配電システムの計画と設計
配電システムは、計画および設計時に細心の注意と考慮が必要です。電力システムは、日常業務を適切に機能させるために不可欠です。配電システムの計画と設計の重要な側面のいくつかを見てみましょう。
計画の重要性
業界が収益性を維持するためには、主要企業が最小の総所有コストを取得する必要があります。これは、運用、保守とアップグレード、およびシステムの廃止措置のコストも考慮して、低コストのシステム構成を選択することを意味します。
最適なパフォーマンスを実現するシステムを設計するには、計画が必要です。供給の継続性を確保し、電力損失を最小限に抑え、電力品質を確保し、周囲の影響に基づいて適切なサイジング装置を選択することにより、トラブルのない動作を実現します。
産業用流通システムの計画
計画は、施設の所定のエネルギー需要を評価することから始まります。施設がエネルギー消費に何を必要とするかを理解することは、同様の機器とプロセスを備えた他の施設プロジェクトの事前情報が良い出発点です。これは出発点を提供するだけであり、施設の機械設備に基づいてより適切な近似値を決定できます。電力見積もりのために収集する必要のあるデータは次のとおりです。
- 接続の負荷と場所のリスト
- 読み込みパターン（プロセスバリエーション）
- クリティカルな負荷を非クリティカルな負荷から分離する
- 高次高調波の負荷
- 将来の成長計画の包含
- ユーティリティインターフェース
負荷の場所と機器の負荷のパターンのリストは、負荷率、需要率、および不等率を評価するのに役立ちます。これらの要素を適用することは、施設の電力要件を正確に見積もり、配電システムを設計する上で非常に重要です。
将来の成長の予測
将来の配電システムを計画するには、良いスタートを切るために良い猶予期間が必要です。 5年は、配電システムにとって良いスタートです。これは、稼働中の施設内の配電システムの拡張により、不便な運用の中断が発生する可能性があるためです。可能性のある拡張を考慮して、初期容量を妥当な量だけオーバーエンジニアリングすることをお勧めします。もう1つのオプションは、デュアル定格の機器を備えた機器を選択することです。
上記のアプローチは、それを生産するのに十分な資金があるプロジェクトのためのものです。資金が少ないプロジェクトの場合、将来の拡張を計画するには、アップグレードされた配電システム用のスペースと設備が必要です。これは、拡張を想定し、拡張を開発するかのように計画と設計をすでに作成することによって行われるアプローチです。
機器資産の場所
一般的な原則は、配電システム機器を、それに供給される負荷の中央の場所に配置することです。これは、電気設計の利点が次のような理想的な場所です。
- より短いケーブルルート
- パワーフロー方向の均一性
- 電気的損失が少なく、ケーブルサイズが小さい
- 過度の電圧降下を最小限に抑える
適切に配置すると、電力損失の可能性を最小限に抑えることで、ケーブルコストと運用コストを削減できます。場所の選択は、目的地までの最短経路をたどるほど簡単ではありません。コンポーネントが配置されると、それらを移動するのは難しい場合が多いと言っても過言ではありません。計画中の正しい選択は非常に重要であり、かなりの注意を払う必要があります。
配電システムパラメータの選択
設計の次のステップは、配電システムのパラメータを確立することです。パラメータは次のとおりです。
- 環境仕様
- 配電システムの電圧レベルとその頻度
- システムパラメータの許容可能な変動
- 障害の中断/容量に耐える
環境
環境仕様は、配電システムの設計と機器の購入のための施設の場所によって異なります。温度と湿度は、配電システム機器の選択を決定する要因を定義しています。その他の考慮事項には、保護のための稲妻の閃光密度、ほこりの存在、可燃性ガスの可能性、および化学汚染物質の理解が含まれます。これらは、配電システムの配置に適した場所を決定するのに役立ちます。
配電システムの電圧と周波数
次のステップは、使用する配電システムの電圧と周波数の値を決定することです。頻度は通常、地域の基準によって決定されます。電圧の選択はもう少し複雑になる傾向があります。機器は、施設内の配電システムの外部ユーティリティシステムと一致している必要があります。これは通常、予想される総負荷に基づいて決定されます。
配電システムパラメータの許容可能な変動
周波数と電圧は、主に特定の制限内のシステムによって制御されます。通常、システムの動作条件と設備の負荷に応じて変動が発生し続けます。許容範囲内である限り、心配する必要はありません。短絡や障害などの異常な状態は、制限値を超える電圧/周波数サージを引き起こす可能性があります。
機器は、いくつかの変動に耐えるように設計されています。ただし、機器が設計上の制限を超えることが予想される場合は、次のオプションを利用できます。
- 変動範囲の制御（電圧降下を最小化するためのコンポーネント）
- 変動を制限するための自動インターフェース（電圧を調整し、変動を低減する）
- 変動レベルを強化するための特定の機器（より広い電圧帯域での十分な動作）
障害に耐える能力
高い故障電流にさらされる機器は、それに関連する熱的および機械的ストレスに耐えることができなければなりません。障害を遮断する目的で開発された機器には、常に限界があります。機器の選択には、これが発生する可能性のある短絡電流よりも高い定格が必要です。
配電システムの構成の計画
これまで、配電システムプロジェクトを計画する際の重要な考慮事項について説明してきました。適切な構成を理解したら、次の詳細なファイナライズを行います。
- 全体的な構成
- 受信フィーダーの数
- 着信および配電電圧レベル
- 主要な機器の評価
- 配布の種類
- 緊急スタンバイ機器の統合
- 保護システムの接地
これらの詳細は、施設計画のための全体的な単一ラインの配電概略図につながります。ここで構成を最適化するには、後で少し修正する必要があります。
機器の評価/サイズ設定
配電システムの次のステップは、機器の定格を決定することです。適切な評価を選択するには、以下を確定する必要があります。
- 定格電圧、電流、および周波数
- 電圧と周波数の変動
- 電流と時間に耐える障害
- 障害遮断容量
- クリアランスとクリーページ
すべての機器は、前述の配電システムパラメータを使用して到着します。許容電圧および周波数変動の許容範囲は機器固有であり、制限を電力システムのパラメータと一致させる必要があります。たるみ補正装置と無停電電源装置については、具体的な対策を立てる必要があります。
市場の可用性の制約により、構成を計画する際の選択が困難になる可能性があります。開閉装置、変圧器、および回路ブレーカーの遮断容量の定格は、制限要因になる可能性があり、予測される配電システムのパラメーターを維持するために意図しない追加の機器を導入する可能性があります。
要約された設計と計画
配電システムは、あらゆる業界への投資に多額の資金と運用コストにかなりの金額を必要とします。最適なパフォーマンスで配電システムを設計するための適切な計画には、データの収集、適切な構成の選択、計画ツールを使用した適切な機器の選択、および配電システムの重要な側面をモデル化および文書化するためのソフトウェアからのいくつかのステップが必要です。
E3.Seriesを使用した設計と計画
配電システムの計画には、細部に細心の注意を払う必要があります。機器の設計、文書化、および選択には、すでに多大な時間が必要です。 E3.seriesは、設計者がこのプロセスを簡単にするための優れたツールを提供します。
E3.Schematic
ヒューズから変圧器までの電気制御を設計および文書化するためのプラットフォームを提供します。複数のメーカーのインテリジェントコンポーネントベースのライブラリからの評価とサイズがあります。これは、配電システムのパラメータと要件に基づいて情報と仕様を提供するのに役立ちます。また、以下を提供します：
- 短絡防止
- 再利用可能な中央に保存されたサブ回路
- 自動および並列接続
- コンポーネントドリブンパーツライブラリ
- 有効な部品が使用されていることを確認します
- 接続とデバイスのオンライン相互参照
- 端末構成
- PLC統合
- 自動ワイヤーナンバリング
E3.schematicは、部品表や接続リスト、組み立て手順やデータシートなど、すべての設計データと関連ドキュメントを管理します。
E3.Panel
E3.Panelを使用すると、エンジニアはパネルエンクロージャー内にコンポーネントをレイアウトできます。簡単なコンポーネントのスナップ配置、コンポーネントの衝突防止、およびE3.schematicとの統合により、どちらのツールでも設計作業を開始できます。電気的側面と機械的側面がどのように1つのまとまりのあるCADに統合されるかを簡単に確認できます。また、ワイヤルーティングを提供するため、ワイヤを回路図から自動的に接続し、構成に可能な最短ルートを生成できます。また、以下を提供します：
- 完全なコンポーネント定義
- スロットとマウント機能
- 制限区域のサポート
- ブレイクアウトとカッティングの詳細
- 配線のための最短経路アルゴリズム
- ワイヤの分離
- 3D視覚化
- 自動配線、穴あけ、フライス盤との統合
流通システムの設計と計画に最適なツールを入手
配電システムの設計と実装には、すでに多くの作業と労力が必要です。自動化または簡素化できるアイテムに貴重な時間を無駄にしないでください。計画と設計は重要であり、それが最初に適切に行われることを確認することで、将来的に膨大な時間を節約できます。
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