Планирование временного электроснабжения для строительных и энергетических работ

Временное электроснабжение — это этап проектирования, а не решение о найме оборудования

На большинстве строительных и коммунальных проектов временное электроснабжение организуется на поздней стадии. Генератор заказывают тогда, когда бригада площадки осознаёт, что постоянное электроснабжение не будет доступно в срок, а техническое задание составляют исходя из того, что можно быстро поставить. В результате получается рабочее, но редко эффективное решение: кабели слишком длинные, распределительные щиты установлены в неподходящих местах, генераторная установка работает значительно ниже своей номинальной мощности, а схема переключения требует переделки после ввода в эксплуатацию постоянного электроснабжения.

Временное электроснабжение рассматривается как этап проектирования с чётко определёнными входными и выходными параметрами. Входные параметры включают график работ, график нагрузок для каждого этапа, постоянную электрическую установку, которая впоследствии возьмёт на себя функции питания, а также ограничения площадки. Выходные параметры — это архитектура системы электроснабжения, проект распределительной сети, процедура подключения и переключения, план обеспечения топливом и технического обслуживания, а также последовательность демонтажа.

Shanghai Outevo Machinery Co., Ltd. поставляет решения на основе генераторных установок с 2006 года; на её текущем веб-сайте представлены дизельные и газовые генераторные установки мощностью от 10 до 3750 кВА (при применимости) в открытых, бесшумных, контейнеризированных и прицепных исполнениях. Временные схемы электроснабжения рассматриваются как конфигурации, специфичные для каждого проекта, поскольку правильная мощность и конструктивное исполнение зависят от графика работ и особенностей монтажа, а не от стандартного комплекта.

Начинайте с графика работ, а не с генератора

Строительный или инженерный проект не имеет одной нагрузки; у него есть последовательность нагрузок. Для земляных работ требуются насосы для откачки воды и освещение. Для фундаментов необходимы бетонные заводы, вибраторы и мелкий инструмент. При возведении конструкций добавляются комплекты для сварки, лебёдки и компрессоры. При отделочных работах требуются временные системы отопления или охлаждения, испытательное оборудование и нагрузки на пусконаладочные работы. Инженерные работы могут потребовать резервного электроснабжения при замене кабелей, коммутационного оборудования или трансформаторов.

Каждый этап имеет различный пиковый уровень нагрузки, различный коэффициент загрузки и различную допустимую продолжительность перерывов в подаче энергии. Временная электросистема, спроектированная под пиковую нагрузку всего проекта, окажется избыточной для большей части срока его реализации; система, рассчитанная на среднюю нагрузку, не справится с пиковыми значениями. Практический подход заключается в разделении проекта на этапы, отдельном расчёте нагрузки для каждого этапа и последующем решении вопроса о том, может ли одна электросистема обслуживать все этапы или же архитектура системы должна изменяться между ними.

Составление графика нагрузок по этапам

Расписание нагрузки по фазам — это простая таблица, в которой честности больше, чем в большинстве других. Для каждой фазы перечислите оборудование, которое, как ожидается, будет работать, его номинальный входной ток, пусковые характеристики, цикл работы и период, в течение которого оно будет функционировать. Затем примените реалистичный коэффициент одновременности: не все устройства включаются одновременно, однако те, что включаются, обычно запускаются вместе.

Из расписания получаются три числовых значения. Постоянная нагрузка — это нагрузка, которую генератор должен выдерживать в течение нескольких часов. Пиковое потребление — это наибольшая совместная нагрузка, возникающая при одновременной работе устройств. Наибольший скачок — это самое большое изменение нагрузки, которое генератор должен принять за один раз, обычно при пуске самого крупного двигателя или привода. Генератор должен удовлетворять всем трём параметрам при заданных условиях окружающей среды на объекте.

Стоит добавить ещё два столбца: оценку достоверности каждого расчёта и последствия отключения данной нагрузки. Первый столбец помогает сохранять честность расписания по мере замены предположений измеренными данными. Второй позволяет определить, какие нагрузки требуют резервирования, а какие могут просто ожидать восстановления питания.

Выбор архитектуры электроснабжения

Имея график в руках, вопрос об архитектуре становится конкретным.

Один генераторный агрегат является самым простым решением и правильным выбором при умеренной общей нагрузке, незначительном перекрытии фаз и допустимости перерывов в подаче электроэнергии во время технического обслуживания агрегата. Для него требуется чётко определённая точка подключения и проект распределительной сети, обеспечивающий короткие длины кабельных линий.

Несколько генераторных агрегатов в отдельных центрах нагрузки сокращают длину кабелей и потери в распределительной сети, а также позволяют подавать питание в каждый участок независимо. На крупной площадке такой подход зачастую экономически выгоднее, чем использование одного мощного агрегата и протяжённой временной распределительной сети; кроме того, он повышает надёжность, поскольку отказ одного агрегата не приводит к полному отключению всего объекта.

Параллельно работающие генераторные агрегаты обеспечивают мощность, превышающую мощность одного агрегата, поэтапную эксплуатацию на частичной нагрузке и резервирование. Кроме того, они требуют синхронизации, распределения нагрузки, согласования систем защиты и концепции управления, которую команда объекта может эффективно применять. Параллельная работа должна быть осознанным проектным решением, а не временной мерой, компенсирующей изначально недостаточный номинал.

Временная сеть, подключённая к централизованному электроснабжению, с резервным генератором такая схема распространена при работах в сетях энергоснабжения: временное трансформаторное устройство или обходная схема обеспечивают штатное электроснабжение, а генератор используется при запланированных отключениях или авариях. В этом случае ключевым элементом проектирования является схема переключения и блокировки.

Архитектура также должна предусматривать переход на постоянное электроснабжение. Временная схема, которую невозможно перевести в постоянную без длительного простоя, не была спроектирована — она была improvised (импровизирована).

Проектирование временной распределительной сети

Большинство проблем с электроснабжением на строительных площадках возникает именно на уровне временной распределительной сети. Проект должен охватывать:

• Распределительные щиты и системы защиты. Распределительные щиты должны быть рассчитаны на ожидаемую нагрузку, установлены так, чтобы длина конечных цепей оставалась разумной, иметь чёткую маркировку и быть защищены от атмосферных воздействий и механических повреждений. Защита от утечного тока на конечных цепях является базовым требованием на строительных площадках.
• Выбор сечения кабелей и прокладка кабелей. Сечение кабелей должно быть выбрано с учётом тока, падения напряжения и способа прокладки; при прокладке необходимо избегать проезда транспортных средств, земляных работ, стоячей воды и острых кромок. Если трасса пересекает проезд для транспорта, требуется защита или подъём кабеля — использование предупреждающего конуса недопустимо.
• Заземление и уравнивание потенциалов. Система заземления для сети, питаемой генератором, отличается от системы, питаемой от централизованной электросети; в проекте должно быть чётко указано, как обрабатываются защитные проводники, открытые металлические части и нейтраль генератора.
• Разделение и идентификация. Временные электросети часто модифицируются людьми, не участвовавшими в их проектировании. Чёткая маркировка распределительных щитов, цепей и точек отключения позволяет следующему исполнителю работать безопасно.
• Запас мощности для будущих изменений. Временные распределения постоянно расширяются. Проектирование с резервными способами и резервной мощностью предотвращает каскад импровизированных добавлений, превращающий аккуратную установку в неуправляемую.

Плановые отключения в коммунальных сетях

Работы в коммунальных сетях предъявляют особое требование: питание должно быть намеренно переключено, зачастую для обеспечения возможности работать с оборудованием, которое в противном случае оставалось бы под напряжением, и зачастую при условии, что потребители или производственные процессы зависят от непрерывности электроснабжения.

Последовательность планирования планового отключения обычно включает следующие этапы: определение объёма работ и цепей, подлежащих изоляции; выявление нагрузок, которые должны оставаться под питанием; проектирование временного источника питания и метода переключения; согласование последовательности коммутационных операций и ответственности за каждый шаг; подтверждение настроек защит для временной конфигурации; инструктаж исполнителей; выполнение переключения; фиксация выполненных действий.

Доминируют два риска. Первый — непреднамеренное параллельное подключение или обратная подача напряжения, что создаёт угрозу для персонала, работающего на изолированном участке. Второй — незапланированное прекращение электроснабжения во время переключения, которое может повлиять на население или технологический процесс, не допускающий перерывов. Оба риска устраняются за счёт блокированных схем переключения, письменных последовательностей коммутации и чёткого распределения полномочий на каждую операцию.

Если временный источник питания обслуживает население, важны также физические аспекты размещения: кабели, проложенные через пешеходные дорожки, настилы, доступные для населения, и расположение генераторов вблизи дорог требуют защиты, а во многих юрисдикциях — также официального уведомления.

Топливо, доступ и логистика площадки

Временное электроснабжение на строительной площадке конкурирует за пространство со всеми остальными объектами. Место для генератора следует выбирать на раннем этапе — до того, как будут определены границы временных помещений, места складирования грунта и основания кранов. Необходимо обеспечить подъезд для доставки топлива, достаточное пространство для охлаждения и отвода выхлопных газов, защиту от падающих предметов и ударов транспортных средств, а также соблюсти минимальное расстояние от занятых зон для поддержания шума на приемлемом уровне.

Планирование запасов топлива следует той же логике, что и проектирование электросистемы: потребление при ожидаемой нагрузке, продолжительность автономной работы между поставками, организация хранения и процедура заправки. На площадках, куда цистерна не может подъехать непосредственно к установке, обычно требуется герметичный резервуар суточного запаса и ручная процедура перекачки топлива с соответствующими мерами контроля при обращении с ним.

Безопасность, компетентность и документация

Временные электрические установки подлежат проверке и испытаниям в большинстве юрисдикций, и в проекте следует чётко определить ответственных за них лиц. Помимо формального соблюдения требований, три практики предотвращают большинство инцидентов: единая линия ответственности за ввод в работу и отключение, система разрешений или блокировок, охватывающая как временные, так и постоянные распределительные щиты, а также привычка фиксировать каждое изменение в временной системе распределения.

Генератор должен иметь ответственного владельца. Ежедневные проверки уровня топлива, масла, охлаждающей жидкости, состояния ремней, аккумулятора и корпуса, а также ведение записей наработки на часы превращают техническое обслуживание из реактивной деятельности в плановую и позволяют своевременно выявить перегруженный агрегат.

Демобилизация и переход

Завершение временного электроснабжения требует столь же тщательного планирования, сколько и его начало. Постоянное электроснабжение должно быть введено в эксплуатацию и проверено, должна быть согласована последовательность переключения, а временное оборудование — демонтировано без оставления цепей, по-прежнему находящихся под напряжением от неизвестного источника.

Полезный план демобилизации включает перечень нагрузок, подлежащих переключению, порядок их переключения, испытания, необходимые до и после каждого этапа, точки изоляции, а также состояние, в котором временное оборудование должно быть возвращено. На проектах с поэтапной передачей во временном электроснабжении может потребоваться сокращение объёма, а не полное исчезновение — что проще реализовать, если изначальная распределительная система была спроектирована с учётом этой возможности.

Техническое задание, позволяющее получить пригодный к использованию проект

Временный технический паспорт на электропитание должен включать программу работ с фазами, графики нагрузок по фазам, самый мощный двигатель или привод, требуемые напряжение и частоту, постоянную систему электроснабжения и срок её предполагаемого ввода в эксплуатацию, планировку участка с указанием предполагаемых мест установки генератора и распределительных щитов, доступ к топливу, ограничения по уровню шума, продолжительность каждой фазы и требования к демонтажу оборудования.

Shanghai Outevo Machinery Co., Ltd. анализирует эти входные данные в контексте текущего ассортимента мощностью от 10 до 3750 кВА, если это применимо, и предлагает конфигурацию для подтверждения. Окончательные значения мощности, тип корпуса, система управления, требования к переключению и комплектующие определяются утверждённой проектной спецификацией, условиями площадки и электротехническим проектом, разработанным для выполнения работ.

Часто задаваемые вопросы

Когда следует планировать временное электропитание на строительном объекте?

Как можно раньше в рамках графика работ. Положение генератора, доступ к топливу и трассы прокладки кабелей сложно определить после завершения земляных работ и устройства оснований, а схему переключения необходимо согласовать с проектом постоянной электрической системы, а не добавлять её позже.

Как рассчитывается номинальная мощность генератора для строительной площадки?

На основе графика нагрузки по фазам, в котором указаны длительная нагрузка, пиковая одновременная нагрузка и наибольшее ступенчатое изменение нагрузки с учётом температуры окружающей среды, высоты над уровнем моря и требуемого режима работы. Обычно наибольший электродвигатель или преобразователь частоты определяет требуемое ступенчатое увеличение нагрузки, тогда как длительная нагрузка задаёт рабочую точку.

Лучше использовать один крупный генератор вместо нескольких меньших?

Не обязательно. Несколько агрегатов в отдельных распределительных центрах сокращают длину кабелей и повышают устойчивость системы, тогда как один крупный агрегат упрощает эксплуатацию и техническое обслуживание. Решение зависит от планировки площадки, количества фаз, допустимого времени перерыва в электроснабжении и возможности параллельной работы, поддерживаемой командой площадки.

Как следует поступать при запланированном отключении энергоснабжения со стороны сетевой компании?

С письменной последовательностью переключений, блокированным переключением, исключающим обратную подачу электроэнергии, подтверждёнными настройками защит для временной конфигурации и чётким распределением полномочий на каждую операцию. Нагрузки, которые должны оставаться подключёнными к питанию, следует определить до составления последовательности переключений.

Какие основные риски безопасности связаны с временным электроснабжением площадки?

Обратная подача электроэнергии в точке переключения, повреждённые или неправильно проложенные кабели, недостаточное заземление системы, питаемой от генератора, распределительные щиты без защиты от несанкционированного доступа и неавторизованные изменения в системе распределения. Каждый из этих рисков контролируется на этапе проектирования, маркировкой и системой разрешений.

Может ли Outevo обеспечить поэтапное временное электроснабжение в рамках проекта?

Ассортимент Outevo охватывает диапазон от 10 до 3750 кВА и применим в исполнениях с открытой рамой, бесшумных, контейнерных и прицепных конфигурациях, что позволяет реализовать поэтапный подход, при котором мощность временного электроснабжения изменяется по мере продвижения работ. Архитектура и номинальные параметры подтверждаются как конфигурация, специально разработанная для конкретного проекта, с учётом графика работ и графиков нагрузок.

Спланируйте временное электроснабжение до подключения первой нагрузки

Направьте в компанию Shanghai Outevo Machinery Co., Ltd. график работ, графики нагрузок по этапам, планировку площадки, схему постоянного электроснабжения, а также ограничения, связанные с местоположением оборудования, доступом к топливу и уровнем шума. На основе этих данных будет проведён анализ и определены необходимые архитектура, номинальные параметры, тип корпуса и способ подключения на каждом этапе проекта.

Запросите у Outevo проведение анализа проекта

Для сопутствующего оборудования см. раздел « генераторные установки открытого типа ,генераторные установки в контейнерах ,безшумные электрогенераторы и генераторные установки на прицепах .