منهج عملي للتخطيط للطاقة المؤقتة في مشاريع الإنشاءات وأعمال المرافق — جداول أحمال المراحل، وهندسة التغذية، والتوزيع، والتحويل بين المصادر
في معظم مشاريع الإنشاء وأعمال المرافق، يتم ترتيب الطاقة المؤقتة في وقت متأخر. ويتم طلب مولد عندما يدرك فريق الموقع أن التغذية الدائمة لن تكون متاحة، ويُكتب المواصفات الفنية وفقًا لما يمكن تسليمه بسرعة. والنتيجة غالبًا ما تكون قابلة للعمل، لكنها نادرًا ما تكون فعّالة: كابلات أطول من اللازم، ولوحات توزيع في أماكن غير مناسبة، ووحدة تعمل بكثير أقل من حمولتها الاسمية، وترتيب لتحويل التغذية يتطلب إعادة تنفيذه عند تشغيل التغذية الدائمة
يُعَدُّ تخطيط الطاقة المؤقتة مرحلةً تصميميةً تتعامل مع التوريد كعمليةٍ مُعرَّفة المدخلات والمخرجات. وتتضمن المدخلات جدول الأعمال، وجدول الأحمال لكل مرحلة، والتركيب الدائم الذي سيتولى التشغيل لاحقًا، والقيود المفروضة على الموقع. أما المخرجات فهي: هيكل التوريد، وتصميم التوزيع، وإجراء الاتصال والتبديل، وخطة الوقود والصيانة، وتسلسل إخلاء المعدات.
تقدم شركة شنغهاي أوتيفو للمعدات المحدودة حلول مجموعات المولدات منذ عام ٢٠٠٦، ويعرض موقعها الإلكتروني الحالي مجموعات مولدات ديزل وغاز تتراوح سعتها بين ١٠ و٣٧٥٠ كيلوفولت أمبير عند الحاجة، وبتصاميم مفتوحة أو صامتة أو محصورة في حاويات أو مركَّبة على مقطورات. وتُدرَس ترتيبات التوريد المؤقتة كتكوينات مخصصة لكل مشروع، لأن التصنيف والشكل المناسبين يعتمدان على جدول الأعمال والتركيب الفعلي، وليس على حزمة قياسية.
مشروع إنشائي أو مشروع مرافق لا يحتوي على حمل واحد فقط، بل يحتوي على تسلسل من الأحمال. فعلى سبيل المثال، تتطلب أعمال الحفر مضخات لتصريف المياه والإضاءة. وتتطلب الأعمال التأسيسية محطات خلط الخرسانة والمهزازات والأدوات الصغيرة. أما الأعمال الإنشائية الهيكلية فتضيف مجموعات اللحام والرافعات ووحدات الضواغط. وفي مرحلة التشطيب تُضاف أنظمة التدفئة أو التبريد المؤقتة، ومعدات الاختبار، وأحمال التشغيل الأولي. وقد تُضاف في مشاريع المرافق إمدادات احتياطية مؤقتة أثناء استبدال الكابلات أو أجهزة التحكم الكهربائية أو المحولات.
لكل مرحلة ذروة مختلفة، وعامل حمل مختلف، وتحمل مختلف للانقطاعات. فالإمداد المؤقت المصمم لذروة البرنامج كاملاً سيكون كبيراً جداً بالنسبة لمعظم المراحل؛ أما الإمداد المصمم لمتوسط الأحمال فيفشل عند الذروات. والنهج العملي هو تقسيم البرنامج إلى مراحل، ثم تقدير الحمل لكل مرحلة على حدة، وبعد ذلك تحديد ما إذا كان بإمكان إمداد واحد تلبية جميع المراحل أم أنه يجب تعديل البنية التحتية بين المراحل.
جدول تحميل الطور هو جدولٌ بسيطٌ يمتلك مصداقيةً أكبر من معظم الجداول الأخرى. ولكل طور، قم بإدراج المعدات المتوقعة للتشغيل، ومدخلها المُصنَّف، وخصائص بدئها، ودورة تشغيلها، والمدة التي ستعمل خلالها. ثم طبِّق عامل تزامن واقعي: فليست كل البنود تعمل في آنٍ واحد، لكن البنود التي تعمل فعلًا تميل إلى التشغيل معًا.
ينتج عن هذا الجدول ثلاثة أرقام. فالحمل المستمر هو ما يجب أن يتحمله المولد لساعاتٍ عديدة. أما الطلب الأقصى فهو أعلى حملٍ يعمل بشكل متزامن. وأكبر قفزةٍ هي أكبر تغييرٍ يجب أن يتحمَّله المولد في حدثٍ واحد، وعادةً ما يكون ذلك عند بدء تشغيل أكبر محركٍ أو محرك كهربائي. ويجب أن يستوفي المولد الشروط الثلاثة جميعها في ظل الظروف البيئية لموقع التثبيت.
ومن المفيد إضافة عمودين آخرين: ملاحظةٌ تعبِّر عن درجة الثقة في كل تقدير، ونتيجة انقطاع ذلك الحمل. فالأول يحافظ على مصداقية الجدول عندما تُستعاض الافتراضات عن القياسات الفعلية. أما الثاني فيحدد الأحمال التي تستحق توفير احتياطي لها، والأحمال التي يمكن ببساطة انتظارها.
وبوجود الجدول الزمني بين اليدين، تصبح مسألة البنية ملموسةً بوضوح.
مجموعة مولِّد واحدة هي الترتيبة الأبسط، وهي الحل الأمثل عندما يكون إجمالي الحمل معتدلاً، ولا تتداخل الأطوار بشكل كبير، ويمكن التحمُّل انقطاع التيار أثناء صيانة الوحدة. ويتطلّب ذلك نقطة اتصال واضحة وتصميم توزيع يحافظ على قِصَر مسافات الكابلات.
مجموعات مولِّدة متعددة عند مراكز حمل منفصلة تقلّل من طول الكابلات وخسائر التوزيع، وتسمح بإمداد كل منطقة بالطاقة بشكل مستقل. وفي المواقع الكبيرة، يكون هذا الخيار في أغلب الأحيان أقل تكلفةً من استخدام وحدة واحدة كبيرة وشبكة توزيع مؤقتة طويلة، كما يحسّن من درجة المرونة؛ لأن عطلًا واحدًا لا يؤدي إلى انقطاع التيار عن المشروع بأكمله.
مجموعات مولِّدة متوازية توفر سعةً تفوق وحدة واحدة، وتشغيلًا متدرجًا عند حمل جزئي، وازدواجية. كما تتطلب أيضًا مزامنةً وتوزيع حملٍ وتنسيق حمايةٍ وفلسفة تحكُّم يمكن لفريق الموقع تشغيلها. ويجب أن يكون التوصيل المتوازي قرار تصميمٍ مقصودٍ، وليس حلًّا بديلًا لتصنيفٍ اخترِعَ صغيرًا أكثر من اللازم.
تغذية مؤقتة متصلة بالشبكة الرئيسية مع دعم مولِّد شائعة في أعمال المرافق، حيث توفر محولة مؤقتة أو ترتيب تجاوز التغذية العادية، بينما يغطي المولِّد انقطاعات الصيانة المخططة أو الأعطال. ويشكِّل ترتيب التحويل والقفل البيني العنصر التصميمي الحاسم في هذه الحالة.
كما يجب أن يتوقع التصميم المعماري الانتقال إلى التغذية الدائمة. فالترتيب المؤقت الذي لا يمكن نقله دون إيقاف تشغيلٍ طويلٍ لم يُخطَّط له؛ بل أُعدَّ بشكل عشوائي.
يبدأ معظم مشاكل الطاقة في الموقع من التوزيع المؤقت. ويجب أن يشمل التصميم ما يلي:
تفرض أعمال المرافق شرطًا محدّدًا: يجب نقل التغذية بشكل متعمّد، غالبًا للسماح بإجراء أعمال صيانة على المعدّات التي تكون عادةً مشحونة بالتيار، وغالبًا ما يعتمد العملاء أو العمليات على استمرارية التغذية.
عادةً ما يتبع تسلسل تخطيط الانقطاع المُخطط ما يلي: تحديد نطاق العمل والدوائر التي يجب عزلها؛ وتحديد الأحمال التي يجب أن تبقى مشغّلة؛ وتصميم المصدر المؤقّت وأسلوب النقل؛ والاتفاق على تسلسل التشغيل والمسؤوليات عن كل خطوة؛ والتحقق من إعدادات أجهزة الحماية للتكوين المؤقّت؛ وإطلاع المشغلين؛ وتنفيذ عملية النقل؛ وتوثيق ما تمّ تنفيذه.
يَسُودُ خَطَرَانِ. أَوَّلُهُمَا التَّوازِي غَيْرُ المُتَعَمَّدِ أَوْ التَّغْذِيَةُ العَكْسِيَّةُ، وَاللَّذَانِ يُمَثِّلَانِ تَهْدِيدًا لِسَلَامَةِ العَامِلِينَ عَلَى القِسْمِ المُنْعَزِلِ. وَثَانِيهِمَا فَقْدُ التَّغْذِيَةِ غَيْرُ المُتَوَقَّعِ أَثْنَاءَ التَّحْوِيلِ، وَالَّذِي قَدْ يَأثُرُ عَلَى العَامَّةِ أَوْ عَلَى عَمَلِيَّةٍ لَا تَحْتَمِلُ الانْقِطَاعَ. وَيَتِمُّ التَّحَكُّمُ فِي كِلَاهُمَا بِوَاسِطَةِ تَرتِيبَاتِ التَّبْدِيلِ المُتَزَامِنَةِ المُرْتِبِطَةِ بِالوَصْفِ، وَالتَّسلْسُلِ المَكْتُوبِ لِلْتَّشْغِيلِ، وَتَوزِيعِ الصَّلاحيَّاتِ بِوُضُوحٍ لِكُلِّ عَمَلِيَّةٍ.
وَحَيْثُ تَخْدِمُ التَّغْذِيَةُ الوَقْتِيَّةُ العَامَّةَ، فَإِنَّ التَّرتِيبَ الجَسَدِيَّ أَيْضًا يَكُونُ مُهِمًّا: فَالكَابِلَاتُ الْمَمْدُودَةُ عَلَى الأَرْصِفَةِ، وَالأَلْوَاحُ المُتَاحَةٌ لِلعَامَّةِ، وَمَوَاقِعُ المُولِّدَاتِ القَرِيبَةُ مِنَ الطُّرُقِ تَتَطلَّبُ جَمِيعُهَا حِمَايَةً، وَفِي كَثِيرٍ مِنَ الاِخْتِصَاصَاتِ إِبْلَاغًا رَسْمِيًّا.
يتنافس التغذية الكهربائية المؤقتة في موقع البناء على المساحة مع جميع العناصر الأخرى. ويجب اختيار مكان المولد مبكرًا، قبل تثبيت المجمعات والكتل الترابية وأساسات الرافعات. ويتطلب ذلك إمكانية الوصول لتوصيل الوقود، ومساحة كافية للتبريد والعادم، وحماية من الأجسام الساقطة واصطدام المركبات، وبُعد كافٍ عن المناطق المأهولة للحفاظ على مستوى الضوضاء ضمن الحدود المقبولة.
يتم تخطيط الوقود وفق المنطق نفسه المستخدم في التصميم الكهربائي: أي استهلاك الوقود عند الحمل المتوقع، والمدة اللازمة بين عمليات التوريد، وترتيب التخزين، وإجراءات إعادة التزود بالوقود. وفي المواقع التي لا يمكن لشاحنة التزود بالوقود الوصول إليها، يلزم عادةً وجود خزان يومي محكم الإغلاق وعملية نقل يدوية، مع ضوابط التعامل المرتبطة بها.
تخضع التنصيبات الكهربائية المؤقتة لأنظمة الفحص والاختبار في معظم الولايات القضائية، ويجب أن يحدّد المشروع الجهة المسؤولة عنها. وباستثناء الامتثال الرسمي، تمنع ثلاث ممارساتٍ معظم الحوادث: وجود سلطة واحدة مسؤولة عن التشغيل والعزل، ونظام تصريح أو إغلاق يشمل اللوحات المؤقتة وكذلك الدائمة، وعادة تسجيل كل تعديلٍ يتم إدخاله على التوزيع المؤقت.
يجب أن يكون للمولّد نفسه مالكٌ مسؤول عنه. وتُحوّل عمليات الفحص اليومي للوقود والزيت والماء المبرّد والأحزمة والحالة العامة للبطارية والغلاف، إلى جانب تسجيل ساعات التشغيل، صيانة المولّد من نشاط ردّي إلى نشاط مخططٍ مسبقًا، كما توفر إنذارًا مبكرًا عند تشغيل الوحدة فوق طاقتها.
ينبغي أن يحظى إنهاء التغذية المؤقتة بنفس قدر التخطيط المطلوب لبدءها. ويجب تشغيل التغذية الدائمة وتأكيد جاهزيتها، والاتفاق على تسلسل نقل التغذية، وإزالة المعدات المؤقتة دون ترك دوائر لا تزال مشحونةً بمصدرٍ غير معروف.
ويُعدّ خطة إلغاء التعبئة المفيدة قائمةً تضمّ الأحمال المراد نقلها، وتسلسل النقل، والاختبارات المطلوبة قبل وبعد كل خطوة، ونقاط العزل، والحالة التي يجب أن تُعاد بها المعدات المؤقتة. وفي المشاريع التي تتم فيها تسليم المراحل تدريجيًّا، قد تحتاج التغذية المؤقتة إلى التقلص بدلًا من الاختفاء تمامًا، وهي عمليةٌ تكون أسهل إذا صُمِّمت التوزيعات الأصلية مع أخذ هذه الحاجة في الاعتبار.
يجب أن يتضمَّن ملخَّص الطاقة المؤقَّتة برنامج الأعمال مع المراحل، وجداول الأحمال لكل مرحلة، وأكبر محرك أو محرك كهربائي، والجهد والتردد المطلوبين، وترتيب التغذية الدائمة وتوافرها المتوقَّع، وتخطيط الموقع مع مواضع المولِّدات ولوحات التوزيع المقترحة، ووصول الوقود، والقيود المتعلِّقة بالضوضاء، ومدَّة كل مرحلة، ومتطلَّبات إخلاء المعدَّات.
تقوم شركة شنغهاي أُوتيفو ماشينري المحدودة بمراجعة هذه المدخلات مقابل نطاق القدرات الحالي من ١٠ إلى ٣٧٥٠ كيلوفولت أمبير عند الاقتضاء، وتقترح تكوينًا لتأكيد العميل. وتبقى القدرة النهائية، ونوع الغلاف، وأنظمة التحكُّم، ومتطلَّبات التبديل، والملحقات خاضعةً لمواصفات المشروع المعتمدة، وظروف الموقع، والتصميم الكهربائي المُعدِّ لأعمال المشروع.
في أقرب وقت يسمح به برنامج العمل. ويصعب تحديد موقع المولد ووصول الوقود ومسارات الكابلات بعد الانتهاء من أعمال التربة والحفر، كما يجب تنسيق ترتيب التحويل مع التصميم الكهربائي الدائم بدلًا من إضافته لاحقًا.
من جدول الأحمال ثلاثي الطور الذي يحدد الحمل المستمر، والطلب الأقصى المتزامن، وأكبر تغيّر مفاجئ في الحمل، مع تعديله حسب درجة حرارة الجو والارتفاع عن سطح البحر والوظيفة المطلوبة. وعادةً ما يحدّد أكبر محرك أو محرك كهربائي متغير التردد (VFD) متطلبات التحميل المفاجئ، بينما يحدّد الحمل المستمر النقطة التشغيلية.
ليس بالضرورة. فاستخدام عدة وحدات في مراكز تحميل منفصلة يقلل طول الكابلات ويزيد من المرونة، بينما تبسيط التشغيل والصيانة يتم باستخدام وحدة واحدة كبيرة. ويعتمد القرار على تخطيط الموقع وعدد الطوريات ودرجة التحمل المسموح بها للتوقف عن التغذية، وكذلك ما إذا كانت إمكانية التشغيل المتوازي مدعومة من قبل فريق الموقع.
من خلال إجراء تبديل مكتوب، وتبديل متشابك يمنع التغذية العكسية، وإعدادات حماية مؤكدة للتكوين المؤقت، وتوزيع واضح للسلطة لكل عملية. ويجب تحديد الأحمال التي يجب أن تبقى مشغَّلة قبل كتابة إجراء التبديل.
التغذية العكسية عند نقطة التبديل، والكابلات التالفة أو المُركَّبة بشكل غير صحيح، والأرضيّة غير الكافية للنظام المشغَّل بواسطة المولد، واللوحات غير المحمية والتي يمكن للآخرين الوصول إليها، والتعديلات غير المصرح بها على نظام التوزيع. ويتم التحكم بكلٍّ منها عبر التصميم والتسمية ونظام التصاريح.
تغطي سلسلة منتجات أُوتِيفو نطاقًا يتراوح بين ١٠ و٣٧٥٠ كيلوفولت أمبير عند تطبيقها في التكوينات المفتوحة والهادئة والمُحْكَمة داخل حاويات أو مُركَّبة على مقطورات، ما يسمح باتباع نهج تدريجي حيث يتغير التوريد مع تقدُّم الأعمال. ويتم تأكيد البنية المعمارية والتصنيفات كتكوين مخصص للمشروع استنادًا إلى الجدول الزمني وجدول الأحمال.
أرسل إلى شركة شانغهاي أُوتِيفو للمعدات المحدودة الجدول الزمني للأعمال، وجداول أحمال المراحل، وتخطيط الموقع، وترتيب التوريد الدائم، والقيود المتعلقة بالموقع ووصول الوقود والضوضاء. وبعدها يمكن لمراجعة التصميم أن تتناول البنية المعمارية والتصنيف ونوع الغلاف ومنهجية الربط التي سيحتاجها المشروع فعليًّا في كل مرحلة.
اطلب مراجعة المشروع من أُوتيفو
للاطلاع على المعدات ذات الصلة، راجع أُوتِيفو مجموعات المولّدات ذات الإطار المفتوح ,مجموعات المولّدات المُضمَّنة في حاويات ,مجموعات المولدات الصامتة و مجموعات المولّدات المُثبتة على مقطورات .