EN
Бір өнеркәсіптік микросаябақ тарату жүйесі бірінші ажыратқыш жабылғаннан көп уақыт бұрын қабылданған шешімдерге байланысты: жүктемелердің қандай топқа жатқызылуы, қанша резервті қуат қалдырылуы, трансформаторлар мен желілердің қандай өлшемде таңдалуы, сондай-ақ желіге қосылған және аралды режимдерде қорғану мен электр энергиясының сапасының үйлесімділігі. Зауыт микросаябағындағы сенімділік барлық жерде резервті жабдықтарды қосу арқылы емес, әрбір маңызды үдеріс желінің тербелісі кезінде, трансформаторды жөндеуге алып кеткенде немесе жаңа өндірістік сызық қосылғанда да қуатталып тұратындай етіп тарату негізін жобалау арқылы қамтамасыз етіледі. Бұл нұсқаулықта өнеркәсіптік микросаябақтың беріктігін қымбат жабдықтар жиынтығынан айыратын тарату жобалауының таңдаулары қарастырылады.
Жабдық таңдаудан бұрын жүктемелердің топтастырылуынан бастаңыз
Өнеркәсіптік микросетка үшін бірінші дизайн шешімі — трансформатордың кВА немесе кабельдің өлшемі емес, ол — әртүрлі ақаулар кезінде қай жүктемелердің әрқашан қосылып тұруы керек екенін және қай жүктемелердің ажыратылуына болатынын анықтау. Маңызды жүктемелерге әдетте технологиялық процестерді басқару жүйелері, қауіпсіздік жүйелері, үзіліссіз процестер үшін қозғалтқыштар мен негізгі салқындату жүйелері жатады; жалпы жүктемелерге маңызды емес конвейерлер, сезімтал аймақтарда емес желдету, қыздыру және суыту (ЖҚС) жүйелері мен офиске арналған электр қуаты жатады. Микросеткалардың сенімділігін бағалаған кезде маңызды жүктемелер ең жоғары басымдық деңгейіне жатқызылады және оларға тоқтамайтын, басқарылмайтын күйде номиналды сұранысқа сәйкес қуат берілуі тиіс.
Бұл жіктеу барлық төменгі деңгейдегі жобалауды анықтайды. Микросет бақылаушысы ғимараттың белгілі бір бөлігін аралдауға, жергілікті өндіру мен сақтау құрылғыларының маңызды жүктемені қамтамасыз ете алатынын тексеруге және аралдау бөлігін қайта қосуға дейін маңызды емес жүктемені ажыратуға қабілетті болуы керек. Жүктемені тарату деңгейінде маңызды/маңызды емес бөліну анық болмаса, микросет бақыланатын жүктемені ажырату ретін орындай алмайды, сондықтан тарату жүйесі белсенді сенімділік активі емес, пассивті желіге айналады.
Жүктеменің өсуіне, кеңеюге және қосымша қуат қорына өлшемдеу
Өнеркәсіптік ғимараттар әдетте өзінің жобалық жүктемесінде тұрмайды. Өндіріс сызықтары қосылады, электрлік қайнатқыштар мен компрессорлар газбен жұмыс істейтін жабдықтарды алмастырады, ал электромобильдерді зарядтау алаңда пайда болады. Практикалық өнеркәсіптік микросаябақ тарату жүйесі жоспар сондықтан көбінесе бір-бірімен шатастырылатын үш шаманы бөліп көрсетуі керек: қазіргі шыңдық жүктеме, болжанған табиғи өсу және көзделмеген көзінің жоғалуы үшін қор резерві.
Трансформатордың өлшемін анықтаудың жиі қолданылатын бастапқы нүктесі — есептелген ең жоғары жүктемеден 15–25% артық рұқсат беру, бірақ бұл — жоспарлауға арналған негізгі бағыт, әмбебап ереже емес; 800 кВА жүктемені қамтамасыз ететін 1000 кВА трансформаторының жүктемеден артық өлшемдік маржасы 25%, ал оның номинал қуатының барынша 20% ғана пайдаланылмаған. Жоғары қолжетімділікті қамтамасыз етуге бағытталған объектілер үшін қатаңдау критерий — орта кернеумен қоректендіретін желілер мен трансформатор қуаты үшін N-1 шарты: яғни кез келген бір трансформатордың апатқа ұшырауы немесе жөндеуге алынуы өте маңызды жүктеменің тоқтатылуына әкелмеуі тиіс. Кеңейтуге дайын дизайн жиі қосымша панельдер мен трансформатордың қосымша қуаты арқылы шамамен 30% жүктеме бос орнын қалдырады, бұл кейінгі модернизациялардың құны мен тоқтатылу уақытын азайтады.
Негізгі мәселе — жабдықтардың қосымша қуатын, көптүрлілікті және электр қозғалтқыштарды іске қосуға арналған рұқсатты бөліп қарау және келесі қуат көлемін кеңейтуге негіз болатын өлшенетін белгілерді — тұрақты сұраныс өсуін немесе ресми бекітілген жобаны — анықтау. Осындай белгілер болмаған жағдайда қосымша қуат не қолданылмай қалады, не шынайы кеңейту жоспары болмай-ақ қағазда қайталап ұлғайтылады.
Трансформатор қуаты және төменгі кернеумен жабдықтау желісінің конфигурациясы
Өнеркәсіптік микросаябақта трансформаторды таңдаған кезде тәуліктік жүктеме тербелістері, гармоникалық жүктемелер мен кернеуді реттеу қажеттілігі ескерілуі керек. Тәуліктік жүктеме өзгерістері өте көп трансформаторлар үшін жүктеме кезінде реттеуіштері бар трансформаторлар қолданылады, ал олардың суыту және орамдар конфигурациясы орнатылатын ортаның ерекшеліктеріне сәйкес таңдалуы керек. Практикада төмен шығынды өзек пен фольга орамдары, Dyn11 векторлық топтары мен электромагниттік экранның қосылуы гармоникаларды төменгі кернеу желісіне таратылмас бұрын олардың әсерін азайтады.
Төменгі кернеу жағында қоректендіру желісінің конфигурациясы объектінің барлық технологиялық аймақтарын тоқтатпай-ақ ақауларды изоляциялау мүмкіндігін анықтайды. Екі тәуелсіз кіріс желісі, бөлінген шина және шина-бөлігінің өшіргіші бар екі жақты орналасу әрбір тарату қорабының жартысын екі көзден де қоректендіруге мүмкіндік береді, сондықтан бір трансформатор немесе кіріс желісінде жүргізілетін жөндеу жұмыстары барлық тарату қорабын токсыздандырмайды. Содан кейін жабдықтар мен технологиялық аймақтарды бір-бірімен тәуелсіз трансформаторлармен қоректендірілетін екі жақты тарату қораптары арқылы А шинасы мен В шинасы арасында ауыстыруға болады. Жалпы жүктемелер үшін радиалды тармақтар қабылданады, бірақ маңызды технологиялық қоректендіру желілері N-1 жағдайларында өзінің альтернативті тірі көзін сақтайтын тарату құрылғыларының бөлімдерінен басталуы керек.
Ұзын қозғалтқыш тізбектеріндегі қоректендірушілердің өлшемі жиі жылулық амперлік қабілеттен гөрі қозғалтқышты іске қосқандағы кернеу төмендеуімен анықталады; трансформатордың төменгі импедансы кернеуді реттеуді жақсартады, бірақ қолжетімді авариялық ток деңгейін көтереді, сондықтан осы екеуін бірге бағалау қажет. Осы жерде интегралды төменгі кернеулі қосқыш құрылғылары — мысалы, 3150 А-ге дейінгі GGD типті айнымалы ток төменгі кернеулі тарату шкафтары — қозғалтқыш қоректендірушілері, конденсаторлық қадамдар және болашақ шығатын желілер үшін икемді ішкі орнату және орын қамтамасыз ететін тәжірибелік негіз болып табылады.
Реактивті қуат, қуат сапасы және қорғаныс координациясы
Өнеркәсіптік микросеттер гармоникалық толықтырылған орталар болып табылады. Алты импульсті айнымалы жиілікті жетектер токтың жалпы гармоникалық бұрмалауын (THD) 40–60% дейін туғызуы мүмкін, ал тек 5-ші және 7-ші гармоника деңгейлері ғана ортақ қосылу нүктесіндегі IEEE 519-2022 стандартындағы жеке гармоникалық кернеу шектерінен асып кетуі мүмкін. Белсенді қуат сүзгілері (APF) қолайлы қолданыста гармоникалық бұрмалауды 95%-ға дейін азайта алады, бұл токтың THD-сын 3%–5% аралығында ұстап, IEEE 519 сәйкестігін қамтамасыз етеді, сонымен қатар реактивті қуатты компенсациялау мен жүктемені теңестіруді қамтамасыз етеді. Пресс-жолдары, дәнекерлеу немесе үлкен электрқозғалтқыштарды іске қосу салдарынан жүктемесі тербелмелі болатын кәсіпорындар үшін SVG немесе APF модульдері арқылы динамикалық реактивті компенсация тұрақты конденсаторлық банктардың ғана қолданылуына қарағанда тиімдірек, себебі компенсация жүктеменің өзгерісін бақылайды, ал дискретті қадамдар бойынша қосылмайды.
Inverterlармен басқарылатын микросаябақта қорғауды координациялау үшін дәстүрлі электр желісіндегі қорғауға қарағанда басқаша ойлау керек. Inverterлар негізіндегі ресурстар авариялық токтың шамамен 1,1–1,5 есе номиналды токқа тең болуын шектейді, ал арал режимінде қолжетімді қысқа тұйықталу тогы номиналды жүктеме тогының екі есесінен кем болуы мүмкін — бұл дәстүрлі шамасы бойынша ашық ток қорғауын координациялауды қиындатады немесе мүмкін етпейді. Микросаябақ торапқа қосылған және арал режимі арасында ауысқан кезде авариялық ток бағыты мен шамасы өзгеретіндіктен, бағытты ашық ток релелері мен баптау топтарын өзгертуге болатын жабдықтар қажет. Сондықтан тарату жобасында бір ғана тұрақты реле қисығы барлық режимдерде жұмыс істейтін деп ұйғармай, бағытты релелер мен бірнеше жұмыс топологиясын қамтитын жеткілікті баптау топтары бар қосқыш құрылғыларын орналастыру керек.
Қолданысқа ыңғайлылық пен болашақ кеңейтуге арналған жобалау
Қауіпсіз түрде қолданып отыруға болмайтын тарату жүйесі соңында оның сенімділігін қамтамасыз ету үшін құрылған мақсатын қиындатады. Қозғалтқыштың айнымалы тогымен басқарылатын ажыратқыштары, жүктемені бөлу және анықталған жөндеу аймақтары бар модульдік қосқыш қондырғылары толық объектіні тоқтатуға әбден қажеттілік туғызбай-ақ бөліктерді изоляциялауға мүмкіндік береді. Бұл модульдік құрылым болашақта кеңейтуді де қолдайды: қосымша қоректендіру желілері, сақтау қондырғыларына қосылу немесе жаңартылатын энергия көздерінен келетін қосылулар резервті шина бөліктері мен қосымша ажыратқыш бөлмелері арқылы қамтамасыз етіледі, ал бұл қосқыш қондырғысының толықтай алмастырылуын қажет етпейді.
Өнеркәсіптік микросеттердегі интеграция бағыты зауытта алдын ала жасалған, модульді жабдықтардың рамаларына бағытталған, олар трансформаторларды, ЖЖ/ТЖ қосқыштарын, қорғаныс және реактивті компенсация құрылғыларын бір қорапқа біріктіреді. Бұл рамаларды зауытта алдын ала жинау мен сынау объектіге іске қосу мерзімін қысқартады және кабельдердің ұштарын қосу мен қорғаныс сымдарын жинау кезіндегі сапасыз жұмыстар қаупін азайтады — бұл ақаулар негізгі активтерден гөрі көбірек салдарға әкеледі. Интеграцияланған рамалы шешімдер қорғаныс логикасы мен бірнеше кеңейту кезеңдері бойынша байланыс стандарттауға да жеңілдік береді, сондықтан құрылыс өсуі кезінде тарату жүйесі үйлесімді қалады.
Цзянсу Юнита өнеркәсіптік микросеттердің тарату жобасын қалай қолдайды
Цзянсу Юнита Электрик өндірісінің негізгі тарату компоненттері құрамында орналасқан өнеркәсіптік микросаябақ тарату жүйесі тарату өзектері, ЖЖ/ТЖ қосқыш құрылғылары (3150 А-ге дейінгі айнымалы токтың төмен кернеудегі GGD-тізбегі шкафтарын қоса алғанда) және APF мен SVG модульдарын қоса алғандағы реактивті қуатты компенсациялау құрылғылары. Интеграцияланған шешімдерді қажет ететін объектілер үшін Цзянсу Юнита компаниясының 800 В фотогальваникалық көтергіш қорапты трансформаторлары трансформаторларды, ЖЖ/ТЖ қосқыш құрылғыларын, ақылды қорғанысты және реактивті компенсацияны зауытта алдын ала жинақталған қорапқа біріктіреді; жеткізілмеден бұрын жинақтау мен іске қосу жұмыстарының 95%-дан астамы аяқталады. Коммерциялық және өнеркәсіптік сақтау үшін компанияның түрлендіргішті көтергіш интеграцияланған кабинеттері PCS модульдарын, көтергіш трансформаторларды, SVG реактивті компенсациясын және қорғанысты алдын ала дайындалған скидте біріктіреді; бұл құрылғылар үлкен қозғалтқыштарды іске қосу кезіндегі әсерлер мен жүктеме тербелістеріне байланысты айыптарға ұшырайтын объектілер үшін динамикалық реактивті компенсация мен гармоникаларды басу мүмкіндігін береді. Бұл құрылымдық элементтер тарату жобасын әртүрлі тәртіп берушілерден өрістік орнатылған компоненттер емес, синхрондалған, зауытта сынақтан өткен модульдардан жинақтауға мүмкіндік береді.
Жиі қойылатын сұрақтар
Сұрақ 1: Өнеркәсіптік микросеттің тарату жүйесін жобалаудың бірінші қадамы қандай?
Жабдықтың көлемін анықтаудан бұрын жүктемелерді маңызды және маңызсыз санаттарға жіктеңіз. Маңызды/маңызсыз бөлу микросеттің аралданып, қоректендіре алатын жүктемелерін анықтайды және трансформаторлар, желілер мен қорғаныс талаптарын анықтайды.
Сұрақ 2: Өнеркәсіптік микросет қанша қосымша трансформатор қуатын резервте ұстауы керек?
Есептелген ең жоғары сұранысқа қарағанда 15–25% артықшылық көпшілік жоспарлау негізі болып табылады, бірақ N-1 трансформатор қуаты — жоғары қолжетімділік мақсаттары бар қондырғылар үшін тиімдірек критерий. Кеңейту жоспарында жиі шамамен 30% жүктеме бос орны резервтеледі; бұл белгіленген сұраныс триггерлеріне қатысты басқарылады, ал қайталанатын болжамдардың өсуіне емес.
Сұрақ 3: Неге өнеркәсіптік микросетте қорғаныс координациясы дәстүрлі қондырғыға қарағанда қиындау?
Inverterlік генерация шамамен 1,1–1,5 бірлікке дейін апаттық токты шектейді, ал аралдық режімде қысқа тұйықталу тогы жүктеме тогынан сәл ғана жоғары болуы мүмкін. Тек шамасы бойынша артық ток қорғанысы жалпы жүктемеден апаттарды сенімді түрде ажыратуға қабілетсіз, сондықтан адаптивті орнату топтары бар бағыттық артық ток релелері қажет.
Сұрақ 4: Зауыттық микросеттерде ең көп тараған қуат сапасының қандай мәселелері бар және олар қалай шешіледі?
Айнымалы жиілікті іске қосқыштармен (VFD) жүктемелер 5-ші және 7-ші гармоникаларды туғызады, олар IEEE 519-2022 стандартындағы кернеу шектерін асыруы мүмкін. Белсенді қуат сүзгілері (APF) мен SVG негізіндегі динамикалық компенсация гармоникалық бұрмалауды азайтады және қуат коэффициентін бір уақытта түзетеді; APF-тер қолайлы қолданыстарда THDi-ді 95% дейін азайта алады.
Сұрақ 5: Тарату жүйесін қалай жеңіл жөндеуге және болашақта кеңейтуге ыңғайлы етіп жобалауға болады?
Жүктемені бөлу және анықталған жөндеу аймақтары бар модульдік қосқыш құрылғысын қолданыңыз, сонда бөлімдерді толық тоқтатусыз изоляциялауға болады. Болашақтың қоректендіру желілері немесе DER қосылулары үшін қосымша автоматтық өшіргіш бөлмелері мен шина бөліктерін резервте ұстаңыз және кеңейту кезеңдері бойынша қорғаныс пен байланысты стандарттаңыз, сонда қуат қосылған сайын тарату негізін қайта жобалауға тура келмесін.
