Определяется категория электроприемников по надежности электроснабжения. Что такое категории надежности электроснабжения? Применение на практике

Для того чтобы правильно определить категорию, нужно знать о типах и мощности электроприемников, используемых потребителем.

Электроприемники и их типы

Электроприемники не являются частью системы электроснабжения, но обязательно учитываются при ее проектировании. Используются они как в производстве, так и в повседневной жизни. Все они различаются техническими характеристиками, потребляемой мощностью и режимами работы.

Основная часть ЭП делится на четыре группы:

Электрические двигатели – наиболее распространенный тип ЭП, относящийся к первой по назначению группе. Электроприводы постоянного тока используются в установках без регулировки скорости – это довольно мощные синхронные и асинхронные двигатели. Асинхронные двигатели, несмотря на преимущества синхронных, наиболее распространены в связи с простотой управления и небольшой стоимостью. Мощность таких электроприемников потребляет около 70% общей мощности всего предприятия.
Вторая группа – электротехнологические и электротермические установки. В объединение с первой она считается силовой нагрузкой. На долю второй группы приходится 20% от общей мощности. Наиболее распространенные электроприемники этой группы это дуговые и индукционные печи, печи сопротивления, установки диэлектрического нагрева, сварочные аппараты, электролизные, гальванические и высоковольтные электростатические установки.
Третья группа электроприемников включает в себя установки электрического освещения с различными типами ламп. Доля потребления осветительной нагрузки составляет как максимум несколько десятков процентов.
Четвертая группа включает в себя устройства обработки и управления информацией. Эта группа требовательна к надежности электроснабжения, но потребляет незначительное количество мощности.

Электроприемники подразделяются и по другим критериям:

По роду тока. Это ЭП, питающиеся от переменного тока (для большинства предприятий актуальна частота 50 Гц – при этом такой переменный ток носит название ток промышленной частоты; также существуют токи повышенной и пониженной частоты), постоянного тока и импульсного.
По номинальному напряжению: до 1 кВ и более 1 кВ. Учет этих групп очень важен для проектирования системы электроснабжения и ее безопасности.
По количеству фаз: одно-, двух- и трехфазные электроприемники. Но все они питаются от трехфазной сети, однофазным электроприемникам при этом требуется наличие нейтрали (нулевого провода).
По графикам нагрузки: длительный, кратковременный, повторно-кратковременный. График нагрузки мощных ЭП называется резкопеременным, т. к. при их работе мощность нагрузки возрастает почти до аварийных пределов и может вызвать достаточно сильные колебания напряжения.
По типу номинальной мощности: кВт и кВА.
По режиму нейтрали: глухозаземленные, изолированные, заземленные через активное сопротивление, компенсированные индуктивные.

Категории по надежности электроснабжения

Требования к надежности различны для всех электроприемников. Степень надежности обеспечивает стабильную работу на предприятии и определяет минимально допустимое время перебоя в электроснабжении. В главе 1.2 Правил устройства электроустановок (ПУЭ) описаны три категории ЭП по надежности электроснабжения:

I категория надежности. К ней относятся ЭП, отключение которых создает угрозу жизни людей и безопасности РФ, большие финансовые потери, перебой сложноустанавливаемого процесса производства, сбой в функционировании таких элементов, как телевидение и объекты связи. Питание этой категории задается двумя независимыми источниками, являющимися резервом друг для друга. Так же эта категория включает в себя электроприемники, сбой работы которых может вызвать аварию на производстве, влекущую за собой высокий риск травматизма и смерти, возникновения пожаров. Они объединяются отдельно в особую группу I категории, которая требует наличие третьего источника питания. Его наличие обеспечивает еще более надежную защиту от перебоя в электроснабжении. Отсутствие электроснабжения возможно на время автоматического включения резерва.
II категория надежности. В нее включены электроприемники, отключение которых значительно влияет на производство, принося большой убыток в виде потери возможности выпускать продукцию, простой работы основной массы сотрудников предприятия, механизмов, транспорта; нарушения жизнедеятельности большого количества жилых районов. Для этой категории, также как и для первой, обеспечение питания происходит с помощью двух независимых источников, но перерывы электроснабжения здесь допустимы на время ручного включения резерва (с помощью бригад).
III категория надежности включает в себя электроприемники, не вошедшие в первые две категории. Питание осуществляется от одного источника, максимальный постоянный перерыв электроснабжения – 24 часа. Максимальная продолжительность отсутствия электроэнергии в сумме за год – 72 часа. Существуют исключения для более длительных сроков, которые согласованы со всеми необходимыми службами.

Кто определяет

Категория электроснабжения определяется проектировщиком по ходу создания системы электроснабжения объекта, по технической части проекта и по таким нормативным документам, как ПУЭ. Потребитель также вправе определить необходимую для нормального функционирования предприятия категорию электроснабжения. При выборе I или II категории стоит учитывать, что стоимость электроэнергии существенно возрастет.

Наиболее экономичным, но наименее подходящим для производства будет выбор III категории. Но подписание договора с заниженной категорийностью объекта снимает с поставщика ответственность за недоотпуск электроэнергии и причиненный в связи с этим убыток.

При составлении договора в подключении электроэнергии важно учитывать некоторые нюансы:

категорию надежности электроснабжения;
необходимое количество и качество электроэнергии;
цена за кВт*ч и порядок ее определения;
способ расчета;
определение прибора контроля электроэнергии;
сроки оплаты потребителем электроэнергии;
гарантия потребления потребителем заявленного количества электроэнергии в указанное время;
допуск представителей поставщика электроэнергии к приборам учета и электрооборудованию для их проверки;
количество и длительность плановых отключений от сети электроснабжения.

Изменение категории надежности

Категория надежности может изменяться при необходимости. Для этого потребитель должен уведомить поставщика электроэнергии специальным заявлением. Как правило, потребитель просит повысить надежность объекта. Это происходит в случае увеличения риска на производстве или при переводе жилого помещения в нежилое.

Подача электроснабжения в жилые районы происходит по общим распределительным сетям – такие потребители относятся к III категории электроснабжения. Перед тем, как передавать энергию потребителям II категории, проводится тщательный анализ технологического процесса и степени ущерба от возможных перерывов в системе электроснабжения.

Потребителей I категории сравнительно мало, но перед их подключением производятся действия, аналогичные для потребителей II категории. Персонал РЭС ответственен за обеспечение надежности подключения и поставки электроэнергии согласно договору о подключении.

Зона ответственности

За надежность и качество поставляемой электроэнергии отвечает поставщик. Размер ответственности определяется по степени негативных последствий перебоя в электроснабжении гражданским законодательством РФ, а также законодательством РФ об энергетике. В договоре электроснабжения прописаны все условия поставки электроэнергии, а также категории надежности. При несоблюдении этих условий и нанесение таким образом потребителю большого финансового ущерба, потребитель вправе потребовать его возмещение в судебном порядке.

Таким образом, для предупреждения возникновения недоразумений необходимо прописывать степень ответственности за нарушение надежности электроснабжения. Без этого пункта добиться возмещение ущерба будет достаточно сложно, так как в ПУЭ эти нюансы затрагиваются мало. Но при возникновении подобной ситуации и при наличии договора с указанным пунктом потребитель вправе обратиться по поводу возмещения расходов к поставщику электроэнергии.

С точки зрения обеспечения надежного и бесперебойного питания приемники электроэнергии делятся на три категории:

1-я категория - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства.

2-я категория - 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.

Из состава электроприемников 1-ой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.

Электроприемники 1-ой категории 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 1-ой 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 1-ой категории могут быть использованы местные электростанции, электростанции энергосистем (в частности, шины генераторного напряжения), специальные агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т. п.

Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить необходимой непрерывности 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 1-ой категории с особо сложным непрерывным технологическим процессом, требующим длительного времени на восстановление рабочего режима, при наличии технико-экономических обоснований рекомендуется осуществлять от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляются дополнительные требования, определяемые особенностями технологического процесса.

Электроприемники 2-ой категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Для электроприемников 2-ой 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.

Допускается питание электроприемников 2-ой категории по одной ВЛ, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 сут. Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями, каждый из которых выбирается по наибольшему длительному току ВЛ. Допускается питание электроприемников 2-ой категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату.

При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более 1 сут. допускается питание электроприемников 2-ой категории от одного трансформатора.

Для электроприемников 3-й 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 сут.

И. Неплохое

к.т.н., технический директор бизнес-группы «Центр-СБ»,

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

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.

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.

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

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.

Трансформаторные подстанции используются для общественных зданий встроенные или пристроенные.

Жилое здание может питаться от пристроенных подстанций только в том случае, если они наполнены жидким диэлектриком.

Использование ТП в жилом корпусе и школьном заведении запрещено.

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.

Рис.2

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

Аварийное отключение питания на одной из секций не помешает продолжению работы второй секции.

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.

Множество процессов зависит от бесперебойного электропитания. Без электричества не получится почитать книгу, постирать белье, получить сигнал от системы пожарной сигнализации. Электроэнергия требуется и для обеспечения работы многочисленных производств. Благодаря подаче питания осуществляется удержание клапанов, сдерживающих ядовитые вещества на химических заводах, охлаждение ядерных реакторов.

Понятно, что эти задачи отличаются друг от друга по уровню важности. В соответствии с этим каждому объекту, к которому подведено электричество, присваивается определенная степень значимости. Еще она называется категория надежности электроснабжения. Закладывается степень важности еще на этапе проектирования объекта.

Распределение потребителей по категориям

Как определяется способ электроснабжения определенных объектов в соответствии с их уровнем важности? Для решения таких вопросов разработаны документы ПУЭ. Согласно нормативам, которые в них указаны, выделяют три категории электроснабжения. Важность понижается при повышении цифры, которая ее обозначает. Это значит, что 1 категория является самой важной.

Чтобы понять, какие особенности учитываются при планировании надёжности электроснабжения потребителей, стоит рассмотреть каждую категорию отдельно. Каждое положение отмечено в определенных нормативных документах.

Первая категория

К 1 категории энергоснабжения относятся электросети, которые обеспечивают работу промышленного оборудования. От безаварийной работы таких систем зависит безопасность многих людей. Также к этой категории относят объекты, обеспечивающие стабильность основных систем, от которых зависит благополучие государства. Такие системы имеют критически важное значение для жизни и безопасности множества людей. Также в 1 категорию электроснабжения входят потребители, которые в случае отключения основного питания переключают систему на резервные источники. От их деятельности зависит функционирование важных отраслей производства.

Если не вдаваться в тонкости правил, по которым осуществляется планирование различных объектов, к первой категории относят производства, которые работают со следующими веществами:

взрывоопасные;
радиоактивные;
химические;
пожароопасные.

При отключении электроэнергии с ними могут произойти катастрофические последствия. Также этой категории принадлежат различные охранные системы, объекты связи, пожаротушения и оповещения. Также существуют соответствующие категории электроприемников по надежности электроснабжения.

Вторая категория

К категории надежности электроснабжения №2 можно отнести все объекты инфраструктуры и промышленности, которые при отключении электричества принесут серьезные убытки. В результате перебоев в энергоснабжении возникают:

порча продуктов на складах;
нарушение работы в большинстве хозяйственных сфер деятельности;
прекращение работы административных и управленческих центров;
продолжительный простой рабочих;
остановка общественного транспорта;
производство бракованной продукции.

Важно! Жилые дома не входят ни в одну из вышеназванных категорий. Они относятся к 3 категории важности.

Как обеспечивается надежность электроснабжения

Чтобы объекты из 1 категории продолжали работать даже в случае отключения энергии, их подключают к 2 независимым источникам питания. Также обеспечивается быстрое переключение на резервный канал. Чаще всего в качестве источников выступают 2 независимые друг от друга трансформаторные подстанции. Система, которая переключает объект между источниками энергоснабжения, называется автоматическим вводом резерва.

Чтобы обеспечить потребителей 1 категории энергией, дополнительно устанавливаются блоки бесперебойного питания и различные электроустановки, работающие от аккумуляторов. Благодаря этому достигается полная безопасность работы различных предприятий.

Бесперебойное энергоснабжение обеспечивает полноценную работу компьютеризированных систем управления и контроля. Это особенно важно по той причине, что даже минутное отключение от сети питания способно вызвать серьезный сбой программы. Также у таких потребителей имеются резервные генераторы.

При резервировании источников подачи электричества потребителей 2 категории выполняются такие же действия, что и в случае с объектами 1 степени важности. Они точно так же подключаются к разным трансформаторным подстанциям. Единственное отличие - на таких объектах возможно ручное переключение питания на резервный источник.

Важность энергоснабжения объектов 1 категории

Почему так важно обеспечить бесперебойную подачу электричества потребителям 1 категории? Чтобы разобраться, стоит вспомнить пример нарушения электроснабжения на ядерной станции в Японии Фукусима-1:

Как только случилось землетрясение, объект практически не пострадал.
В автоматическом режиме заглушились реакторы.
Сразу же в работу вступили аварийные дизельные генераторы. Они обеспечивали охлаждение реактора.
Однако резервные генераторы были затоплены волной цунами. По этой причине станция оказалась полностью обесточенной. Линии электропередач также оказались повреждены. Батареи не были рассчитаны на такое потребление и питали только некоторые контрольные системы.

Важность охлаждения ядерного топлива объясняется достаточно просто. Период полураспада находящихся в реакторе изотопов довольно мал, что требует серьезного охлаждения. При неконтролируемом повышении температуры возникает пароциркониевая реакция. Начинается обильное выделение водорода.

В результате аварии помещения станции Фукусима-1 заполнились взрывоопасным газом. Спустя некоторое время, смещение водорода и кислорода вызвал большой взрыв. Главная причина трагедии - недостаток проектирования объекта. При наличии более высоких стен дамбы резервные генераторы работали бы в обычном режиме.

Резервные источники питания бытовых потребителей

На разных производствах, где остановка электроснабжения недопустима, оборудование частично питается от собственных электростанций. Такие системы работают на печных газах. Бесперебойное питание необходимо для надежной работы таких производств:

выплавка стали;
цементное производство;
сахароварение.

Обычные потребители могут пользоваться массой альтернативных источников энергии. К примеру, для энергоснабжения дома можно установить ветряной генератор, солнечные батареи или биогазовые устройства. Такие возможности резервирования создают более комфортные условия жизни.

Выводы

Как видно, развитие современных технологий позволяет использовать альтернативные источники энергии. Это позволит добиться бесперебойной подачи электричества. Актуально резервирование электроснабжения не только у потребителей 1 категории, но и у рядовых пользователей. Допустимое время отключения электроэнергии у потребителей 3 категории - 1 сутки. Однако нередко случаются и более длительные простои - до 72 часов. Именно поэтому стоит задуматься о резервировании электропитания.