Alternatives חלופות ומצב קיים

סקירת מערכות קיימות בשוק:

ניתן לחלק את המערכות המספקות חשמל חילופי בזמן הפסקת חשמל למספר סוגים שונים:

א. מערכת רגילה, המספקת חשמל כ 7-10 שניות מרגע הפסקת החשמל ברשת חברת החשמל (לדוגמת גנראטור חדיש בעל לוח חשמל ובקרה מתאים ).
ב. מערכת SHORT BREAK , המספקת חשמל כ 2-4 שניות מרגע הפסקת הספקת החשמל ברשת חברת החשמל.
ג. מערכות המספקות חשמל ללא שום הפסקת חשמל ((NO BREAK הנקראות מערכות אל-פסק מסוגים שונים .
U.P.S-UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY

מערכות מהסוג הראשון משמשות בד"כ לאספקת חשמל לצרכנים כגון: מעליות , תאורה, מזוג אויר ,מפעלים ,בנייני מגורים וכיו"ב . מופעלות בד"כ ע"י גנראטור שזמן התגובה שלו הוא כ 7-10 שניות מרגע "נפילת" הרשת , וקבלת הפקודה לגנראטור להיכנס לעבודה , ועד שהגנראטור מסוגל לקחת את כל העומס עליו.

מערכת מהסוג של - SHORT BREAK דומה מאוד מבחינה טכנית למערכת מהסוג הראשון אולם קיימים בה מספר שינויים המאפשרים התנעה מהירה של הדיזל גנראטור והתייצבות מהירה של המתח ולקיחת העומס מהר יותר .
ואלו הם:
א. במקום להניע את המנוע בעזרת סטרטר אחד משתמשים בשניים.
ב. מחממים את מנוע הדיזל כל הזמן.
ג. סחרור שמן
ד. גלגל תנופה קטן (אופציונאלי).
השינויים הנ"ל הקיימים במערכת SHORT BREAK , מאפשרים לקצר את זמן הפסקת חשמל.

***למערכות שאינן סובלות הפסקה כלל צריך אל-פסק כלשהו :



את מערכות האל-פסק ניתן לחלק לשני סוגים עקריים.


האחד מערכת אל-פסק סטטית.
השנייה מערכת אל-פסק דינאמית/ רוטטיבית (סובבת) .

עקרון פעולה של מערכת אל-פסק סטטי מסוג זה הוא: מתח הרשת מומר ע"י מיישר למתח D.C
מתח זה משמש לטעינת מצברי ניקל קדיום . הזרם הישר מומר לזרם חילופין ע"י אינוורטור .
(ממיר ממתח DC למתח (ACוזה מסופק לצרכן.
הבעיה במערכת זו היא שמתח החילופין המסופק לצרכן אינו סינוס נקי הוא בנוי מ- 4 עד12 מדרגות במה שמכונה גל מרובע.

החיסרון הגדול ביותר של מערכות סטטיות אלו הוא בכך שהם דורשות מספר רב של מצברים כאשר כל מצבר תופס נפח גדול יחסית (600x300x500 מ"מ) ומייצר 6V-24V ( אנו זקוקים למתח של 400V ולכן נזדקק ל100- 200 מצברים, 400 נעלי כבל ו-200 חוטי חיבור שחלקם יחוברו בטור וחלקם במקביל כדי להעלות גם את הזרם ), לכן נזדקק לחדר מצברים גדול מאוד.
יש לדאוג לאחזקתם השוטפת (אחזקה יום יומית) של המצברים שאם לא כן נתק באחד החיבורים ימנע הפסקת חשמל שותפת בשעת הצורך. נוסף לכל החסרונות אלו למרות הנפח הגדול של המצברים ועלותם היקרה מאוד, נוכל לספק מתח לרשת לזמן מאוד קצר (10-15 דקות למערכות גדולות ו30 דקות למערכות קטנות).את המצברים יש להחליף כל 2-5 שנים,תלוי במידת השימוש והאחזקה.
למרות האמור לעיל יש כיום מערכות אל-פסק כאלו המצוידות במצברים חדישים וטובים למדיי ומארזים הנוחים לטיפול ואשר חוסכים מקום ונפח .
מערכות כאלו נותנות מענה טוב כאשר ההספק לא רב ומערכת האל-פסק
ממוקמת קרוב מאד לצרכנים .
הבעיה המרכזית היא שמערכות אלו אם אינן מגובות בגנראטור ייתנו מענה לזמן קצר יחסית – 10-30 דקות .
חסרון נוסף (וקריטי לעיתים) נובע מכך שגל הסינוס המיוצר אינו נקי "וחלק" ולכן גורם להפרעות ול"לכלוך" הרשת של המתקן /מפעל וכו.


הפתרון המוצא על ידי הוא מערכת אל-פסק רוטטבית שאמורה לפתור את הבעיות שהוצגו לעיל .



אופן פעולה של מערכת אל-פסק רוטטבית

בזמן עבודה רגילה הצרכנים מקבלים מתח ישירות מרשת חברת החשמל.
כמו כן מסופק מתח למנוע המסובב גנראטור סינכרוני המייצר מתח סינוסדלי ((AC נקי שיועבר לצרכנים הקריטיים שאינם סובלים הפסקות חשמל כאשר המתח מהרשת ייפסק.
ישנה האפשרות שהצרכנים הללו יקבלו את המתח מיחידת האל-פסק באופן ישיר כל הזמן (יעילות של מנוע חשמלי היא 97% ולכן אין הפסד מכני רב).
היתרון הוא שכאשר הצרכנים מקבלים את המתח על ידי הגנראטור הסינכרוני והם גם מופרדים גלוונית מהרשת ולכן אינם סובלים מהפרעות ברשת כגון:
א. ספייקים וירידות/עליות תדר.
ב. במידה וישנו שנאי שמחוברים אליו גם ציוד רגיש וגם ציוד תעשייתי הצורך זרם גבוהה, הציוד הרגיש יסבול מנפילות מתח רבות עקב פעולתו של הציוד התעשייתי מאותו שנאי.
ג. אין כל סכנה לצרכנים הקריטיים שהם בדר"כ עלולים להנזק בשל תופעת ה-RECLOSING ברשת חברת החשמל.

בזמן הפסקת חשמל מתנתקים הצרכנים החיוניים מהמעגל, וסובלים מהפסקת חשמל למספר שניות, (2-4 שניות SHORT BREAK ), עד אשר יונע מנוע הדיזל שימשיך לסובב את שתי מכונות החשמל (הצרכנים החיוניים מתנתקים מהרשת ברגע הפסקת חשמל ברשת חברת חשמל ומתחברים שנית רק לאחר התייצבות המתח במכונה הסינכרונית הראשונה).

באותו זמן קצר שעובר מרגע הפסקת החשמל ברשת חברת החשמל ועד הרגע בו מנוע הדיזל מניע את מכונות החשמל יש לדאוג להספקת מתח רציפה לצרכנים הקריטיים. את זאת נעשה על ידי כך שנמשיך לסובב את ציר שתי מכונות החשמל הסינכרוניות ע"י גלגל תנופה כלשהו.

קיימות מספר שיטות להמשיך לסובב את המכונות ואלו הן: שיטה ראשונה מבוססת על עקרון של חיבור גלגל תנופה גדול לציר המחבר את מנוע הדיזל למנוע החשמלי והאלטרנאטור. כאמור המנוע החשמלי מסובב(כאשר יש מתח ח"ח) את הציר עם גלגל התנופה והאלטרנאטור ב 1500RPM וכאשר נופל מתח הרשת המתח מסופק ע"י האלטרנאטור שממשיך להסתובב מכח גלגל התנופה.עד אשר ייכנס דיזל הגנרטור לפעולה תהיה ירידה קטנה בתדר לזמן קצר מאד( התדר ירד לערך של כ 48HZ).

השיטה השנייה : בשיטה זו משתמשים בגלגל תנופה קטן בהרבה מהקודם וכמו כן משתמשים במערכת הידראולית אשר תשמור על לחץ של כ-200 אטמוספרות בתוך מיכל שמן-אקומולטור מרגע ניתוק החשמל מהרשת עד התנעת מנוע הדיזל, יתבצעו מספר שלבים המתוארים לעיל:
ראשית עד אשר תכנס המערכת ההידראולית לפעולה, יסובב גלגל התנופה לזמן קצר (2-3 שניות) את מכונות החשמל. מיד לאחר מכן תמשיך לסובב את המכונות המערכת ההידראולית עד אשר יונע הדיזל גנראטור.
כאשר יונע הדיזל גנראטור ויגיע לערכים נקובים (מהירות ומתח), יתחבר הוא למערכת ובו זמנית תתנתק המערכת ההידראולית מציר מכונות החשמל.
בשיטה זו נקבל ירידה קטנה מאוד של התדר (התדר ירד ל כ- 49.5hz ).

שיטה של PILLER : חברת PILLER מייצרת אל פסק ללא מצברים ועם גנרטור לגיבוי המבוסס על מוטורגנרטור עם גלגל תנופה קטן וקונוורטורים.
לא נפרט כאן את כל השיטה אלא יצורף החומר הטכני לספר הפרויקט .

אפשרות נוספת היא לסובב גלגל תנופה קטן מהר מאד למהירות של כ 10000 סל"ד ולווסת את התדר והמתח בצורה אלקטרונית .

חברת HITEC POWER PROTECTION מהולנד מייצרת אל פסק ללא גלגל תנופה אך עם אלטרנטור מיוחד אשר בו הרוטור מסתובב ב 3000RPM והסטטור (שבד"כ הוא סטטי) מבתובב
במהירות של 1500RPM ומשמש בעצם כ – גלגל תנופה וע"י כך המערכת מספקת את המתח הדרוש
לצרכנים במקרה של הפסקת חשמל ועד שהדיזל גנרטור נכנס לפעולה מלאה.

חישוב של עלויות מקורבות להסבה אל מול עלות של אופציות אחרות

1. אל פסק סטטי – עפ"י הצעת מחיר של חברת גמאטרוניק כל KW100 יעלה כ-16,000$ +צריך להוסיף לוח סנכרון ראשי במחיר של כ-10,000$.
2. אל פסק סובב המבוסס על הסבת גנרטור KVA500 (המחיר ללקוח של גנרטור בהספק כזה כולל לוח חשמל ובקרה ו CHANGEOVER הוא כ 70,000$)
העלות המשוערת לפי מכלולי המערכת (הערכת העלות בוצעה בעזרת מנכ"ל טלמניע בע"מ – חברה שבנתה כ-15 יחידות כאלו) :
לוח סנכרון – 12,000$
מנוע חשמלי בהספק מתאים לסבוב גלגל התנופה והאלטרנטור – 5000$
מסבים ובתי מסב – 10,000$
גלגל תנופה – 2500$
מצמד – 8000$
תכנון ועבודה 40,000$ - 50,000$


3. אל פסק המבוסס על סיבוב מהיר של גלגל תנופה (ללא דיזל גנרטור המחובר ישירות) ומנוע חשמלי ואלטרנטור ומיישרים שונים (כי התדר לא יהיה HZ50 עקב הסיבוב המהיר של גלגל התנופה).
אין לי הערכת מחיר מדויקת למערכת זו אך להערכתי בהחלט ייתכן שהעלות תהיה בין שתי
האופציות הקודמות.

4. הערכת מחיר של אל פסק של חברת HITEC להספק של KW500 : כ- 150,000$-200,000$ תלוי באפליקציה המוזמנת.


0 Comments:

Post a Comment

<< Home