العربية
English
français
Deutsch
español
中文
إن أفضل نظام توزيع هو النظام الذي سيوفر خدمة كهربائية مناسبة لكل من الأحمال المحتملة الحالية والمستقبلية، بشكل فعال من حيث التكلفة وآمن. تتمثل وظيفة نظام توزيع الطاقة الكهربائية في مبنى أو موقع تركيب في تلقي الطاقة من نقطة إمداد واحدة أو أكثر وتوصيلها إلى المصابيح الفردية والمحركات وجميع الأجهزة الأخرى التي تعمل بالكهرباء. إن أهمية نظام التوزيع لوظيفة المبنى تجعل من الضروري تقريبًا تصميم أفضل نظام وتركيبه.
من أجل تصميم أفضل نظام توزيع، يجب أن يكون لدى مهندس تصميم النظام معلومات تتعلق بالأحمال ومعرفة بأنواع أنظمة التوزيع المختلفة القابلة للتطبيق. تواجه الفئات المختلفة للمباني العديد من تحديات التصميم المحددة، ولكن هناك مبادئ أساسية معينة مشتركة بين الجميع. مثل هذه المبادئ، إذا تم اتباعها، ستوفر تصميمًا يتم تنفيذه بشكل سليم.
تتضمن المبادئ أو العوامل الأساسية التي تتطلب أخذها في الاعتبار أثناء تصميم نظام توزيع الطاقة ما يلي:
هناك العديد من العوامل الجديدة التي يجب مراعاتها في أنظمة توزيع الطاقة الحديثة نتيجة لتغييرين حديثين نسبيًا. التغيير الأول الأخير هو إلغاء القيود التنظيمية على المرافق. لقد تغير الاعتماد التقليدي على المنفعة لتحليل المشكلات، وقياسات وتقنيات الحفاظ على الطاقة، وهيكل التكلفة المبسط للكهرباء. أما التغيير الثاني فهو أقل وضوحًا بالنسبة للمصمم ولكنه سيكون له تأثير على أنواع المعدات والأنظمة التي يتم تصميمها. إنها الكمية المتناقصة من مشغلي كهرباء المباني المؤهلين وأقسام الصيانة ومهندسي المرافق
قد تكون تقنيات الطاقة الكهربائية الحديثة مفيدة للمصمم ومالك المبنى في مواجهة هذه التحديات الجديدة. أدى ظهور أجهزة المعالجات الدقيقة (الأجهزة الذكية) في معدات توزيع الطاقة إلى توسيع خيارات وقدرات أصحاب المرافق، مما يسمح بالاتصال الآلي لمعلومات نظام الطاقة الحيوية (كل من بيانات الطاقة ومعلومات تشغيل النظام) والتحكم في المعدات الكهربائية.
يمكن تجميع هذه التقنيات على النحو التالي:
Various sections of this guide cover the application and selection of such systems and components that may be incorporated into the power equipment Designed.
When considering the design of an electrical distribution system for a given customer and facility, the electrical engineer must consider alternate design approaches that best fit the following overall goals.
1.Safety: The No. 1 goal is to design a power system that will not present any electrical hazard to the people who use the facility, and/or the utilization equipment fed from the electrical system.
It is also important to design a system that is inherently safe for the people who are responsible for electrical equipment maintenance and upkeep.
The National Electrical Code® (NEC®), NFPA® 70 and NFPA 70E, as well as local electrical codes, provide minimum standards and requirements in the area of wiring design and protection, wiring methods and materials, as well as equipment for general use with the overall goal of providing safe electrical distribution systems and equipment.
The NEC also covers minimum requirements for special occupancies including hazardous locations and special use type facilities such as health care facilities, places of assembly, theaters and the like, and the equipment and systems located in these facilities. Special equipment and special conditions such as emergency systems, standby systems and communication systems are also covered in the code.
It is the responsibility of the design engineer to be familiar with the NFPA and NEC code requirements as well as the customer’s facility, process and operating procedures; to design a system that protects personnel from live electrical conductors and uses adequate circuit protective devices that will selectively isolate overloaded or faulted circuits or equipment as quickly as possible.
2.Minimum Initial Investment: The owner’s overall budget for first cost purchase and installation of the electrical distribution system and electrical utilization equipment will be a key factor in determining which of various alternate system designs are to be selected. When trying to minimize initial investment for electrical equipment, consideration should be given to the cost of installation, floor space requirements and possible extra cooling requirements as well as the initial purchase price.
3.Maximum Service Continuity: The degree of service continuity and reliability needed will vary depending on the type and use of the facility as well as the loads or processes being supplied by the electrical distribution system. For example, for a smaller commercial office building, a power outage of considerable time, say several hours, may be acceptable, whereas in a larger commercial building or industrial plant only a few minutes may be acceptable. In other facilities such as hospitals, many critical loads permit a maximum of 10 seconds outage and certain loads, such as real-time computers, cannot tolerate a loss of power for even a few cycles.
Typically, service continuity and reliability can be increased by:
4.Maximum Flexibility and Expendability: In many industrial manufacturing plants, electrical utilization loads are periodically relocated or changed requiring changes in the electrical distribution system. Consideration of the layout and design of the electrical distribution system to accommodate these changes must be considered. For example, pro- viding many smaller transformers or load centers associated with a given area or specific groups of machinery may lend more flexibility for future changes than one large transformer; the use of plug-in busways to feed selected equipment in lieu of conduit and wire may facilitate future revised equipment layouts. In addition, consideration must be given to future building expansion, and/or increased load requirements due to added utilization equipment when designing the electrical distribution system. In many cases considering trans- formers with increased capacity or fan cooling to serve unexpected loads as well as including spare additional protective devices and/ or provision for future addition of these devices may be desirable. Also to be considered is increasing appropriate circuit capacities or quantities for future growth. Power monitoring communication systems connected to electronic metering can provide the trending historical data necessary for future capacity growth.
5.Maximum Electrical Efficiency (Minimum Operating Costs): Electrical efficiency can generally be maximized by designing systems that minimize the losses in conductors, transformers and utilization equipment. Proper voltage level selection plays a key factor in this area and will be discussed later. Selecting equipment, such as transformers, with lower operating losses, generally means higher first cost and increased floor space requirements; thus, there is a balance to be considered between the owner’s utility energy change for the losses in the transformer or other equipment versus the owner’s first cost budget and cost of money.
6.Minimum Maintenance Cost: Usually the simpler the electrical system design and the simpler the electrical equipment, the less the associated maintenance costs and operator errors. As electrical systems and equipment become more complicated to provide greater service continuity or flexibility, the maintenance costs and chance for operator error increases. The systems should be designed with an alternate power circuit to take electrical equipment (requiring periodic maintenance) out of service without dropping essential loads. Use of draw out type protective devices such as breakers and combination starters can also minimize maintenance cost and out-of-service time. Utilizing sealed equipment in lieu of ventilated equipment may minimize maintenance costs and out-of-service time as well.
7.Maximum Power Quality: The power input requirements of all utilization equipment has to be considered including the acceptable operating range of the equipment and the electrical distribution system has to be designed to meet these needs. For example, what is the required input voltage, current, power factor requirement? Consideration to whether the loads are affected by harmonics (multiples of the basic 60 Hz sine wave) or generate harmonics must be taken into account as well as transient voltage phenomena. The above goals are interrelated and in some ways contradictory. As more redundancy is added to the electrical system design along with the best quality equipment to maximize service continuity, flexibility and expandability, and power quality, the more initial investment and maintenance are increased. Thus, the designer must weigh each factor based on the type of facility, the loads to be served, the owner’s past experience and criteria.
من المتوقع ألا تتوفر لدى المهندس مطلقًا معلومات التحميل الكاملة عندما يتم تصميم النظام. سيتعين على المهندس توسيع المعلومات المتاحة له على أساس الخبرة في مشاكل مماثلة. وبطبيعة الحال، من المرغوب فيه أن يكون لدى المهندس أكبر قدر ممكن من المعلومات المحددة فيما يتعلق بوظيفة ومتطلبات وخصائص أجهزة الاستخدام. يجب أن يعرف المهندس ما إذا كانت أحمال معينة تعمل بشكل منفصل أو معًا كوحدة، وحجم الطلب على الأحمال التي يتم عرضها بشكل منفصل وكوحدات، والجهد المقدر والتردد للأجهزة، وموقعها الفعلي بالنسبة لبعضها البعض وفيما يتعلق المصدر واحتمالية وإمكانية نقل أجهزة التحميل وإضافة الأحمال في المستقبل.
إلى جانب هذه المعلومات، فإن معرفة الأنواع الرئيسية لأنظمة توزيع الطاقة الكهربائية تؤهل المهندسين للوصول إلى أفضل تصميم للنظام لمبنى معين.
إنه خارج نطاق هذا الدليل تقديم مناقشة تفصيلية للأحمال التي يمكن العثور عليها في كل نوع من أنواع المباني المتعددة. بافتراض أن مهندس التصميم قام بتجميع بيانات الحمل اللازمة، تناقش الصفحات التالية بعض الأنواع المختلفة لأنظمة التوزيع الكهربائية التي يمكن استخدامها. إن وصف أنواع الأنظمة والرسوم البيانية المستخدمة لشرح أنواع الأنظمة في الصفحات التالية يغفل موقع معدات قياس إيرادات المرافق من أجل الوضوح. يتم أيضًا عرض مناقشة لحسابات الدائرة القصيرة، والتنسيق، واختيار الجهد، وانخفاض الجهد، وحماية الأعطال الأرضية، وحماية المحرك وغيرها من حماية المعدات المحددة.
اشترك معنا للتمتع بأسعار الفعاليات والحصول على أفضل الأسعار .
دعم شبكة IPv6
