Категории надежности электроснабжения по пуэ — 1,2 и 3 категории надежности

Существует ПУЭ (правила устройства электроустановок), где можно определиться с классификацией электропотребителей и познакомиться с условным их разделением по надёжности.

Если рассматривать многоэтажный дом и больницу, то надёжность второй, должна быть выше.

Так как здесь ведётся подключение реанимаций и операционных помещений к питающему устройству, следовательно, аварийное выключение может привести к потере человеческой жизни или её угрозе.

• Если рассматривать химическое предприятие, то здесь отключение от электроэнергии повлечёт за собой взрыв, жертвы и нанесён будет материальный ущерб, отсюда этот объект является важным и требует надёжного электроснабжения.
• Все объекты тщательно изучаются, и им присваиваются категории надёжности.
• Какие категории выделяют:

• Первая. Эту группу называют ещё очень важной. Так как здесь отсутствие питания ведёт к необратимым процессам, а, главное, создаёт опасность человеческой жизни, государства и может создаваться аварийная ситуация, которая выльется в большой материальный ущерб. Поэтому здесь включается бесперебойное питание от двух независимых источников, когда автоматическое переключение с одной шины на другую ведётся в считаные доли секунд. Также в первой группе для того чтобы увеличить надёжность предусматривают третий источник, например, аккумуляторные батареи, автономные мини-электростанции и т. д. Этот источник предназначается для особой группы. Ими может питаться и второй энергоноситель.
• Вторая. Аварийное отключение питания может привести к массовому браку, нарушению технического процесса, жизнедеятельности людей. Здесь также используются два независимых и взаимозаменяемых источника. Этой группой пользуется значительное число электропотребителей.
• Третья. Те потребители, что не входят к первым двум категориям, относятся в 3 группу. Здесь используется один источник электроснабжения, только обязательным условием является остановка питания не более одних суток. Источником может быть одно трансформаторное КТП и в один год допускается 72 часа отключений.

Чем важнее категория, тем выше её стоимость, так как ведёт к установке дополнительного оборудования, отсюда будет и общая система электропотребления достаточно сложная.

Требования к источникам электроснабжения

Электроприёмники каждой категории согласно правилам установки имеют определённые требования.

• В 1 группе элктроприёмников обязательно питание подключается от независимых блоков питания. А если речь идёт об особой группе приёмников, то здесь дополнительно предусматривается третий независимый взаимно резервирующий электрический блок. Таким образом, обеспечивается бесперебойное и надёжное электрическое питание. Так как сбои в электропитании могут привести к человеческим жертвам, материальному ущербу, нарушению технического процессу, сбою работы телевидения и т. д.
• Во второй группе электроприёмников также идёт обеспечение от двух независимых источников. С той лишь разницей, что здесь допускается некоторое количество времени для подключения резервного источника, тогда как в первой категории переключение ведётся автоматически. Резервное питание может подключаться выездной оперативной бригадой или дежурным персоналом. Перерыв питания в этой группе может привести к простою рабочих и электрооборудованию, остановке выпуска продукции.
• В электоприёмниках третьей группы питание ведётся одним источником и перерыв в питании не может быть более 24 часов.

Категории надёжности электроснабжения здания/объекта

Существует таблица, где отображается категория надёжности жилых домов, общежитий, учрежденческих зданий и объектов:

• Жилой дом, где есть наличие электроплит, относят ко 2 группе.
• Дом, в котором 8 квартир и имеются электроплиты – 3-я группа.
• Садовые участки – 3.
• Помещение с противопожарным оборудованием – 1.
• Общежитие, где проживают больше 50 человек – 2. Меньше 50–3.
• Индивидуально тепловой пункт и ЦТП – 1.
• Здания, где работают больше 2 тысяч человек – 1.
• Высотные здания больше 16 этажей – 1.
• Санаторные здания и дома отдыха – 1.
• Госстрах и финансовые учреждения с наличием охранной сигнализации и противопожарных устройств – 1.
• Библиотеки с охранным обустройством – 1.
• Библиотеки, где хранятся одна тыс. экземпляров книг – 2.
• Сохранность экземпляров книг до 100 единиц – 3.
• Дошкольные и школьные учреждения с охранным оборудованием – 1.
• Гостиницы с охранным и противопожарным обустройством – 1.
• Столовые, кафе и другие помещения для приёма пищи – 1.
• Здания бытового обслуживания (парикмахерские, где больше 15 человек, ателье, когда 50 людей и химчистки с производительностью в 500 кг) – 2.
• Музеи федерального, краевого и республиканского значения – 1.
• Медицинские здания с интенсивной терапией, операционной, палатой недоношенных детей – 1.
• Временные объекты – 3.

Здание, которое имеет 3 группу и питание происходит по одной линии, следует охранное и пожарное оборудование подключать к автономным источникам.

Силовые электроприёмники и освещение подключаются от трансформаторов.

1. Трансформаторные подстанции используются для общественных зданий встроенные или пристроенные.
2. Жилое здание может питаться от пристроенных подстанций только в том случае, если они наполнены жидким диэлектриком.
3. Использование ТП в жилом корпусе и школьном заведении запрещено.
4. Размещать ТП следует таким образом, чтобы была возможность круглосуточного доступа для организаций и персонала, которые занимаются обслуживанием.

Схемы (описание)

Обязательным условием приёмников первой группы являются независимые источники питания. И в случае нарушения электропитания, автоматически идёт его восстановление от резервного электроснабжения. Электричество независимых источников ведётся с различных подстанций или с одной.

При этом должны, соблюдены некоторые условия:

• Шины или секции подключаются от независимых источников;
• Соединения между шинами или секциями не должно быть. Отключение происходит автоматически в аварийной ситуации.

• Резервным источником питания могут служить аккумуляторные батареи, приборы бесперебойного питания, местные электростанции.
• Рис.1

На рисунке 1 показана радиальная схема потребителей 1 категории. Во время аварийного выключения электроэнергии на одной из секций произойдёт автоматическое включение выключателя на шине.

Со второй категорией потребителей при нарушении целостности электрической цепи возможна некоторая задержка питания, пока не включится резервное электрическое устройство.

Рис.2

Вторая схема рис.2 отображает потребителей 2 категории. Также можно использовать и для 1 группы.

1. Аварийное отключение питания на одной из секций не помешает продолжению работы второй секции.
2. Рис.3

На рис 3 изображена схема потребителей 3 категории. Используя аварийный источник, схему можно использовать для потребителей 1 категории.

Кто и как определяет

Критериями выбора категорий в электроснабжении являются численность людей.

Рассматривается, прежде всего, их безопасность и уровень материального ущерба, если произойдёт отключение электропитания.

Для таких целей проектировщиками разработан классификатор различных видов электроснабжения. В нём указываются типы зданий, объектов, стоит только выбрать нужное строение с определённой категорией.

В производственных зданиях, чтобы определить нужную группу электропитания участвуют технологи и используются документ СП 31–110–2003 и ПУЭ (правила устройства электроустановок). Всё зависит от опасности и возможного материального ущерба.

Чем она ниже, следовательно, и категория будет ниже и наоборот. Например, объекту, связанному с пожаром всегда присваивается первая категория.

Иногда категория здания и электроснабжения не совпадают.

Такое случается в тепловых пунктах, и в технических условиях прописывается разрешённая мощность индивидуально для каждой группы электроснабжения.

Источник: https://hqsignal.ru/defence/s/kategoriya-nadyozhnosti.html

Категории надежности электроснабжения: требования электроприемников потребителей к источникам энергоснабжения

Требования к надежности электроснабжения в настоящий момент является одним из важных аспектов работы потребителей. От существующего уровня надежности энергоснабжения электроприемников потребителя зависит количество брака на производстве,  качество изготовляемой продукции и, как следствие, конкурентоспособность компании в целом. 

Сразу стоит отметить, что вопросы надежности энергоснабжения затрагиваются в основном в Правилах устройства электроустановок. Ответственность поставщика электроэнергии за низкие показатели качества электроэнергии и низкую надежность электроснабжения в действующем законодательстве в электроэнергетике прописано слабо.

Однако некоторые моменты все-таки определены.

Как не допустить простоя предприятия из-за отключения электроэнергии или с кого взыскать убытки от возникновения брака вследствие несоблюдения поставщиком электроэнергии показателей, определенных для различных категорий надежности электроснабжения, об этом и попытаемся разобраться в этой статье.  

Для начала предлагаем разобраться с особенностями надежности энергоснабжения потребителей. В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПЭУ 7 издание) выделяют три категории надежности электроснабжения. 

• Первая категория надежности электроснабжения (1 категория надёжности) 
• Вторая категория надежности электроснабжения (2 категория надёжности)
• Третья категория надежности  электроснабжения (3 категория надежности)

При этом ПЭУ не устанавливает конкретные требования к времени восстановления энергоснабжения электроприемников 1 или 2 категории надежности. Для 3 категории надежности электроснабжения установлено время восстановления не более 24 часов. 

Категории надежности энергоснабжения

Стоит отметить, что время восстановления энергоснабжения потребителей в соответствии с п.  31.6 «Правил недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг», утвержденных Постановлением Правительства РФ от 27.12.2004 №861, определяется следующим: 

Для третьей категории надежности электроснабжения: допустимое число часов отключений в год составляет 72 часа, но не более 24 часов подряд, включая срок восстановления электроснабжения, за исключением случаев, когда для производства ремонта объектов электросетевого хозяйства необходимы более длительные сроки, согласованные с Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору,

Для второй и первой категории надежности энергоснабжения число часов отключений должно определяться в договоре оказания услуг по передаче электроэнергии (если у потребителя нет такого договора – то в договоре энергоснабжения с гарантирующим поставщиком) с учетом его фактической схемы, источников энергоснабжения, наличия резервного питания и др. 

Таким образом, важным моментом для потребителей с 1 или 2 категорией надежности для обеспечения требуемого уровня надежности электроснабжения, определить параметры восстановления подачи электроэнергии в случае возникновения аварийных ситуаций и др. вне регламентных отключений еще на этапе заключения договора энергоснабжения с поставщиком электроэнергии.

Также стоит особо отметить обязательное требования по закреплению величин аварийной брони и технологической брони. Указанные параметры определяются в акте аварийной и технологической брони и являются неотъемлемой частью договора потребителя.

Очень часто потребители, имеющие аварийную или технологическую  бронь не имеют оформленного акта согласования брони, что может привести (в случае отключения электроэнергии) к значительным убыткам для самого потребителя, а в худшем случае и к экологическим последствиям.  

Определение границ зоны ответственности за надёжность электроснабжения с учетом существующих категорий.

При этом, качество и надежность электроснабжения потребителей определяется на границе балансовой принадлежности потребителя и сетевой компании.

Ответственность поставщика электроэнергии за вопросы энергоснабжения (в т.ч. надежность энергоснабжения) определяются п. 7 «Основных положений функционирования розничных рынков электрической энергии», утв. Постановлением Правительства РФ от 04.05.

2012 №442, который говорит о том, что наличие оснований и размер ответственности субъектов электроэнергетики перед потребителями за действия (бездействие), повлекшие за собой неблагоприятные последствия, определяются в соответствии с гражданским законодательством Российской Федерации и законодательством Российской Федерации об электроэнергетике.

Таким образом, даже если у потребителя согласована в договоре энергоснабжения первая или вторая категория надежности электроснабжения, количество источников питания у него 2 или более, и на электроприемники  потребителя есть согласованный акт о технологической или аварийной брони, то при  возникновении случая временного прекращения поставок электроэнергии и возникновения у предприятия убытков вследствие этого, у него (потребителя) есть возможность получить компенсацию своих убытков только в судебном порядке. Поэтому важно дополнительно в договоре закреплять ответственность сторон за нарушение параметров надежности энергоснабжения. 

При возникновении каких-либо ситуаций, связанных с надежности энергоснабжения, потребитель должен предъявлять требования к компенсации своих расходов (упущенной выгоды) к гарантирующему поставщику (энергосбытовой компании) если у потребителя заключен договор энергоснабжения и к электросетевой компании (владельцу электросетевых объектов) если у потребителя заключен договор купли-продажи электроэнергии и договор оказания услуг по передаче. 

Выбор или изменение категории надежности электроснабжения.

В соответствии с правилами технологического присоединения энергопринимающих устройств потребителей к электрическим сетям, утвержденных постановлением Правительства РФ от 27.12.

2004 №861, категория надежности электроснабжения электроприемников потребителей определяется в процессе технологического присоединения энергопринимающих устройств к электрическим сетям.

При этом потребитель самостоятельно определяет какая категория надежности энергоснабжения ему необходима. 

«Технологическое присоединение энергопринимающих устройств в целях обеспечения надежного их энергоснабжения и качества электрической энергии может быть осуществлено по одной из трех категорий надежности. Отнесение энергопринимающих устройств заявителя (потребителя электрической энергии) к определенной категории надежности осуществляется заявителем самостоятельно.

Отнесение энергопринимающих устройств к первой категории надежности осуществляется в случае, если необходимо обеспечить беспрерывный режим работы энергопринимающих устройств, перерыв снабжения электрической энергией которых может повлечь за собой угрозу жизни и здоровью людей, угрозу безопасности государства, значительный материальный ущерб. В составе первой категории надежности выделяется особая категория энергопринимающих устройств, бесперебойная работа которых необходима для безаварийной остановки производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров». 

Однако, стоит понимать, что при выборе 2 или 1 категории надежности, стоимость подключения электричества возрастет в 2 раза относительно присоединения по 3 категории надежности: ведь для энергоснабжения по 1 или 2 категории необходимо два независимых источника питания и присоединение к каждому из них будет стоить примерно одинаково. 

Источник: https://www.energo-konsultant.ru/sovets/elektrosnabgenie/yuridicheskim_licam/prochie_voprosi_energosnabgeniya/kategorii_nadegnosti_elektrosnabgeniya/

Категории надёжности электроснабжения

ПЕРВАЯ ВТОРАЯ ТРЕТЬЯ

Электрическая энергия представляет собой главный ресурс, необходимый для осуществления деятельности предприятий. Промышленное технологическое оборудование, применяемое в различных отраслях производства, имеет электрический привод.

• Создание нормальных бытовых условий также невозможно без электричества.
• Перерывы в обеспечении потребителей электрической энергии приводят к остановке деятельности предприятий и организаций различного профиля, прекращению работы транспортных средств на электрической тяге, неработоспособности систем регулирования движения автотранспорта, вызывающей коллапс на автодорогах.
• Отключения электричества у потребителей бытового сектора вызывают дискомфорт населения, лишая его освещения, а нередко и возможности обогреть жильё и приготовить пищу.

Аварийное отключение электроприёмника может приводить к различным последствиям в зависимости от характера отключаемого объекта. Причём эти последствия могут быть несопоставимыми.

Например, отсутствие подачи электроэнергии, пусть даже достаточно длительное, в жилом секторе может вызвать дискомфорт или, в худшем случае, порчу продуктов в холодильнике. Если же полностью исчезнет питание авиационного диспетчерского центра или операционного больничного отделения, это может привести к авиационным катастрофам и гибели людей на операционном столе.

Совершенно очевидно, что подходы к обеспечению надёжности снабжения потребителей электрической энергией должны быть увязаны с потенциальной опасностью, возникающей при их аварийном отключении.

Законодательством РФ в области энергетики определены градации электроприёмников по категориям надёжности электроснабжения. Категорийность объекта должна определяться ещё на стадии проектирования.

При этом принимаются во внимание:

• особенности технологических циклов данного производства;
• условия работы оборудования;
• наличие на производстве опасных факторов;
• прогнозирование ситуаций, которые могут возникнуть при перерыве электропитания конкретного потребителя.

Требования пуэ к электроснабжению потребителей различных категорий

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) подразделяют все электроприёмники потребителей по признаку тяжести последствий перерывов в электропитании на 3 группы: 1, 2 и 3 категории надёжности электроснабжения.

Рассмотрим подробнее характеристики электроприёмников различных категорий обеспечения надёжности электроснабжения и технические требования ПУЭ, предъявляемые к организации их электропитания.

1 КАТЕГОРИЯ НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Первый уровень по категорийности, в соответствии с ПУЭ получают электроприёмники тех предприятий и организаций, перерыв в обеспечении которых электрической энергией влечёт за собой наиболее тяжёлые последствия. Первый категорийный уровень обеспечения электроэнергией условно делится на две группы потребителей.

К группе специально выделенных электроприёмников ПУЭ относит объекты, отключение электроэнергии на которых может иметь следующие последствия:

• возникновение ситуаций, представляющих опасность для жизни людей;
• нарушение технологических циклов, способных привести к взрывам или пожарам.

Обеспечение электропитания потребителей, относящихся к выделенной группе в составе электроприёмников первой категории надёжности электроснабжения, осуществляется по следующему принципу:

Для обеспечения питания таких электроприёмников по требованию ПУЭ должно быть предусмотрено 3 не связанных друг с другом источника.

Схема автоматики должна осуществлять обеспечение взаимного резервирования каждого из 3 источников.

Схемы подачи электрической энергии, предполагающие ручное включение резервного питания при отключении рабочего источника, для объектов первой категорийности по надёжности обеспечения электричеством не могут быть применены.

1. Для всех электроприёмников первого категорийного класса перерыв питания допускается только на время, необходимое для автоматического включения резервного источника.

Одним из 3 независимых источников может быть автономная электростанция, оборудованная автоматическим запуском при отключении рабочего питания. Допускается использование для обеспечения резерва агрегатов бесперебойного питания и аккумуляторных батарей.

Приоритеты линий электроснабжения в логике работы автоматических устройств определяются при проектировании системы автоматизации и зависят от технических и режимных особенностей питающих линий.

Обеспечение электроэнергией потребителей, имеющих первую категорийность, но не отнесённых к особо выделенной группе, осуществляется в соответствии с правилами ПУЭ двумя не связанными между собой источниками. Переключение питания должно осуществляться автоматически.

В качестве резерва может использоваться автономный электрогенератор с автоматическим запуском от системы контроля напряжения.

Отключение питания электроприёмников первого категорийного вида по надёжности, не относящихся к специально выделенной группе характеризуется следующими последствиями:

• причинение материального ущерба в результате остановки крупносерийных промышленных производств;
• нарушение сложных технологических цепочек, вызывающее продолжительный массовый останов промышленного оборудования;
• сбои в работе жизненно необходимых объектов коммунального хозяйства и городской инфраструктуры;
• массовая неработоспособность средств связи и телевизионного вещания.

В случаях, когда техническая возможность обеспечения требуемого уровня резервирования электропитания отсутствует, правила требуют на стадии проектирования производства предусмотреть технологическое резервирование.

Для этого должен быть пересмотрен весь технологический процесс. При необходимости устанавливаются дополнительные агрегаты для обеспечения безаварийного останова технологических цепочек.

2 КАТЕГОРИЯ НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

В эту категорийную группу включены потребители, характеризующиеся следующими последствиями перерывов электроснабжения:

• недоотпуск продукции, носящий массовый характер;
• простой большого количества рабочей силы и производственных мощностей;
• нарушение нормальной жизнедеятельности большого числа людей.

Электроприёмники, отнесённые ко второй категории надёжности электроснабжения, в соответствии с правилами ПУЭ должны получать питание от двух независимых энергоисточников.

В отличие от потребителей первой категорийности, обеспечение резервирования электроснабжения объектов второй категории может осуществляться вручную. Это означает, что допускается перерыв подачи электроэнергии на время, необходимое дежурному персоналу электроустановок для выполнения необходимых переключений.

• ПУЭ не запрещает применение в качестве резервного энергоисточника автономного электрогенератора, запуск которого осуществляется вручную.

3 КАТЕГОРИЯ НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Категорийность три в соответствии с формулировкой ПУЭ получают электроприёмники, не попавшие в первую и вторую категории. Сюда относятся предприятия и организации, остановка которых не представляет опасности и не затрагивает группы населения.

Это объекты городской инфраструктуры – пункты ремонта, предприятия бытового обслуживания и другие точки подобного типа. В данной категории находятся и бытовые потребители электрической энергии.

1. Правда, если речь идёт о небольшом их количестве, поскольку в соответствии с ПУЭ, опасность нарушения жизнедеятельности «большого числа городских и сельских жителей» является признаком электроприёмника второй категории надёжности обеспечения электроэнергией.
2. К сожалению, чёткие критерии, какое число жителей городов и сёл следует считать большим, в ПУЭ отсутствуют.
3. Объекты третьей категории надёжности электроснабжения ПУЭ допускает подключать к одному электроисточнику.

Необходимым для этого условием является возможность произвести требуемый ремонт и восстановить питание электроприёмника в течение 1 суток. Из этого положения ПУЭ следует, что в противном случае необходимо наличие второго энергоисточника.

Иногда приходится встречаться с заблуждениями, встречающимися даже у профессиональных электриков относительно того, как определить категорию надёжности электроснабжения потребителя. При этом ошибочно исходят из оценки построенной схемы электроснабжения функционирующего объекта.

То есть, категорию надёжности электроснабжения объекта пытаются определить по количеству линий электропередачи, осуществляющих его питание.

Дело в том, что теоретически любой частный домовладелец может иметь два или три резервируемых энергоисточника, что, однако не сделает электроснабжение его дома объектом первой категории.

Следует понимать, что критерием отнесения электроприёмника к одной из принятой правилами категории надёжности обеспечения объекта электроэнергией должна быть тяжесть последствий перерывов в подаче электричества.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Источник: https://eltechbook.ru/jelektrosnabzhenie_kategorii.html

Категория электроснабжения

Рубрика: Статьи   ‡  

Все электропотребители, можно разделить по некоторой условной важности. То есть, надёжность электроснабжения, допустим жилых домов, будет явно, отличатся от насосной пожаротушения, где от наличия электричества зависят множество жизней, либо  производства плавки металла, что в итоге может, обернутся страшной аварией. 

По надёжности электроснабжения и важности электропотребителей, питающихся электроэнергией, были разработаны данные категории.

Они определяются при проектировании, на основании нормативной документации (ПУЭ и других действующих нормативов) и тех. части самого проекта.

Выделяют три категории электроснабжения: 1-я (очень важные электропотребители), 2-я (просто важные электропотребители) 3-я (все остальные электропотребители).

К первой категории относятся такие виды электропотребителей, которые в результате своего простоя без электричества могут повлечь опасность для жизни людей, безопасности государства, нанести большой материальный ущерб, поломку сложного и дорогого оборудования или нарушения сложного техпроцесса, работы сфер коммунального хозяйства. Проще говоря, всё то повлечет за собой очень серьезные последствия.

Как правило по первой категории электроснабжения запитаны ответственные потребители (противопожарные насосы, аварийное электроосвещение, пожарная и охраная сигнализации и т.д. )

В первую категорию так же входит особая группа электропотребителей, которая должна быть безостановочной в силу возможности возникновения пожаров, взрывов и человеческих смертей.

Электропотребители этой категории при нормальной  работе, должны предусматривать два независимых резервируемых источника электропитания, у которых перерыв для возобновления электроснабжения при отключении одного из них, должен быть лишь на время автоматического переключения на второй.

Как правило для первой категории предусматриваются две независимые трансформаторные подстанции (ТП) либо ТП и ДГУ (дизель генератор), либо ТП и аккумуляторные батареи, расчитаные на определенное время работы как в режиме ожидания так и в режиме тревога.

Автоматическое переключение потребителей первой категории на резервный ввод осуществляется с помощью устройства автоматического ввода резерва (АВР).

Для особой группы первой категории, должен предусматриваться также третий независимый источник, для увеличения общей надёжности. В роли третьего независимого источника для особой группы электропотребителей, могут использоваться различные аппараты бесперебойного электропитания, аккумуляторные батареи, дизель генераторы (ДГУ) и т.д.  с использованием АВР на 3 ввода или двух АВР.

Вторая категория. К ней можно отнести электропотребители, что при внезапном отключении электроэнергии могут последовать массовое возникновение брака или недоотпуска продукции, длительный простой рабочих, оборудования, техпроцесса, общее нарушению обычной жизнедеятельности большого количества городского и сельского населения.

Она должна при нормальной своей работе, обеспечить электроснабжение, так же от двух независимых резервирующих источников электропитания, но допускается некоторое время на переключение (например, время за которое дежурный электрик зайдет в щитовую и переключит рубильник на второй ввод). Для элетропотребителей второй категории при возникновении проблем с электропитанием на одном из источников, допускается время простоя до восстановления электроснабжения, в промежутке, пока дежурныё персонал или выездная бригада не произведёт необходимое переключение и восстановит поступление электроснабжение. Для электроснабжения по второй категории необходимы два независимых источника электропитания, но в отличии от потребителей первой категории, переключение на резервный ввод осуществляется вручную (без устройства ввода резерва АВР).

Большинство электропотребителей проектируемых административных зданий относятся ко второй категории электроснабжения.

Третья категория. Это категория, в которую не вошли электропотребители первой и второй категории.

Для неё допускается осуществления электроснабжения от одного источника, притом условии, что на восстановление электропитания после поломки потребуется не более одних суток.

Например, для обеспечения электропотребителей третей категории  можно использовать однотрансформаторную КТП. Тут можно узнать больше о проектировании трансформаторных подстанций 10(6)/0,4кВ.

• Стоит заметить то, что увеличение важности категории, напрямую влияет на саму стоимость его осуществления, поскольку это влечёт установку большего количества дополнительного оборудования и в итоге общего усложнение всей системы элетропотребителя.
• Но с другой стороны на тех объектах, где действительно очень важна надёжность, в силу особых обстоятельств, то такое усложнение и резервирование, играет ключевую роль, во избежание более худших последствий при возникновении перебоя с элетрообеспечением.
• Оставить комментарий или два

Источник: https://projectsdevelop.com/kategoriya-e-lektrosnabzheniya

Категории электроснабжения потребителей по ПУЭ

Согласно ПУЭ все потребители электрической энергии условно разделяют на три категории (группы), в зависимости от их важности.

В данном случае идет речь о том, насколько надежным должно быть энергоснабжение потребителя с учетом всех возможных факторов.

Приведем характеристики каждой из категорий электроснабжения потребителей и соответствующие требования относительно надежности их питания. 

Первая категория электроснабжения потребителей

К первой категории электроснабжения относятся наиболее важные потребители, перерыв в электроснабжении которых может привести к несчастным случаям, крупным авариям, нанесению большого материального ущерба по причине выхода из строя целых комплексов оборудования, взаимосвязанных систем. К таким потребителям относятся:

• горнодобывающая, химическая промышленность и др. опасные производства;
• важные объекты здравоохранения (реанимационные отделения, крупные диспансеры, родильные отделения и пр.) и других государственных учреждений;
• котельные, насосные станции первой категории, перерыв в электроснабжении которых приводит к выходу из строя городских систем жизнеобеспечения;
• тяговые подстанции городского электрифицированного транспорта;
• установки связи, диспетчерские пункты городских систем, серверные помещения;
• лифты, устройства пожарной сигнализации, противопожарные устройства, охранная сигнализация крупных зданий с большим количеством находящихся в них людей.

Потребители данной категории должны питаться от двух независимых источников питания – двух линий электропередач, питающихся от отдельных силовых трансформаторов.

Наиболее опасные потребители могут иметь третий независимый источник питания для большей надежности.

Перерыв в электроснабжении потребителей первой категории разрешается только лишь на время автоматического включения резервного источника питания.

В зависимости от мощности потребителя, в качестве резервного источника электроснабжения может выступать линия электрической сети, аккумуляторная батарея либо дизельный генератор. 

ПУЭ определяет независимый источник питания как источник, на котором сохраняется напряжение в послеаварийном режиме в регламентированных пределах при исчезновении его на другом источнике питания. К числу независимых источников питания относятся две секции или системы шин одной или двух электротстанций или подстанций при одновременном соблюдении следующих двух условий:

• каждая из секций или систем шин в свою очередь имеет питание от независимого источника питания,
• секции (системы) шин не связаны между собой или имеют связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной роботы одной из секций (систем) шин.

Особая группа категории электроснабжения – выделяется из состава электроприемников первой категории, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.

  Для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.

  В качестве третьего независимого источника питания для особой группы электроприемников и в качестве второго независимого источника питания для остальных электроприемников первой категории могут быть использованы местные электростанции, электростанции энергосистем (в частности, шины генераторного напряжения), предназначенные для этих целей агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т.п.

• Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить непрерывность технологического процесса или если резервирование электроснабжения экономически нецелесообразно, должно быть осуществлено технологическое резервирование, например, путем установки взаимно резервирующих технологических агрегатов, специальных устройств безаварийного останова технологического процесса, действующих при нарушении электроснабжения.
• Электроснабжение электроприемников первой категории с особо сложным непрерывным технологическим процессом, требующим длительного времени на восстановление нормального режима, при наличии технико-экономических обоснований рекомендуется осуществлять от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляются дополнительные требования, определяемые особенностями технологического процесса.
• Вторая категория электроснабжения потребителей
• Ко второй категории снабжения относятся потребители, при отключении питания которых, останавливается работа важных городских систем, на производстве возникает массовый брак продукции, есть риск выхода из строя крупных взаимосвязанных систем, циклов производства.
• Помимо предприятий, ко второй категории электроснабжения относятся:

• детские заведения;
• медицинские учреждения и аптечные пункты;
• городские учреждения, учебные заведения, крупные торговые центры, спортивные сооружения, в которых может быть большое скопление людей;
• все котельные и насосные станции, кроме тех, которые относятся к первой категории.

Вторая категория электроснабжения предусматривает питание потребителей от двух независимых источников. При этом допускается перерыв в электроснабжении на время, в течение которого обслуживающий электротехнический персонал прибудет на объект и выполнит необходимые оперативные переключения. 

Третья категория электроснабжения потребителей

Третья категория электроснабжения потребителей включает в себя всех оставшихся потребителей, которые не вошли в первые две категории. Обычно это небольшие населенные пункты, городские учреждения, системы, перерыв в электроснабжении которых не влечет за собой последствий. Также к данной категории относят многоквартирные жилые дома, частный сектор, дачные и гаражные кооперативы.

Потребители третьей категории получают питание от одного источника питания. Перерыв в электроснабжении потребителей данной категории, как правило, не более суток – на время выполнения аварийно-восстановительных работ.

При разделении потребителей на категории учитывается множество факторов, оцениваются возможные риски, выбираются наиболее надежные и оптимальные варианты. 

Максимальное допустимое число часов отключения в год и сроки восстановления энергоснабжения

Вопросы электрообеспечения, включая надежность электроснабжения, определяются в договоре потребителя с субъектом электроэнергетики. В договоре устанавливают допустимое число часов отключения в год и сроки восстановления электроснабжения (это фактически допустимая продолжительность перерыва питания по ПУЭ).

Для I и II категорий надежности допустимое число часов отключения в год и сроки восстановления энергоснабжения определяются сторонами в зависимости от конкретных параметров схемы электроснабжения, наличия резервных источников питания и особенностей технологического процесса потребителя, но не могут быть более соответствующих величин, предусмотренных для IIIкатегории надежности, для которой допустимое число часов отключения в год составляет 72 ч (но не более 24 ч подряд, включая срок восстановления энергоснабжения).

Что дает разделение потребителей на категории

Разделение потребителей на категории в первую очередь позволяет правильно спроектировать тот или иной участок электросети, связать его с объединенной энергосистемой.

Основная цель – построить максимально эффективную сеть, которая с одной стороны должна осуществлять в полной мере потребности в электроснабжение всех потребителей, удовлетворять требованиям по надежности электроснабжения, а с другой стороны быть максимально упрощенной с целью оптимизации средств на обслуживание и ремонт сетей.

В процессе эксплуатации электрических сетей разделение потребителей на категории электроснабжения позволяет сохранить стабильность работы объединенной энергосистемы в случае возникновения дефицита мощности по причине отключения блока электростанции либо серьезной аварии в магистральных сетях. В данном случае работают автоматические устройства, отключающие от сети потребителей третьей категории, а при больших дефицитах мощности – второй категории.

1. Данные меры позволяют оставить в работе наиболее важных потребителей первой категории и избежать техногенных катастроф в масштабах регионов, гибели людей, аварий на отдельных объектах, материального ущерба. 
2. В отечественных системах электроснабжения наиболее часто используется принцип горячего резерва: мощность трансформаторов ТП, ГПП (и пропускная способность всей цепи питания к ним) выбирается большей, чем этого требует поддержание нормального режима, для обеспеченна электроснабжения электроприемников I и II категории в послеаварийном режиме, когда одна цепь питания отказывает в результате аварии (или отключается планово). 
3. Холодный резерв, как правило, не используется (хотя более выгоден по суммарной пропускной способности), ток как предусматривает автоматическое включение под нагрузку элементов сети без предварительных испытании.
4. По теме
5. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) актуальная версия на 2020 год
6. Популярные товары
7. Шины медные плетеные
8. Шины изолированные гибкие и твердые
9. Шинодержатели
10. Изоляторы
11. Индикаторы наличия напряжения

Источник: https://en-res.ru/stati/pue-kategorii-elektrosnabzheniya-potrebitelej.html

Категории надежности электроснабжения по ПУЭ » Строительный портал

Категории надежности электроснабжения по ПУЭ.

В середине прошлого века были сформулированы правила устройства электроустановок (сокращено ПЭУ). С того времени эти правила не один раз дополнялись и менялись. Но цель данного документа остается неизменной – обеспечить безопасность для городских граждан, которые активно пользуются электроустановками.

Требования электроприемников электроснабжения.

Основные требования, касающиеся электроприемников электроснабжения, перечислены в документе ПЭУ. Но к сожалению, некоторые моменты из этих требований определены не в полном объеме.

Начнем с того, что ПЭУ предусмотрены категории надежности электроснабжения, но только для 3 категории более или менее расписаны конкретные требования. Так, для 3 категории электроснабжения были установлены такие требования.

допускается отключать электроснабжение не более чем на 72 часа в год.

одно отключение электроснабжения может длиться не больше суток.

в случае необходимости увеличить срок отключения, поставщик электроэнергии должен согласовать сроки отключения с Федеральной службой, которая осуществляет надзор в технологической, экологической и атомной сферах.

Для пользователей первых двух категорий сроки отключений определяются.

Соглашением на поставки электроэнергии.

На основании сведений об источниках электроснабжения и фактической схемы, а также наличия вариантов резервного питания.

Тем пользователям, которые принадлежать к 1 или 2 категории, необходимо подробно обсудить с поставщиком электроэнергии условия восстановления электроснабжения при возникновении различных аварийных ситуации.

Стоит отметить также, что Гражданским законодательством предусматривается ответственность для поставщиков электроэнергии за действия или бездействия, которые стали причиной возникновения убытков.

Чтобы получить компенсацию за такие убытки, предприятие должно выполнить 2 условия.

Заключить акт о технологической или аварийной брони.

Подать иск в суд с требованием компенсации ущерба.

Получить компенсацию ущерба будет намного проще, если в контракт о поставке электроэнергии добавить пункт об ответственности за нарушения поставки электроэнергии.

Сколько категорий надежности электроснабжения выделено правилами устройства электроустановок (ПУЭ 7 издание.

7 издание ПУЭ выделяет.

Первую категорию надежности.

Вторую категорию надежности.

Третью категорию надежности.

К каждой категории относится определенный перечень электроприемников.

Первая категория надежности электроснабжения (1 категория надежности.

Первая категория присваивается в тех случаях, когда.

Потребитель нуждается в беспрерывной поставке электроэнергии.

Отключение электроэнергии даже на несколько минут повлечет за собой угрозу для здоровья людей, их жизни, безопасности страны.

У пользователя имеются энергопринимающие устройства, предотвращение работы которых в связи отключения электроэнергии может вызвать взрыв или пожар.

К 1 категории относят электроприемники.

медицинских учреждений, в которых даже недолгое отсутствие электроэнергии может причинить для жизни больных.

противопожарного оборудования в медицинских учреждениях.

котельных, что являются основным источником тепла для потребителей 1 категории.

подпиточных, а также сетевых насосов в котельных, что относятся к 2 категории и оснащены водогрейными котлами мощностью больше чем 10 Гкал/ч.

насосных станций для водопроводов, обеспечивающих населенные пункты с чисельностью более 50 000 человек.

насосных станций для канализаций, что имеют аварийный выпуск как минимум раз 2 суток.

насосных артезианских скважин 3 категорий, что работают на общую водопроводную сеть.

аварийное или эвакуационное оборудование, лифты, состоящих как минимум с 17 этажей.

противопожарных систем, сигнализации, лифты в помещениях высотой минимум 17 этажей, учреждений, где работает минимум 2 тысячи человек и отелей на 1 тысячу мест.

учреждений, финансирующих союзными или республиканскими организациями.

библиотек и архивов . где фонд составляет примерно 100 тысяч единиц.

выставок, музеев регионального значения, а также сигнализации и противопожарные системы в этих зданиях.

противопожарных устройств в образовательных учреждениях, где проходят обучения минимум 1 тыс. человек.

противопожарных систем, пожарных насосов, аварийного и эвакуационного оборудования в спортивных зданиях на 800 мест.

заведения общественного питания минимум на 500 мест.

сигнализации и противопожарного оборудования в магазинах с площадью минимум 2 тысячи м2.

тяговых систем для электроснабжения 3 категории для электрического транспорта в городе.

вычислительных центров, выполняющих задачи . процессы и проблемы 1 категории.

пунктов для диспетчеров в сетях газоснабжения, электрических сетях, сетях освещения и водного хозяйства.

централизованной охраны.

тепловых пунктов, что обслуживают здания на 17 и больше этажей.

ЦП в городах с общей нагрузкой минимум 10 тысяч кВ•А.

Схема электроснабжения для 1 категории состоит из 2 независимых источников питания. Если в случае аварии 1 такой источник перестанет работать, электроснабжение будет осуществляться по 2 источнику.

Вторая категория надежности электроснабжения (2 категория надежности.

К 2 категории электроснабжения зачисляют.

жилые помещения, оснащенные электроплитами.

жилые помещения на 6 и больше этажей, оснащенные газовыми плитами.

общежития, в которых проживает от 50 человек.

предприятия и организации, где трудится от полусотни до 2 тысяч человек.

аптеки, а также медицинские заведения.

учреждения для детей.

спортивные учреждения с накрытием на 300-800 посадочных мест.

спортивные сооружения без накрытия, имеющие как минимум 20 рядов.

заведения общественного питания на 100-500 мест.

торговые точки, имеющие площадь для торговли 250-2000 м2.

прачечные, бани и химчистки.

организации, занимающиеся обслуживанием транспорта города.

ателье и бытовые комбинаты на минимум 50 рабочих мест.

парикмахерские и салоны красоты на минимум 10 рабочих мест.

насосные станции для водопроводов в населенных пунктах от 50 до 50 тысяч человек.

насосные станции для канализаций с возможностью аварийного выпуска как минимум раз в сутки, сооружения для канализаций и водопроводов.

учебные учреждения на 200-1000 человек.

здания, где размещаются выставки и музеи местного значения.

отели на 200-1000 спальных мест.

библиотеки и архивные организации, где начисляется от 10 тысяч до 1 миллиона единиц.

лаборатории, а также центры, проводящие вычисления.

ЦТП, расположенных в микрорайонах.

пункты диспетчеров, расположенных в жилых районах.

осветительные установки для дорог и туннелей.

ТП и ЦП в городах, имеющие общую нагрузку от 400 до 10 тысяч кВ•А.

Для схемы электроснабжения 2 категории также используют 2 независимых источника питания.

В случае выхода из строя электроприемника из этой категории может снизиться количество производимых товаров, случиться простой оборудования или нарушиться привычный ритм жизни городского населения.

Третья категория надежности электроснабжения (3 категория надежности.

В перечень электроприемников, которые относятся к 3 категории, относят.

При желании потребитель может изменить категорию надежности электроснабжения.

Выбор или изменение категории надежности электроснабжения.

Порядок выбора или изменения категории надежности описан в правительственном постановлении, принятом в 2004 году. Там говориться, что пользователь имеет право сам выбирать категорию.

Решение о смене категории также принимается потребителем самостоятельно. Чаще всего пользователи переходят из 3 категории на 2 или 1. Для такого перехода нужно.

Подать заявление на технологическое подсоединение к выбранной категории.

Оплатить подключения к новой категории электроснабжения.

Стоимость присвоения 3 категории электроснабжения обойдется потребителям дешевле, чем подключение 1 или 2 категории. Связано это с тем, что для первых двух категорий нужно 2 независимых источника питания.

Категория электроснабжения — классификация потребителей электроэнергии согласно ПУЭ, как обеспечить нужную категорию электроснабжения

Категория электроснабжения

Рубрика: Статьи   ‡  

Все электропотребители, можно разделить по некоторой условной важности. То есть, надёжность электроснабжения, допустим жилых домов, будет явно, отличатся от насосной пожаротушения, где от наличия электричества зависят множество жизней, либо  производства плавки металла, что в итоге может, обернутся страшной аварией. 

По надёжности электроснабжения и важности электропотребителей, питающихся электроэнергией, были разработаны данные категории. Они определяются при проектировании, на основании нормативной документации (ПУЭ и других действующих нормативов) и тех. части самого проекта. Выделяют три категории электроснабжения: 1-я (очень важные электропотребители), 2-я (просто важные электропотребители) 3-я (все остальные электропотребители).

К первой категории относятся такие виды электропотребителей, которые в результате своего простоя без электричества могут повлечь опасность для жизни людей, безопасности государства, нанести большой материальный ущерб, поломку сложного и дорогого оборудования или нарушения сложного техпроцесса, работы сфер коммунального хозяйства. Проще говоря, всё то повлечет за собой очень серьезные последствия.

Как правило по первой категории электроснабжения запитаны ответственные потребители (противопожарные насосы, аварийное электроосвещение, пожарная и охраная сигнализации и т.д. )

В первую категорию так же входит особая группа электропотребителей, которая должна быть безостановочной в силу возможности возникновения пожаров, взрывов и человеческих смертей. Электропотребители этой категории при нормальной  работе, должны предусматривать два независимых резервируемых источника электропитания, у которых перерыв для возобновления электроснабжения при отключении одного из них, должен быть лишь на время автоматического переключения на второй. Как правило для первой категории предусматриваются две независимые трансформаторные подстанции (ТП) либо ТП и ДГУ (дизель генератор), либо ТП и аккумуляторные батареи, расчитаные на определенное время работы как в режиме ожидания так и в режиме тревога. Автоматическое переключение потребителей первой категории на резервный ввод осуществляется с помощью устройства автоматического ввода резерва (АВР).

Для особой группы первой категории, должен предусматриваться также третий независимый источник, для увеличения общей надёжности. В роли третьего независимого источника для особой группы электропотребителей, могут использоваться различные аппараты бесперебойного электропитания, аккумуляторные батареи, дизель генераторы (ДГУ) и т.д.  с использованием АВР на 3 ввода или двух АВР.

Вторая категория. К ней можно отнести электропотребители, что при внезапном отключении электроэнергии могут последовать массовое возникновение брака или недоотпуска продукции, длительный простой рабочих, оборудования, техпроцесса, общее нарушению обычной жизнедеятельности большого количества городского и сельского населения.

Она должна при нормальной своей работе, обеспечить электроснабжение, так же от двух независимых резервирующих источников электропитания, но допускается некоторое время на переключение (например, время за которое дежурный электрик зайдет в щитовую и переключит рубильник на второй ввод). Для элетропотребителей второй категории при возникновении проблем с электропитанием на одном из источников, допускается время простоя до восстановления электроснабжения, в промежутке, пока дежурныё персонал или выездная бригада не произведёт необходимое переключение и восстановит поступление электроснабжение. Для электроснабжения по второй категории необходимы два независимых источника электропитания, но в отличии от потребителей первой категории, переключение на резервный ввод осуществляется вручную (без устройства ввода резерва АВР).

Большинство электропотребителей проектируемых административных зданий относятся ко второй категории электроснабжения.

Третья категория. Это категория, в которую не вошли электропотребители первой и второй категории. Для неё допускается осуществления электроснабжения от одного источника, притом условии, что на восстановление электропитания после поломки потребуется не более одних суток. Например, для обеспечения электропотребителей третей категории  можно использовать однотрансформаторную КТП. Тут можно узнать больше о проектировании трансформаторных подстанций 10(6)/0,4кВ.

Стоит заметить то, что увеличение важности категории, напрямую влияет на саму стоимость его осуществления, поскольку это влечёт установку большего количества дополнительного оборудования и в итоге общего усложнение всей системы элетропотребителя.

Но с другой стороны на тех объектах, где действительно очень важна надёжность, в силу особых обстоятельств, то такое усложнение и резервирование, играет ключевую роль, во избежание более худших последствий при возникновении перебоя с элетрообеспечением.

Оставить комментарий или два

Пожалуйста, зарегистрируйтесь для комментирования.

Подключение по 1, 2 и 3 категории надежности электроснабжения |

• Главная
• Подключение по 1, 2 и 3 категории надежности электроснабжения

Компания E-profy предлагает профессиональные услуги по организации технологического присоединения к электрическим сетям по первой, второй и третьей категории надежности электроснабжения электроприемников.

Осуществим:

Бесплатный осмотр объекта

Оценку величины нужной электрической мощности

Оценку нужной категории надежности электроснабжения

Организацию «под ключ» присоединения по первой, второй и третьей категории надежности электроснабжения

Имеем опыт:

Обеспечить вторую категорию — дизелем / газогенератором

Согласовать и получить допуск в Кабельные Сети Ленэнерго и РосТехНадзоре (РТН) для дизельной установки / газогенератора

Создать источник питания второй категории — из объектов электросетевого хозяйства сетевой компании третьей категории надежности электроснабжения

Преимущества присоединения к электросетям с E-profy

Звоните +7 (812) 424-34-62 или закажите обратный звонок:

Информация по категориям надежности электроснабжения

Согласно правилам технологического присоединения к электрическим сетям (ПП РФ №861 от 27.12.2004) и Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), категория надежности электроснабжения электроприемников потребителей определяется в процессе технологического присоединения энергопринимающих устройств к электрическим сетям. При этом потребитель самостоятельно определяется с необходимой категорией надежности:

Категории надежности электроснабжения

Первая (особая) категория	Вторая категория	Третья категория
Данная группа не допускает перерыва в электроснабжении, поскольку он может привести к тяжелым последствиям, как то: Угроза жизни и здоровья людей Брак производства Поломка дорогостоящего оборудования Загрязнение окружающей среды и пр. Для электроснабжения потребителей 1 категории устанавливается АВР, который обеспечивает переключение между двумя вводам в автоматическом режиме (в соответствии с п. 1.2.19 ПУЭ). Потребители первой категории классифицируются таковыми в соответствии с п. 1.2.18 ПУЭ (пожарная сигнализация, аварийное освещение, противопожарная вентиляция).	Данная группа допускает перерывы в электроснабжении для ручного ввода резервного питания или для выезда ремонтной бригады. Остановка энергоснабжения данной группы может повлечь: Простои рабочих и техники Недовыпуск продукции Остановку электротранспорта и пр. Группа 2-й категории является самой многочисленной для отраслей промышленности.	В данную группу вошли все остальные электроприемники, которые не попали ни в первую, ни во вторую категории. Данная группа допускает перерыв в электроснабжении на время, необходимое для произведение ремонта (замены) электрооборудования, но не более суток.

Выбор категории надежности электроснабжения: 2 или 3 категория?

Категория надежности	Вторая	Третья
Согласования и документы	Сдача электроустановки инспектору Ростехнадзора и получение Акта допуска электроустановки в эксплуатацию Согласование проекта электроснабжения в сетевой компании (необходимо в случае присоединения свыше 150 кВт по 3й категории), либо любой мощности по 2й категории энергоснабжения)	Сдача электорустановки инспектору сетевой компании (ПАО Ленэнерго и др) Акт допуска Ростехнадзора не требуется до 150 кВт (в случае 150 кВт можно также обойтись уведомлением Ростехнадзора. Свыше 630 — обязательно согласование РТН)
Строительно-монтажные работы	Два независимых источника питания Две и более питающих кабельных линии Два счетчика и два перекидных рубильника в ВРУ. Схема «крест» Две распределительных панели в ВРУ	Один источник питания

Не допустите ошибок

При выборе категории надежности электроснабжения — принципиально важно правильно определиться с величиной запрашиваемой мощности и категорией надежности электрооборудования.

Ошибки на данном этапе влекут значительные финансовые и временные потери. Изменить категорию надежности возможно не всегда.
Обратитесь к профессионалам!

Обратите внимание

Выбор категории надежности электроснабжения

Смежные статьи: Выбор ценовой категории электроэнергии

Надежность электроснабжения – это способность электрической системы обеспечивать присоединенных к ней потребителей электрической энергией заданного качества в любой интервал времени. При этом понятие надежности включает в себя как бесперебойность снабжения потребителей электроэнергией, так и ее качество – стабильность частоты и напряжения.

В соответствии с главой «Категории электроприемников и обеспечение надежности электроснабжения» Правил устройства электроустановок, утвержденных приказом Минэнерго России г. №204 от 8 июля 2002 г. (ПУЭ 7) установлены следующие категории электроприемников по надежности электроснабжения:

Категории электроприемников по надежности электроснабжения

В соответствии с правилами технологического присоединения энергопринимающих устройств потребителей к электрическим сетям, утвержденных Постановлением Правительства РФ №861 от 27.12.2004 г., категория надежности электроснабжения электроприемников потребителей определяется в процессе технологического присоединения энергопринимающих устройств к электрическим сетям. При этом ПУЭ 7 не устанавливает конкретные требования к времени восстановления энергоснабжения электроприемников I или II категории надежности. Для III категории надежности электроснабжения установлено время восстановления не более суток (24 часа).

При этом потребителем должны приниматься во внимание:

• особенности технологических циклов производства;
• условия работы оборудования;
• наличие на производстве опасных факторов;
• прогнозирование ситуаций, которые могут возникнуть при перерыве электропитания конкретного потребителя.

I категория надежности электроснабжения

Согласно п. 1.2.18 ПУЭ потребители по I категории надёжности электроснабжения — это электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения.

К таким потребителям относятся:

• объекты горнодобывающей, химической промышленности и др. опасные производства;
• важные объекты здравоохранения (реанимационные отделения, крупные диспансеры, родильные отделения и пр.) и других государственных учреждений;
• котельные, насосные станции первой категории, перерыв в электроснабжении которых приводит к выходу из строя городских систем жизнеобеспечения;
• тяговые подстанции городского электрифицированного транспорта;
• установки связи, диспетчерские пункты городских систем, серверные помещения;
• лифты, устройства пожарной сигнализации, противопожарные устройства, охранная сигнализация крупных зданий с большим количеством находящихся в них людей.

 

Для потребителей с I категорией надежности электроснабжения необходимо осуществить энергоснабжение от двух независимых источников питания. Такая схема энергоснабжения применяется для снижения рисков аварийного отключения электроэнергии для электроприемников I категории надежности электроснабжения.

При аварии на одном источнике питание, электроснабжение потребителя будет осуществляться по второму источнику (второму вводу). При этом для электроприемников I категории надежности допускается прекращение подачи электроэнергии при отключении одного источника питания только на время, не превышающее автоматический переход на энергоснабжение потребителя по второму источнику питания.

I категория надежности электроснабжения – особая

Электроприемники I особой категории надежности электроснабжения характеризуются тем, что их бесперебойная работа необходима для безаварийной остановки производства, предотвращения пожаров и других ЧС. При этом, энергоснабжение особой группы должно осуществляться с установкой дополнительного (резервирующего) третьего независимого источника питания, который может быть дизельным генератором, подключением к аккумуляторным батареям. В случае отсутствия резервного питания электроприемников особой группы, допускается использование технологического резервирования и плавной остановки производственного процесса.

II категория надежности электроснабжения

В соответствии с ПЭУ 7 ко II категории надежности электроснабжения потребителей относят те электроприемники, перерыв в работе которых может привести к значительному снижению отпуска производимых потребителем товаров, имеющим место в связи с этим незанятостью персонала, простоем производственного оборудования или же может сказаться на нормальной жизнедеятельности большого количества граждан.

Также как для I категории, для второй категории надежности необходимо резервирование источников питания. Т.е. энергоснабжение электроприемников II категории надежности электроснабжения необходимо осуществлять от двух независимых источников питания. При нарушении энергоснабжения от одного источника питания, допустимо временное отсутствие энергоснабжения на время переключения на резервный источник оперативным персоналом потребителя или же выездной бригадой электросетей.

II категория надежности электроснабжения является самой распространенной для отраслей промышленности.

III категория надежности электроснабжения

К III категории надежности электроснабжения относят все те электроприемники, которые не вошли в I (в т.ч. особую) или II категорию. К III категории надежности могут относиться небольшие производственные помещения, офисные здания, коммерческие площади и т.д. Срок на которой может быть прекращено энергоснабжение потребителей III категории надежности – не более 24 часов подряд и не более 72 часов за год суммарно.

 

Стоит отметить, что любой потребитель вправе из III категории надежности перейти во II или I (в т.ч. особую) категорию при наличии такой необходимости. Однако для этого, ему необходимо подать заявку на технологическое присоединение в снабжающую организацию, в которой указать, что планирует изменить категорию надежности.

требования ПУЭ и определение 1, 2 и 3-й категорий

Несколько десятилетий назад были впервые сформулированы «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ). С этого момента они часто менялись и дополнялись, но цель этого документа осталась прежней — обеспечение безопасности людей, использующих различные электроустановки. В частности, там прописано, какая схема питания используется потребителем или группой, а определяет это категории надежности электроснабжения. Всего предусмотрено 3 группы.

Первая категория

Зачастую люди часто интересуются, почему некоторые потребители электроэнергии никогда не испытывают проблем с энергоснабжением. Ответ на этот вопрос дают ПУЭ, а именно прописанные в них категории электроприемников по надежности электроснабжения. В соответствии с правилами, для потребителей этой группы перебои в подаче электроэнергии недопустимы, так как станут причиной серьезных неприятностей:

• Появление большого количества бракованной продукции.
• Риски для жизни человека становятся крайне высокими.
• Нарушение работоспособности дорогого оборудования и его выход из строя.
• Прерываются сложнейшие техпроцессы.
• Возникают проблемы с работой коммунальных служб.

К 1 категории электроснабжения в основном причислены объекты промышленной сферы, прекращения деятельности на которых может стать причиной появления серьезных проблем, например, остановка вентиляторов шахты.

Вполне очевидно, что в этом случае не только остановится процесс добычи полезных ископаемых, но и жизнь работников объекта окажется под угрозой.

К этой группе относятся в основном предприятия химической и металлургической промышленности. В остальных отраслях количество потребителей рассматриваемой группы существенно меньше. Например, на металлургических предприятиях с неполным производственным циклом (доменные цеха и т. д. ) около 80% электрооборудования причислено к первой категории. В свою очередь, на предприятиях этой же отрасли с полным циклом производства, процент таких электроустановок составляет от 25 до 40 процентов.

Во время работы над проектом системы электроснабжения важно изучить особенности техпроцесса производства потребителя. Здесь крайне важно рассмотреть и проанализировать различные ситуации, не завышая при этом мощности объекта. Кроме этого, следует предусмотреть и систему резервной подачи электроэнергии. Примером электроустановок этого типа могут быть следующие:

• Подъемные машины, установленные в шахтах для экстренной эвакуации людей в случае аварийной ситуации.
• Насосы охлаждения доменных печей.
• Канализационные системы.

Вторая категория

Если возникнут перебои в электроснабжении представителей этой группы, то возможна остановка электротранспорта, массовые простои дорогостоящей техники и т. д. Для потребителей 2 категории надежности электроснабжения также необходимо предусмотреть системы резервного питания, но в отличие от первой группы, перерывы с подачей электроэнергии возможны для ручного ввода аварийной системы электрообеспечения. В тех ситуациях, когда система автоматического ввода резерва не требует серьезных финансовых вложений при создании, она может использоваться и для объектов второй группы.

Во всей промышленности именно эта группа является наиболее многочисленной. В ней могут присутствовать нагрузки, которые близки по требованиям как к первой, так и третьей группам. При создании систем электроснабжения для потребителей этой группы необходимо походить максимально внимательно и не использовать аварийное питание постоянно.

Все эти требования четко прописаны в ПУЭ и при определенных обстоятельствах системы резервного питания для 2 категории электроснабжения допускается не создавать. Чаще всего при определении уровня надежности энергообеспечения используются расчеты, определяющие минимальные затраты, которые могут быть получены при остановках производства.

Третья категория

В эту группу включены все потребители, не подходящие под определение первых двух. Среди них можно отметить жилые дома, а также вспомогательные производства и цеха, в которых отсутствует серийное производство. В соответствии с правилами третья категория надежности электроснабжения потребителей допускает перерыв в снабжении электроэнергией на срок, необходимый для проведения ремонтных работ. При этом длительность простоя не должна превышать 24 часов.

Во время проектирования электроснабжения для потребителей этой категории следует предусмотреть варианты прокладки электросети и создание резервных трансформаторов для возможности быстрого проведения восстановительных работ.

Исходя из прописанных в правилах требований, при проектировании систем электроснабжения на всех объектах необходимо учитывать большое количество факторов. Также в ПУЭ предусмотрено изменение группы, но только в том случае, если существенно меняется технологический процесс.

Категории надёжности электроснабжения потребителей по ПУЭ

Правилами устройства электроустановок (ПУЭ-7) все потребители электроэнергии разделены по надежности электропитания. Потребители разделены условно на три категории надежности в зависимости от важности объекта и технологического процесса. Категорийность определяется на этапе проектирования электроснабжения объекта. За основу принимается технологическая часть проекта и нормативная документация. Кратко и простыми словами это понятие можно перефразировать так: «насколько надежным должно быть электроснабжение промышленных предприятий, чтобы его отсутствие не причинило вреда, с учетом возможных факторов?». Рассмотрим, какие бывают категории надежности электроснабжения по ПУЭ.

Прочесть эту информацию в ПУЭ вы можете в главе 1.2 по этой ссылке с 17-го пункта.

Первая категория

Первая категория – это особо важные потребители, для которых перерыв в электроснабжении может привести:

• к угрозе жизни людей;
• безопасности государства;
• возникновению пожара или взрыва объекта;
• нарушению технологического процесса, в результате чего будет нанесен значительный материальный ущерб;
• прекращение работы особо важных объектов коммунального хозяйства, отделений связи, почты и телевидения.

Такими объектами являются:

• химическая, горнодобывающая промышленности, кусты добывающих скважин нефтегазовых месторождений;
• литейные цеха или буровые установки;
• реанимационные отделения, роддома и родильные отделения, фельдшерско-акушерские пункты, крупные диспансеры и т.п.;
• котельные или центральные тепловые пункты, насосные станции первой категории, работа которых связана с жизнеобеспечением городских систем, водозаборных станций насосных станций водоснабжения;
• тяговые подстанции городского электротранспорта, РЖД;
• узлов (устройств) связи, вышек сотовой связи и серверные помещения;
• диспетчерские пункты важных городских систем оповещения;
• системы пожарной сигнализации и противопожарные устройства;
• охранная сигнализация объектов с большим количеством людей;
• системы аварийного освещения и аварийной вентиляции;
• лифты.

Электроснабжение предприятий обеспечивается от двух независимых источников питания. На рисунке снизу показана схема подключения потребителей.

Время перерыва электроснабжения в этом случае минимально. Оно обусловлено временем срабатывания автоматической системой переключения, и не должно превышать норматив 0,5-0,7 сек.

Особо опасные предприятия могут иметь третью независимую линию электропередач, что позволяет увеличить надежность. Резервные линии должны находиться в горячем резерве.

Это значит, что они постоянно находятся под напряжением. Если мощность предприятия позволяет, то в качестве резервного источника применяют аккумуляторные батареи или дизель-генераторы. Такая система применяется при питании бомбоубежищ, или в операционных.

Первая категория имеет подраздел особой группы потребителей. Ее еще называют нулевой. Надежность электроснабжения, которой предусматривает в обязательном порядке третий резервный источник электроэнергии.

Это необходимо для безаварийного окончания производственного цикла для исключения угрозы пожара, взрыва и гибели людей. На рисунке снизу показана такая схема электроприемников. Где в качестве третьего резервного источника питания применяется дизель-генератор, например, для очистных сооружений.

Часто резерв осуществляют от независимого источника. В этом случае линию подключают к местной электростанции или, если позволяет мощность, используют аккумуляторные батареи.

Вторая категори

К предприятиям второй группе надежности относятся предприятия или отдельные цеха, остановка которых грозит массовым браком продукции, важных городских структур, что приведет к нарушению основных взаимосвязанных систем и циклов производства. Это наиболее многочисленный класс потребителей.

К нему относятся такие организации:

1. Детские учреждения, школы и детские сады (как обычных, так и в сельской местности), ясли.
2. Различные медицинские организации, больницы, аптеки и аптечные пункты.
3. Городские учреждения.
4. Крупные торговые комплексы и спортивные сооружения с большим скоплением людей, например, ледового дворца.
5. Объекты в результате отключения электроэнергии могут привести к аварийной ситуации или подвергать жизнь людей. К ним относится уличное освещение, наружное освещение переездов на железной дороге, заградительных огней при выполнении ремонтных работ, освещение опасных участков автомобильных дорог, автостоянок, аэропорта и т.п.
6. Газовые котельные, узлы учета газа, насосные и перекачивающие станции, которые не относятся в первой категории.

Все объекты второй категории надежности должны запитываться от двух независимых источников питания. Как показано на нижеприведенной схеме.

Отличие от первой заключается в том, что перерыв в подаче электроэнергии допускается по ПУЭ-7 до двух часов. Это время обусловлено работой ремонтной бригады. Она должна оперативно выехать и произвести переключение с одного источника на другой.

Все работы выполняются вручную. Таким образом, время переключения электроэнергии зависит от действия оперативного дежурного или выездной аварийной бригады. Сейчас в качестве резервного питания применяют дизельные электростанции.

Их целесообразно использовать там, где имеется большое количество людей. Например, для детского сада, храма, для школы, театра, гостиницы. А также где возможны материальные потери, пример, холодильные камеры.

Третья категория

К этому виду относятся все предприятия и другие энергопринимающие устройства, которые не подпадают к первой и второй категории.

К ней относятся:

1. Предприятия и городские учреждения, перерыв электроснабжения, которым не принесет существенного убытка.
2. Небольшие населенные пункты, дачные кооперативы, гаражи, коттеджные поселки.
3. Такая надежность подходит для ИЖС, АБК, для частного дома или для многоквартирного дома.

Все потребители подключаются к одному источнику электроэнергии. Как показано на нижеприведенной схеме.

Отключение электроэнергии допускается не более 24 часов. Это время, необходимо для проведения ремонтно-восстановительных работ аварийной бригадой.

Допустимое время отключения и восстановления электроэнергии

Условия обеспечения электроэнергией оговариваются в договоре поставки. В нем указывается надежность системы, время отключения в год и срок выполнения ремонтных работ. Эти параметры регламентированы ПУЭ.

Потребители первой и второй категории надежности определяют сроки в зависимости от схемы электросетей и наличия резервного источника питания. Однако, они не должны превышать нормы, предусмотренной для потребителей третей категории.

Для них единовременное отключение электропитания не должно превышать 24 часов. При этом регламентировано и годовое отключение. Оно составляет 72 часа.

Заключение

Распределение потребителей по категориям позволяет на этапе проектирования, позволяет оптимизировать электрические сети. Создать максимально простую энергосистему при ее максимальной надежности и эффективности. При этом она должна быть проста в эксплуатации и ремонтопригодна.

Сети построены таким образом, что при возникновении аварийной ситуации или дефицита электроэнергии, автоматика отключает потребителей третей категории. А при большем дефиците, происходит отключение и второй группы. Что позволяет избежать техногенных аварий, влекущих разрушения, пожары, материальные потери и гибель людей.

Материалы по теме:

Калькулятор PUE

— Что такое PUE и как рассчитать

Сравнительный анализ энергоэффективности вашего центра обработки данных — первый ключевой шаг к снижению энергопотребления и связанных с этим затрат на электроэнергию. Бенчмаркинг позволяет вам понять текущий уровень эффективности в центре обработки данных, а по мере внедрения дополнительных передовых методов повышения эффективности он помогает измерить эффективность этих усилий.

Power Usage Effectiveness (PUE) и соответствующая ему эффективность инфраструктуры центра обработки данных (DCiE) — это широко признанные стандарты сравнительного анализа, предложенные Green Grid, чтобы помочь ИТ-специалистам определить, насколько энергоэффективны центры обработки данных, и контролировать влияние их усилий по повышению эффективности.Uptime Institute также предлагает комплексный эталонный тест, который он рекомендует под названием «Средняя корпоративная эффективность центра обработки данных» (CADE). На своем техническом форуме в феврале 2009 года Green Grid представила новые тесты производительности под названием «Производительность центра обработки данных» (DCP) и «Энергетическая производительность центра обработки данных» (DCeP), которые исследуют полезную работу, выполняемую вашим центром обработки данных. Все тесты имеют свою ценность, и при правильном использовании они могут быть полезным и важным инструментом для повышения энергоэффективности вашего центра обработки данных.

Калькулятор PUE и DCiE

Рассчитайте PUE (эффективность использования энергии) и DCiE и начните тестировать эффективность в своем центре обработки данных.

---

Введите общую нагрузку на ИТ

Введите общую загрузку оборудования

Текущий PUE:

–

Текущий DCiE:

–

---

Теперь, когда у нас есть контрольный показатель вашего текущего уровня эффективности, давайте продолжим и посчитаем потенциальную экономию, если вы захотите улучшить этот показатель.

Что такое PUE? Что такое DCiE?

PUE / DCiE — это критерии эффективности, позволяющие сравнивать инфраструктуру вашего центра обработки данных с существующей ИТ-нагрузкой.Первоначальное тестирование PUE / DCiE дает оценку эффективности и устанавливает структуру тестирования для повторения объекта. Сравнивая начальные и последующие баллы, менеджеры центров обработки данных могут оценить влияние текущих усилий по повышению эффективности. В любой момент времени они сравнивают мощность, используемую в настоящее время для ИТ-оборудования, в котором нуждается компания, с мощностью, потребляемой инфраструктурой, которая обеспечивает охлаждение, питание, резервное копирование и защиту ИТ-оборудования.

PUE Пример:
При наличии объекта, который использует 100 000 кВт общей мощности, из которых 80 000 кВт используется для питания вашего ИТ-оборудования, будет генерировать PUE равный 1.25. 100 000 кВт общей мощности объекта, разделенные на 80 000 кВт мощности ИТ.

DCiE Пример:
При наличии того же объекта, который использует 100 000 кВт общей мощности, из которых 80 000 кВт используется для питания вашего ИТ-оборудования, генерирует DCiE 0,8. 80 000 кВт мощности ИТ, разделенные на 100 000 кВт общей мощности объекта.

Генерация PUE / DCiE — это только начало на пути к эффективности. Чтобы этот эталонный тест был значимым, он должен генерироваться на регулярной основе, а также, желательно, в разные дни недели и в разное время дня.Цель состоит в том, чтобы принять действенные меры по повышению эффективности на основе ваших фактических данных. Сравнивая свой начальный тест с тестами, взятыми после внедрения изменений, вы сможете увидеть заметные улучшения в вашем PUE / DCiE.

Сократите эксплуатационные расходы, используя измерения, сравнительный анализ, моделирование и анализ для повышения энергоэффективности вашего центра обработки данных.

PUE = Общая мощность объекта / Мощность ИТ-оборудования
DCiE = Мощность ИТ-оборудования / Общая мощность объекта

ПУЭ	DCiE	Уровень эффективности
3.0	33%	Очень неэффективно
2,5	40%	Неэффективный
2,0	50%	Среднее значение
1,5	67%	Эффективный
1,2	83%	Очень эффективный

DCiE и PUE Wars и Green Wash… чем не является PUE!

Возможно, вы слышали термины «PUE Wars» или «PUE Marketing.«Green Grid», автор как PUE, так и DCiE, не планировала использовать какую-либо метрику для сравнения одного объекта с другим. К сожалению, это не помешало некоторым людям публиковать свои показатели PUE в попытке продать свои объекты или стратегии проектирования. Хотя их усилия по повышению эффективности центра обработки данных заслуживают одобрения, этих показателей самих по себе недостаточно для определения эффективности центра обработки данных. Беседа должна включать продуктивность. Получаете ли вы максимальную отдачу от своих серверов и хранилища? Вы максимизируете вычислительную мощность? Удаление простаивающих серверов? Консолидация и виртуализация?

Многие в отрасли хотели бы иметь контрольный показатель для центров обработки данных, аналогичный принятому Конгрессом в 1970-х годах корпоративному среднему расходу топлива (CAFE), который сравнивает количество миль на галлон (MPG) от одного транспортного средства к другому.PUE в настоящее время не является этой метрикой. Краткая иллюстрация продемонстрирует суть:

В более ранних расчетах PUE и DCiE объект с общей мощностью 100 000 кВт и 80000 кВт, выделенный для ИТ-оборудования, имел PUE 1,25 и DCiE 0,8. Обычно это считается очень респектабельным эталоном. Но насколько значимым является это измерение, если основная часть серверов просто бездействует или работает не очень продуктивно?

Сравнение PUE и DCiE с точки зрения непрофессионала:

Компаниям и организациям требуется ИТ-оборудование для предоставления своих продуктов и услуг, обработки транзакций, обеспечения безопасности, а также для ведения и развития своего бизнеса.Чем крупнее растет компания / организация, тем больше необходимость размещать их компьютерное оборудование в безопасной среде. ИТ-оборудование включает компьютерные серверы, концентраторы, маршрутизаторы, коммутационные панели и другое сетевое оборудование. В зависимости от размера эта безопасная среда называется коммутационным шкафом, компьютерным залом, серверной комнатой или центром обработки данных. В дополнение к энергии, необходимой для работы этого ИТ-оборудования, электроэнергия используется для освещения, безопасности, резервного питания и климат-контроля, чтобы поддерживать уровни температуры и влажности, которые минимизируют время простоя из-за проблем с нагревом.Проводя сравнительный анализ PUE или DCiE, вы сравниваете мощность, необходимую для критически важных для бизнеса ИТ, с мощностью, обеспечивающей работоспособность и защиту ИТ-оборудования.

Все ИТ-оборудование (и все, что работает на электричестве) вырабатывает тепло. В помещении, заполненном стойками с компьютерами и другим ИТ-оборудованием, значительная часть ваших затрат на электроэнергию приходится на специализированное охлаждающее и силовое оборудование центра обработки данных, которое используется для поддержки ваших серверов и другого ИТ-оборудования в рабочем состоянии. Проблемы с перегревом в центрах обработки данных являются основной причиной простоев.

Центры обработки данных

представляют собой большие сложные среды и часто имеют разные стратегические группы, управляющие ключевыми компонентами: одна группа занимается управлением оборудованием, а другая — ИТ-оборудованием, развернутым на объекте. В таких средах менеджеры оборудования обычно определяют проблемы окружающей среды инфраструктуры, включая питание, охлаждение и воздушный поток, а ИТ-менеджеры определяют критически важные ИТ-системы, такие как серверы и сетевое оборудование.

Частота тестирования PUE / DCiE:
Чтобы иметь какое-то истинное значение, PUE и DCiE также не являются тестами, которые можно выполнять один раз или нечасто.Их следует измерять регулярно, если не в режиме реального времени, в разное время дня и недели. Чтобы подчеркнуть эту значимость, Green Grid вводит некоторые дополнительные идентификаторы, которые в сочетании с оценкой теста PUE дадут вам гораздо лучшую картину частоты и общей значимости результирующей оценки PUE или DCiE.

Невозможно контролировать или управлять тем, что вы не измеряете.
Целостное понимание энергопотребления вашего компьютерного зала или центра обработки данных — первый ключевой шаг в возможности определить соответствующие шаги, необходимые для повышения энергоэффективности.Измерение следует использовать как постоянный инструмент в вашей общей стратегии центра обработки данных. Измерение CFD на нескольких высотах в ряду стоек вместе с измерением давления воздуха под плиткой пола может не только помочь вам убедиться в том, что вы получаете достаточно холодного воздуха на входе ваших серверов, но и может помочь вам поддерживать воздушный поток на рекомендованном уровне ASHRAE для все ИТ-оборудование (текущие рекомендации ASHRAE для приточного воздуха относятся к диапазону окружающей среды от 18 ° C до 27 ° C (от 64,4 ° F до 80,6 ° F) и точке росы по влажности 5.От 5C до 15C. Эти данные также могут помочь вам устранить проблемы с изоляцией горячих / холодных коридоров (утечка горячего воздуха в холодные и наоборот). Правильно измерив мощность всего ИТ-оборудования и инфраструктуры вашего центра обработки данных, вы сможете определить свои PUE и DCiE. Поскольку PUE / DCiE являются отраслевыми стандартами, определение рейтинга энергоэффективности вашего центра обработки данных позволит вам сравнить эффективность вашего объекта по сравнению с другими центрами обработки данных по всему миру. Это также поможет вам установить ориентир, который вы можете отслеживать, сообщать и постоянно улучшать.Обеспечение энергоэффективности вашего центра обработки данных должно быть постоянным процессом. После определения рейтинга эффективности вашего предприятия вы внедряете передовые методы питания и охлаждения для повышения эффективности, а затем отслеживаете, как эти изменения улучшили ваш PUE / DCIE. А по мере добавления дополнительных энергоэффективных ИТ-активов процесс продолжает показывать, насколько меньше энергии потребляет ваше предприятие. Улучшения DCiE и PUE коррелируют с повышением эффективности, что, в свою очередь, демонстрирует ощутимое снижение затрат на электроэнергию вашей компании или организации.

Как рассчитать PUE и DCiE:

PUE и DCiE: что измерять

Концепции PUE и DCiE кажутся простыми. Тем не менее, запутанный лабиринт трансформаторов, PDU и чиллеров делает измерения больше, чем простая арифметика.

Расчет PUE или DCiE имеет большее значение, когда он становится повторяемым процессом, отслеживаемым во времени. Содержимое данного документа призвано помочь профессионалам центров обработки данных в первом чтении и разработке протокола, который будет повторяться по мере продолжения усилий по повышению эффективности.

Шаг 1. Составьте график тестирования

Частота измерения PUE / DCiE зависит от общей программы эффективности. Если сбор данных автоматизирован с помощью программного обеспечения, возможно непрерывное измерение (от часа к часу, от минуты к минуте). Нагрузки могут колебаться в течение рабочего дня, и профессионалы могут найти ценность в сопоставлении PUE при пиковых нагрузках с измерениями в более медленные или простые моменты дня.

Автор как PUE, так и DCiE, The Green Grid дает следующие рекомендации по интервалам измерения:

• Базовая программа повышения эффективности: ежемесячно / еженедельно
• Программа средней эффективности: ежедневно
• Программа повышения эффективности: непрерывный (почасово)

Выполняются ли вычисления раз в месяц или раз в час, любое регулярное измерение — это шаг в правильном направлении.

Шаг 2. Планируйте цели по повышению эффективности

Ваш план эффективности может быть как простым, так и подробным, как вы хотите. Например, выделенный центр обработки данных может фиксировать входящую электроэнергию прямо на счетчике, а ИТ-нагрузку — прямо от ИБП. Отсюда простое деление дает оценку эффективности.

Базовый расчет
Общая нагрузка на ИТ	94 кВт
Общая загрузка объекта	200 кВт
ПУЭ	2.13
DCiE	47%

Но ряд компонентов влияет на общую загрузку объекта. Инфраструктура охлаждения может потреблять 40% входящей электроэнергии, как в примере ниже. По этой причине пользователь может захотеть конкретно измерить потребление на центральном предприятии и определить его тенденции.

Детальный расчет
Общая нагрузка на ИТ	94 кВт
Инфраструктура охлаждения	80 кВт
Нагрузка энергосистемы	24 кВт
Освещение нагрузки	2 кВт
Общая загрузка объекта	200 кВт
ПУЭ	2.13
DCiE	47%

Современные технологии позволяют выполнять очень точные измерения. Система управления зданием может контролировать общую входящую электроэнергию, нагрузки чиллера и освещения. Технология Cisco EnergyWise, новейшие продукты питания для стоек и мониторинг ответвленных цепей позволяют отслеживать энергопотребление на уровне устройства. Дистанционные датчики и программные продукты могут контролировать кВт и кВтч отдельных CRAC и CRAH.В результате пользователи могут нацеливать и улучшать проблемные области центра обработки данных.

Этот уровень детализации в конечном итоге зависит от ваших целей, объекта и бюджета. Независимо от того, насколько проста или сложна программа, самая важная цель — последовательность. Вы не можете улучшить или контролировать то, что не измеряете.

Шаг 3. Изучите компоненты распределения питания

Электрическое распределение играет центральную роль в этих измерениях. Электроэнергия проходит через различные компоненты, и потери происходят, когда она поступает от служебного входа к ИТ-оборудованию.Вот некоторые из основных компонентов питания:

Трансформатор
Электроэнергия проходит через служебный вход и попадает в трансформатор, который питает все ниже по потоку: распределительное устройство, ИБП, освещение, CRAC / CRAH и, в конечном итоге, ИТ-оборудование. Верхняя сторона этого трансформатора представляет собой потенциальную точку для измерения общей мощности объекта.

Источник бесперебойного питания (ИБП)
После трансформатора, переключателей, распределительного устройства. Это потенциальное место для измерения общей ИТ-нагрузки.

Блок распределения питания (PDU)
В отличие от стоечных блоков питания (где фактически запитывается IT-оборудование), эти напольные блоки распределяют питание через автоматические выключатели в шкафы и стойки, в которых размещается IT-оборудование. Это место, если таковое имеется, представляет собой более полное место для измерения нагрузки ИТ, поскольку оно включает в себя электрические потери ИБП и PDU.

Шаг 4. Определите общую мощность предприятия

Трансформаторы
Трансформаторы изначально не обладают интеллектом, поэтому измерения будут необходимы.Сложные портативные устройства могут обеспечивать считывание поступающей электроэнергии на определенный момент времени.

Однако цель состоит в том, чтобы отслеживать результаты и улучшения с течением времени. Накладные измерители, установленные на верхней стороне трансформатора, могут количественно оценить повышение эффективности посредством непрерывных измерений. Устройства, размещенные в электрических коробках рядом с трансформатором, имеют выводы, которые устанавливаются вокруг каждого проводника и обеспечивают подробные показания каждой электрической фазы.

Трансформаторы

чрезвычайно важны для работы центра обработки данных, и некоторые пользователи, обеспокоенные сложностью установки или ощущением простоя, могут не решаться установить такие счетчики.Тем не менее, надежные и опытные инженеры могут развеять эти опасения и помочь пользователю сэкономить на расходах на электроэнергию в течение всего срока службы его объекта.

Автоматический / статический переключатель (ATS / STS)
Хотя специализированные измерения трансформатора обеспечивают наиболее точную нагрузку на объект, существуют ситуации, которые не позволяют проводить измерения на этом этапе цепочки поставок. Выход ATS / STS обеспечивает оптимальную точку измерения мощности оборудования. В среде, которая включает резервный генератор, измерение мощности объекта на выходе ATS / STS является предпочтительной точкой для сбора всей нагрузки объекта, поскольку все системы, необходимые для критических операций, получают питание от этой точки.

Программное обеспечение для управления зданием
Пользователи могут уже использовать систему управления зданием, которая непрерывно контролирует энергопотребление. В этом случае общая мощность объекта может быть немногим больше, чем несколько щелчков мышью, при отображении значений через веб-интерфейс.

Шаг 5. Определите свою общую ИТ-нагрузку

Измерение IT-нагрузки через PDU
Выход PDU — еще одна точка измерения. Новые блоки распределения питания с читаемыми панелями или автоматическим мониторингом параллельных цепей делают IT-нагрузку очень доступной.Как упоминалось ранее, PDU могут содержать несколько 42-полюсных панелей, и без автоматизации установка счетчиков на каждом полюсе и управление полученными данными может оказаться затруднительным.

Имейте в виду, что каждое показание зависит от электрических потерь из-за неэффективности ИБП и блоков распределения питания. Если вы выберете, вы можете рассчитать потери, сравнив входные и выходные значения каждого устройства.

• Входная мощность ИБП (кВт) — Выходная мощность ИБП (кВт) = Потери мощности ИБП (кВт)
• Входная мощность PDU (кВт) — Выходная мощность PDU (кВт) = Потери мощности PDU (кВт)

Измерение IT-нагрузки с помощью ИБП
Выход ИБП — это первое логическое место для сбора IT-нагрузки.Новые системы ИБП могут включать в себя читаемые передние панели или использовать веб-интерфейсы, которые упрощают любую детективную работу и предоставляют средство для отслеживания данных с течением времени. В старых системах ИБП без лицевых панелей или возможностей SNMP можно использовать те же токоизмерительные клещи, описанные в разделе, посвященном трансформаторам.

Шаг 6: предпримите значимые действия

После завершения первоначального чтения определите план действий. Рассмотрите возможность использования инструментов моделирования или измерения для анализа воздушного потока на полу центра обработки данных.Просмотрите взаимосвязанные настройки инфраструктуры охлаждения от температуры охлажденной воды до температуры на входе в сервер. Исключите простаивающие серверы и по возможности используйте технологию виртуализации. Затем запустите тест еще раз.

Если ИТ поддерживают бизнес, в первую очередь, улучшение PUE / DCiE является веским аргументом для бизнеса. Меньше потребляемой энергии, меньшие счета за электричество. Благоприятно для окружающей среды. Хорошо для чистой прибыли.

Как PUE или DCiE могут помочь вам снизить эксплуатационные расходы в вашем центре обработки данных?

Значительная экономия энергии для эффективного центра обработки данных! После расчета текущего эталонного показателя PUE / DCiE нажмите здесь, чтобы попробовать наш интерактивный калькулятор экономии в центре обработки данных, чтобы выбрать различные цели эффективности и посмотреть, сколько ваша организация может сэкономить на затратах на электроэнергию за счет повышения эффективности.

Сколько может сэкономить ваша организация, располагая более энергоэффективным центром обработки данных?
До 50% счетов за электроэнергию центра обработки данных приходится на инфраструктуру (оборудование для электропитания и охлаждения). Попробуйте наш интерактивный калькулятор эффективности центра обработки данных и узнайте, как снижение PUE приведет к значительной экономии энергии и затрат! Калькулятор экономичности центра обработки данных 42U помогает ИТ-специалистам и руководству высшего звена понять краткосрочную и долгосрочную экономию, которая может быть достигнута за счет повышения энергоэффективности инфраструктуры их центров обработки данных.Снижение эффективности связано как с финансовыми (капитальные (CAPEX), так и с эксплуатационными расходами (OPEX)), а также с экологической экономией на выбросах углерода (углерод, выделяемый электричеством, используемым для питания оборудования в их центрах обработки данных). Этот калькулятор выходит за рамки существенной экономии капитальных затрат за счет сокращения активов и отсроченного строительства центра обработки данных, а также экономии других парниковых газов, кроме CO2. Калькулятор экономии за счет эффективности разработан, чтобы быть полезным для определения экономии для центра обработки данных любого размера, компьютера комната, серверная или коммутационный шкаф.

Использование электроэнергии — Управление энергетической информации США (EIA)

В 2020 году потребление электроэнергии в США составило около 3,8 триллиона киловатт-часов (кВтч)

Электричество — неотъемлемая часть современной жизни и важна для экономики США. Люди используют электричество для освещения, обогрева, охлаждения и охлаждения, а также для работы бытовой техники, компьютеров, электроники, машин и систем общественного транспорта. Всего U.Потребление электроэнергии в 2020 году составило около 3,8 трлн кВтч, что в 13 раз больше, чем потребление электроэнергии в 1950 году.

Общее потребление электроэнергии включает в себя розничные продажи электроэнергии потребителям и прямых продаж электроэнергии. Электроэнергия прямого использования производится потребителем и используется им. На промышленный сектор приходится большая часть электроэнергии прямого потребления. В 2020 году розничные продажи электроэнергии составили около 3,66 трлн кВтч, что составляет 96% от общего потребления электроэнергии.Прямое использование электроэнергии всеми секторами конечного потребления составило около 0,14 трлн кВтч, или около 4% от общего потребления электроэнергии.

Общее годовое потребление электроэнергии в США увеличивалось за все, кроме 11 лет в период с 1950 по 2020 год, а 8 лет с ежегодным снижением приходились на период после 2007 года. Самый высокий уровень общего годового потребления электроэнергии пришелся на 2018 год и составил около 4 триллионов кВтч. когда относительно теплое лето и холодная зима в большинстве регионов страны способствовали рекордному потреблению электроэнергии в жилищах — почти 1.5 трлн кВтч.

Общее потребление электроэнергии в США в 2020 году было примерно на 4% ниже, чем в 2019 году, с сокращением в коммерческом и промышленном секторах. Розничные продажи электроэнергии промышленному сектору в 2020 году были примерно на 14% ниже, чем в 2000 году, пиковом году розничных продаж США в промышленный сектор. Доля промышленного сектора в общих розничных продажах электроэнергии в США упала с 31% в 2000 году до 25% в 2020 году. Розничные продажи жилого сектора увеличились примерно на 2% в 2020 году.

• жилая1.46 трлн кВтч 48,9%
• коммерческие 1,28 трлн кВтч 44,8%
• промышленные 0,92 трлн кВтч 35,1%
• транспорт (в основном в системы общественного транспорта) 0,01 трлн кВтч 0,2%

Электричество впервые было продано в Соединенных Штатах в 1879 году компанией California Electric Light Company в Сан-Франциско, которая произвела и продала электроэнергии, достаточной только для питания 21 электрического фонаря (дуговые лампы Brush).

Отопление и охлаждение — крупнейшие бытовые потребители электроэнергии

На отопление и охлаждение / кондиционирование приходится наибольшее годовое потребление электроэнергии в жилом секторе.Поскольку эти виды использования в основном связаны с погодой, объемы и их доли в общем годовом потреблении электроэнергии в жилищах меняются из года в год. Данные обследования потребления энергии в жилищном секторе (RECS) за 2015 год показывают, что отопление было самым большим потреблением электроэнергии в домах. Годовой энергетический прогноз (AEO) содержит оценки и прогнозы годового потребления электроэнергии в жилищном секторе по типам конечного использования. На приведенной ниже круговой диаграмме показано потребление электроэнергии в жилищном секторе по основным видам конечного использования в Базовом сценарии AEO2021 на 2020 год.

Наибольшая доля потребления электроэнергии в коммерческом секторе приходится на компьютеры и оргтехнику

Пять видов использования электроэнергии составляют наибольшую долю от общего годового потребления электроэнергии в коммерческом секторе: компьютеры и офисное оборудование (комбинированное), охлаждение, охлаждение, вентиляция и освещение.

Исторически на использование электроэнергии для освещения обычно приходилась самая большая доля от общего годового потребления электроэнергии в коммерческом секторе, но ее доля со временем снизилась в основном из-за все более широкого использования высокоэффективного осветительного оборудования.И наоборот, количество и доля электроэнергии, потребляемой компьютерами и оргтехникой, со временем увеличивались. Требования к охлаждению помещений определяются погодой, климатом и конструкцией здания, а также теплом, выделяемым осветительным оборудованием, компьютерами, оргтехникой, прочими приборами и жильцами здания.

Обследование энергопотребления коммерческих зданий (CBECS) предоставляет подробные данные об использовании электроэнергии в коммерческих зданиях в отдельные годы. УЭО предоставляет оценки и прогнозы годового потребления электроэнергии коммерческим сектором.На круговой диаграмме слева внизу показано потребление электроэнергии коммерческим сектором по основным типам конечного использования в эталонном сценарии AEO2021 на 2020 год.

Машинные приводы являются самым крупным потребителем электроэнергии производителями в США

Промышленный сектор использует электричество для работы приводов машин (двигателей), освещения, компьютеров и оргтехники, а также оборудования для отопления, охлаждения и вентиляции помещений. В некоторых отраслях, например, в производстве алюминия и стали, электричество используется для технологического тепла, а в других, например, в пищевой промышленности, электричество используется для охлаждения, замораживания и охлаждения пищевых продуктов.Многие производители, такие как целлюлозно-бумажные и лесопильные заводы, вырабатывают собственное электричество для прямого использования, в основном в системах комбинированного производства тепла и электроэнергии, а некоторые из них продаются. Это снижает количество их покупок электроэнергии и их чистое потребление электроэнергии.

Обследование энергопотребления в производстве (MECS) предоставляет подробные данные об использовании электроэнергии по типам производителей и по основным конечным потребителям в отдельные годы. На круговой диаграмме вверху справа показаны данные MECS 2018 по конечному потреблению электроэнергии по основным типам конечного использования всеми производителями.УЭО предоставляет оценки и прогнозы ежегодных закупок электроэнергии промышленным сектором и по типу отрасли / производителя. Согласно эталонному сценарию AEO2021, в 2020 году на производителей будет приходиться около 77% от общего годового объема закупок электроэнергии промышленным сектором, за которыми следуют горнодобывающая промышленность (10%), сельское хозяйство (8%) и строительство (5%).

Прогнозируется медленный рост потребления электроэнергии в США

Хотя краткосрочный спрос на электроэнергию в США может колебаться в результате ежегодных изменений погоды, тенденции долгосрочного спроса, как правило, определяются экономическим ростом, компенсируемым повышением энергоэффективности.В эталонном случае AEO2021 прогнозируется ежегодный рост общего спроса на электроэнергию в США в среднем примерно на 1% с 2020 по 2050 год.

Мировое потребление электроэнергии может расти быстрее всего в странах, не входящих в ОЭСР

На страны-члены Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) приходилось около 43% общего мирового потребления электроэнергии в 2018 году. Согласно прогнозу International Energy Outlook 2019 , потребление электроэнергии странами, не входящими в ОЭСР, вырастет примерно на 1.8% в год, в то время как потребление электроэнергии странами-членами ОЭСР, согласно прогнозам, будет расти примерно на 0,9% в год до 2050 года. Доля стран ОЭСР в мировом потреблении электроэнергии в 2050 году, по прогнозам, составит 32%. ²

Последнее обновление: 7 апреля 2021 г.

2 миллиона без электричества по всему штату

Отключение электричества в Остине на фоне беспрецедентно холодной погоды, объяснение снега

Что стоит за отключениями электричества в Остине? Есть ли веерные отключения электроэнергии? Мы объясняем.

Тони Плохетски и Нейт Чут, Вочит

Около 2 миллионов домов по всему штату остались без электричества в понедельник, когда электросеть Техаса столкнулась с сокращением поставок энергии из-за самых низких температур, которые штат видел за три десятилетия.

Спрос на энергию достиг рекордного уровня в воскресенье с 19 до 20 часов. и не снизилась, как обычно в ночные часы. Проблема стала критической около 23:00. когда несколько энергоблоков сети начали «отключаться в несколько быстром темпе из-за суровой холодной погоды», — сказал Дэн Вудфин, старший директор по системным операциям Совета по надежности электроснабжения Техаса, который управляет основной энергосистемой штата.

Сеть штата уже потеряла небольшую часть выработки энергии за выходные, поскольку ветряные турбины остановились, а поставки природного газа для электростанций стали недостаточными. Но к вечеру воскресенья все типы источников энергии отключились от сети: атомные станции, угольные станции и генераторы тепловой энергии, сообщил Вудфин журналистам в понедельник утром.

«Мы пока точно не знаем, почему они отключились», — сказал он. «Мы обязательно будем проводить анализ событий.Мы обязательно выясним, почему это произошло ».

Столкнувшись с рекордным уровнем использования, энергосистеме не хватило 34 000 мегаватт энергии. Снижение предложения и повышенный спрос вынудили ERCOT внедрить протоколы Emergency Energy Alert.

История продолжается под галереей.

После полуночи в воскресенье сеть ввела в действие Уровень 1 протокола, используя аварийный источник энергии. Но стремительная последовательность отказов генераторов энергии, которые находятся в частной собственности, ускорила аварийное оповещение до уровня 3, который требует от местных поставщиков электроэнергии вводить периодические отключения электроэнергии и рассматривается как последнее средство.

«Это даже выходило за рамки проектных параметров для типичной или даже экстремальной зимы в Техасе, на которую вы обычно рассчитываете», — сказал Вудфин.

К полудню понедельника, на фоне продолжающихся повсеместных отключений, губернатор Грег Эбботт написал в Твиттере: «Энергосистема Техаса не была нарушена. Возможности некоторых компаний, которые производят электроэнергию, были заморожены. Это включает в себя генераторы природного газа и угля. работают над тем, чтобы возобновить работу генерации. ERCOT и PUC уделяют первоочередное внимание бытовым потребителям.«

. И в 15:00 Abbott объявил, что около 200 000 частных клиентов возвращаются в Интернет.« В ближайшие часы ожидается еще больше », — сказал он в Twitter.

Подробнее: Что вам нужно знать о погоде в Остине в понедельник : День 5 заморозки, без дождя до среды

Должностные лица ERCOT потребовали от коммунальных компаний сократить потребление электроэнергии на 16 500 мегаватт по всему штату. Отключения электроэнергии, назначенные каждому провайдеру, определялись их долей на рынке. Oncor, например, поставляет 36 % электроэнергии Техаса и отвечает за 36% суммы сокращения.Энергия Centerpoint отвечает за сокращение 25%.

Каждая утилита определяет, как реализовать отключение электроэнергии. Больницы и учреждения первой помощи освобождены от отключения электроэнергии.

Неясно, сколько времени потребуется для отключения электроэнергии, чтобы снизить потребность в сети, но Вудфин сказал, что отключения электроэнергии не будут продолжаться в течение нескольких дней.

«Мы не думаем, что эти отключения в целом будут многодневными или чем-то в этом роде», — сказал он. «Таких может быть несколько, но в целом они должны вернуться в течение нескольких часов.Но насколько быстро мы сможем полностью сократить количество отключений, зависит от количества генерации, которое становится доступным в течение дня и ночи ».

ERCOT управляет рядом рыночных субъектов, обеспечивающих работу энергосистемы. Он координирует свои действия с электрическими компаниями, поставляющими энергию потребителям, владельцами линий электропередач, которые транспортируют энергию по штату, и с производителями энергии, которые снабжают сеть электричеством.

В сети Техаса используются разные источники энергии. Согласно данным сети на 2020 год, крупнейшим источником энергии были газовые электростанции, которые поставляли 40% электроэнергии.Ветер впервые обогнал уголь, став вторым по величине источником энергоснабжения в прошлом году с показателем 23%. Уголь поставляет 18%, за ним следует атомная энергия (11%). Солнечная энергия обеспечивает 2%.

«Мы неустанно работаем над тем, чтобы как можно скорее снова включить электроэнергию», — сказал Вудфин.

Консультации — Инженер по подбору | Уменьшите PUE, чтобы разблокировать емкость в дата-центрах

Цели обучения

• Определите эффективность использования энергии, ее происхождение и текущие отраслевые тенденции.
• Узнайте о емкости ИТ, резервной емкости, емкости оборудования и емкости ИТ-оборудования.
• Узнайте, как создать новые источники доходов за счет снижения PUE и повысить рентабельность инвестиций за счет повышения PUE.

---

Эффективность энергопотребления долгое время использовалась в качестве эталона эффективности центра обработки данных, но редко рассматривается как инструмент, позволяющий высвободить неиспользуемые возможности информационных технологий и создать новый источник дохода. Для создания этой новой мощности требуется немного времени и минимальные капитальные вложения.Окупаемость инвестиций составляет менее шести месяцев и может помочь корпорациям отложить капитальные затраты, необходимые для создания мощностей.

PUE — это показатель, который описывает, насколько эффективно компьютерный центр обработки данных использует энергию. Это отношение общего количества энергии, потребляемой объектом центра обработки данных, к энергии, подаваемой на вычислительное оборудование. Первоначально он был разработан Green Grid и быстро был принят многими игроками в центрах обработки данных. PUE был опубликован в 2016 году как глобальный стандарт ISO / IEC 30134-2: 2016.

Снижение PUE не только снижает эксплуатационные расходы на коммунальные услуги, но также позволяет снизить стоимость строительства (капитальные затраты), тем самым повышая рентабельность инвестиций для инвесторов. В существующих центрах обработки данных он может раскрыть новый потенциал дохода, используя существующую механическую, электрическую и водопроводную инфраструктуру. В большинстве анализов более низкого PUE учитывается только экономия средств за счет снижения энергопотребления. Когда включается новый потенциальный доход, который может привести к гораздо более высокой доходности для владельцев и операторов.

Uptime Institute ежегодно проводит исследование среднего показателя PUE для игроков центров обработки данных по всему миру. В 2018 году он сообщил, что средний показатель PUE составил 1,6 в 713 участвующих центрах обработки данных, расположенных по всему миру, при этом большинство участников находятся в США и Европе. Исследования и опросы Uptime Institute показали, что PUE неуклонно снижается в течение последних 10 лет с максимального значения 2,5 в 2007 году до 1,6 в 2018 году.

Google активно использует PUE в качестве показателя, чтобы снизить потребление энергии собственным центром обработки данных.Портфель его центров обработки данных имеет один из самых низких показателей PUE в мире. В четвертом квартале 2018 года компания сообщила, что средний показатель PUE за 12 месяцев составил 1,11 для всего парка из 15 центров обработки данных по всему миру. Компания тщательно определяет ИТ-нагрузку только как вычислительную мощность; Потери в центре обработки данных включают мощность, используемую механическим оборудованием, тепло, отбрасываемое электрическим оборудованием, включая источники бесперебойного питания, распределительные устройства и фидеры, а также потери через трансформаторы электросети и электрические подстанции.

Определение PUE

Существует много двусмысленности и непоследовательности в том, как измерять PUE.Некоторые игроки будут включать подстанции, понижающие трансформаторы и т. Д. В формулу PUE, тогда как другие будут измерять потребление энергии на уровне объекта. Телекоммуникационные компании используют централизованные выпрямители, обеспечивающие от 4 до 12 часов резервного питания от свинцово-кислотных или регулируемых с помощью клапана свинцово-кислотных аккумуляторов и подающие постоянный ток на коммутационное и коммутационное оборудование. Большинство операторов ввода данных используют системы ИБП с резервными батареями и подают переменный ток в серверные стойки с понижающим трансформатором, встроенным в блейд-серверы.Эти различия приводят к внутренним различиям в PUE для разных типов объектов.

Повышение PUE не только помогает снизить затраты на электроэнергию, но также может разблокировать ценную электрическую и охлаждающую инфраструктуру. Это позволит игрокам центров обработки данных увеличить ИТ-ресурсы, приносящие доход, с использованием существующей электрической и механической инфраструктуры. По сути, это означает добавление продаваемых мощностей без серьезной модернизации инфраструктуры. Предостережение заключается в ограничениях физического пространства, которые здесь не рассматриваются.

Измерительная способность

Большинство компаний, размещающих центры обработки данных, продают ИТ-мощность в киловаттах. ИТ-возможности для них неприкосновенны. Чем больше мощности ИТ, тем больше потенциальный доход. Каждый киловатт дополнительной ИТ-мощности может приносить от 200 до 300 долларов в месяц. В наших расчетах ниже мы будем использовать 250 долларов за киловатт в месяц.

Мы нормализовали мощность механического, электрического и сантехнического оборудования в киловаттах мощности ИТ, которую оно может поддерживать.Это позволяет упростить метод сравнения и анализа. Для этого мы определили новый термин «ИТ-мощность оборудования» для каждой единицы механического охлаждения и электрического оборудования в центре обработки данных. Пропускная способность ИТ-оборудования является функцией максимального PUE системы, которая, в свою очередь, является функцией неэффективности всей системы.

IT-мощность оборудования измеряется в киловаттах.

e = оборудование

x = переменная; это имя оборудования, для которого рассчитана мощность ИТ

Оборудование IT-мощность для электрооборудования рассчитывается следующим образом:

Например:

Доступная мощность распределительного щита определяется как максимальная длительная мощность для первичного распределительного щита; избыточная емкость не учитывается.Например, некоторые распределительные щиты не могут быть загружены более чем на 80% от номинальной мощности для непрерывной работы. Эти данные должны быть получены производителем и использованы в расчетах.

PUE центра обработки данных меняется со временем, и мы определяем пиковый PUE как самый высокий наблюдаемый PUE для сайта в нормальных рабочих условиях в течение года.

Для охлаждающего оборудования (чиллеры, кондиционирование воздуха в компьютерном зале, вентиляционная установка и т. Д.) ИТ-мощность определяется как доступная ИТ-мощность охлаждения первичного охлаждающего оборудования в день проектирования; опять же, избыточная емкость не учитывается.

Например, агрегатный чиллер с воздушным охлаждением емкостью 600 тонн может обеспечить производительность только 500 тонн в расчетный день, определенный как 0,4% годовых по расчетным условиям ASHRAE после снижения номинальных значений для 30% пропиленгликоля. Подобная концепция может быть применена к установкам кондиционирования воздуха компьютерных залов или другому оборудованию.

Для источников бесперебойного питания и выпрямителей ИТ-мощность оборудования определяется как максимальная длительная работа.

Примечание. Приведенный выше анализ предполагает, что ИТ, охлаждение и другая дополнительная нагрузка питается от одного и того же источника (коммунальное обслуживание, генератор и главная плата обслуживания), что обычно имеет место в большинстве приложений.

Расчет затрат

На рис. 2 мощность кондиционирования воздуха компьютерного зала, энергосистемы общего пользования, генераторной установки, автоматического переключателя и главного распределительного щита в центре обработки данных намного превышает текущую нагрузку на ИТ. Операторы и планировщики центров обработки данных могут использовать это, чтобы принимать обоснованные решения о стоимости добавления ИТ-ресурсов на своих объектах. Используя эту информацию, операторы могут составить пошаговую функцию, показывающую стоимость модернизации механической, электрической и водопроводной сети для каждых дополнительных 250 киловатт ИТ-нагрузки.Эта информация может быть очень важной.

Это решает проблему распределения капитала для владельцев крупных центров обработки данных. Владельцы теперь имеют функцию шага стоимости в одну страницу для каждого центра обработки данных, которую они могут использовать, чтобы определить, где установить новые стойки с минимальными капитальными затратами. Эти данные редко доступны и решат важную проблему для владельцев и операторов.

На рис. 3 показано влияние снижения PUE до 1,4 с текущих 1,75. Это свидетельствует о значительном увеличении ИТ-мощности энергосистемы общего пользования, генераторной установки, автоматического резерва и главного распределительного щита.Снижение PUE разблокирует ИТ-мощность электрического оборудования, поскольку уменьшается мощность, потребляемая механическим и другим вспомогательным оборудованием.

Завершение анализа финансового a анализа

Ситуация: Объект представляет собой центр обработки данных мощностью 1 мегаватт с пиковым значением PUE 1,75, построенный в 2010 году. Центр обработки данных обслуживается с помощью системы электропитания 2N и механической мощности N + 1. В настоящее время он работает на полную мощность. Доступная мощность электрической инфраструктуры — 1.75 мегаватт.

Проект улучшения PUE: Механическое повышение энергоэффективности снизило пиковый PUE до 1,4. Включено механических улучшений:

• Повышение температуры приточного воздуха и температуры подаваемой охлажденной воды. Сдерживание горячих коридоров и повышение заданной температуры помещения.
• Оптимизация последовательности работы насосов охлажденной воды и уставок кондиционеров машинного зала.
• Установка адиабатических охлаждающих колодок на конденсатор чиллерной установки.
• Добавление изолирующих заслонок, позволяющих отключать резервные блоки кондиционирования воздуха в компьютерном зале. Система балансировки для перемещения воздуха туда, где это необходимо.
• Оптимизация освещения и управления освещением.

Влияние повышения PUE на прибыль: В таблице 1 показано влияние на прибыль до вычета процентов, налогов, износа и амортизации (валовая прибыль), когда улучшение PUE привело как к увеличению мощности ИТ, так и к экономии за счет повышения энергоэффективности. В этом сценарии было получено 250 киловатт ИТ-мощности, что дало дополнительные $ 0.75 миллионов годового дохода. Стоимость электроэнергии (эксплуатационные расходы) не изменилась, поскольку использование механической, электрической и водопроводной энергии было перенесено на поддержку дополнительной нагрузки ИТ. Для простоты предполагается, что затраты включают только затраты на электроэнергию. Прочие расходы являются фиксированными и не изменятся из-за корректировки пикового значения PUE. Прибыль увеличилась на 50,4%. Простая окупаемость этого улучшения составляет менее девяти месяцев.

Таблица 2 показывает влияние на валовую прибыль, когда улучшение PUE привело к экономии только за счет повышения энергоэффективности.В этом сценарии более низкий PUE приводит к снижению потребности в электроэнергии на 350 киловатт. Снижение спроса на электроэнергию приводит к снижению затрат на электроэнергию на 300,00 долларов США. Опять же, расходы включают только затраты на электроэнергию. Прочие расходы фиксированы и не изменятся из-за корректировки пикового значения PUE. Мы видим, что прибыль увеличилась на 20,3%. Простая окупаемость менее 10 месяцев.

PUE уже давно используется в качестве эталона для измерения эффективности центра обработки данных. Снижение PUE помогает снизить затраты на электроэнергию в центрах обработки данных. Снижение PUE также открывает новые возможности ИТ, которые могут позволить владельцам центров обработки данных открыть новые источники дохода.

% PDF-1.7 % 7843 0 объект > эндобдж xref 7843 88 0000000016 00000 н. 0000007841 00000 н. 0000008167 00000 н. 0000008221 00000 н. 0000008354 00000 п. 0000008741 00000 н. 0000009170 00000 н. 0000009646 00000 н. 0000010034 00000 п. 0000010473 00000 п. 0000010512 00000 п. 0000010769 00000 п. 0000011074 00000 п. 0000011325 00000 п. 0000011623 00000 п. 0000011874 00000 п. 0000012171 00000 п. 0000013937 00000 п. 0000014350 00000 п. 0000014608 00000 п. 0000014914 00000 п. 0000014979 00000 п. 0000042976 00000 п. 0000073246 00000 п. 0000086622 00000 п. 0000110991 00000 н. 0000113642 00000 н. 0000128667 00000 н. 0000128924 00000 н. 0000129228 00000 п. 0000179745 00000 н. 0000180297 00000 н. 0000237470 00000 н. 0000237521 00000 п 0000237596 00000 н. 0000237685 00000 н. 0000237783 00000 н. 0000237840 00000 н. 0000237984 00000 н. 0000238041 00000 н. 0000238290 00000 н. 0000238347 00000 н. 0000238511 00000 н. 0000238607 00000 н. 0000238796 00000 н. 0000238853 00000 н. 0000238977 00000 н. 0000239073 00000 н. 0000239290 00000 н. 0000239346 00000 п. 0000239466 00000 н. 0000239684 00000 н. 0000239800 00000 н. 0000239856 00000 н. 0000239976 00000 н. 0000240032 00000 н. 0000240178 00000 п. 0000240234 00000 п. 0000240338 00000 п. 0000240394 00000 н. 0000240510 00000 п. 0000240566 00000 н. 0000240684 00000 п. 0000240740 00000 н. 0000240798 00000 н. 0000241032 00000 н. 0000241090 00000 н. 0000241278 00000 н. 0000241336 00000 н. 0000241464 00000 н. 0000241522 00000 н. 0000241658 00000 н. 0000241716 00000 н. 0000241848 00000 н. 0000241905 00000 н. 0000241962 00000 н. 0000242020 00000 н. 0000242162 00000 н. 0000242220 00000 н. 0000242394 00000 н. 0000242452 00000 н. 0000242510 00000 н. 0000242568 00000 н. 0000242698 00000 н. 0000242756 00000 н. 0000242814 00000 н. 0000007540 00000 н. 0000002103 00000 п. трейлер ] / Назад 2791961 / XRefStm 7540 >> startxref 0 %% EOF 7930 0 объект > поток hXw \ Y ׾ `jBQHeTW» Մ + Eiy) `.R, H ~ wg2I & ~ | 3̽2

Система накопления энергии — обзор

2.3.2 Обзор ESS

Двумя областями, более вовлеченными в развитие ESS, являются энергосистема и транспортный сектор. Спрос на системы литий-ионных аккумуляторов быстро растет из-за продвижения электромобильности (т. Е. Подключаемых гибридных автомобилей и полностью электрических транспортных средств). Связь между этим сектором и электросетевой интеграцией ЕСС довольно проста. Электромобильность требует более эффективных батарей, и ожидается, что крупномасштабное производство даст толчок использованию ESS в системах распределения благодаря снижению затрат.Кроме того, вариант V2G, который позволяет использовать автомобильные аккумуляторы в качестве хранилища сети в то время, когда транспортные средства подключены для зарядки; во-вторых, коммунальные предприятия обязательно начинают участвовать в модернизации своей инфраструктуры, чтобы интегрировать зарядные станции для электромобилей. Однако разработка батарей, предназначенных для сетевых приложений, быстро продолжается, и некоторые технологии можно считать достаточно зрелыми для этих целей.

Технологии ESS и, следовательно, их стоимость, сильно зависят от конкретных услуг, которые они призваны выполнять.Услуги ESS могут быть: вспомогательными услугами (т. Е. Регулированием частоты, регулированием напряжения, резервированием отжима и стенда, услугой пуска без перерыва и т. Д.), Сокращением пиков, выравниванием нагрузки, поддержкой разделения или другими услугами, в основном связанными с частным использованием ESS ( например, бытовое использование для увеличения собственного потребления при производстве ДГ, промышленные применения, источники бесперебойного питания и т. д.). К ESS могут применяться различные классификации, но одна из наиболее эффективных — это классификация, связанная с продолжительностью и частотой подачи питания от ESS:

1.

краткосрочные (секунды в минуты),

2.

среднесрочные (ежедневное хранение) и

3.

долгосрочные ESS (от еженедельных до ежемесячных).

Кратковременный ESS (<0,25 часа) может использоваться для управления первичной и вторичной частотой, резерва вращения, черного запуска, сглаживания пиков, разделения, электромобильности и источника бесперебойного питания (ИБП).

Среднесрочные ESS (1–10 часов) могут предоставлять услуги третичного регулирования частоты, постоянного резерва, выравнивания нагрузки, изолирования, электромобильности, увеличения собственного потребления в жилых помещениях, ИБП.Наконец, долгосрочные ESS (от 50 часов и, как правило, менее 3 недель) могут использоваться для длительных услуг в периоды, когда нет или мало электричества с помощью ветра и солнца («периоды темноты и затишья»).

Суперконденсаторы, сверхпроводящие магнитные катушки или маховики могут предлагать краткосрочные услуги. Гидроэнергетика с гидроаккумуляторами, ESS со сжатым воздухом, термоэлектрические накопители и электрохимические ESS, такие как литий-ионные, свинцово-кислотные, высокотемпературные и проточные батареи, могут выполнять среднесрочные услуги.Долгосрочные услуги могут быть предоставлены системами хранения водорода или природного газа.

Основные приложения, которые могут использоваться интеллектуальными распределительными сетями, относятся к средним или, по крайней мере, краткосрочным услугам.

Чистые электрические суперконденсаторы, сверхпроводящая магнитная катушка (поскольку они обладают некоторыми сильными сторонами, такими как высокий КПД, высокая мощность и длительный срок службы), все же страдают из-за отсутствия проверки и экспериментов для целей энергосистемы, а также из-за их очень высокие затраты из-за высокой степени инновационности.

Механические системы могут быть подразделены на хорошо зарекомендовавшие себя технологии (например, гидроэнергетика), те, которые требуют короткого времени вывода на рынок (например, накопление энергии сжатым воздухом), или те, которые разработаны для других приложений, помимо сетевых. работа (например, маховики, которые хорошо зарекомендовали себя в системах ИБП).

Технологии, полезные для приложений распределительных сетей и уже достигшие более высокого уровня технической готовности, — это электрохимические батареи.Такие технологии могут иметь внутренние или внешние хранилища. Примерами последних систем, не считая хранилищ водорода или метана, которые полезны для долгосрочного обслуживания, являются батареи с окислительно-восстановительным потоком, преимущество которых заключается в том, что энергия и мощность масштабируются независимо (энергоемкость зависит от резервуара, а набор элементов определяет мощность). Ванадиевые проточно-окислительно-восстановительные батареи коммерчески доступны с различными модульными масштабируемыми размерами, но все еще высокая стоимость раствора электролита и техническое обслуживание препятствуют их широкомасштабному распространению.Системы внутренних накопителей, в которых энергия и мощность зависят друг от друга, работают при низкой (Li-ion, свинцово-кислотный, Ni-Cd) или высокой температуре (NaNiCl ₂ , NaS).

В таблице 2.1 указан диапазон наиболее важных параметров для некоторых батарей [12].

Таблица 2.1. Параметры для систем хранения химикатов с внутренним хранилищем

Технология	КПД в оба конца	Плотность энергии	Плотность мощности	Срок службы
Литий-ионный	83% ÷ 86%	200 Вт / л ÷ 350 Вт / л	100 Вт / л ÷ 3500 Вт / л	1000 ÷ 5000
Свинцово-кислотный	75% ÷ 80%	50 Вт / л ÷ 100 Вт / л	10 Вт / л ÷ 500 Вт / л	500 ÷ 2000
NaS	75% ÷ 80%	150 Втч / л ÷ 250 Втч / л	—	5000 ÷ 10000

Литий-ионные батареи стали наиболее важной технологией хранения в различных областях (например,g., портативные устройства и электромобили) и также могут быть вариантом для стационарных приложений из-за их высокой плотности энергии, высокой эффективности и относительно длительного срока службы. Несмотря на то, что ресурсы лития ограничены лишь несколькими странами, текущие активные разработки, связанные с этим типом батарей, могут вскоре привести к значительному снижению затрат, увеличению срока службы и безопасности. Свинцово-кислотные аккумуляторы — одна из наиболее развитых и давно установленных технологий. Они в основном используются для автомобилей, но также широко используются для стационарных электросетей, например.г., в изолированной сетке. Их главный недостаток — токсичность свинца, что вызывает проблемы с общественным признанием. Однако рыночная возможность заключается в низких инвестиционных затратах и ​​существующем большом количестве производителей.

Натрий-никель-хлоридные батареи (NaNiCl ₂ , также называемые «зебра-батарея») и натриево-серные батареи (NaS) работают при высоких температурах в диапазоне от 270 ° C до 350 ° C. Температура должна поддерживаться во время циклов зарядки / разрядки, поэтому должна быть разработана подходящая изоляция.Типичными стационарными приложениями могут быть срезание пиковых нагрузок и смещение нагрузки. Они коммерчески доступны от нескольких производителей, поэтому не имеют большого распространения по всему миру. По своим характеристикам высокотемпературные батареи могут конкурировать со свинцово-кислотными и литий-ионными батареями, но основное препятствие их распространению связано с проблемами безопасности (пожар, вызванный батареями NaS).

Как работает электросеть

Что составляет электросеть?

Электросеть нашей страны состоит из четырех основных компонентов, каждый из которых подробно описан ниже.

Индивидуальные генераторы

Электроэнергетику вырабатывают различные предприятия, в том числе электростанции, работающие на угле и природном газе, плотины гидроэлектростанций, атомные электростанции, ветряные турбины и солнечные батареи. Расположение этих электрогенераторов и их удаленность от конечных потребителей сильно различаются.

Эти технологии также физически отличаются, и, как следствие, по-разному используются и управляются в энергосистеме.Например, некоторые типы электростанций, такие как угольные и атомные электростанции, имеют небольшую краткосрочную гибкость в регулировании выработки электроэнергии; увеличение или уменьшение выработки электроэнергии занимает много времени [1].

Другие установки, такие как установки, работающие на природном газе, могут быть быстро расширены и часто используются для удовлетворения пикового спроса. Более разнообразные технологии, такие как ветровая и солнечная фотоэлектрическая энергия, обычно используются всякий раз, когда они доступны, в значительной степени потому, что их топливо — солнечный свет и ветер — является бесплатным.

В любой момент времени всегда есть «запас», определенный объем резервных генерирующих мощностей, которые доступны для компенсации возможных ошибок прогноза или неожиданных остановов электростанции. Спрос на электроэнергию, ее предложение, запасы наценки и сочетание технологий производства электроэнергии постоянно контролируются и управляются операторами сети, чтобы гарантировать бесперебойную работу всего.

Электрогенераторы принадлежат электроэнергетическим компаниям или коммунальным предприятиям, которые, в свою очередь, регулируются Комиссией по коммунальным предприятиям штата (PUC) или Комиссией по коммунальным услугам (PSC).PUC и PSC — это независимые регулирующие органы, назначаемые законодательным собранием штата. Генераторы могут быть построены только с одобрения PUC или PSC, и эти агентства устанавливают соответствующие тарифы на электроэнергию в пределах своего штата, которые коммунальные предприятия должны соблюдать [2].

Линии передачи

Линии электропередачи необходимы для передачи электроэнергии высокого напряжения на большие расстояния и соединения генераторов электроэнергии с потребителями электроэнергии.

Линии электропередачи представляют собой воздушные линии электропередач или подземные силовые кабели.Воздушные кабели не изолированы и уязвимы к погодным условиям, но их установка дешевле, чем подземные силовые кабели. Воздушные и подземные линии электропередачи выполнены из алюминиевого сплава и армированы сталью; подземные линии обычно изолированы [3].

Линии электропередачи находятся под высоким напряжением, потому что это снижает долю электроэнергии, теряемой при транспортировке, — в среднем около 6% в США [4]. Когда электричество течет по проводам, часть его рассеивается в виде тепла в результате процесса, называемого сопротивлением.Чем выше напряжение на линии электропередачи, тем меньше электроэнергии она теряет. (Большая часть электрического тока протекает вблизи поверхности линии передачи; использование более толстых проводов минимально повлияет на потери при передаче.)

Напряжение на уровне передачи обычно составляет 110 000 вольт или 110 кВ или выше, при этом некоторые линии передачи имеют напряжение до 765 кВ [5]. Однако генераторы вырабатывают электроэнергию при низком напряжении. Чтобы сделать возможной транспортировку электроэнергии высокого напряжения, электричество сначала необходимо преобразовать в более высокое напряжение с помощью трансформатора.

Эти высокие напряжения также значительно превышают то, что вам нужно в вашем доме, поэтому, когда электричество приближается к конечным потребителям, другой трансформатор преобразует его обратно в более низкое напряжение, прежде чем оно попадет в распределительную сеть.

Линии электропередачи

тесно взаимосвязаны для обеспечения резервирования и повышения надежности электроснабжения, как показано на этой карте линий электропередачи США. В Соединенных Штатах есть три основные сети электропередачи: Западная межсетевая связь, Восточная межсоединение и Совет по надежности электроснабжения Техаса (ERCOT).

Как и генераторы электроэнергии, линии электропередачи должны быть одобрены государством (PUC или PSC) перед строительством. Однако оптовые сделки с электроэнергией, которые заключаются между региональными сетевыми операторами, регулируются национальным агентством, называемым Федеральной комиссией по регулированию энергетики (FERC) [6].

FERC регулирует электросеть в более широком масштабе, чем PUC, и может разрешать споры между различными участниками рынка в сети. Сетями передачи иногда управляют коммунальные предприятия, но некоторые сети управляются отдельными объектами, известными как независимые системные операторы (ISO) или региональные передающие организации (RTO).Эти компании способствуют конкуренции между поставщиками электроэнергии и обеспечивают доступ к передаче путем планирования и мониторинга использования линий передачи.

Распределение

Распределительная сеть — это просто система проводов, которые собираются там, где заканчиваются линии передачи. Эти сети начинаются с трансформаторов и заканчиваются домами, школами и предприятиями. Распределение регулируется на уровне штата PUC и PSC, которые устанавливают розничные тарифы на электроэнергию в каждом штате.

Потребительское использование или «нагрузка»

Передающая сеть заканчивается, когда электричество, наконец, попадает к потребителю, позволяя включать свет, смотреть телевизор или запускать посудомоечную машину.