Guide expert pour la planification et la conception de systèmes de distribution d'énergie

Les systèmes de distribution d'énergie nécessitent un soin et une considération détaillés lors de la planification et de la conception. Le système d'énergie est crucial pour maintenir les opérations quotidiennes fonctionnant correctement. Examinons certains des aspects importants de la planification et conception de systèmes de distribution.

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Importance de la planification

Pour que l'industrie reste rentable, l'entreprise principale doit obtenir le moindre coût total de possession. Cela signifie sélectionner des configurations de système à faible coût en tenant aussi compte du coût d'exploitation, maintenance & mises à niveau, et décommissionnement du système.

La planification est nécessaire pour concevoir un système pour une performance optimale. Tout en assurant la continuité de l'alimentation, en minimisant les pertes de puissance, en assurant la qualité de l'énergie, et en obtenant un fonctionnement sans souci en sélectionnant un équipement de taille appropriée basé sur les influences environnantes.

Planification pour les systèmes de distribution industriels

La planification commence par l'évaluation de la demande énergétique prédéterminée pour l'installation. Pour comprendre ce que l'installation nécessiterait pour la consommation d'énergie, l'information préalable d'autres projets d'installations avec équipement et processus similaires est un bon point de départ. Cela ne fournit qu'un point de départ, où une meilleure approximation peut être déterminée basée sur les machines et équipements de l'installation. Les données requises à collecter pour l'estimation de puissance incluent :

• Liste des charges de connexion et emplacements
• Modèle de chargement (variations de processus)
• Séparation charge critique de charges non-critiques
• Charges avec harmoniques élevés
• Inclusion des plans de croissance future
• Interface avec le service public

Une liste des emplacements de charge et du modèle de chargement d'équipement aidera à évaluer le facteur de charge, le facteur de demande, et le facteur de diversité. L'application de ces facteurs est cruciale pour estimer avec précision les besoins en puissance pour toute installation et concevoir des systèmes de distribution.

Projection de la croissance future

Pour planifier un futur système de distribution, une bonne période de grâce est nécessaire pour donner une bonne avance. Cinq ans est un bon début pour les systèmes de distribution. Cela est dû à l'expansion dans les systèmes de distribution au sein d'une installation en cours pouvant causer des perturbations opérationnelles inconvenantes. Il pourrait être de bonne pratique de sur-dimensionner la capacité initiale d'un montant raisonnable pour tenir compte des expansions possibles. Une autre option est de sélectionner de l'équipement à double étalonnage.

L'approche ci-dessus est pour les projets avec des fonds suffisants pour la produire. Pour un projet avec des fonds plus faibles, la planification pour l'expansion future nécessite de l'espace et de l'équipement pour le système de distribution mis à niveau. Cette approche est faite en assumant l'expansion et en ayant la planification et les conceptions déjà produites comme pour développer l'expansion.

Emplacement des actifs d'équipement

Le principe général est de placer l'équipement du système de distribution à un emplacement central pour les charges qui y sont alimentées. C'est un emplacement idéal où les bénéfices de la conception électrique sont :

• Trajets de câbles plus courts
• Uniformité de la direction du flux de puissance
• Pertes électriques moindres et tailles de câblage plus petites
• Minimisation de la chute de tension excessive

Un placement approprié peut résulter en coûts de câbles et coûts opérationnels plus bas en minimisant la chance de perte de puissance. La sélection d'emplacement n'est pas toujours aussi simple que de prendre le chemin le plus court vers sa destination. Il est bon de dire qu'une fois les composants en place, il est souvent difficile de les déplacer. La sélection correcte pendant la planification est cruciale et doit recevoir une juste attention.

Sélection des paramètres du système de distribution

L'étape suivante dans la conception est d'établir les paramètres du système de distribution. Les paramètres incluent :

• Spécifications environnementales
• Niveaux de tension dans le système de distribution et sa fréquence
• Variations acceptables dans les paramètres du système
• Capacité d'interruption/tenue aux défauts

Environnemental

Les spécifications environnementales dépendent de l'emplacement de l'installation pour la conception du système de distribution et l'achat d'équipement. La température et l'humidité sont des facteurs déterminants pour la sélection d'équipement de système de distribution. D'autres considérations incluent la compréhension de la densité d'éclairs pour la protection, la présence de poussière, gaz combustibles possibles, et polluants chimiques. Cela aidera à déterminer l'emplacement approprié pour le placement du système de distribution.

Tension et fréquence du système de distribution

Déterminer les valeurs de tension et fréquence du système de distribution à utiliser est l'étape suivante. La fréquence est habituellement déterminée par les standards de la région. La sélection de tension tend à être un peu plus compliquée. L'équipement doit correspondre au système de service public externe pour le système de distribution dans l'installation. Cela est habituellement déterminé basé sur la charge totale anticipée.

Variation acceptable dans les paramètres du système de distribution

La fréquence et la tension sont principalement contrôlées par des systèmes dans une certaine limite. Normalement, des variations se produisent continuellement selon la condition d'opération du système et le tirage de charge de l'installation. Tant que c'est dans des limites acceptables, il n'y a pas lieu de s'inquiéter. Des conditions anormales telles que courts-circuits ou défauts peuvent causer des surtensions de tension/fréquence au-delà des valeurs limites.

Les équipements sont conçus pour résister à certaines variations. Mais, si l'équipement peut être attendu pour dépasser les limitations de conception, les options suivantes sont disponibles :

• Contrôler l'étendue de la variation (Composants pour minimiser la chute de tension)
• Interfaces automatisées pour limiter les variations (Réguler la tension et réduire les fluctuations)
• Équipement certain pour améliorer les niveaux de variation (Fonctionnement satisfaisant sur bande de tension plus large)

Capacité à résister aux défauts

L'équipement soumis à de forts courants de défaut doit être capable de résister aux contraintes thermiques et mécaniques associées. L'équipement développé dans le but d'interrompre les défauts a toujours une limite. La sélection d'équipement doit avoir des valeurs nominales supérieures aux courants de court-circuit où cela pourrait se produire.

Planification de la configuration du système de distribution

Jusqu'à maintenant, nous avons discuté des considérations importantes pour planifier un projet de système de distribution. Une fois les configurations appropriées comprises, la finalisation détaillée est suivante pour ce qui suit :

• Configuration globale
• Nombre d'alimentateurs entrants
• Niveaux de tension entrants et de distribution
• Valeurs nominales équipement majeur
• Type de distribution
• Intégration équipement secours d'urgence
• Mise à la terre du système de protection

Ces détails mènent au schéma unifilaire de distribution global pour la planification d'installation. L'optimisation des configurations maintenant nécessitera peu de révision plus tard.

Dimensionnement/Étalonnage pour l'équipement

L'étape suivante dans le système de distribution est de décider les valeurs nominales de l'équipement. Sélectionner l'étalonnage approprié nécessite la finalisation de ce qui suit :

• Tension, Courant, et Fréquence nominaux
• Variation de tension et fréquence
• Courant et temps de tenue aux défauts
• Capacité de coupure de défaut
• Dégagement et chemin de fuite

Tout l'équipement arrivera en utilisant les paramètres du système de distribution précédemment discutés. La tolérance de variation permise de tension et fréquence est spécifique à l'équipement et les limitations doivent être assorties avec les paramètres du système d'énergie. Des mesures spécifiques devront être planifiées pour les correcteurs de creux et les systèmes d'alimentation sans interruption.

Les contraintes de disponibilité du marché peuvent rendre la sélection difficile pour la planification de configuration. Les valeurs nominales des appareillages de commutation, transformateurs, et capacité d'interruption de disjoncteurs peuvent devenir un facteur limitant et peuvent introduire de l'équipement additionnel non intentionnel pour maintenir les paramètres de système de distribution projetés.

Conception et planification résumées

Les systèmes de distribution d'énergie nécessitent de grandes quantités de fonds pour les investissements dans toute industrie et une somme considérable pour les coûts opérationnels. Une bonne planification pour concevoir un système de distribution avec une performance optimale nécessite plusieurs étapes de la collecte de données, la sélection de configurations appropriées, et la sélection d'équipement approprié en utilisant des outils de planification, et logiciels pour la modélisation et la documentation d'aspects importants du système de distribution.

Conception et planification avec E3.Series

La planification de systèmes de distribution nécessite une grande attention aux détails. La conception, la documentation, et la sélection d'équipement requièrent déjà beaucoup de temps. E3.series offre d'excellents outils pour rendre ce processus plus facile pour les concepteurs.

E3.Schematic

Offre une plateforme pour la conception et la documentation de contrôles électriques des fusibles aux transformateurs. Ayant des valeurs nominales et tailles de bibliothèques de composants intelligentes basées sur composants de multiples fabricants. Cela aide à fournir information et spécifications basées sur les paramètres et exigences du système de distribution. Il offre aussi :

• Prévention court-circuit
• Sous-circuits réutilisables stockés centralement
• Connexions automatiques et parallèles
• Bibliothèques de pièces pilotées par composants
• Garantie d'utilisation de pièces valides
• Référencement croisé en ligne connexions et dispositifs
• Configuration de bornes
• Intégration PLC
• Numérotation automatique de fils

E3.schematic gère toutes les données de conception et la documentation affiliée, telle que nomenclature et liste de connexions ou instructions d'assemblage et fiches techniques.

E3.Panel

E3.Panel permet aux ingénieurs de disposer les composants dans les enceintes de panneaux. Placement facile par accroche de composants, prévention de collision de composants, et intégré avec E3.schematic où le travail de conception peut commencer dans l'un ou l'autre des outils. Voyez facilement comment les aspects électriques et mécaniques fusionnent en un CAO cohésif. Fournit aussi le routage de fils pour que les fils puissent être automatiquement connectés depuis le schéma et générant le chemin le plus court possible pour la configuration. Il fournit aussi :

• Définitions complètes de composants
• Fonctionnalité emplacements et montage
• Support zones restreintes
• Détails de découpe et perçage
• Algorithme du chemin le plus court pour câblage
• Ségrégation de fils
• Visualisation 3D
• Intégration avec machines de câblage, perçage, et fraisage automatiques

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Il y a déjà tellement de travail et d'effort requis pour la conception et l'implémentation de systèmes de distribution. Ne gaspillez pas du temps précieux sur des éléments qui peuvent soit être automatisés soit rendus plus simples. La planification et la conception sont importantes et s'assurer qu'elles sont conduites correctement la première fois fera gagner une immense quantité de temps dans le futur.

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