발전소 전기 설계의 가장 일반적인 문제

발전소, 발전소 및 발전소는 모두 공통입니다. 발전소에서 사용하는 이름. 발전소는 현대인의 일상 생활에 필수적입니다. 텔레비전도, 인터넷도, 전기도, 조명도 없었을 것입니다. 발전은 1800년대 후반부터 있었고 호수의 물은 지멘스 발전기에 전력을 공급하는 데 사용되었습니다. 전기는 조명에 전력을 공급하고, 난방을 하고, 온수를 생산하고, 엘리베이터를 운행하고, 노동력 절약 장치와 농장 건물을 운영합니다.
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발전소는 전력 생산을 위한 산업 시설입니다. 각 발전소에는 기계적 전력을 전력으로 변환하는 수많은 발전기가 포함될 수 있습니다. 엔지니어링 수준은 구현을 가늠하기 전에 여러 고려 사항이 필요합니다. 오늘날 시설이 직면하고 있는 발전소 전기 설계 문제에는 어떤 것이 있습니까? 그리고 이 문제를 해결하는 데 도움이 된 일상적인 솔루션은 무엇입니까?

발전소 발전 시설

최근까지 전기 시스템의 주요 목표는 시설의 조명, 프로세스 및 환경 시스템의 중단 없는 작동을 보장하는 것이었습니다. 이 매우 간단한 모델은 에너지 소비가 주로 선형 부하에서 발생했던 20세기 초에 파생되었습니다. 최근에는 가변 속도 모터, 프로그래머블 로직 컨트롤러 및 기타 전기 장비와 같은 비선형 부하가 표준이 되었습니다.
선형 부하와 비교할 때 이러한 비선형 부하는 유틸리티 전력선에 항상 존재하는 과전압, 저전압 및 기타 장애에 훨씬 더 민감합니다. 이러한 일상적인 방해는 사소한 장비 오작동에서 값비싼 시스템 종료 및 장비 손상에 이르기까지 다양한 문제를 일으킬 수 있습니다. 또한, 비선형 장치는 자체 전력 장애를 생성할 수 있으며, 이는 플랜트 시설의 다른 부분에 문제를 일으킬 수 있고 유틸리티 배전 시스템으로 피드백될 수 있습니다.
비선형 부하에 대한 의존도가 높아짐에 따라 전기 시스템 설계에 새로운 목표가 추가되었습니다. 보장된 전력 공급이 여전히 중요하지만 신뢰성 문제와 전력 품질이 가장 중요해지고 있으며 용량 요구 사항이 증가했습니다. 또한 경쟁력을 유지하기 위해 에너지 사용과 비용을 계속 제어해야 합니다. 이러한 문제에 직면하여 전기 엔지니어는 신뢰성 및 전력 품질 문제를 경험할 위험을 자산으로 평가하고 문제의 경제적 영향을 평가하고 비용 효과 위험 관리 프로그램을 구현해야 합니다.

신뢰할 수 있는 전원 공급 장치

신뢰할 수 있는 전원 공급 장치는 원하는 전력 품질 등급으로 시설의 부하에 전력을 공급할 수 있을 만큼 충분한 전력을 공급하는 공급 장치이며, 인력의 안전과 중요한 공정 및 공정 장비의 보호를 보장하기 위해 축소 또는 기타 비상 상황 시 충분한 전력을 공급하는 공급 장치입니다.
시설에서 요구하는 부하 요구 사항을 예상할 수 있는 발전소 전기 설계는 거의 이상적이지 않습니다. 플랜트 엔지니어는 설비 부하 프로파일을 수행해야 합니다. 프로필을 통해 관리 팀은 원하는 시간 간격에 따라 시설의 전력 소비가 어떻게 달라지는지 철저히 이해할 수 있습니다. 전력 서비스 부하 패턴을 식별하는 한 가지 방법은 수요 차트를 통해 분석을 수행하는 것입니다. 또는 측정 시스템을 활용하여 피크 사용 시간의 정보와 함께 데이터를 전송합니다. 계측은 전기 시스템을 지속적으로 모니터링하고 운영자에게 성능과 효율성을 알리는 데 필수적입니다.

불안정한 전원 공급 장치

전력 품질

전력 품질 측면에서 기존 유틸리티 서비스는 100% 신뢰할 수 없습니다. 프리미엄을 지불하려는 일부 유틸리티 고객의 경우 전원 공급 장치를 100%에 가깝게 신뢰할 수 있습니다. 이러한 높은 수준의 의존도에서도 일부 사용자는 사내 전력 조절 시스템을 제공해야 할 수 있습니다.
플랜트 엔지니어의 진단 및 예방 조치에도 불구하고 예상치 못한 정전 및 기타 장애가 발생합니다. 이러한 상황에서 잘 관리되는 플랜트 전기 시스템은 최소한 장비를 정지할 수 있을 만큼 충분한 비상 전원을 제공합니다.
예비 전원은 보조 발전기 또는 UPS(무정전 전원 공급 장치)로 알려진 장치에서 공급할 수 있습니다. 점점 더 많은 수의 발전소에서 열병합 발전 시스템을 통해 현장 발전을 제공하는 것이 경제적으로 실현 가능합니다. 열병합 발전 시스템은 폐기물을 활용하거나 연료를 구매하여 전력을 생성하고 폐열을 회수합니다.

무정전 전원 공급 장치

전력 품질 문제의 원인

오늘날 유틸리티는 변전소와 배전 시스템에서 고급 하드웨어와 소프트웨어를 사용하지만 전력 장애가 발생합니다. 다음과 같은 결과가 발생할 수 있습니다.

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전송 오류

배전 시스템 스위칭 오류

번개

장비 동시 작동

많은 경우 교란은 설비 자체 내의 배선 및 접지 문제로 추적될 수 있습니다. 일반적인 장애는 정전, 저전압, 과전압, 스파이크, 세이지, 서지 또는 노이즈입니다. 이러한 장애는 몇 시간 동안 지속되는 정전에서 몇 마이크로초만 지속되는 서지에 이르기까지 다양하며 플랜트 엔지니어가 식별할 수 없습니다.

전력 품질 문제를 일으키는 낙뢰

모터, 솔레노이드 및 전기 기계 제어 장치와 같은 오래된 전기 장비는 짧은 시간 동안의 교란에 크게 영향을 받지 않습니다. 그러나 반도체 전자 장비는 광범위한 교란에 가장 취약합니다. 이 취약점은 전자 장치가 공급되는 교류(AC) 전력을 소비하는 방식에서 비롯됩니다. AC 전원을 직류(DC) 전원으로 변환할 수 없는 전자 장치에는 다음과 같은 문제가 있을 수 있습니다.

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기기 중단

데이터 오류

기억 상실

종료까지

최악의 경우 일부 장치가 손상될 수 있습니다.

전력 품질 문제 수정 시 고려 사항

전력 교란으로부터 고체 상태의 전력에 민감한 장비를 보호하기 위해 사용할 수 있는 몇 가지 유형의 구제책이 있습니다. 대부분 간단하고 저렴합니다. 또한 전원 공급 장치를 조정하여 사인파 모양을 매끄럽게 함으로써 교란을 완전히 방지할 수 있습니다(자세한 내용은 여기). 전력 조절 장비는 고가이기 때문에 최고 등급의 전력이 필요한 애플리케이션에만 가장 적합합니다.

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배선 및 접지
상업 및 산업 시설에서 발생하는 전력 품질 문제의 약 80%는 부적절한 접지, 부적절한 배선, 느슨한 연결, 잘못된 유지 관리 방식으로 인한 먼지 축적 문제로 추적할 수 있습니다. 우수한 저저항 접지의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 특히 솔리드 스테이트 시스템은 회로에 남겨두면 손상을 일으킬 수 있는 부유 전력으로 작동하고 분산시키기 위해 접지에 의존하기 때문입니다. 이것은 전력 품질 문제에 대한 저비용 예방 조치입니다.

전용 회로
소음 형태의 대부분의 전력 교란은 플랜트 자체 내에서 발생합니다. 결과적으로 중요하거나 매우 민감한 장비를 보호하는 효과적인 방법은 장비를 자체 절연 회로에 배치하여 근접한 다른 장비로 인해 발생하는 전원 장애로부터 장비를 보호하는 것입니다.

스파이크 억제기
스파이크 억제기는 전압 스파이크의 진폭을 안전한 수준으로 줄이고 급격한 전압 변화를 제거할 수 있습니다. 그들은 가장 간단하고 가장 저렴한 보호 장치입니다. 그러나 성능은 구입한 서프레서의 품질에 따라 다릅니다.

절연 변압기
절연 변압기는 다른 현장 장비 또는 들어오는 전원에서 발생하는 전기 노이즈 및 왜곡을 필터링합니다. 그러나 스파이크 및 서지와 같은 다른 유형의 교란으로부터 보호할 수 없습니다.

전압 조정기
전압 조정기는 기계적 또는 전기적 수단을 통해 서지 및 새그로부터 보호하여 비교적 일정한 전압을 유지합니다. 이 옵션은 위에 나열된 옵션보다 비용이 많이 들지만 전력 향상 장치의 비용 스펙트럼 중간점에 있습니다.

무정전 전원 공급 장치
UPS는 단기 정전 및 외부 전원 교란으로부터 보호합니다. UPS 시스템은 일반적으로 정류기/충전기, 배터리 뱅크, 정적 인버터 및 자동 또는 수동 바이패스 스위치로 구성됩니다. 일시적인 정전을 포함한 모든 전력 품질 문제에 대한 보호 기능을 제공합니다. 지속적인 정전에 대한 보호는 배터리 뱅크의 크기로 제한됩니다. UPS는 과도 현상, 처짐, 팽창 또는 기타 이상으로부터 보호하지 않습니다.

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