Категория электроснабжения 2 по пуэ. Категории надежности электроснабжения: требования электроприемников потребителей к источникам энергоснабжения. Обеспечение надежности энергоснабжения

Всех возможных потребителей электроэнергии можно разделить на категории, в соответствии с необходимостью обеспечения и гарантированной подачей электричества.

Например, требования, предъявляемые к надежности электроснабжения жилых зданий, могут существенно отличаются от аналогичных схем для спецобъектов. В качестве примера можно привести специальную систему «электропитания» насосного оборудования пожаротушения, предполагающего выполнение своих основных функций даже при отсутствии .

Своевременная подача электроэнергии различным потребителям предполагает некий приоритет, а также соблюдение соответствующих норм надежности.

На основе этих параметров были разработаны соответствующие категории электроснабжения. Их основные характеристики оговорены в правилах устройства электроустановок ( п. 1.2.18).

Именно здесь выделены главные категории энергопотребления, предусматривая определенное преимущество некоторых потребителей:

1. Первая и особая группа первой категории (особо важные «неотключаемые» потребители);
2. Вторая категория (потребитель может быть отключен не более чем на час);
3. Третья категория (потребитель может быть отключен на период восстановительно-ремонтных работ).

В списках первой категории (ПУЭ п. 1. 2. 19 ) находятся энергопотребители, прекращение подачи электроэнергии на которые может привести к опасности для жизни населения, причинению серьезного материального ущерба (например, выходу из строя дорогостоящего оборудования или нарушению сложного технологического процесса), а также к негативным социальным процессам при сбое работы коммунальных служб.

В первую очередь, эту категорию представляют так называемые «ответственные потребители»:

• аварийной освещение;
• охранная и противопожарная сигнализация;
• противопожарные насосы и т. д.

Сюда же включена и особая группа, бесперебойное обеспечение электроэнергией которой обеспечивает резкое снижение рисков серьезных пожаров, взрывов и, соответственно, человеческих жертв.

Для работы таких электропотребителей необходимо обеспечение минимум двух независимых и, при этом резервируемых источников электроэнергии, предусматривающих автоматическое их переключение.

Обычно такие силовые схемы предусматривают взаимосвязь двух независимых источников. Выход из строя одного инициирует автоматическое подключение второго источника. Время переключения между источниками обычно составляет от 0.3 с до 3 секунд (время работы ). Возможны варианты резервного подключения дизель-генераторов или аккумуляторных батарей.

Обычно такие источники используются в качестве третьего обязательного элемента схемы, обеспечивающие необходимую надежность.

Вторая категория (просто важные, ПУЭ п. 1. 2 .20 ) включает электропотребителей, у которых внезапное отключение электроэнергии может привести к массовому браку на производстве и/или длительному простою, а также к нарушению обычного режима жизнедеятельности больших групп населения в городской и/или сельской местности.

В этой группе также предусмотрено два независимых, страхующих друг друга, источника электроэнергии, но при этом допускается определенное время для перевода сети на резервный источник снабжения (например, для осуществления дежурным персоналом необходимых переключений вручную).

• порча продуктов питания (склады с морозильными камерами);
• выход бракованной продукции или ее недополучение;
• длительный простой рабочих и техперсонала;
• остановка общественного транспорта;
• нарушение нормальной работы различных сфер хозяйственной деятельности;
• невозможность проведения административных функций управления.

С распространением небольших бензиновых генераторов и ростом популярности альтернативных источников электроэнергии, о которых можно почитать на данном сайте (ветрогенераторы, солнечные батареи, газогенераторы, биогазовые установки), и у обычных бытовых потребителей электроэнергии третьей категории энергоснабжения появились возможности для резервирования источников питания. Ручной или автоматический ввод резерва подробно описан в статье о подключении электрогенератора.

ПУЭ-7 Категории электроприемников и обеспечение надежности 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.

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.

Категории надежности электроснабжения по ПУЭ

• медицинских учреждений, в которых даже недолгое отсутствие электроэнергии может причинить для жизни больных;
• противопожарного оборудования в медицинских учреждениях;
• котельных, что являются основным источником тепла для потребителей 1 категории;
• подпиточных, а также сетевых насосов в котельных, что относятся к 2 категории и оснащены водогрейными котлами мощностью больше чем 10 Гкал/ч;
• насосных станций для водопроводов, обеспечивающих населенные пункты с чисельностью более 50 000 человек;
• насосных станций для канализаций, что имеют аварийный выпуск как минимум раз 2 суток;
• насосных артезианских скважин 3 категорий, что работают на общую водопроводную сеть;
• аварийное или эвакуационное оборудование, лифты, состоящих как минимум с 17 этажей;
• противопожарных систем, сигнализации, лифты в помещениях высотой минимум 17 этажей, учреждений, где работает минимум 2 тысячи человек и отелей на 1 тысячу мест;
• учреждений, финансирующих союзными или республиканскими организациями;
• библиотек и архивов , где фонд составляет примерно 100 тысяч единиц;
• выставок, музеев регионального значения, а также сигнализации и противопожарные системы в этих зданиях;
• противопожарных устройств в образовательных учреждениях, где проходят обучения минимум 1 тыс. человек;
• противопожарных систем, пожарных насосов, аварийного и эвакуационного оборудования в спортивных зданиях на 800 мест;
• заведения общественного питания минимум на 500 мест;
• сигнализации и противопожарного оборудования в магазинах с площадью минимум 2 тысячи м2;
• тяговых систем для электроснабжения 3 категории для электрического транспорта в городе;
• вычислительных центров, выполняющих задачи , процессы и проблемы 1 категории;
• пунктов для диспетчеров в сетях газоснабжения, электрических сетях, сетях освещения и водного хозяйства;
• централизованной охраны;
• тепловых пунктов, что обслуживают здания на 17 и больше этажей;
• ЦП в городах с общей нагрузкой минимум 10 тысяч кВ А.

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

ПУЭ: обеспечение надежности электроснабжения

Согласно Правилпотребителем является единичный электроприёмник или группа таковых выполняющих единый технологический процесс или единые производственные цели электороприёмником считается система механизмов, агрегатов и установок обеспечивающая преобразование электрической энергии в какой либо другой вид.

Вторым таким источником, на случай аварийной ситуации, могут быть передвижные электростанции с двигателями внутреннего сгорания разной мощности, либо аккумуляторные батареи, мощность которых позволит получить необходимое количество электричества в случае необходимости.

Категории надежности электроснабжения ПУЭ в РФ в 2020 году

Причем для электроприемников из 1 категории надежности допускается возможность прекращения поставок электричества исключительно на время, которое не превышает автоматического варианта перехода на снабжение конечных потребителей по второму вводу (по второму источнику питания).

Необходимо обращать внимание на то, что электроснабжение особой группы из первой категории надежности должно быть от третьего независимого канала ввода (третьего источника питания), который вполне может быть дизельным генератором с подключенными к нему аккумуляторными батареями.

Пуэ первая особая категория электроснабжения

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

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

Категория электроснабжения по пуэ

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.

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.

Категория надёжности электроснабжения — схемы и описание

• 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.

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.

Что такое категории надежности электроснабжения

Наиболее существенный вес данной категории в промышленности, где остановка работы, например таких устройств, как вентилятор главного проветривания шахты приводит к остановке шахты и эвакуации всех людей из нее, что является срывом технологического процесса ставящим под угрозу жизнь и здоровье людей, а также приводят к массовому недоотпуску продукции и угрозе взрыва в шахте.

В данную группу вошли все остальные электроприемники, которые не попали ни в первую, ни во вторую категории. Для бытовых потребителей – это жилые кварталы, дома. Для промышленности – цеха, где нет серийного производства изделий или вспомогательные цеха. Данная группа допускает перерыв в электроснабжении на время необходимое для произведение ремонта (замены) электрооборудования, но не должно превышать больше 1 суток. При проектировании электроснабжения данных устройств необходимо учесть способы прокладки кабелей, резервирование трансформатора (при замене трансформатора), чтобы выполнение ремонта прошли в сроки указанные в ПУЭ.

Категории систем электропитания и электроприемников (нагрузок) − ПУЭ 1

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.

Электроприемники первой категории в нормальных режимах работы 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.

И. Неплохов

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, возникает парадоксальная 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

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

Первая категория

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

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

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

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

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

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

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

Вторая категория

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

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

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

Третья категория

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

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

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

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.