에너지 전송 시스템 설계 고려 사항 및 제약 조건

발전소에서 변전소 센터로의 전기 에너지 전송은 전력 증가와 함께 증가하고 있습니다. 오늘 수요. 전송 시스템이 수십 년에 걸쳐 확장됨에 따라 전송 라인에서 사용 가능한 초과 용량은 시스템 성장과 함께 소모되거나 전송 사용자가 시스템 수요를 충족하기 위해 보다 경제적인 계획을 개발함에 따라 소모되는 것으로 보입니다. 확장은 확장을 향해 더 많이 촉진하는 더 많은 소비로 이어집니다. 전송 시스템 설계와 관련된 고려 사항 및 제약 조건을 이해하면 엔지니어가 이것이 작동 및 안정성에 미치는 영향에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.
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전송 제약

확장 성장으로 인해 사용자는 수요에 따라 점점 더 많은 에너지를 소비하게 됩니다. 에너지 전송 혼잡은 에너지 전송이 증가된 전력 흐름을 더 이상 수용할 수 없을 때 발생합니다. 전송 정체의 이유는 다양할 수 있지만 특정 경로의 전력 흐름에 대한 일반적인 수요 문제는 신뢰성을 위협하지 않고는 불가능합니다. 일반적인 제약 조건과 그와 관련된 결과를 식별할 수 있습니다.

열적 제약

전송 라인에는 자체 열 제한이 있어 이를 초과하면 라인이 처질 수 있습니다. 이로 인해 전기 아크가 인근 식물, 구조물 및 지면에 발생하는 라인 오류가 발생할 수 있습니다. 이 경우 보호 전송 구성 요소는 심각한 손상으로부터 단말 장비를 보호하기 위해 결함이 있는 라인을 제거합니다.

수리를 위해 라인이 제거되면 다른 전송 라인은 손실을 보상하기 위해 부하가 증가합니다. 과부하로 인해 작동 제한을 초과하는 열 제한이 발생할 수 있습니다. 이 상황이 신속하게 적절하게 억제되지 않으면 손실을 보상하는 다른 라인이 똑같은 시나리오를 경험할 수 있습니다.

이 임시 수정 사항은 비상 상황에만 해당되며 에너지 전송 라인은 여전히 ​​열 제한을 초과할 수 있음을 이해합니다. 이러한 이유로 에너지 전송 라인에는 종종 비상 등급이 있습니다. 이 등급은 열 제한에 도달할 가능성을 최소화하기 위해 더 높은 부하 전달을 허용하는 특정 시간을 제공합니다.

전압 제한

일반적으로 수신단의 에너지 전송 라인 리액턴스는 시작단에 적용된 전압보다 훨씬 낮습니다. 공칭 전압 값보다 높거나 낮은 전압 편차가 크면 소비자나 공급자에게 장비 손상이 발생할 수 있습니다. 이는 요구 사항을 충족하는 작동을 유지하기 위해 작동 전압 제약을 갖는 이유를 제공합니다. 이 제약은 에너지 전송 라인이 흩어져 있고 긴 지역에서 훨씬 더 중요합니다.

운영 제약

하중은 지속적으로 변경되며, 이는 작거나 클 수 있습니다. 부하의 상대적으로 작은 변화는 일반적으로 발전 측의 기계적 전력이 전력 수요에 맞춰 조정될 때 발생합니다. 변동이 작은 한 시스템 간의 연결은 동기화 상태를 유지할 수 있습니다. 부하의 크기가 증가하지 않고 저주파에서 진동하지 않는 한 시스템은 안정적으로 유지됩니다. 이러한 진동으로 인해 불안정하고 정전이 발생할 수 있는 문제가 있는 전압 및 주파수 문제가 발생할 수 있습니다.

에너지 전송 라인의 서비스, 결함 또는 중단으로 인해 큰 진동이 발생합니다. 더 큰 주파수 범위는 비정상 상태 불안정을 초래할 수 있는 제어할 수 없는 상황을 유발할 수 있습니다. 잠재적인 불안정성을 최소화하기 위한 예방 조치가 필요합니다.

전압 불안정은 시스템이 더 큰 무효 전력 흐름에 노출될 때 발생합니다. 이것은 라인의 시작에서 수신 끝까지의 전압 차이의 결과입니다. 이로 인해 수신단에서 전압 강하가 발생합니다. 낮은 전압은 전류를 증가시키고 손실에 기여할 수 있습니다. 전압 붕괴는 최종 결과입니다. 잠재적으로 장비 손상 및 가동 중단을 일으킬 수 있습니다.

에너지 전송 라인 설계 정의

전송 라인 설계를 고려하는 여러 가지 고려 사항이 있습니다. 에너지 전송 라인에는 이를 정의하는 특정 매개변수가 있습니다. 이러한 매개변수는 환경 영향에 영향을 미칩니다. 기본 매개변수는 다음과 같습니다.

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공칭 전압

줄 길이

고도 범위

설계 부하

공칭 전압은 실제 라인 전압에 대한 근사치입니다. 실제 전압은 저항, 거리, 연결 장비 및 라인의 전기적 성능에 따라 다릅니다. 고도 범위는 대략적으로 예상되는 날씨와 지형을 의미합니다. 설계 하중은 또한 날씨 요인을 기반으로 합니다. 예를 들어 바람과 얼음이 에너지 전송 라인과 타워에 가하는 설계 하중. 이는 타워 치수, 길이, 타워 ​​디자인, 도체 기계적 강도 및 바람 감쇠에 영향을 줍니다.

타워 설계 매개변수

전송 타워는 도체를 로컬 환경 및 서로 분리하도록 설계되었습니다. 에너지 전송 전압이 높을수록 더 큰 분리 거리가 필요합니다. 아크가 전송 라인에서 접지로 점프할 수 있는 경우 접지 시나리오에 오류가 발생합니다. 이것은 주변으로 전기가 전달되는 경우입니다. 이것은 도체 사이에서도 발생할 수 있습니다. 이것을 상간 오류라고 합니다.

첫 번째 설계 고려 사항은 도체, 타워 및 기타 잠재적인 아크 구조 사이의 거리입니다. 이것은 타워의 물리적 치수에 대한 일반적인 아이디어를 제공합니다. 여기에는 타워 높이, 도체 간격 및 장착을 위한 절연체 길이가 포함됩니다.

다음 설계 고려 사항은 첫 번째 설계 요구 사항을 유지하기 위한 타워 프레임의 구조적 강도입니다. 이것은 구성 요소, 날씨 및 가능한 충격 하중을 고려합니다.

최종 설계 고려 사항은 타워와 미리 결정된 설계 하중을 지지하는 데 필요한 기초를 제공하는 것입니다.

간격 설계 매개변수

타워의 기본 기능은 도체를 주변, 다른 도체 및 잠재적인 아크 구조로부터 격리하는 것입니다. 위상 대 타워, 위상 대 위상 및 위상 대 접지를 기반으로 한 여유 공간. 위상 대 타워 간극은 일반적으로 가능한 도체 움직임을 고려해야 하는 절연체 스트링에 의해 유지됩니다. 위상 대 지상 간격은 타워 높이를 기반으로 하여 라인 온도와 라인 처짐 가능성을 최소화하고 식생 및 잠재적인 아크 구조를 제어합니다. 상간 분리는 타워 지오메트리와 라인 모션 제한을 통해 제어됩니다.

낙뢰 보호를 위한 설계

타워가 높을수록 잠재적인 낙뢰 가능성이 높아집니다. 낙뢰는 에너지 전송 및 소비자 장비에 상당한 손상을 줄 수 있습니다. 낙뢰 피해를 최소화하기 위해 추가 케이블 세트가 타워 상단에서 지면까지 이어져 낙뢰가 따라옵니다. 이를 일반적으로 실드 와이어라고 하며 장비 오류를 방지하는 데 도움이 됩니다.

도체 동작 억제를 위한 설계

도체 운동을 생성하는 풍화 효과는 잠재적으로 에너지 전송 장비에 손상을 줄 수 있습니다. 가장 일반적인 유형의 에너지 전달 댐퍼는 스톡브리지 댐퍼입니다. 이들은 도체의 부착 지점에서 타워까지 인접한 도체 아래에 설치됩니다. 풍화 효과에 대한 적절한 예측은 전송 타워에 필요한 댐퍼 설계를 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이는 잠재적으로 유틸리티 장비에 손상을 줄 수 있는 풍화의 진동 효과를 방지합니다.

E3.물리적 디자인 레이아웃용 케이블

E3.Cable은 정교한 플랫폼에 결합된 전기 및 기계 CAD의 다목적 혼합을 허용합니다. 이것은 에너지 전송 라인, 변전소 상호 연결 및 전송 타워를 쉽고 간단하게 설계할 수 있는 도구와 기능을 제공합니다. 기계 구조에 대한 기하학적 요구 사항을 유지하면서 설계 충돌을 방지하는 데 필요한 기능을 제공합니다.

간편한 드래그 앤 드롭 스냅인 기능으로 상호 연결 시스템 패널 및 전송 라인을 생성할 수 있습니다. 사용자의 요구에 따라 입력 매개변수를 기반으로 오류가 없는 쉬운 디자인을 만듭니다. 다음 중 일부를 제공합니다.

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패널 컨트롤러의 물리적 표현 생성

설계 규칙 확인

충돌 감지

배치 오류 방지

E3.3D 라우팅 브리지

E3.3D 라우팅 브리지는 시장에서 가장 많이 사용되는 MCAD 소프트웨어를 에너지 전송 라인 라우팅 및 구성으로 쉽게 전환할 수 있도록 합니다. MCAD 파일을 E3.3D 라우팅 브리지로 쉽게 전송하여 설계 매개변수에 대한 에너지 전송 라인 길이와 직경을 결정합니다. 이것은 사용하기 쉬운 하나의 소프트웨어에서 기계 및 전기 공학 측면을 결합하는 중간 단계를 제공합니다. E3.3D 라우팅 브리지는 도체, 에너지 전송 라인, 절연체 사이의 상호 연결과 작동 엔지니어링 매개변수를 달성하는 데 필요한 여유 공간에 대한 보다 명확한 이미지를 제공합니다. 다음과 같은 기능을 제공합니다.

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MCAD로 전송 가능한 구성 요소 정보

MCAD에서 구성 요소 충돌 확인

변속기 처짐 또는 굽힘 계산

MCAD에서 에너지 전송 라인 및 세그먼트의 길이 계산

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올바른 디자인 도구

설계 제약 조건과 고려 사항을 이해하는 것은 최고의 에너지 전송 장비를 설계하기 위한 첫 번째 단계일 뿐입니다. 최고의 품질과 신뢰성을 생산하는 데 사용할 수 있는 최고의 도구를 보유하면 엔지니어에게 훨씬 더 많은 도움이 될 것입니다. 설계 엔지니어링 준비의 다음 단계를 수행하십시오.

전송 시스템에 사용되는 현재 설계 프로세스와 개선 방법에 대해 논평하십시오.

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