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:
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:
| 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 |
|
|
| Строительно-монтажные работы |
|
|
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
На какие категории подразделяются электроприемники в отношении обеспечения надежности энергоснабжения?
- Документы
- Видео
- Статьи
- Инструкции
- Образцы документов
Sidebar
×- Документы
- Видео
- Статьи
- Инструкции
- Образцы документов
- Главная
- Охрана труда
Документы по ОТ
Общие вопросы по охране труда
Служба по охране труда
Обучение, инструктаж, проверка знаний
Инструкции по охране труда
Правила по охране труда
Санитария и гигиена
Медицинские осмотры
Средства индивидуальной защиты
Электробезопасность
Расследование несчастных случаев
Информационные письма
Система управления охраной труда
Последние документы по охране труда
ohranatruda.of.by
Параметры 2 категории надежности электроснабжения. Общие требования.
Бесперебойность энергоснабжения – это отсутствие недоотпуска энергии и мощности потребителю. Выполнение этого требования гарантирует потребителю получение необходимого количества электрической энергии и мощности. В системе должно быть достаточно мощностей станций, сети должны передавать необходимую энергию, должен быть соответствующий запас топлива. Бесперебойность засвистит от всего комплекса возможностей объектов системы. При развитии системы и при ее эксплуатации определяются такие параметры системы, которые обеспечивают бесперебойность электроснабжения.
Надежность – это гарантия бесперебойности.
С точки зрения обеспечения надежного и бесперебойного питания приемники электроэнергии делятся на три категории (ПУЭ 1.2.17-1.2.20):
Электроприемники 1 категории – это ЭП, 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.
Это такие электропотребители, как крупные металлургические заводы, химические предприятия с непрерывным циклом производства, животноводческие фермы, больницы, водоснабжение, канализация. Вопрос о надежности электроснабжения потребителей связан с числом независимых источников питания, схемой электроснабжения и категорией потребителей. Приемники 1-й категории должны иметь не менее двух независимых источников питания с АВР не более 1 с. (двухтрансформаторная подстанция; энергосистема и заводская ТЭЦ), электроснабжение по одноцепным линиям.
Два и более источника питания называются независимыми в том случае, если нарушение режима или повреждение одного из них не влечет выход из работы другого.
Из состава электроприемников 1 категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.
Это, например циркуляционные насосы в ядерных реакторах, системы управления на нефтехимических предприятиях. Для особой группы должен быть предусмотрен третий независимый ИП (дизель-генератор, аккумуляторная батарея). Если не удается резервами добиться абсолютной безаварийности, применяют технологическое резервирование, устройства безаварийного останова производства.
Электроприемники 2 категории – электроприемники, перерыв в электроснабжении которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной жизнедеятельности значительного числа городских и сельских жителей.
В ЭП 2 категории электроснабжение может быть прервано от 3 ч. до суток и должно быть по двум независимым вводам, но резерв может включаться вручную. Это, например заводы машиностроения, дома с электроплитами. Приемники 2-й категории могут иметь один-два независимых источника питания (решается конкретно в зависимости от значения, которое имеет данное промышленное предприятие в хозяйстве страны и местных условий). Питание электроприемников данной категории допускается по одной ВЛ, либо по одной КЛ с двумя и более кабелями, либо через один трансформатор, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта в ней или замены повредившегося трансформатора из централизованного резерва за время не более 1 суток.
Электроприемники 3 категории – это ЭП не попавшие под определение 1 и 2 категории. Например, приемники вспомогательных цехов, не определяющих технологический процесс основного производства.
Электроснабжение ЭП 3 категории может выполняться от одного источника питания если ремонт или замена поврежденного оборудования не превышают 1 суток. Но если по местным условиям можно обеспечить питание без существенных затрат и от второго источника, то применяется резервирование питания и для этой категории приемников.
Надежность электроснабжения обеспечивается созданием соответствующей схемы (схемная надежность), применением соответствующих агрегатов, коммутационных аппаратов, трансформаторов (аппаратная надежность). Она достигается при проектировании оборудования и правильной его эксплуатации. Также надежность связана с режимами (режимная надежность), которая требует выбора обоснованных решений по использованию оборудования, станций и системы, обеспечению устойчивости систем и др.
Надежность и бесперебойность связаны с затратами. Чем выше эти требования, тем большие средства необходимо вложить в соответствующую технику.
Самое значительное снижение надежности наступает в результате системных аварий, которые могут быть очень тяжелыми. Однако вероятность таких аварий низкая, и экономически неоправданно обеспечивать сверхвысокий уровень надежности в этих редких случаях. Лучше допустить перерыв в электроснабжении. Важно, чтобы потребитель знал, какой уровень надежности ему гарантирован. Если потребитель требует индивидуально высокий уровень надежности, то за это надо платить.
Имеются два принципиальных подхода к оценке надежности систем электроснабжения. Первый опирается на нормативные документы (ПУЭ, ГОСТ), в которых все электроприемники разделятся на три категории. Реализация этого подхода при формировании СЭС формально не представляет затруднений. Однако к узлам сети, как правило, подключаются потребители, относящиеся к различным категориям. При этом, если ориентироваться на наименее ответственных потребителей (выбирать наиболее простую и дешевую схему), то не будут обеспечены требуемым уровнем надежности наиболее ответственные потребители. Если же при выборе схемы ориентироваться на них, то это может привести к неоправданному усложнению и удорожанию схемы СЭС. Также следует учесть что требования ПУЭ были сформулированы применительно к централизованной экономике, исходя из глобальных народнохозяйственных интересов. Разумеется, в рыночных экономических условиях эти требования должны быть сохранены применительно, по крайней мере, к случаям перерыва электроснабжения, которые приводят к опасности для жизни людей, взрывам пожарам и, возможно, к другим неблагоприятным последствиям.
Второй подход предполагает экономическую (количественную) оценку от недоотпуска электроэнергии – экономический ущерб из-за недоотпуска электроэнергии. Его рекомендуют использовать прежде всего в тех случаях, когда сравниваемые варианты схем СЭС существенно отличаются по надежности электроснабжения, а также для оценки мероприятий, направленных на повышение надежности. Недос
mtlarena.ru
Электроснабжение первой категории надежности по пожарной безопасности
- Статьи
- Законодательство, нормативы, стандарты в пожарной безопасности
- Электроснабжение первой категории надежности и новая нормативная база по пожарной безопасности
И. Неплохое
к.т.н., технический директор бизнес-группы «Центр-СБ»,
И. Басов
ведущий инженер тех. поддержки ООО «Полисет-СБ»
Как известно, в этом году произошло полное обновление нормативной базы, определяющей требования к системам пожарной сигнализации и пожаротушения: вступил в силу Федеральный закон № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», введен в действие ГОСТ Р 53325-2009 «Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования. Методы испытаний». В Своде правил СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования» есть раздел «Электропитание систем пожарной сигнализации и установок пожаротушения» и выпущен отдельный Свод правил СП 6.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Электрооборудование. Требования пожарной безопасности». Кроме того, действуют ПУЭ (седьмое издание, 2002 год) — Правила устройства электроустановок, на которые даны ссылки в СП 5.13130.2009. Рассмотрим, какие требования предъявляются в этих документах к источникам питания, попытаемся определить их физический смысл и возможности практической реализации.
КАТЕГОРИИ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ ПО НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
В ПУЭ, глава 1.2, все электроприемники (аппараты, агрегаты и другие потребители электроэнергии) по обеспечению надежности электроснабжения разделены на I, II и III категории, кроме того, в I категории выделена особая группа электроприемников. К I категории относятся 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». В особую группу I категории включены электроприемники, «бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров». II категория — это «электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей», а все остальные электроприемники включены в III категорию.
По каждой категории электроприемников в ПУЭ определены требования по надежности электроснабжения. Электроприемники I категории «должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания…», а для электроприемников особой группы I категории «должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания», что обеспечивает еще более высокую надежность электропитания. Электроприемники II категории также «должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания», однако если для I категории должно быть обеспечено автоматическое восстановление питания, то для II категории допускаются перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.А для III категории электроснабжение «может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток».
Таким образом, если для электроприемников II и III категорий в ПУЭ допускаются значительные перерывы электропитания, определяемые включением резервного питания в ручном режиме и временем устранения неисправности, то относительно электроприемников I категории указано, что «перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания».
ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ СИСТЕМ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ
В общем случае ПУЭ предписывает определять категорию электроприемников в процессе проектирования системы электроснабжения. Своды правил СП 5.13130.2009 в п. 15.1 и СП 6.13130.2009 в п. 4.2 указывают, что «по степени обеспечения надежности электроснабжения электроприемники автоматических установок пожаротушения и систем пожарной сигнализации следует относить к I категории согласно Правилам устройства электроустановок, за исключением электродвигателей компрессора, насосов дренажного и подкачки пенообразователя, относящихся к III категории электроснабжения, а также случаев, указанных в 15.3, 15.4 (4.3, 4.4)». Действительно, в результате отключения электропитания систем пожарной сигнализации и пожаротушения создается реальная опасность для жизни людей и возможен значительный материальный ущерб.
Далее в п. 15.2 указано, что «питание электроприемников следует осуществлять согласно ПУЭ с учетом требований 15.3, 15.4». В ПУЭ п. 1.2.10 дано определение независимого источника питания — это «источник питания, на котором сохраняется напряжение в послеаварийном режиме в регламентированных пределах при исчезновении его на другом или других источниках питания». По п. 1.2.19 ПУЭ, в качестве независимого источника питания для «электроприемников I 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.» Своды правил СП 5.13130.2009, СП 6.13130.2009 также допускают осуществлять питание автоматических установок пожаротушения и систем пожарной сигнализации «от одного источника — от разных трансформаторов двухтрансформаторной подстанции или от двух близлежащих однотрансформаторных подстанций, подключенных к разным питающим линиям, проложенным по разным трассам, с устройством автоматического ввода резерва, как правило, на стороне низкого напряжения». На объектах III категории надежности электроснабжения, при наличии одного источника электропитания, «допускается использовать в качестве резервного источника питания электроаккумуляторные батареи или блоки бесперебойного питания, которые должны обеспечивать питание указанных электроприемников в дежурном режиме в течение 24 ч…», дальше требования расходятся: «плюс 1 ч» по СП 5.13130.2009, но «плюс 3 ч» по СП 6.13130.2009, «работы системы пожарной автоматики в тревожном режиме». Однако в обоих СП «допускается ограничение времени работы резервного источника в тревожном режиме до 1,3 времени выполнения задач системой пожарной автоматики». Таким образом, для выполнения требований ПУЭ по обеспечению питания I категории надежности на объектах III категории надежности необходимо использовать, минимум, два источника питания: основного сетевого и резервного аккумуляторного, с контролем работоспособности каждого источника, в том числе и в части достаточной емкости аккумуляторов, и с автоматическим включением резервного источника при нарушении питания от сетевого источника, как при отключении сети, так и при его неисправности.
Действующиее ранее НПБ 86-2000 «Источники электропитания постоянного тока средств противопожарной защиты. Общие технические требования. Методы испытаний» определяли требования только к источникам электропитания постоянного тока, и вопросы резервирования электропитания, практически, не рассматривались. Хотя отмечалось, что источник должен иметь индикаторы подключения к электрическим сетям, что он может иметь в своем составе аккумулятор и т.д. Не требовалось указывать время резервирования при работе от АКБ. Очевидно, подразумевалось, что вопросы резервирования должны решаться в процессе проектирования системы. Средняя наработка на отказ источника постоянного тока, по НПБ 86-2000, должна быть не менее 40000 ч, что составляет немногим более 4,5 лет, да и срок службы АКБ также обычно не превышает 4-5 лет. Таким образом, в течение срока эксплуатации порядка 10 лет можно рассчитывать на несколько отказов сетевого источника питания, АКБ или того и другого вместе.
Для примера рассмотрим работу источника бесперебойного питания, сертифицированного по НПБ 86-2000. Можно считать, что он запитан от двух независимых источников электроснабжения: сети ~220 В и аккумулятора, что допускается на объектах III категории надежности электроснабжения. Но при отказе самого источника требуется его замена с последующим ремонтом. Таким образом, надежность электроснабжения снижается, минимум, до II категории при наличии ЗИПа и дежурного персонала, допущенного к проведению ремонтных работ, или при выезде оперативной бригады в любое время суток и в любой день недели. В большинстве же случаев восстановление электропитания не произойдет и в течение суток (а с учетом выходных и в течение нескольких суток), т.е. реально надежность электроснабжения не соответствует даже III категории. Кроме того, по НПБ 86-2000, источник питания с аккумулятором должен формировать сигнал неисправности почему-то при минимальном значении напряжения аккумулятора, указанном в ТД на аккумулятор, т.е. когда период резервирования уже закончился и при отключении питания системы и так автоматически формируется сигнал неисправности на ПЦН.
ИСТОЧНИКИ I КАТЕГОРИИ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Новый ГОСТ Р 53325-2009 вводит понятие «источник I категории надежности электроснабжения средств противопожарной защиты», определению которого посвящен целый 5 раздел. Естественно предположить, что данные источники I категории надежности электроснабжения должны обеспечивать надежность электроснабжения I категории и их можно использовать для питания электроприемников I категории, в том числе и средств противопожарной защиты. В требованиях указано, что эти источники должны запитываться «минимум от двух независимых источников электроснабжения (основного и резервного (резервных))» и что они «должны обеспечивать бесперебойное электропитание средств противопожарной защиты при неисправности основного или резервного (резервных) источников электроснабжения». Однако в ГОСТ Р 53325-2009 ничего не сказано о его собственной надежности, указано только, что он «должен быть рассчитан на круглосуточную непрерывную работу», «должен быть восстанавливаемым и обслуживаемым изделием» и что его средний срок службы «должен быть не менее 10 лет». Требуемое минимальное значение средней наработки на отказ источника I категории надежности электроснабжения отсутствует.
Однако, несмотря на использование в названии источников словосочетания «I категории надежности электроснабжения», сами средства противопожарной защиты остаются электроприемниками I категории и должны обеспечиваться электропитанием без перебоев, а не только источник питания. Включение источника питания I категории надежности электроснабжения между независимыми источниками электроснабжения и средствами противопожарной защиты не должно снижать категорию их электроснабжения.
По ГОСТ Р 53325-2009, в источнике I категории надежности электроснабжения сохранено требование автоматического формирования сигнала неисправности при минимальном значении напряжения аккумулятора, но добавлено требование «обеспечения возможности передачи информации во внешние цепи об отсутствии выходного напряжения и входного напряжения электроснабжения по любому входу», что позволит предпринять своевременные действия при переходе на резервное питание, а не когда вся система будет обесточена. Кроме того, должны быть предусмотрены оптические индикаторы «наличия (в пределах нормы) основного и резервного или резервных питаний (раздельно по каждому вводу электроснабжения) и наличия выходного напряжения».
В технической документации наряду с номинальным значением выходного напряжения и его допустимым отклонением и другими характеристиками должен быть указан ток, потребляемый источником от основного и резервного или резервных источников электроснабжения при максимальном токе в выходной цепи питания и при отсутствии нагрузки, оценить КПД источника и рассеиваемую мощность при различных режимах работы.
Однако даже при выполнении всех требований ГОСТ Р 53325-2009 в источнике питания I категории надежности электроснабжения возможно значительное снижение емкости АКБ в процессе эксплуатации и допускается отключение питания от АКБ при неисправности сетевого источника, что исключает резервирование до замены источника питания. При возникновении неисправности в сетевом источнике питания I категории надежности электроснабжения должно обеспечиваться электропитание системы от аккумулятора, так же как при отключении одного из источников электроснабжения, чтобы не происходило снижение надежности электропитания. С другой стороны, если не контролируется система заряда, емкость АКБ и степень ее снижения в процессе эксплуатации, как работоспособность второго независимого источника, велика вероятность отсутствия требуемого времени резервирования при отключении основного электропитания.
Возвращаясь к требованиям ПУЭ в части надежности электроснабжения I категории автоматических установок пожаротушения и систем пожарной сигнализации, «перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб…», они «должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.», а не от одного источника питания неопределенной надежности с аккумулятором неизвестной емкости. Таким образом, возникаетпара-доксальная ситуация, когда источник «I» категории надежности электроснабжения средств противопожарной защиты по ГОСТ Р 53325-2009 не обеспечивает надежность электроснабжения «I» категории по ПУЭ. В данном случае можно воспользоваться известными способами повышения надежности устройств, например, для повышения надежности электропитания можно использовать два источника питания в режиме горячего резерва. Конечно, и противопожарные системы должны иметь технические возможности подключения нескольких независимых источников питания для реализации надежности электропитания I категории. То есть иметь соответствующие входы, что уже осуществляется на практике. Например, приборы приемно-контрольные охранно-пожарные «Сигнал-20П» и «Си-гнал-20П SMD» имеют по два входа питания 12/24 В, которые позволяют подключить два независимых источника питания (рис. 1), один из которых скромно отмечен как «необязательный». Таким образом обеспечивается резервирование самих источников, причем возможно без нарушения работоспособности системы отключить и заменить неисправный источник питания, заменить аккумуляторы и т.д. Конечно, для реализации всех функций в систему должны быть заведены выходы сигналов «Неисправность» от каждого источника, не показанные на схеме.
Вводы питания развязаны диодами (рис. 2), и под нагрузкой всегда находится источник питания с более высоким выходным напряжением. Таким образом обеспечивается резервирование источников в любом режиме работы, при отключении сетевого питания время резервирования будет определяться суммарной емкостью аккумуляторов обоих источников питания, т.е. обеспечивается и резервирование АКБ. Конечно, возможно использование и других способов повышения надежности электропитания.
Несомненно, положительная сторона новых нормативных документов, выпущенных в соответствии с Техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности, заключается в том, что еще раз подчеркнуты жизненная важность противопожарных систем и высокая надежность их питания. Значительно расширился класс источников питания средств противопожарной защиты, повысились требования, предъявляемые к ним, и т. д. Однако не следует забывать, что требование относить электроприемники автоматических установок пожаротушения и систем пожарной сигнализации к I категории степени обеспечения надежности электроснабжения согласно Правилам устройства электроустановок содержалось еще во всем хорошо известных НПБ 88-2001 и НПБ 88-2001*, а источники питания успешно сертифицировались по НПБ 86-2000.
Рис. 1. Схема подключения двух источников питания к ППКОП «Сигнал-20П», «Сигнал-20П SMD»
Рис. 2. Развязка двух вводов источников питания при помощи диодов
Источник: «Алгоритм Безопасности» № 5, 2009 год.
www.aktivsb.ru
ПУЭ-7. Глава 1.2 / Pozhproekt.ru
Правила устройства электроустановок
7-е издание
Раздел 1
Общие правила
Глава 1.2 Электроснабжение и электрические сети
Утверждена приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 08.07.02 № 204. Введена в действие с 01.01.03г. Подготовлена ОАО Институт «Энергосетьпроект»
Область применения. Определения
1.2.1. Настоящая глава Правил распространяется на все системы электроснабжения.
Системы электроснабжения подземных, тяговых и других специальных установок, кроме требований настоящей главы, должны соответствовать также требованиям специальных правил.
1.2.2. Энергетическая система (энергосистема) — совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режимов в непрерывном процессе производства, преобразования, передачи и распределения электрической и тепловой энергии при общем управлении этим режимом.
1.2.3. Электрическая часть энергосистемы — совокупность электроустановок электрических станций и электрических сетей энергосистемы.
1.2.4. Электроэнергетическая система — электрическая часть энергосистемы и питающиеся от нее приемники электрической энергии, объединенные общностью процесса производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии.
1.2.5. Электроснабжение — обеспечение потребителей электрической энергией.
Система электроснабжения — совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией.
Централизованное электроснабжение — электроснабжение потребителей электрической энергии от энергосистемы.
1.2.6. Электрическая сеть — совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.
1.2.7. Приемник электрической энергии (электроприемник) — аппарат, агрегат и др., предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.
1.2.8. Потребитель электрической энергии — электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории.
1.2.9. Нормальный режим потребителя электрической энергии — режим, при котором обеспечиваются заданные значения параметров его работы.
Послеаварийный режим — режим, в котором находится потребитель электрической энергии в результате нарушения в системе его электроснабжения до установления нормального режима после локализации отказа.
1.2.10. Независимый источник питания — источник питания, на котором сохраняется напряжение в послеаварийном режиме в регламентированных пределах при исчезновении его на другом или других источниках питания.
К числу независимых источников питания относятся две секции или системы шин одной или двух электростанций и подстанций при одновременном соблюдении следующих двух условий:
1) каждая из секций или систем шин в свою очередь имеет питание от независимого источника питания;
2) секции (системы) шин не связаны между собой или имеют связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из секций (систем) шин.
Общие требования
1.2.11. При проектировании систем электроснабжения и реконструкции электроустановок должны рассматриваться следующие вопросы:
1) перспектива развития энергосистем и систем электроснабжения с учетом рационального сочетания вновь сооружаемых электрических сетей с действующими и вновь сооружаемыми сетями других классов напряжения;
2) обеспечение комплексного централизованного электроснабжения всех потребителей электрической энергии, расположенных в зоне действия электрических сетей, независимо от их принадлежности;
3) ограничение токов КЗ предельными уровнями, определяемыми на перспективу;
4) снижение потерь электрической энергии;
5) соответствие принимаемых решений условиям охраны окружающей среды.
При этом должны рассматриваться в комплексе внешнее и внутреннее электроснабжение с учетом возможностей и целесообразности технологического резервирования.
При решении вопросов резервирования следует учитывать перегрузочную способность элементов электроустановок, а также наличие резерва в технологическом оборудовании.
1.2.12. При решении вопросов развития систем электроснабжения следует учитывать ремонтные, аварийные и послеаварийные режимы.
1.2.13. При выборе независимых взаимно резервирующих источников питания, являющихся объектами энергосистемы, следует учитывать вероятность одновременного зависимого кратковременного снижения или полного исчезновения напряжения на время действия релейной защиты и автоматики при повреждениях в электрической части энергосистемы, а также одновременного длительного исчезновения напряжения на этих источниках питания при тяжелых системных авариях.
1.2.14. Требования 1.2.11-1.2.13 должны быть учтены на всех этапах развития энергосистем и систем электроснабжения.
1.2.15. Проектирование электрических сетей должно осуществляться с учетом вида их обслуживания (постоянное дежурство, дежурство на дому, выездные бригады и др.).
1.2.16. Работа электрических сетей напряжением 2-35 кВ может предусматриваться как с изолированной нейтралью, так и с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор.
Компенсация емкостного тока замыкания на землю должна применяться при значениях этого тока в нормальных режимах:
в сетях напряжением 3-20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры на воздушных линиях электропередачи, и во всех сетях напряжением 35 кВ — более 10 А;
в сетях, не имеющих железобетонных и металлических опор на воздушных линиях электропередачи:
более 30 А при напряжении 3-6 кВ;
более 20 А при напряжении 10 кВ;
более 15 А при напряжении 15-20 кВ;
в схемах генераторного напряжения 6-20 кВ блоков генератор-трансформатор — более 5 А.
При токах замыкания на землю более 50 А рекомендуется применение не менее двух заземляющих реакторов.
Работа электрических сетей напряжением 110 кВ может предусматриваться как с глухозаземленной, так с эффективно заземленной нейтралью.
Электрические сети напряжением 220 кВ и выше должны работать только с глухозаземленной нейтралью.
Категории электроприемников и обеспечение надежности электроснабжения
1.2.17. Категории электроприемников по надежности электроснабжения определяются в процессе проектирования системы электроснабжения на основании нормативной документации, а также технологической части проекта.
1.2.18. В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории.
Электроприемники первой категории — 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.
Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.
Электроприемники второй категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.
Электроприемники третьей категории — все остальные электроприемники, не подпадающие под определения первой и второй категорий.
1.2.19. Электроприемники первой категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.
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.
1.2.20. Электроприемники второй категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.
Для электроприемников второй категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.
1.2.21. Для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.
Уровни и регулирование напряжения, компенсация реактивной мощности
1.2.22. Для электрических сетей следует предусматривать технические мероприятия по обеспечению качества электрической энергии в соответствии с требованиями ГОСТ 13109.
1.2.23. Устройства регулирования напряжения должны обеспечивать поддержание напряжения на шинах напряжением 3-20 кВ электростанций и подстанций, к которым присоединены распределительные сети, в пределах не ниже 105 % номинального в период наибольших нагрузок и не выше 100 % номинального в период наименьших нагрузок этих сетей. Отклонения от указанных уровней напряжения должны быть обоснованы.
1.2.24. Выбор и размещение устройств компенсации реактивной мощности в электрических сетях производятся исходя из необходимости обеспечения требуемой пропускной способности сети в нормальных и послеаварийных режимах при поддержании необходимых уровней напряжения и запасов устойчивости.
pozhproekt.ru
Надежность систем электроснабжения
Мощность, перспективы развития, назначение электроустановки и прочие факторы влияют на определение степени надежности электроснабжения. Способность системы электроснабжения и ее элементов выполнять поставленные задачи по обеспечению электрической энергией предприятий, бытовых потребителей, не приводящие к срыву плана производства, обесточиванию целых жилых кварталов городов и сел, а также не приводящие к авариям в технологических и электрических частях промышленных предприятий – это все характеризует надежность электроснабжения. Также она может быть охарактеризована ущербом, нанесенным при перерыве электропитания, продолжительностью ремонта, временем безотказной работы и другими факторами.
Содержание:
Основные факторы влияющие на надежность систем электроснабжения
Число отказов от нормальной работы в год определяет степень повреждаемости системы. Повреждаемость состоит из повреждаемости оборудования (электрические машины и аппараты, кабели, трансформаторы, бытовые устройства и системы), возникающей из-за ошибок обсуживающего персонала, нарушения правил эксплуатации устройств, наличие агрессивных сред на производстве, ошибок при проектировании и монтаже. При проведении расчетов надежности проектируемого объекта обязательно учитываются два ключевых фактора: безотказность системы и ее ремонтопригодность.
Непрерывная безотказная работа в течении какого-то промежутка времени при нормальных условиях эксплуатации называют безотказностью. Примером может послужить интенсивность отказов для установки, вероятность безотказной работы, но этот пример для не ремонтируемых устройств или заменяющихся после первого отказа. А наработка на отказ, количество отказов – это для ремонтируемых устройств. Среднее время безотказной работы за какой-то промежуток времени – это наработка на отказ.
Предупреждение, обнаружение и своевременное устранение неисправностей путем проведения технических обслуживаний и ремонтов – это ремонтопригодность. Примером ремонтопригодности может послужить среднее время восстановления, вероятность проведения ремонта в указанные сроки.
Режим работы, при котором возможно исчезновение напряжения питания (ввод резервного питания) не приводящие к расстройству технологических циклов и процессов, не приводят к значительному ущербу и возникновению опасности аварийных ситуаций называют бесперебойным питанием.
Обеспечение надежной работы электроприемников
Для обеспечения надежной работы ответственных потребителей электрической энергии при нормальных и послеаварийных режимах необходимо:
- Максимально уменьшить число и продолжительность перерывов в электроснабжении;
- Качество электроэнергии должно быть удовлетворительным, для обеспечения устойчивой работы ответственных агрегатов если режим электроснабжения нарушен;
Надежность систем электроснабжения, в первую очередь, определяется конструктивными и схемными решениями при построении данных систем. Также не последнюю роль в повышении надежности систем электроснабжения играет разумное использования резервных источников питания, надежность работы каждого элемента систем, в частности электрооборудования. К сожалению именно надежность электрооборудования является ключевым фактором при возникновении чрезвычайных происшествий. Эти факторы, к сожалению, в минимальной степени зависят от проектировщика. Наиболее оптимальное решение не может быть принято без хорошего знания и учета всех особенностей проектируемых предприятий.
Сравнение влияния перерывов в электроснабжении на производственный цикл промышленных предприятий
Как известно каждое производство имеет свои особенности технологических процессов. Брак продукции, порча электрооборудования, возникновения ситуаций угрожающих жизни и здоровью людей – это все возникает при перерыве в электроснабжении. Причем время перерыва может составлять до 30 минут на одних предприятиях, а на других 2-3 часа и более. Также отличие есть и во времени, необходимом для восстановления нормального производственного цикла после перерыва питания электроэнергией. Это время может колебаться от 5 минут до 2 часов, а иногда и более.
Некоторые производства после восстановления электропитания работают с пониженной производительностью (бумагоделательные машины) от нескольких часов до нескольких суток. Если происходит перерыв питания прокатного стана хотя-бы на 10-15 минут, это не приведет к массовому браку продукции, но из-за перерыва в работе стана нарушится технологический процесс. Слитки, подготовленные к прокату, за время останова остынут. Их необходимо подогреть, что приведет к финансовым затратам, а в плавильных печах необходимо поддерживать постоянную температуру даже на время простоя стана, что ведет дополнительным тратам на топливо. После восстановления напряжения питания прокатного стана необходимо не менее 1 часа для восстановления нормального технологического цикла.
Ниже приведен график зависимости восстановления технологического процесса на азотно-туковом заводе:
Где tэ – время прерывания электроснабжения часов, tп – время восстановления нормального цикла производства. Как упоминалось выше, при перерыве подачи электроэнергии восстановления нормального цикла производства для каждого цеха может иметь разное время. Ниже приведен график зависимости восстановления технологического процесса на заводе по производству синтетического спирта и полиэтилена:
Где tэ – время прерывания электроснабжения часов, tп – время восстановления нормального цикла производства, 1 – цех пиролиза, 2 – цех газораспределения, 3 – цех гидрации и ректификации спирта, 4 – цех полиэтилена низкого давления, 5 — цех полиэтилена высокого давления.
Также перерывы в подаче электрической энергии ведет к нарушению технологических процессов, что существенно влияет на выпуск продукции. Ниже приведен график изменения технологического параметра при перерыве электроснабжения:
Чтобы сохранить бесперебойную работу технологической установки необходимо не превышать продолжительность перерыва tпер. больше допустимого tдоп.т., с одной стороны и величину допустимую по условиям самозапуска (например приводного электродвигателя) tдоп.э.:
Повышение надежности электроснабжения
Для повышения надежности электроснабжения необходимо изучить все возможные варианты систем электроснабжения. Учесть все возможные влияния на безотказную работу электрооборудования, проанализировать количество и технологические параметры приемников особой категории, изучить влияние агрессивных сред (при их наличии) на системы питания. Также при резервировании нужно учитывать время ввода резерва, чтобы избежать нарушений в технологических процессах и не создавать аварийных ситуаций. Немаловажную роль играет правильный выбор электрооборудования, а также при эксплуатации своевременное проведение ремонтов и обслуживания электрооборудования.
elenergi.ru
Надежность электроснабжения и качество электроэнергии
Категории электроприемников по надежности их электроснабжения в общем виде сформулированы в ПУЭ. Основным критерием, характеризующим надежность, является время перерывов электроснабжения. Ниже перечислены три категории электроприемников.
Электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух взаимно резервирующих независимых источников питания и допускают в аварийных режимах перерыв в электроснабжении на время автоматического восстановления питания.
Электроприемники II категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух взаимно резервирующих независимых источников питания и допускают в аварийных режимах перерыв в электроснабжении на время восстановления питания обслуживающим персоналом (дежурный персонал или выездные оперативные бригады).
Электроприемники III категории могут получать питание от одного источника при условии, что в случаях аварий и неисправностей время для их устранения не превышает 1 сут.
Степень обеспечения надежности электроснабжения жилых зданий и отдельных потребителей определена в СП 31-110-2003.
В соответствии с этим различные потребители многоэтажных жилых домов, относящиеся к системам безопасности (пожарные насосы, системы подпора воздуха, дымоудаления, пожарной и охранной сигнализации и т.п.) относятся к I категории.
Жилые 1-8 квартирные дома с электроплитами относятся к III категории.
Жилые дома свыше 5 этажей с газовыми плитами — II категория, до 5 этажей — III категория.
Строения на участках садоводческих товариществ — III категория.
Однако для жилища повышенной комфортности и коттеджей заказчик вправе предъявить требования по обеспечению более высокой степени надежности электроснабжения, чем это предписано нормативными документами.
Для многоэтажных многоквартирных жилых домов, независимо от комфортности отдельно взятой квартиры, надежность электроснабжения общедомовых потребителей решается в проектах электротехнической части всего дома.
Учитывая, что, как правило, к любой квартире в многоквартирном доме проектами обеспечивается только один подвод питания, степень надежности электроснабжения такой квартиры будет определяться надежностью электроснабжения всего дома. Если в квартире имеются потребители, требующие более высокой категории надежности питания (например, компьютеры, системы безопасности — пожарной сигнализации, видеонаблюдения и т.п.), то целесообразно вопросы повышения надежности электроснабжения рассматривать в комплексе с вопросами качества электроэнергии (см. п. 8.2).
Повышение надежности электроснабжения коттеджей может быть достигнуто:
— обеспечением ввода от второго независимого источника питания;
— установкой автономных источников питания дизель-генераторной электростанции или агрегатов бесперебойного питания;
— решением электроснабжения отдельных потребителей в комплексе с вопросами качества электроэнергии.
В первых двух случаях необходимо на вводах в коттедж в проектах электрооборудования коттеджа предусматривать автоматическое включение резервного ввода (АВР).
Фирмой Schneider Electric предлагается целая серия типовых решений по реализации указанных АВР. Для бытовых целей, в том числе и для коттеджей, наиболее приемлемой является схема АВР для трехфазной системы электроснабжения, приведенная на рис. 8.1. Эта схема построена на базе применения в основном электрооборудования серии Multi 9, а также других серий модульного исполнения и может быть скомпонована в шкафах серии Pragma.
Рис. 8.1. Принципиальная схема АВР (чертеж Schneider Electric — ШЭРМ.317011.057-01Э3)
Схема работает следующим образом. Вводные автоматические выключатели QF1 и QF2, а также выключатели защиты цепей контроля и управления Q1-Q6 постоянно включены. При наличии напряжения во всех фазах на вводах реле контроля напряжения KSV1 и KSV2 — подтянуты. Любой из вводов может быть основным или резервным, что определяется положением переключателя SA. Один из контактов КМ1 или КМ2, относящийся к основному вводу — включен.
При исчезновении напряжения на основном вводе или на одной из его фаз обесточивается реле контроля напряжения основного ввода и включается цепочка управления контактора резервного ввода.
При восстановлении напряжения на основном вводе срабатывает реле контроля напряжения этого ввода и вновь включается его контактор. Блок-контакты контактора имеют выдержку времени на отпускание, обеспечивающую предотвращение срабатывания АВР при кратковременных «посадках» напряжения на основном вводе.
8.2. Качество электроэнергии
Российским стандартом ГОСТ 13109-97 установлены показатели и нормы качества электрической энергии (КЭ) в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в собственности различных потребителей электрической энергии, или приемники электрической энергии (точки общего присоединения). Это в полной мере относится и к качеству электроэнергии, поставляемой электроснабжающими организациями бытовым потребителям.
Нормы, установленные стандартом, включаются в технические условия на присоединение потребителей электрической энергии и в договоры на пользование электрической энергией.
Для обеспечения норм стандарта в точках общего присоединения допускается устанавливать в технических условиях на присоединение потребителей, являющихся виновниками ухудшения КЭ, и в договорах на пользование электрической энергией с такими потребителями более жесткие нормы (с меньшими диапазонами изменения соответствующих показателей КЭ) по сравнению со стандартом.
Нормы, установленные стандартом, применяют при проектировании и эксплуатации электрических сетей, а также при определении уровней помехоустойчивости приемников электрической энергии и уровней кондуктивных электромагнитных помех, вносимых этими приемниками. При этом под кондуктивной электромагнитной помехой в системе энергоснабжения понимается электромагнитная помеха, распространяющаяся по элементам электрической сети.
Под понятием «уровень электромагнитной совместимости» в системе энергоснабжения подразумевается регламентированный уровень кондуктивной электромагнитной помехи, используемый в качестве эталонного для координации между допустимым уровнем помех, вносимым техническими средствами энергоснабжающей организации и потребителей электрической энергии, и уровнем помех, воспринимаемым техническими средствами без нарушения их нормального функционирования.
В указанном ГОСТе установлены два вида норм КЭ: нормально допустимые и предельно допустимые. Для бытовых потребителей электроэнергии применимы нижеследующие нормы показателей КЭ.
Отклонение напряжения, характеризующиеся показателем установившегося отклонения напряжения, для которого установлены следующие нормы нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения 5Uy на выводах приемников электрической энергии равные соответственно +5 и +10% от номинального напряжения электрической сети. В сетях напряжением 0,38 кВ это соответственно составляет: 361-399 В и 342-418 В.
Колебания напряжения характеризуются следующими показателями:
— размахом изменения напряжения;
— дозой фликера.
Фликер — это субъективное восприятие человеком колебаний светового потока искусственных источников освещения, вызванных колебаниями напряжения в электрической сети, питающей эти
источники, а доза фликера — мера восприимчивости человека к воздействию фликера за установленный интервал времени.
Предельно допустимое значение суммы установившегося отклонения напряжения dUy и размаха изменений напряжений dU1 в точках присоединения к электрическим сетям напряжением 0,38 кВ равно ±10% от номинального напряжения.
Предельно допустимое значение для кратковременной дозы фликера PSt равно 1,38, а для длительной дозы фликера PLt составляет 1,0.
Кратковременную дозу фликера определяют на интервале времени наблюдения, равном 10 мин. Длительную дозу фликера определяют на интервале времени наблюдения, равном 2 ч.
Предельно допустимое значение для кратковременной дозы фликера PSt в точках общего присоединения потребителей электрической энергии, располагающих лампами накаливания, в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение, равно 1,0, а для длительной дозы фликера PLt равно 0,74.
Несинусоидальность напряжения характеризуется следующими показателями:
— коэффициентом искажения синусоидальности кривой напряжения;
— коэффициентом n-й гармонической составляющей напряжения.
Нормально допустимые и предельно допустимые значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения в точках общего присоединения к электрическим сетям с номинальным напряжением 0,38 кВ составляют соответственно 8 и 12%.
Нормально допустимые значения коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения в точках общего присоединения к электрическим сетям с номинальным напряжением 0,38 кВ приведены в табл. 8.1.
Таблица 8.1 Коэффициент n-й гармонической составляющей* напряжения при напряжении 380 В, %
Нечетные гармоники, не кратные 3 | Нечетные гармоники, кратные 3** | Четные гармоники при | |||
n | 0,38 | п | 0,38 | n | 0,38 |
5 | 6,0 | 3 | 5,0 | 2 | 2,0 |
7 | 5,0 | 9 | 1,5 | 4 | 1,0 |
11 | 3,5 | 15 | 0,3 | 6 | 0,5 |
13 | 3,0 | 21 | 0,2 | 8 | 0,5 |
17 | 2,0 | >21 | 0,2 | 10 | 0,5 |
19 | 1,5 |
|
| 12 | 0,2 |
23 | 1,5 |
|
| >12 | 0,2 |
25 | 1,5 |
|
|
|
|
>25 | 0,2 +1,3-25/n |
|
|
|
|
‘n — Номер гармонической составляющей напряжения.
** — Нормально допустимые значения, приведенные для п, равных 3 и 9, относятся к однофазным электрическим сетям. В трехфазных трехпроводных электрических сетях эти значения принимают вдвое меньшими приведенных в таблице
Предельно допустимое значение коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения вычисляют по формуле
где Ku(n)пред — нормально допустимое значение коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения, определяемое по табл. 8.1.
Несимметрия напряжений характеризуется следующими показателями:
— коэффициентом несимметрии напряжений по обратной последовательности;
— коэффициентом несимметрии напряжений по нулевой последовательности.
Нормально допустимое и предельно допустимое значения коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности в точках общего присоединения к электрическим сетям равны 2,0 и 4,0% соответственно.
Нормально допустимое и предельно допустимое значения коэффициента несимметрии напряжений по нулевой последовательности в точках общего присоединения к четырехпроводным электрическим сетям с номинальным напряжением 0,38 кВ равны 2,0 и 4,0% соответственно.
Отклонение частоты напряжения переменного тока в электрических сетях характеризуется показателем отклонения частоты, для которого установлены следующие нормы нормально допустимое и предельно допустимое значения отклонения частоты равные ±0,2 и +0,4 Гц соответственно.
Импульс напряжения характеризуется его амплитудой и длительностью значения грозовых импульсных напряжений, регламентированных ГОСТом. В воздушной сети 0,38 кВ не превышают 10 кВ, во внутренней сети зданий 6 кВ.
Коммутационные импульсные напряжения в сетях 0,38 кВ при их длительности на уровне 0,5 амплитуды импульса и длительности, равной 1000-1500 мкс, составляют 4,5 кВ.
Временные перенапряжения в точках присоединения к электрической сети общего назначения в зависимости от их длительности определяются коэффициентом временного перенапряжения:
где Umax — амплитуда импульса;
Uнmax; — амплитуда номинального напряжения.
Значения коэффициента временного перенапряжения в точках присоединения электрической сети общего назначения в зависимости от длительности временных перенапряжений приведены ниже:
Длительность временного перенапряжения tперU, с…………….. До 1 До 20 До 60
Коэффициент временного перенапряжения KперU, отн.ед……. 1,47 1,31 1,15
Способы вычислений и измерений рассмотренных показателей и норм КЭ приведены также в ГОСТ 13109-97.
Все электроприборы рассчитываются и выпускаются для работы от сети с качеством электроэнергии, соответствующим требованиям ГОСТ 13109-97.
Однако в реальных условиях характеристики систем электроснабжения не являются стабильными, они непрерывно изменяются под воздействием различных факторов. К таким факторам относятся, например: перегрузка существующих сетей, подключение к сети потребителей источников высших гармоник (в бытовом секторе это могут быть статические преобразователи частоты на насосных агрегатах), включение-отключение электроприводов, аварийные ситуации (обрыв линий, короткие замыкания и пр.). Кроме того, к нестабильности приводят удары молнии в элементы электросети и ее вторичные проявления.
Возникающие при этих воздействиях отклонения величины или формы напряжения от требований ГОСТ 13109-97 — возмущения, помехи — отрицательно сказываются на работе электрооборудования.
Так, кратковременные повышения напряжения в сети на величину более 110% от номинального значения на время более одного периода синусоиды (20 мс), которые могут возникнуть при отключении энергоемкого оборудования (электродвигатели лифтов, вентиляционных систем, насосов и т.п.) при питании их от одних сборных шин с потребителями квартир, может привести к:
— сбросу оперативной памяти компьютеров;
— возникновению ошибок в работе компьютеров;
— выходу из строя чувствительной телерадиоаппаратуры;
— мерцанию электрического освещения.
Аналогичные неисправности могут произойти и при кратковременных (до 20 мс) посадках напряжения до величины менее 80-85% от номинального значения, которые связаны с включением энергоемкого оборудования.
При высоковольтных (около 6 кВ) кратковременных импульсах длительностью до 10 мс, вызываемых, как правило, ударами молнии или искрениями в силовых переключателях на вводных устройствах, может произойти:
— сброс оперативной памяти компьютеров;
— выход из строя элементов аппаратуры.
Снижение частоты питающей сети ниже аварийной величины приводит к срабатыванию частотной защиты и отключению многих потребителей электроэнергии.
Отклонение частоты от установленных в ГОСТ 13109-97 значений может привести к:
— выходу из строя накопителей информации;
— «зависанию» компьютерной системы;
— программным сбоям;
— потере данных.
По данным фирмы Merlin Gerin, 45% всех неисправностей вызваны низким качеством напряжения питающих сетей, 20% — перерывами электропитания, остальные 35% — неисправностью электрооборудования потребителя и человеческим фактором.
Таким образом, для надежности работы электрооборудования и приборов необходимо бесперебойное питание их электроэнергией с показателями качества, находящимися в допустимых пределах, регламентированных ГОСТ 13109-97.
Для этой цели используются следующие средства:
1. При длительных перерывах в электроснабжении автономные источники — дизельгенераторные установки (ДГУ), обеспечивающие электроснабжение либо всей установки, либо наиболее ответственных потребителей (в зависимости от требований и возможностей заказчика)5.
2. При кратковременных посадках или повышениях напряжения, а также отклонениях частоты — применение статических агрегатов бесперебойного питания (АБП) для питания чувствительных к помехам наиболее ответственных потребителей: компьютерной техники, а также систем связи, пожарной и охранной сигнализации.
3. При снижениях или повышениях напряжения питающей сети — стабилизаторы напряжения для обеспечения нормальной работы радио- и телевизионной аппаратуры.
4. При импульсных перенапряжениях — ограничители перенапряжения для защиты всех видов электрооборудования. Стабилизаторы напряжения выпускаются различными фирмами и широко представлены на рынке. Их выбор не зависит от электрооборудования питающей сети и определяется напряжением защищаемого устройства, его мощностью и напряжением питающей сети.
Оптимально применять ограничители перенапряжения того же производителя, что и аппаратура питающих распределительных устройств. Ограничители перенапряжения, входящие в номенклатуру Multi 9 фирмы Schneider Electric, удачно сочетаются с различными автоматическими выключателями той же серии6.
Для защиты в домашних условиях от перенапряжений, помех и вторичного проявления молний высокочувствительного и дорогостоящего оборудования фирмой Merlin Gerin выпускается серия устройств Pulsar CL, технические характеристики которых приведены в табл. 8.2.
Pulsar CL1 Tel позволяет подключить телефон, факс или модем, а CL1 TV — телевидение, видео- и аудиотехнику, обеспечивая защиту от перенапряжений в питающей сети.
Pulsar CL5 допускает подключение до пяти розеток с потребителями разного назначения, а в модификациях Tel или TV дополнительно предусмотрено подключение телефона, факса, модема или теле-, видео-, аудиоаппаратуры.
Pulsar CL8 имеет 8 розеток для подключения потребителей, а также выходы для подключения телефона, факса, модема, теле-, видео-, аудиотехники.
В устройствах серии CL имеется возможность монтажа на стене в местах расположения защищаемого оборудования.
Таблица 8.2 Основные технические характеристики устройств защиты от перенапряжений Pulsar CL
Параметры | Устройства защиты от перенапряжений Pulsar CL | ||||
CL1 Tel или TV | CL5 | CL5 Tel или TV | CL8 Tel TV | ||
Номинальный ток, А | 16 | 10 | 10 | 10 | |
Выходная мощность, Вт | 3250 | 2500 | 2500 | 2500 | |
Напряжение, В | 220/250 | ||||
Частота, Гц | 50/60 | ||||
Максимальная защита, А | 30,000 | 18,000 | 30,000 | 30,000 | |
Время отклика, нс | |||||
Максимальная мощность рассеяния, Дж | 1110 | 555 | 1110 | 1110 | |
Защита линии данных | Tel модели | 20,000 | — | 20,000 | 20,000 |
TV модели | 10,000 | — | 10,000 | 10,000 | |
Защита от молнии (TV, Tel, TelTV модели) | В соответствии со стандартами IEC61643-1 /NFC61740 (95) | ||||
Размеры В х Ш х Г, мм | 105 х 69 х 65 | 250 х 134 х 46 | 53 x 140 x 325 | ||
Масса, кг | 0,24 | 0,8 0,8 | 1,0 | ||
8.3.Источники бесперебойного питания для бытовых потребителей электроэнергии
Источники бесперебойного питания (ИБП) — устройство для питания электрической нагрузки при исчезновении питающего напряжения, а также для коррекции его параметров.
Агрегат бесперебойного питания (АБП) — устройство для преобразования энергии аккумуляторных батарей в энергию переменного тока с напряжением синусоидальной формы и заданной частотой.
В международной практике используется термин UPS Systems, объединяющий понятия ИБП и АБП в единый комплекс устройств непрерывного питания.
Рассмотрим известные схемы построения АБП.
Off-Line (англ. — вне линии) или Standby (англ. — дежурный) — схема АБП, при которой в нормальном режиме работы нагрузка питается от сети (рис. 8.2 а), а при аварийном режиме включается питание от аккумуляторных батарей (АБ) через преобразователь (П) постоянного тока в переменный (рис. 8.2 б). Переключение нагрузки (отключение от сети и подключение к АБП) осуществляется автоматически статическим переключателем со временем переключения ~ 4 мс.
АБП, работающие в режиме Off-Line, используются для питания персональных компьютеров или рабочих станций локальных вычислительных сетей. Практически все недорогие маломощные АБП, предлагаемые на отечественном рынке, построены по схеме Off-Line.
В бытовых условиях такие АБП в сочетании с другими видами электрических защит и принятыми мерами электробезопасности вполне обеспечивают нормальное функционирование указанного класса потребителей электроэнергии.
Рис. 8. 2. АБП по схеме Off-Line а) нормальный режим б) аварийный режим ЗУ — зарядное устройство АБ — аккумуляторная батарея П — преобразователь (инвертор) Ф — фильтр
On-Line (англ. — в линии) — схема АБП, при которой входное напряжение выпрямляется (В), а затем преобразуется (с помощью инвертора (П)) в переменное (рис. 8.3). При аварии, т.е. при исчезновении напряжения, питание инвертора осуществляется от аккумуляторной батареи (АБ), постоянно подключенной к его входу.
Рис. 8. 3. АБП по схеме On-Line В — выпрямитель П — преобразователь (инвертор) АБ — аккумуляторная батарея Б — баланс
В АБП, построенных по схеме On-Line, наряду с двойным преобразованием напряжения, как правило, предусматривается режим работы «Байпас» (Б) (Bypass — от англ. обход). В этом режиме нагрузка подключена непосредственно к сети с отфильтрованным и защищенным от выбросов напряжением, что позволяет повысить надежность и избежать применения АБП большей, чем это необходимо, мощности.
Существуют автоматический и ручной режимы «Байпас». Автоматический переход в режим «Байпас» производится устройством управления АБП в случае перегрузки на его выходе или при неполадках в его узлах. Таким образом, критическая нагрузка защищается не только от колебаний питающего напряжения, но и от неполадок в самом АБП. Ручное переключение в режим «Байпас» предусмотрено для возможности проведения сервисного обслуживания АБП.
Основным преимуществом АБП со схемой On-Line заключается в полной фильтрации и сглаживании любых колебаний входного напряжения и высоковольтных импульсов на входе АБП и нулевым временем переключения в аварийный режим без каких-либо переходных процессов на выходе.
К недостаткам схемы On-Line относятся относительная сложность и более высокая стоимость, а также наличие дополнительных энергозатрат на двойное преобразование, снижающих общий КПД системы.
АБП, работающие по схеме On-Line, используются для питания файловых серверов и рабочих станций локальных вычислительных сетей, а также любого другого оборудования, предъявляющего повышенные требования к качеству сетевого электропитания.
Line-Interactive (рис. 8.4) — гибридная схема АБП, аналогичная Off-Line, но отличающаяся наличием ступенчатого стабилизатора (бустера) (Б), построенного на основе автотрансформатора. Системы, работающие по схеме Line-Interactive, по сравнению с Off-Line способны выдерживать долговременные глубокие «посадки» и «проседания» входного сетевого напряжения без перехода на аккумуляторные батареи.
Преимущества режима Line-Interactive заключается в простоте реализации и экономичности, а недостатки — в наличии некоторого времени переключения (~ 4 мс) при переходе на аварийный режим. Схема Line-Interactive является компромиссом между дорогостоящими системами On-Line и системами Off-Line. АБП, работающие по схеме Line-Interactive, используются для питания персональных компьютеров, рабочих станций и файловых серверов локальных вычислительных сетей, офисного и другого оборудования, предъявляющего высокие требования к колебаниям напряжения в электросети.
Фирмой Merlin Gerin, входящей в состав Schneider Electric, выпускается широкая номенклатура агрегатов бесперебойного питания различной мощности, предназначенная как для бытового применения, так и для питания локальных вычислительных сетей, телекоммуникаций, вычислительных центров, промышленных объектов.
Рис. 8. 4. АПБ по схеме Line-Interactiv АБ — аккумуляторная батарея ЗУ — зарядное устройство П — преобразователь (инвертор) Ф — фильтр Б — бустер
В табл. 8.3. приведены основные технические данные АБП фирмы Merlin Germ, которые рекомендуется использовать в домашних условиях.
Агрегаты типа Pulsar ellipse обеспечивают защиту от одного до трех компьютеров. Компьютер подключается к АБП через одну из розеток. Подключение гарантирует защиту компьютера от перенапряжения, «бросков» и «просадок» в сети, а также от различных помех. Защита от исчезновения питания в сети осуществляется с помощью аккумуляторной батареи. Применяемые аккумуляторные батареи — компактные свинцово-кислотные, необслуживаемые.
Кроме розеток с батарейной поддержкой одна или несколько розеток обеспечивают только защиту от перенапряжения для периферии: принтеров, сканеров и адаптеров.
Pulsar ellipse устанавливается вертикально или горизонтально в удобном для обслуживания месте, например под монитор.
Эти АБП имеют возможность прямого подключения к розеткам бытовой розеточной сети. В модификациях USBS предусмотрена защита информационных линий телефон-факс-Интернет.
Микропроцессорная система управления максимально интегрирована в Windows XP/2000/ME/98 и совместима с другими комплексами программного обеспечения.
Функцией программирования розеток устанавливается необходимое время разряда батареи для более продолжительного питания наиболее критических нагрузок.
В случае длительного пропадания электропитания в сети программное обеспечение переключает компьютер в «спящий режим», при восстановлении питания — компьютер перезапускается с настройкой первоначального состояния.
Агрегаты Pulsar ellipse premium по мощности и конструкции аналогичны Pulsar ellipse, однако они построены по Line-Interactive схеме с бустером для автоматического регулирования напряжения. Такая схема обеспечивает эффективную защиту от всех возмущений в питающей сети. Колебания и отклонения напряжения автоматически корректируются бустером, не допуская перегрузки аккумуляторной батареи.
Широкий диапазон входного напряжения исключает частый переход на батареи в аварийных режимах, что обеспечивает достаточную емкость батареи для резервного питания нагрузки. Порог перехода на питание от батарей настраивается с использованием программного обеспечения.
Микропроцессорная система управления этого АБП основана на использовании программного обеспечения Personal Solution-Pac, которое совместимо с операционными системами Windows XP/2000/NT, Linux, Apple Mac, SUN Solaris, SCO UnixWare or Novell Netware.
В АБП модификации Premium 500 предусмотрена розетка для подключения оборудования, требующего защиты только от перенапряжения (принтеры, сканеры и т.п.).
В модификациях Premium 650/800/1200 имеется возможность программирования питания при разряде аккумуляторной батареи, таким образом, чтобы обеспечить питание наиболее ответственных потребителей, подключенных к данному АБП.
АБП серии Pulsar Evolution построены по Line-Interactive технологии. Эти АБП обеспечивают защиту от 1 до 5 серверов. Его применение оптимально в условиях ограниченного рабочего пространства.
Pulsar Evolution 500 изготавливается в виде стойки, устанавливаемой в столе, в настольном варианте или монтируемой на стене.
Pulsar Evolution 800/1100/1500 изготавливается в виде стойки 19” или в виде «башни» для вертикальной установки в рабочем столе или другом удобном месте.
Pulsar Evolution 2200/2300 изготавливается универсальным и может быть смонтирован на 19 дюймовых стойках или установлен в виде «башни».
АБП серии Pulsar Extreme С построен по On-Line технологии с двойным преобразованием и с автоматическим байпасом. Обеспечивается непрерывное регулирование напряжения и частоты. Эти АБП имеют исполнения в виде стойки 19” и в виде «башни». Дополнительной особенностью АБП серии Pulsar Extreme С является возможность комплектования их от 1 до 4 аккумуляторных батарей. Это позволяет продлить время автономной работы АБП мощностью до 1 кВА — до 6 ч, до 2 кВА — до 3 ч.
Таблица 8.3 Основные технические данные АБП фирмы Merlin Gerin
Тип | Модифи- | Схема | Выходная | Напряжение, В | Частота, Гц | Время работы | Размеры | Масса, | ||
| кация | построения | мощность, Вт | входное | выходное | Входная | Выходная | от аккумуляторной батареи | ВхШхГ, мм | кг |
Pulsar | 300 | Off-Line |
| 184-264 | 230 |
|
|
|
|
|
ellipse |
|
| 300 / 195 |
| 220 |
|
|
|
|
|
| 300USBS |
| 160-264 | 230 |
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
| 240 |
|
|
| 245x88x252 | 3,5 |
| 500 |
|
| 184-264 | 230 |
|
|
| ||
|
|
| 480 / 280 |
| 220 |
|
|
|
|
|
| 500USBS |
| 160 — 264 | 230 |
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
| 240 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 220 | 50/60 | 50/60 | 4ч |
|
|
| 650USBS |
| 650/420 | 160-264 | 230 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 240 |
|
|
| 303x78x309 | 6,3 |
|
|
|
|
| 220 |
|
|
| ||
| 800USBS |
| 800 / 520 | 160-264 | 230 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 240 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 220 |
|
|
|
|
|
| 1200USBS |
| 1200/780 | 160-264 | 230 |
|
|
| 348x78x354 | 9,6 |
|
|
|
|
| 240 |
|
|
|
|
|
Pulsar | 500 | Line-Interactive | 480 / 280 |
| 230, |
| 50/60 автомата- |
| 303x78x309 | 7,0 |
ellipse | 500USBS | с автоматиче- |
| (220, 230, 240- настраива ется) |
|
| ||||
premium | 650USBS | ским регули- | 650/420 | 150-264 | 50/60 | чески под- | 4ч |
| 10,0 | |
| 800USBS | рованием напряжения | 800 / 520 |
|
| держивает- |
| 320x130x340 | ||
| 1200USBS | 1200/780 |
|
| ся |
|
| 12,0 | ||
Pulsar | 500 | Line-Interactive | 500 / 350 |
|
|
|
|
| 44x438x353 | 9,0 |
Evolu tion | 800 |
| 800 / 560 |
| 230, (220, 230, 240- настраива- |
| 50/60 автомата- |
| 237x150x415* | 10.5* 15,5 |
| 1100 |
| 1100/700 | 150/294 | 50/60 |
| 44x438x499 | 11,5* 16,0 | ||
| 1500 |
| 1500/1000 | чески поддерживается |
| 237x150x483* 44x438x522 | 15,0* 19,0 | |||
| 2200 |
| 2200/1540 |
| ется) |
|
|
| 33,9 | |
| 3000 |
| 3000/2000 |
|
|
|
|
| 88x438x640 | 36,5 |
| 3000XL |
|
|
|
|
|
|
| 20,8 | |
Pulsar Extreme | 700 | ON-Line с автоматиче- | 700/490 | 120, 140, 160 до 276 | 230 (200,208, 220, 230, 240- регулируе мое) |
|
| 10-14 мин | 235x145x400* | 10,0* 10,0 |
C | 1000C | ским балансом | 1000/700 | 40 70 | 50/60 ±0,5% | 18-114 мин | 88×482,6×430 | 12.0* 16,0 | ||
| 1500C |
| 1500/1050 | 10-14 мин | 235x145x400* 88×482,6×430 | 15,0* 20,0 | ||||
| 2200C |
| 2200 / 1540 | 120, 140, |
|
| 12-17 мин | 86,5x438x654,2 | 35,0 | |
| 3200C |
| 3200 /2800 | 160 до 284 |
|
| 10-15 мин | 36,0 | ||
* — в числителе данные для АБП типа «башня», в знаменателе — для АБП типа «стойка»
www.eti.su