouhlasí se zákazníkem zadávací podmínky, které určují cíle a záměry připravované práce. Poté začíná návrh produktu. Při navrhování jsou široce využívány standardní prvky vyráběné průmyslem (díly, sestavy atd.), pro které je k dispozici technická dokumentace. Komponenty a díly vytvořené v projekční kanceláři musí být zaměnitelné, jednotné, technologicky vyspělé a samotný výrobek musí splňovat požadavky spolehlivosti, hospodárnosti, bezpečnosti a technické estetiky.
NÁVRH SYSTÉMŮ NAPÁJENÍ
Postup vypracování projektové dokumentace upravují stavební předpisy [3]. Činnost designérů přímo souvisí s pojmem „systém“, který je jedním ze základních pojmů moderní vědy. Systém (z řeckého systema – celek složený z částí; spojení) je soubor prvků, které jsou ve vzájemných vztazích a souvislostech, což tvoří určitou celistvost, jednotu. Podle této definice lze za systém považovat jakýkoli objekt.
V systémech se rozlišují hierarchické úrovně, které určují podřízenost jeho prvků podle určitých charakteristik. S ohledem na to lze systém považovat za soubor subsystémů. Subsystém je nedílnou součástí systému, vyznačuje se složením prvků, funkčními nebo jinými vlastnostmi. Za prvky lze přitom považovat lidské týmy, technické prostředky, informace atd. Všimněte si, že každý systém může být reprezentován jako subsystém a každý subsystém jako systém. Záleží na tom, která úroveň v hierarchii je pro studium největší zájem.
Dle [4] je napájecí soustava (PSS) souborem elektroinstalací určených k zásobování spotřebitelů elektřinou. Zahrnuje napěťové sítě do 1 kV a nad 1 kV, vzájemně propojené trafostanicemi (TS). Napájení podniků se obvykle dělí na externí a interní. Vnitřní napájecí systém zahrnuje komplex elektrických struktur od místa připojení k energetické soustavě až po místo příjmu podnikové elektřiny: hlavní snižovací rozvodna (GPP) nebo centrální (hlavní) distribuční bod (CRP, GRP). Systém vnitřního (vnitřního) napájení je komplex sítí a rozvoden umístěných na území podniku. Vnitřní napájecí zdroj obsahuje sítě s poměrně složitými obvody a rozvinutou konfigurací. Pro ilustraci na obrázku (str. ukazuje obecný plán podniku se schématem vnitřního napájení s napětím 10 kV.
NÁVRH SYSTÉMŮ NAPÁJENÍ
TP6 TP8 TP5 TP7
Obecný plán podniku se schématem vnitřního napájení s napětím 10 kV:
1-9 – počty dílen; TP1 – TP12 – prodejna TP; Ml-M4 – elektromotory s napětím 10 kV
Charakteristickým rysem průmyslového podniku jako spotřebitele elektřiny je, že se pro ně používá velké množství různých výkonových přijímačů různých kapacit a jmenovitých napětí, jednofázový a třífázový střídavý proud různých frekvencí, jakož i stejnosměrné napájecí přijímače. realizace technologického postupu.
Průmyslové podniky a jejich solární elektrárny lze klasifikovat jako velké systémy. Při studiu velkých systémů je tradiční metoda analýzy dílů a následného kombinování jejich vlastností nevhodná. Hlavním vědeckým principem analýzy a syntézy velkých systémů je systematický přístup, který spočívá ve vzájemném zohlednění všech prvků (subsystémů) systému. Zvláštnost tohoto přístupu spočívá v tom, že v určitých mezích je systém posuzován jako celek s přihlédnutím k vnitřním
NÁVRH SYSTÉMŮ NAPÁJENÍ
vazby mezi jednotlivými prvky a vnější vazby s jinými systémy a objekty. Použití systematického přístupu v návrhu umožňuje řešení technického problému pro část s přihlédnutím k celku. Zároveň je realizována možnost zohlednění všech stávajících technických a sociálních vazeb vytvářeného technického objektu s nadřazeným systémem a vnějším prostředím.
Například při návrhu elektrické osvětlovací sítě je nutné ji uvažovat jako součást vnitroobchodní sítě spojené s vnitřním napájecím systémem, který je napojený na napájecí systém prostřednictvím externího napájecího systému. Kromě toho je třeba vzít v úvahu typ výrobní činnosti, podmínky prostředí, uspořádání technologické, sanitární a manipulační techniky atd. To vše ovlivňuje návrh a parametry elektrické osvětlovací sítě.
Proces návrhu pokládá základy pro optimální fungování a racionální provoz technických systémů. Stojí za zmínku, že řešení nejnaléhavějších praktických problémů vyžaduje nejen systematický přístup, ale také sjednocení úsilí specialistů v různých oborech. Takže například racionální spotřebu elektřiny v průmyslových podnicích lze zajistit pouze společným cílevědomým jednáním zástupců různých oblastí vědy, designu a provozu: energetiků, technologů, mechaniků, stavitelů atd.
Výsledkem procesu návrhu je dokumentace obsahující všechny potřebné údaje charakterizující přijatá technická řešení.
