Үйлдвэрийн дизелийн генераторын хувьд, үйл ажиллагааны шаардлагатай таарах зөв цахилгаан фазын тохируулга нь маш чухал. Ихэнх томоохон үйлдвэрийн талбайд гурван фазын системийг сонгодог нь эдгээр нь үйлдвэрийн талбай болон өгөгдлийн төвийн нөхцөлд ажилладаг хүнд машин, хүчирхэг моторуудыг асуудалгүй удирдана. Гэсэн хэдий ч жижигхэн байгууламжууд, жишээ нь худалдааны дэлгүүр эсвэл албаныханы хувьд нэг фазын систем хангалттай ажилладаг, учир нь тэдний цахилгааны хэрэгцээ ерөнхийдөө дээд тал нь 50 киловаттыг хэтрэхгүй байдаг. Энергийн системийн лабораториас 2022 онд хийсэн судалгаагаар, агуулахад материал зөөх зэрэг зүйлсэд гурван фазын генератор руу шилжих нь хүчдэлийн хэлбэлзлийг ойролцоогоор 18 хувиар бууруулдаг байв. Ийм тогтвортой байдал нь өдөр тутмын үйл ажиллагаанд ихээхэн ялгаа гаргадаг.
Генераторын хэмжээг зөв тодорхойлохын тулд гурван төрлийн ачааллыг шинжлэх шаардлагатай:
Үйлдвэрийн төхөөрөмжүүд нь ихэвчлэн номиналь чадлынхаа 300% хүртэлх давташтын ачааллыг зөөх чадвартай генератор шаарддаг. Түүхэн ачааллын өгөгдлүүдийг орчин үеийн урьдчилан таамаглаж болох загварчлалын хэрэгслүүдтэй хослуулах нь гар аргаар тооцоолохтой харьцуулахад хэмжээлтийн алдааг 39%-иар бууруулдаг (Power Systems Journal 2023).
Төрлийн хэрэглээ | Ердийн хүрээ | Дэмжих чухал системүүд |
---|---|---|
Арилжааны | 20–150 кВт | ХЯХ, POS, Үндсэн гэрэлтүүлэг |
Үйлдвэрийн | 150–3000 кВт | CNC машинууд, Шахуургууд |
Нефтийн цэцэрлэг, эмийн үйлдвэрүүд нөөцийн зориулалтаар олон генераторыг зэрэгцээгээр суурилуулах шаардлагатай байдаг бол агуулахууд ихэвчлэн ганц нэгжийг суурилуулдаг. Аж үйлдвэрийн энерги, түүхийлгийн чиг хандлага 2023-ны тайлангийн мэдээгээр, аж үйлдвэрийн 47%-с дээш хэмжээний үйлчилгээтэй генераторыг ирээдүйд өргөтгөхөд хэрэгтэй гэж зааж байна.
Их хэмжээний генераторын чадал нь удаан хугацаагаар даацын доогуур ажиллахад хүргэж, деталийн элэгдэлийг хурдасгаж, түлшний үр ашгийг бууруулдаг. Сүүлийн үеийн индустриал цахилгаан системийн шинжилгээнд зааснаар, даацын 30%-оос доош ачаалалтайгаар ажиллаж буй генераторуудын гаргалтын системд нүүрстөрөгчийн хуримтлал 22%-иар хурдан үүсдэг. Зөв хэмжээтэй генераторууд хэвийн ажиллагааны үедээ 70–80% ачаалалтай байх бөгөөд шаталтын үр ашгийг болон засварын интервалыг сайжруулдаг.
Ачааллын дэвшилтэт профилийн аргууд нь одоогоор операторуудад улирлын хүчдэлийн эрэлтийн хэлбэлзлийг тогтоож, цахилгааны ачаалал бага байх үед чухал бус ачааллуудыг зохицуулах, загварын танилтын аргаар техникийн үйлчилгээний шаардлагыг урьдчилан тодорхойлоход тусалж байна. Операторуудын AI-ийн тусламжтай ачааллын анализ хэрэглэсэн нь илүү найдвартай цахилгаан хангамжийг хангасны үр дүнд түлшний хэрэгцээг 14%-иар бууруулсан (Энергийн үр ашигтай ашиглалт, 2023 оны I улирал).
Аж үйлдвэрийн дизель генераторуудын хувьд тэдгээрийг гурван үндсэн чадлын ангилалд хуваадаг. Стандбай (Standby) ангилалд хамаарах загваруудын хамгийн их чадал нь ихэвчлэн ойролцоогоор 500 кВт байдаг бөгөөд гол цахилгааны шугам салхидвал аврах зориулалтаар ашигладаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр төхөөрөмжүүд урт хугацаагаар илүү ачаалал дээр ажиллах зориулалттай биш юм. Анхдагч (Prime) ангилалд хамаарах системүүд хувьсах ачаалалтай ажиллах боломжтой бөгөөд тодорхой хугацаагүй үргэлжлүүлэн ажиллах боломжтой, харин тасралтгүй (Continuous) ангилалд хамаарах генераторууд байнга бүрэн чадал дээр ажилладаг тул цахилгааны ямар ч тасралт хүлээж болохгүй газрууд болох эмнэлэг, өгөгдлийн төв зэрэг газруудад маш чухал тоног төхөөрөмж болдог. Чухал зүйл бол стандбай генераторыг түүний хязгаараас ямар ч хэмжээгээр давуулан ачаалал өгөх нь ихээхэн чухал гэдгийг санах хэрэгтэй. Өнгөрсөн жилийн Power Systems Engineering-ийн судалгаанаас үзэхэд ийм төрлийн генератор дээрх ачааллыг зөвхөн 10%-иар нэмэгдүүлэх нь түүний ажиллах хугацааг ойролцоогоор 30%-иар богиносгодог байна. Иймд операторууд яаралтай тусламжийн үед эдгээр машинуудыг илүүдэл ачаалалд оруулахгүй байх анхааралтай байх хэрэгтэй.
NFPA 110 стандарт нь яаралдагч цахилгаан хангамжийн системийг (ЦХС) хоёр түвшинд ангилдаг:
Ангилал | Хэрэглээ | Хариу өгөх хугацаа | Хамгийн бага ажиллах хугацаа |
---|---|---|---|
1 давхарга | Амь нас хамгаалах чухал байгууламжууд | ≤60 секунд | 12–96 цаг |
2-р түвшин | Чухал бус үйлдвэрийн газрууд | ≤5 минут | 6–24 цаг |
1-р түвшний ЦХС нь бүрэн ачаалал дор хүчдэлийг 10%-иос ихгүй хэмжээтэйгээр тогтвортой байлгах чадварыг шалгахын тулд сард нэг удаа ачааллын шалгалтанд хамрагдах ёстой—энэ нь цахилгааны хаагдалт нь амь насанд аюул учруулах боломжтой байгууламжуудад чухал үзүүлэлт юм.
NFPA 110 нь генераторууд эхний 10 секундын дотор номиналь чадал даах чадвартай байхыг шаарддаг. 48 цагаас бага хэмжээний түлш агуулах үйлдвэрүүд нь улиралд нэг удаа түлшийн чанарын задралын шинжилгээ хийх ёстой. Семикондукторын үйлдвэр зэрэг чухал үйл ажиллагааны хувьд 90 хоног тутамд ачааллын банкны туршилт хийх нь дизель хөдөлгүүрт 18–22% нөлөөлөх “норсон стекинг”-ийг сэргийлдэг.
Чухал бус объектууд (жишээ нь: агуулах, цуглуулалтын шугам) ихэвчлэн NFPA 110-ийн долоо хоногт нэг удаа турших дүрмээс чөлөөлөгдсөн сонгомол резерв системийг ашигладаг. Гэсэн хэдий ч OSHA 1910.269 нь цахилгаан холболтуудын жилд нэг удаа дулааны шинжилгээ хийхийг шаарддаг бөгөөд 2023 оны үйлдвэрийн аюулгүй байдлын хяналтын дүгнэлтээр үйлдвэрийн 67% нь энэ шаардлагыг алгасдаг байв. Зөв ангилал нь харицуураас үүдэлтэй $18,000–$50,000 хоорондох торгууль төлөхөөс сэргийлдэг.
Үйлдвэрийн дизель генераторын үйлчлүүлэгчид түлшний системийг сонгохдоо энерги багтаамж, шаардлагатай байгууламж, материалуудын цаг хугацаан дахь тэсвэрт чанар зэрэг хүчин зүйлсийг харьцуулан жигнэх хэцүү сонголттой тулгардаг. Америкийн Эрчим хүчний яамны өнгөрсөн жилийн тайлангийн мэдээллээр дизель нь байгалийн хийгээс галлоны тутамд ойролцоогоор 12-15 хувийн илүү их энергийн агуулгатай тул сүүлийн үед давтан тохиолдож буй удаан хугацааны цахилгааны баардлын үеэд дахин түлш түлхүүрэхгүйгээр илүү урт хугацаа ажиллах боломжийг олгодог. Гэхдээ энэ асуудлын нөгөө талаас, материалын нийцэлтэй холбоотой судалгаанууд дизелийн түлш ихэвчлэн идэвхитэй задлагч шинж чанартай байдаг тул ихэнх тав тухайн дагуу орших төхөөрөмжүүд хямдхан хувилбараас илүү найдвартай зэвэрдэггүй гангаар хийсэн түлшний шугам суурилуулахад хангаадаг гэж зааж байна. 2024 онд нийтлэгдсэн Шингэн системийн материалын шинжилгээний сүүлийн судалгаанд дэлхийн далайн эрэг дээрх суурилуулалтын гурван буюу дөрвөнөөс нь гурвун нь ийм арга хэмжээ авдаг гэж дурдсан. Нөгөө талаас, байгалийн хийн системүүд түлшээ газар дээр хадгалах асуудлыг шийдвэрлэдэг ч том газар хөдлөлтийн үед тэвэрч чадахгүй байх магадлалтай ашигт ордын инфраструктурыг бүрэн хамааруулдаг учир өөрөө асуудал үүсгэдэг. Харамсалтай нь, түлшийн чанарын шинэчлэлтийн талаар энэ жилийн эхэнд гаргасан Түлшийн чанарын инновацийн тайлангаас үзэхэд, сайжруулсан тогтворжуулагч нэмэлтүүдийн тусламжтайгаар тохиромжтой нөхцөлд дизелийн хадгалалтын хугацааг 36 сар хүртэл сунгасан бөгөөд хуучин бэлтгэсэн бараа хурдан мууддаг байсан үйлдвэрлэгчдийн томоохон асуудлын нэгийг шийдсэн.
Бохирдсон түлш нь аж үйлдвэрийн нөхцөлд зориулсан генераторын төлөвлөгөөгүй зогсолтын 23%-ийг шалтгаалдаг (NREL 2023). Хагас жилд нэг удаа микробиологийн шинжилгээ хийх, чийг шингээгч танкийн агаарын шүүлтүүр ашиглах нь усны бохирдлыг 90%-иар бууруулдаг. Чийглэг орчинд газрын доорх хадгалалтын систем нь газрын дээрх хадгалалтаас 40% бага бохирдол үзүүлдэг.
NFPA 110 нь 1-р түвшний аврах системд 72 цагийн түлшний нөөц, өдрийн танканд 8–12 цагийн ажиллагааны нөөцийг шаарддаг. ИОТ-тэй хяналтын систем нь гар аргаар хянаж буй арга замаас 92% илүү нарийвчлалтай байдаг (Industrial Automation Journal 2023). Хоёр давхар ханатай, хугарал илрүүлэгчтэй савнууд ЭПД-ийн хоёрдогч агуулах шаардлагын 95%-ийг хангана.
OSHA 1910.106 нь бүх түлш түгээх цэгт эвдрэлтэй шахуурга болон статик газардуулалтын системийг шаарддаг. Усны замын ойролцоох төхөөрөмжүүд нь Цэвэр Агаарын хуулийн 4-р түвшний стандартыг хангахын тулд уур шингээгч системийг нэвтрүүлэх ёстой бөгөөд хоёр давхар ханатай савнууд EPA-ийн 89% -ийг хангана. (EPA-ийн зөрчилд хамаагүй байдал талаарх тайлан 2024).
Улиралд нэг удаа хийгдэх түлшний цэвэрлэлт нь ISO 4406 18/16/13 порогийн доорх жижиг хэсгүүдийн 99,6%-ийг арилгадаг. Дотоод дууны сав баглахуйн шалгалт нь хугарал гарахаас өмнө илүү нарийн 95% нарийвчлалтайгаар илрүүлдэг. Харин урьдчилан сэргийлэх үйлдвэрийн платформ нь элэгдэлтийг цаг алдахгүй илрүүлж, системийн 43% -ийг гэмтлээс сэргийлдэг (Итгэлтэй ашиглалт, засвар үйлчилгээний хүрээлэн 2023).
Үйлдвэрийн дизель генераторыг зөв суурилуулах нь эхлээд сайн байршлын төлөвлөгөөнд үндэслэн хийгддэг. Дотоод талын хэт халалтаас сэргийлэхийн тулд агааржуулалт нь киловатт бүрт дор хаяж минутанд 50 куб фут агаарыг шахаж гаргах чадвартай байх ёстой. Хэрэв ихэнх үйлдвэрүүд долоон метр зайд ойролцоогоор 75 децибелээс доош хэмжээтэй байх шаардлагатай тул чимээний хяналт нь өөр нэг том асуудал болдог, ингэснээр ажлын байрын чимээний түвшинд тавигдах OSHA-ийн шаардлагад нийцнэ. Цахилгааны аюулгүй байдлын хувьд ерөнхийдөө газардуулалтын эсэргүүцэл таван омыг давж гарах ёсгүй. Эдгээр бүх зүйлсийг барилгын бүтцийн хөнгөн цагаан хүрээтэй зөв холбоход ислэгдээгүй холбоос утаснуудыг ашигладаг. Эдгэх энергийн системүүдийн 2024 оны өнөөгийн үеийн үйл ажиллагааны мэдээллийг судлахад дараах сонирхолтой зүйл гарч ирсэн: бүх генераторын бараг хоёр гуравт нь анхдагч байршлын бэлтгэл муу байсантай холбоотой байдаг. Ийм учраас NFPA 70E зааврыг тоног төхөөрөмжийн байрлалыг төлөвлөх үед дагаж мөрдөх нь урт хугацааны найдвартай ажиллагааны тулд маш чухал.
Орчин үеийн үйлдвэрийн генераторууд програмчлагддаг логик контроллер (PLC)-тэй хослуулан цахилгааны шугам салснаас хамгаалах автоматжуулалттай ажиллана. Ачааллыг зохицуулах замаар чухал хэсгийн цахилгааны хэлхээг эхэнд нь хангаж, шилжилтийн үед 90%-иас дээш хувийн хүчдэлийн тогтвортой байдлыг хадгална. Tier-4 Final хөдөлгүүрүүд IoT-тэй мэдрэгчидтэй интеграцлагдан шаталтанд орох түлшний цацрагийн хугацааг динамик байдлаар тохируулдаг бөгөөд гар утсаар удирдах системүүдтэй харьцуулахад эхлэх хугацааг 40%-иар бууруулдаг.
Утасгүй хэвийн хэлбэлзэл шинжилдэг төхөөрөмж ба дулааны зураг авах камерууд нийлмэл самбар руу бодит цагт өгөгдөл илгээж, 98% нарийвчлалтайгаар хөдөлгүүрийн тулгуур эсвэл хөргөгчийн шүүдэг зэргийг илрүүлдэг. SCADA интеграцлагдсан шийдэлтэй нэгэн адил cloud суурилсан платформууд нь урьдчилан тодорхойлсон засвар үйлчилгээний хуваарь хангамжийг боломжжуулж, үйлдвэрлэлд төлөвлөгөөгүй зогсолтыг 57%-иар бууруулдаг (Ponemon Institute, 2023).
SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) системийг ашигладаг үйлдвэрийн генераторууд нь AES-256 шифрлэлт болон үүргийн суурьтай хандалтын хяналтыг шаарддаг. Modbus TCP/IP протоколуудад эзлэлтийн тулгалт хийх нь сул талуудыг илрүүлэх бөгөөд NERC CIP-002 стандарт критик инфраструктурын хувьд жилд хоёр удаа аюулгүй байдлын хяналт шалгалт хийхийг шаарддаг. Олон хүчин зүйлийн баталгаажуулалт удирдлагын самбарууд дээрхи brute-force довтолгооны 99,9%-ийг саатуулдаг.
Үйлдвэрлэлийн дизель генераторуудын хувьд, засвар үйлчилгээний шаардлагууд нь үйлдвэрлэгчийн заавар, мөн NFPA 110-ийн шаардлагуудыг хоёуланг нь хангасан байх ёстой. Сонирхолтой нь, өнгөрсөн жилийн зарим тайлангийн мэдээллээр, урьдчилан таамаглах засвар үйлчилгээний аргачлалыг ашиглаж эхэлсэн үйлдвэрүүд хүртэл тохиолдох алдааны шалтгаанаар гэнэт зогсох үзэгдлийг ойролцоогоор хагасаар бууруулж чадсан байдаг. Долоо хоногт нэг удаа тосны түвшинг шалгах, цахилгаан баттерейн байдал сайн эсэхийг шалгах шаардлагатай. Мөн сард нэг удаа ачааллын туршилт хийх ба энэ нь цахилгааны хангалтгүй байдал болоход систем хэрхэн ажиллахыг шалгах зорилготой юм. Мөн жилдээ хийгдэх том засварыг мартахгүй байх хэрэгтэй. Энэ нь түлшний савхны тохируулгыг зөв хийх, жилтрэлтийн дараа хэвийнхээс ялгаатай болж эхэлсэн хэсгүүдийг шалгах зэрэг генераторын бүтцийн нарийн шалгалтыг хийхийг шаардана.
Генераторуудын ачаалал хамгийн их чадалтын 30%-иас бага байх үед норвос шохойлт гэж нэрлэгддэг зүйл үүсдэг. Энэ нь гаргалтын системд бүрэн шатаж чадаагүй түлш үлдээдэг. Энэ асуудлыг сааруулахын тулд ихэнх суурилуулалтууд сард нэг удаа, ойролцоогоор цагийн турш генераторын чадалын 75-80% дээр ажиллуулах ачааллын банкны шалгалтыг төлөвлөдөг. Эдгээр шалгалтууд зөвхөн түлшний зөв шаталтыг дэмжихээс гадна жилдэх NFPA 110 шаардлагыг биелүүлдэг. Энэ ажиллагааг баримтладаг суурилуулалтууд нь гурван сард нэг удаа шалгадаг газруудтай харьцуулахад нүүрстөрөгчийн хуримтлалтай холбоотой асуудал нь дунджаар гуравны хоёроор багасдаг. Ердийн үйл барилын үед долоо хоногт нэг удаа 20-30 минутын турш генераторыг хэвийн ачааллын хагас эсвэл түүнээс дээш хэмжээтэй ажиллуулах нь бүх юмыг зөв тослож, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондох сайн цахилгаан холболтыг хадгалж өгдөг.
Ойролцоогоор 250 ажилласан цагийн дараа тосны дээж авч шинжилгээ хийх нь зөвхөн хугацаагаар солих аргаас 28% илүү эрт нарийн байдлын асуудлыг илрүүлдэг бөгөөд энэ нь доод цуллагын эрт үеийн гэмтлийг зогсооход тусалдаг. Системийн дулаан зохицуулах үйл ажиллагааг сайжруулахын тулд 10 микрон хэмжээтэй хоёр шатны жижиг хэсгийн шүүлтүүр болон шингэний pH түвшинд анхаарал тавих нь маш чухал юм. Энэ нь үйлдвэрлэлийн үйлдвэрүүдэд цахилгааныг тасралтгүй нийлүүлж байгаа генераторуудын хувьд ихээхэн чухал ач холбогдолтой. NFPA 110 стандартын дагуу чухал объектуудад нэмэлт шатахууны шүүлтүүрүүдийг бэлэн байлгах шаардлагатай. Ихэнх үйлдвэрүүд эдгээр шүүлтүүрүүдийг жилийн дунд болон жилийн эцэст хийдэг техникийн үйлчилгээний үед солино, ингэснээр бүх зүйл шаардлагад нийцэж, зогсонги байдал хамгийн бага байх боломжийг олгодог.
Нэг фазын цахилгааны энерги нь жижиг хэмжээний дэлгүүр эсвэл 50 киловатт доош цахилгаан хэрэгцээтэй газруудад ихэвчлэн ашигладаг. Харин томоохон үйлдвэрийн газруудад хүнд машин тоног төхөөрөмж, цахилгаан хөдөлгүүрүүдийг ажиллуулах чадвартай тул гурван фазын цахилгаан илүү тохиромжтой.
Түүхэн ачааллын өгөгдлүүдтэй хослуулсан урьдчилан таамаглаж болох загварын хэрэгслүүд нь гар аргаар тооцоолохтой харьцуулахад хэмжээ тодорхойлох алдааг 39%-иар бууруулдаг бөгөөд генераторын ажиллагаа, үр ашгийг сайжруулдаг.
Хэт их хэмжээтэй сонгох нь тасралтгүй доогуур ачаалал өгөхөд хүргэж, системийн хэсгүүдийн хэт хурдан изналат, гарз устгалын системд нүүрстөрөгчийн хуримтлалын улмаас түлшний үр ашгийг бууруулдаг.
Ачааллын профайлууд нь операторуудад цахилгаан эрчим хүчний эрэлт хэрэгцээний өөрчлөлтийг тодорхойлоход, ажиллагааг оновчтой болгоход, цахилгаан ачааллыг ачаалал багатай үед зохицуулах, техникийн үйлчилгээний шаардлагыг урьдчилан тодорхойлоход тусалдаг бөгөөд ингэснээр түлшний хэрэгцээг хамгийн ихдээ 14%-иар бууруулдаг.
NFPA 110 нь яаралтай цахилгаан хангамжийн системийг чухал байдлаас хамааран хоёр түвшинд ангилдаг. I түвшин нь амь нас хамгаалах чухал байгууламжуудад, II түвшин нь чухал бус үйлдвэрлэлийн газруудад зориулагдсан бөгөөд тодорхой хугацаанд хариу үйлдэл үзүүлэх, ажиллах хугацааны шаардлагууд тавигддаг.
2025-06-18
2025-02-17
2025-02-17
2025-02-17
2025-10-09
2025-09-19