Бага хүчдэлтэй тархалтын шаардлагад нийцсэн цахилгаан тоноглолыг хэрхэн сонгох вэ?

Цахилгаан тоноглолын хэмжээг тодорхойлохын тулд ачаалал болон гэмтлийн түвшний шаардлагыг тогтооно уу

Ачааллын профилийн тодорхойлолт, олон төрлийн хүчин зүйлийн хэрэглээ, хүчдэлийн ангийн нийцүүлэлт

Түлхүүр төхөөрөмж сонгохдоо нарийн зөв ачааллын хэвийг тодорхойлох нь чухал юм. Учир нь энэ нь тоног төхөөрөмж, гэрэлтүүлэг, HVAC төхөөрөмж болон шулуун бус ачаалал зэрэг системд холбогдсон бүхнийг авч үздэг. Үйлдвэрийн орчинд ихэвчлэн 0.6-с 0.8 хооронд хэлбэлзэх нийлмэл ачааллын коэффициент нь онолын дээд утгаар тооцоолохын оронд жинхэнэ зэрэгцээ ачааллын шаардлагыг илүү бодитоор харуулдаг. Жишээлбэл, үйлдвэрийн газар нийт холбогдсон ачаалал 500 кВт байгаа бол 0.7-ийн нийлмэл ачааллын коэффициентийг тооцвол шаардлагатай бодит чадал 350 кВт орчим болон буурна. Хүчдэлийн ангилал нь тархалтын системийн ажиллах хүчдэлтэй (жишээ нь стандарт 400 вольт эсвэл өндөр 690 вольт) яг таарч байх ёстой. Хүчдэлийн таарцгүй байдал асуудал үүсгэх бөгөөд 2023 оны салбарын тайлангийн мэдээгээр энэ нь эрт үеийн түлхүүр төхөөрөмжийн гэмтлийн ойролцоогоор дөрөвний нэгийг эзэлдэг. Мөн дараа үеийн өргөтгөлтийн боломжийг хадгалан 20%-с 30% хооронд нөөц чадал үлдээхийг мартаагүй байх хэрэгтэй. Ингэснээр цаашид одоо байгаа системийг бүхэлд нь дахин шинэчлэх шаардлага гарахаас зайлсхийх боломжтой.

IEC 60909-ийн дагуу гэмтлийн түвшний бодолт болон эх үүсвэрийн импеданстай харьцуулан SCCR-ийг баталгаажуулах

IEC 60909 стандартын дагуу гэмтлийн түвшинг тооцоолох нь цахилгаан тоноглолын салгалт болон эсэргүүцэх чадварыг тодорхойлоход шаардлагатай ирээдүйн богино холболтын гүйдлийг тодорхойлоход тусалдаг. Ихэнх үйлдвэрийн бага хүчдэлийн системүүд нь ойролцоогоор 25 мянган амперээс 65 мянган ампер хүртэлх гэмтлийн гүйдэлтэй ажилладаг. Анхны тэгш хэмтэй богино холболтын гүйдлийг тооцоолохын тулд инженерүүд ихэвчлэн Ik = c × Un / (√3 × Zk) томъёог ашигладаг. Энд: c нь хүчдэлийн коэффициент бөгөөд ихэвчлэн хамгийн их гэмтлийн нөхцөлд 1.05-аар тогтоогдсон байдаг. Un нь системийн нэрлэсэн хүчдэл, Zk нь трансформаторын хувийн эсэргүүцэл, кабелын эсэргүүцэл ба реактив эсэргүүцэл, мөн шинэвчнээс үүсэх бүх зүйлд хамаарна. Жишээлбэл, 400 вольт, 5% эсэргүүцэлтэй 1000 кВА-ийн трансформаторын хувьд ойролцоогоор 36 мянган ампер гүйдэл гарч ирнэ. Аюулгүй байдлын захидлыг анхаарах нь чухал - цахилгаан тоноглолын Салгалтын Гүйдлийн Чадал (SCCR) нь энэ тооцоологдсон утгаас дор хаяж 25%-иар илүү байх ёстой. Үйлдвэрийн туршлага энэ нөөцийг ашиглах нь гэмтэл гарах үед аюулгүй байдлыг хангаж, асуудлыг урьдчилан сэргийлдэг. Хамгаалалтын координацийг шалгах үед үргэлж дээд талын болон доод талын төхөөрөмжүүдийн цаг хугацаа-гүйдлийн муруйг харьцуулан шалгаж, сонгомол чанарыг хадгалах, хэд хэдэн автомат таслуурыг шаардлагагүйгээр асааж таслахаас сэргийлэх хэрэгтэй. Мөн нуман цахилгааны дайралт зөвхөн аюулатай биш харин зардал ихтэй ч байдаг талаар санах хэрэгтэй. Ponemon Institute-ийн 2023 оны судалгаагаар нэг тохиолдолд дунджаар ойролцоогоор $740,000-ийн алдагдал гардаг. Иймээс ямар ч сериоз цахилгаан суурилуулалтанд SCCR-ийн баталгаажуулалт нь маш чухал шаардлага болдог.

Тоноглолын бүтцийг хуваарилалтын системийн иерархитай тааруулах

Функцональ үүрэг: гол оролт, шинээр хуваагдсан шинэвч, тэжээлийн тархалт, MCC-ийн интеграци

Олон шатлаж хуваарилсан цахилгаан түгээлийн системд компонентуудыг зөв сонгох нь маш чухал учир нь бүх зүйл зөв ажиллах ёстой. Гол оролтын самбарууд шууд трансформаторуудтай холбогдох эсвэл дотоод хэрэглээний хооллоос ирдэг. Дараа нь засвар үйлчилгээтэй болон гэмтэл гарсан үед тодорхой бүсийг тусгаарлахад тусалдаг шинээр хуваагдсан шугамын нэгжүүд байдаг. Хооллох төвүүдийн дагуу цахилгааныг байгууламжийн дотор тархаах төхөөрөмжийг хооллох төхөөрөмжүүд дамжуулдаг. Хөдөлгүүрийн удирдлагын төвүүдийг ихэвчлэн MCC гэж нэрлэдэг ба моторуудын хамгаалалт, удирдлага, хяналтыг нэг дор хийдэг. Зүйлс зөв тохируулагдаагүй үед асуудал хурдан гарч ирдэг. Жишээ нь, гол болон хооллогч таслуурын салгалтын тохиргоо таарахгүй бол олон бүс нутагт цахилгаан алдагдах, цахилгааны системийн янз бүрийн хэсгүүдийн гэмтэл үед хоорондоо зохицох чадварыг алдагдуулах зэрэг томоохон асуудал үүсгэж болзошгүй. Энэ байгууламжийн аль ч түвшин зөвхөн хангалттай гүйдлийг зөөх чадвараар төвлөрөхөөс гадна системийн нийтээр ажиллах үйл ажиллагаанд тодорхой үүрэг гүйцэтгэх ёстой.

Хэрэглээнд суурилсан сонголт: хөдөлгүүрийн удирдлага, урвуу чадлын нөхөлт, дэд тархалтын ачаалал

Түлхүүр төхөөрөмжийн системийн загвар нь тэдгээрийг хэрхэн ашиглах болохтой тохирч байх ёстой. Тасралтгүй ажилладаг хөдөлгүүртэй ажиллах үед томоохон эхлэх цэнэгийг даах чадвартай, олон удаа асаах, унтраах горимд тогтвортой ажиллах онцгой автомат таслуурыг бүхий МСС-ийн нэгдсэн байгууламжууд шаардлагатай болдог. Конденсаторын цуглуулгыг ашиглан чадлын коэффициентийг засварлах тохиолдолд IEC 61439-3 стандартад нийцсэн цэвэрлэгээтэй түлхүүрүүд болон системд их хэмжээний гармоник байвал нэмэлт дулааны хамгаалалт шаардлагатай байдаг. Шийдвэрч үйлчилгээний IT төхөөрөмжид тэжээл өгөх самбаруудад мөн онцгой анхаарал тавих шаардлагатай. Ийм суурилуулалтуудад гэмтэл гарах үед асуудлыг тусгаарлах боломжтой болгох замаар зогсох үйл явдлыг өмнөчилөн сэргийлэхэд анхаарах ёстой. Тоо мэдээлэл энд сонирхолтой зүйлийг хэлж байна: 2023 оны Нумын цахилгааны гэмтлийн тайлангийн саяхны өгөгдлөөр дөрвөөс гурван цахилгааны гэмтэл нь гэмтсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс биш, харин буруу суурилуулсан түлхүүр төхөөрөмжөөс үүдэлтэй байдаг.

Хамгаалах зохицуулгийг хангаж, IEC стандартын шаардлагад нийцүүлэх

Цаг-гүйдлийн муруй ашиглан таслуурын хооронд сонгомол үйлчилгээг тохируулах (IEC 60947-2/6)

Сонгомол байдлын гол утга нь дээд талын хамгаалалтын төхөөрөмжүүдийг ажиллуулахаас өмнө доод талын хамгаалалтын төхөөрөмжүүдийг гэмтэл засварыг шийдвэрлэхэд чиглэсэн байх юм. Энэ нь TCC-ийн нарийн шинжилгээний ажил хийхэд үндэслэнэ. IEC 60947-2/6 стандартын дагуу цахилгаан хэлхээний таслагч болон хайлж буй тэжээлийг гурван үндсэн зүйлд нягтлан шалгах шаардлагатай: гүйдлийг хэрхэн сайн таслаж чадах, энерги ялгаруулахыг хязгаарлах, мөн янз бүрийн гүйдлийн түвшинд зохицох чадвар. Системүүдийг зөв зохицуулбал IEEE 1584-2022 судалгааны дагуу координац барьсан байдалгүй системүүдтэй харьцуулахад аюултай нумны цохилтын тохиолдлыг ойролцоогоор 40 хувийн бууруулна. Түүнчлэн энэ арга зам нь инженерүүдэд асуудлыг гарч байгаа цэг дээр нь л тусгаарлан шийдвэрлэх боломжийг олгоно. Системийн дахин бүтэцлэлтийн үед ихэнх хүмүүс анхаарч чаддаггүй чухал нэг зүйл бол доод талын төхөөрөмжийн гэмтэл засвар хийхэд шаардагдах хугацаа болгонд боломжит гэмтлийн гүйдлийн түвшинд дээд талын хайлж буй тэжээлийг хайлуулах хугацаанаас бага байх ёстойг хангах явдал юм. Практикт энэ жижиг ч гэсэн маш чухал аспектыг гайхалтай зүйлсийн нэг шиг ихэвчлэн мартах болно.

Дотоод хуваалт (IEC 61439-2 Төрөл 1–4) ба орчны аюулгүй байдлын түвшний IP-ийн ангилал сонгох

IEC 61439-2-ийн дагуу дотоод тусгаарлалтын ойлголт нь шугам, кабел, бэхэлгээний цэгүүд зэрэг хэсгүүдийг хооронд нь яаж тусгаарлах ёстойг зааж өгдөг бөгөөд ингэснээр тоноглолын дотор гэнэт асуудал гарвал цахилгаан нум тархахаас сэргийлж, ажилтнуудыг аюулгүй байлгана. Энд түвшингүүд ч байдаг. Төрөл 1 нь элементүүдийн хооронд үндсэн тусгаарлалт өгдөг бол Төрөл 4 нь бүх чухал хэсгүүдийн хооронд газардуулсан металл хаалтуудыг оруулан бүрэн тусгаарлалт хийдэг. Илүү найдвартай байдал шаардлагатай эсвэл гэмтлийн гүйдэл маш их аюултай байж болох нөхцөлд илүү өндөр түвшний тусгаарлалт нь илүү тохиромжтой байдаг. IP ангилалд ирэх үед тоноглол суурилж буй орчны нөхцөл байдалд нийцсэн байх ёстой. Ерөнхий үйлдвэрийн бүс нутагт ихэвчлэн тоос, усны цацлагаас хамгаалахын тулд хамгийн багадаа IP54 хамгаалалт шаардлагатай байдаг. Аюулгүй байдалд онц аюулгүй байх нөхцөлтэй доторх дэд станцад IP31 хангалттай байж болно. Гэсэн хэдий ч элсэрхэг бүс нутаг эсвэл идэмхий элементүүд байгаа газруудад ердийн нүүрстөрөгчийн гангийн оронд цэвэр гангаар хийсэн IP66 хамгаалалт шаардлагатай. NEMA VE 1-2020-ийн судалгаагаар цэвэр ганган хийцтэй хамгаалалт нь стандарт материалтай харьцуулахад гэмтэл 78% буурдаг байна. Мөн санах ёстой зүйл бол бид ямар тусгаарлалтын арга, хамгаалалтын түвшинийг сонгосныг үл харгалзан үргэлж NFPA 70E шаардлага зэрэг орон нутгийн аюулгүй ажиллагааны дүрмийн шаардлагад нийцсэн байх ёстой.

Хугацааны дунд хугацаанд цахилгаан тоноглолын найдвартай ажиллалтыг механик, цахилгаан дизайнээр шалгаж баталгаажуулах

Механик тэсвэрт чадал болон цахилгаан бүрэн бүтэн байдлыг шалгаж баталгаажуулах нь аюулгүй, тасралтгүй ажиллалтыг хэдэн арван жилээр хангана. Энэ нь гурван хоорондоо хамааралтай шалгалтын суурин дээр тулгуурладаг:

• Бүтцийн тэсвэр тэвчээр : Хамгаалах хайрцгийн материал болон бүтэц нь корроз, цацрагийн задрал, механикийн гэмтэл зэрэг орчны стрессийг тэсвэрлэн, хамгийн багадаа IP54 түвшний нэвтрэлтийн хамгаалалтыг хадгалж байх ёстой
• Цахилгаан эрчим : Голчлон чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь хурдасгасан амьдралын мөчлөгийн шалгууны үед ≥10,000 механик үйлдэл хийснийг харуулах ёстой бөгөөд дулааны ажиллагааг суурилуулсан газрын тодорхой орчны температур болон ачааллын горимын дор шалгаж баталгаажуулна
• Шалгамжлалын хангамж : IEC 62271-200 (цуурын хүч) ба IEC 61439 ( богино холболтын тэсвэрт чадал, UL 1066 тестээр баталгаажсан) стандартад нийцсэн гуравдагч этгээдийн баталгаажуулалт нь талбайн гэмтлийн түвшинг 72%-иар бууруулдаг (2025 оны Эрчим хүчний дэд бүтцийн тайлан). Шалгалтын тайланг (зөвхөн зарламж биш) хангасан үйлдвэрлэгчид 30+ жилийн үйлчилгээний хугацаанд найдвартай ажиллагааг баталгаажуулж, эзэмших нийт зардлыг аль болох багасгаж, аюулгүй байдлын эрсдлийг бууруулдаг.

Түгээмэл асуулт

Цахилгаан тоноглолын хэмжээг зөв тодорхойлохдоо ачааллын профилийн нарийн мэдээллийн ач холбогдол юу вэ?

Ачааллын профилийг нарийвчлан тодорхойлох нь холбогдсон ачааллуудын жинхэнэ шаардлагыг тодорхойлоход тусалдаг бөгөөд цахилгаан тоноглолын хэмжээг илүү сайн тохируулах боломжийг олгодог. Энэ нь илүүдэл тооцоог саатуулж, систем нэмэлт нөөцийг алдахгүйгээр жинхэнэ ачааллыг даах боломжийг хангана.

SCCR-ийн баталгаажуулалт нь цахилгаан тоноглолын тохируулгын үед ямар ач холбогдолтой вэ?

SCCR-ийг баталгаажуулах нь цахилгаан тоноглол богино холболтын гэнэтхийн үед аюулгүй тэсвэрлэх боломжийг хангаж, гэмтэл гарах үеийн тээврийн аюулыг устгадаг. Үүнд тооцоологдсон газар замын түвшнээс дээшхийн аюулгүй байдлын маржийг тооцоолох оролцоно.

Тархалтын системд функциональ түлхүүрийн төхөөрөмжийн үүрэг юу вэ?

Функциональ түлхүүрийн төхөөрөмжийн үүргийн дотор гол оруулга, шин салаагч, хооллох тархалт, MCC-ийн интеграци багтана. Эдгээр нь зөв цахилгаан тархалтыг хангаж, системийн тогтвортой байдлыг хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэнэ.

Цахилгаан системд хамгаалалтын координаци яагаад чухал вэ?

Хамгаалалтын координац нь гэмтлийг зөв түвшинд тусгаарлахыг баталгаажуулж, томоохон саатлыг урьдчилан сэргийлж, нум цохих эрсдлийг багасгадаг. Хамгаалалтын төхөөрөмжүүдийн сонгон шалгаруулах чадвар нь энэ координацийг хөнгөвчилдөг.

Түлхүүрийн төхөөрөмжид дотоод тусгаарлалтын зориулалт юу вэ?

Дотоод тусгаарлалт нь түлхүүрийн төхөөрөмж доторх нумын тархалтыг саатуулж, янз бүрийн компонентүүдийг тусгаарлах замаар аюулгүй байдлыг сайжруулдаг. Үүнийг IEC 61439-2 стандарт тодорхойлдог бөгөөд янз бүрийн төрлүүд нь тусгаарлалтын түвшинг санал болгодог.