2 ая категория надежности электроснабжения. Категория электроснабжения
Все электропотребители, можно разделить по некоторой условной важности. То есть, надёжность электроснабжения, допустим жилых домов, будет явно, отличатся от насосной пожаротушения, где от наличия электричества зависят множество жизней, либо производства плавки металла, что в итоге может, обернутся страшной аварией.
По надёжности электроснабжения и важности электропотребителей, питающихся электроэнергией, были разработаны данные категории. Они определяются при проектировании, на основании нормативной документации (ПУЭ и других действующих нормативов) и тех. части самого проекта. Выделяют три категории электроснабжения: 1-я (очень важные электропотребители), 2-я (просто важные электропотребители) 3-я (все остальные электропотребители).
К первой категории относятся такие виды электропотребителей, которые в результате своего простоя без электричества могут повлечь опасность для жизни людей, безопасности государства, нанести большой материальный ущерб, поломку сложного и дорогого оборудования или нарушения сложного техпроцесса, работы сфер коммунального хозяйства. Проще говоря, всё то повлечет за собой очень серьезные последствия.
Как правило по первой категории электроснабжения запитаны ответственные потребители (противопожарные насосы, аварийное , пожарная и охраная сигнализации и т.д.)
В первую категорию так же входит особая группа электропотребителей, которая должна быть безостановочной в силу возможности возникновения пожаров, взрывов и человеческих смертей. Электропотребители этой категории при нормальной работе, должны предусматривать два независимых резервируемых источника электропитания, у которых перерыв для возобновления электроснабжения при отключении одного из них, должен быть лишь на время автоматического переключения на второй. Как правило для первой категории предусматриваются две независимые трансформаторные подстанции (ТП) либо ТП и ДГУ (дизель генератор), либо ТП и аккумуляторные батареи, расчитаные на определенное время работы как в режиме ожидания так и в режиме тревога. Автоматическое переключение потребителей первой категории на резервный ввод осуществляется с помощью устройства автоматического ввода резерва (АВР).
Для особой группы первой категории, должен предусматриваться также третий независимый источник, для увеличения общей надёжности. В роли третьего независимого источника для особой группы электропотребителей, могут использоваться различные аппараты бесперебойного электропитания, аккумуляторные батареи, дизель генераторы (ДГУ) и т.д. с использованием АВР на 3 ввода или двух АВР.
Вторая категория. К ней можно отнести электропотребители, что при внезапном отключении электроэнергии могут последовать массовое возникновение брака или недоотпуска продукции, длительный простой рабочих, оборудования, техпроцесса, общее нарушению обычной жизнедеятельности большого количества городского и сельского населения.
Она должна при нормальной своей работе, обеспечить электроснабжение, так же от двух независимых резервирующих источников электропитания, но допускается некоторое время на переключение (например, время за которое дежурный электрик зайдет в щитовую и переключит рубильник на второй ввод). Для элетропотребителей второй категории при возникновении проблем с электропитанием на одном из источников, допускается время простоя до восстановления электроснабжения, в промежутке, пока дежурныё персонал или выездная бригада не произведёт необходимое переключение и восстановит поступление электроснабжение. Для электроснабжения по второй категории необходимы два независимых источника электропитания, но в отличии от потребителей первой категории, переключение на резервный ввод осуществляется вручную (без устройства ввода резерва АВР).
Большинство электропотребителей относятся ко второй категории электроснабжения.
Стоит заметить то, что увеличение важности категории, напрямую влияет на саму стоимость его осуществления, поскольку это влечёт установку большего количества дополнительного оборудования и в итоге общего усложнение всей системы элетропотребителя.
Но с другой стороны на тех объектах, где действительно очень важна надёжность, в силу особых обстоятельств, то такое усложнение и резервирование, играет ключевую роль, во избежание более худших последствий при возникновении перебоя с элетрообеспечением.
Система электроснабжения представляет собой совокупность устройств, служащих для приема, передачи и распределения элект-рической энергии. Она предназначена для снабжения потребителей электроэнергии предприятий, к которым относятся электродвига-тели различных производственных механизмов и агрегатов, элект-рические печи, установки для электрической сварки, осветительные и электролизные установки и т. д.
Система электроснабжения производственных предприятий должна обеспечивать бесперебойность в снабжении потребителей электроэнергией, надежность, высокое качество электроэнергии, безопасность электроустановок для жизни и здоровья обслужива-ющего персонала.
Существуют потребители электроэнергии, которые не допуска-ют перерыва в электроснабжении. В частности, к ним относятся хи-мические и металлургические предприятия. Здесь перерыв в электроснабжении может повлечь за собой выход из строя дорогого оборудования, на химических предприятиях он может вызвать взрыв. В других случаях перерыв в электроснабжении влечет за собой опасность для жизни обслуживающего персонала (например, прекращение проветривания горных выработок из-за отсутствия электроэнергии может привести к отравлению людей газом).
Могут быть и другие последствия, вызванные прекращением энергоснабжения. Особенно опасны перерывы в электроснабжении для производств со сложным технологическим процессом, когда остановка оборудования сопровождается существенным недоотпуском потребителям продукции важного значения.
Современные крупные города с их сложным транспортным и жилищным хозяйством также весьма чувствительны к перерывам в энергоснабжении. В качестве примера достаточно привести имев-ший место летом 1965 г. случай прекращения электроснабжения Нью-Йорка. В результате сложное городское хозяйство было выве-дено из строя на несколько суток (специалисты называют эту ава-рию «катастрофой века»).
Другие потребители не столь чувствительны к перерывам в электроснабжении. Для них перерыв в подаче электроэнергии не вызывает особо серьезных последствий.
С учетом этого правилами устройства электроустановок (ПУЭ) предусматриваются три категории потребителей электроэнергии по условиям обеспечения бесперебойности электроснабжения:
1-я категория - потребители электроэнергии, нарушение элект-роснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функций особо важных эле-ментов городского хозяйства;
2-я категория - потребители электроэнергии, перерыв в элект-роснабжении которых связан с массовым недоотпуском продукции, простоем рабочих, механизмов, технологического оборудования и промышленного транспорта, нарушением нормальной жизнеде-ятельности значительного количества людей;
3-я категория - все остальные потребители электроэнергии, не подходящие под определения потребителей 1-й и 2-й категории (например, потребители цехов несерийного производства, вспомо-гательных цехов, небольшие поселки и т. п.).
Потребители электроэнергии 1-й категории должны обеспечи-ваться электроэнергией от двух независимых источников питания, перерыв их электроснабжения может быть допущен лишь на время автоматического ввода в действие резервного питания.
При небольшой мощности потребителей электроэнергии 1-й ка-тегории в качестве второго источника питания могут быть использованы передвижные электростанции, аккумуляторные батареи, а также перемычки на низшем напряжении от ближайшего пункта, имеющего независимое питание с автоматическим включением ре-зерва (АВР).
Для потребителей электроэнергии 2-й категории допустимы пе-рерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.
Для потребителей электроэнергии 3-й категории допустимы пе-рерывы электроснабжения на время, необходимое для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, но на период не более одних суток.
От постоянного и бесперебойного снабжения электроэнергией зависят самые разнообразные процессы: чтение книги, работа стиральной машины, энергоснабжение многоквартирного дома, качество производимой продукции, функционирование пожарной и охранной сигнализации, удержание электромагнитными клапанами ядовитых веществ на производстве, охлаждение ядерного реактора. Очевидна существенная разница в важности данных процессов, поэтому существует разделение объектов энергопотребления на категории электроснабжения.
Приоритетность энергоснабжения определяется безопасностью беспрерывных производственных процессов, экономической, социальной и инфраструктурной значимостью потребителя электроэнергии. Степень важности электроснабжения (категория надежности ) закладывается еще на стадии проектирования объекта и обеспечивается различными техническими мероприятиями резервирования источников питания.
На фрагменте проекта энергоснабжения завода указаны два взаимно резервируемых ввода электричества w1, w2
Разделение потребителей на категории электроснабжения
Способы обеспечения резервным электроснабжением регламентированы в нормативных документах ПУЭ. Согласно данному документу, существуют три категории надежности обеспечения электроэнергией потребителей, самой важной из которых является первая.
Цитаты из ПУЭ
В категорию энергоснабжения № 1 входят производственные и инфраструктурные электрические сети, обеспечивающие работу оборудования и техперсонала на производствах, безаварийная и безостановочная работа которых имеет критически важное значение для жизни и безопасности людей, экономического благополучия государства, сохранности имущества и окружающей среды. Из категории № 1 выделяется особая группа потребителей электроэнергии, безостановочная работа которых обеспечивает безаварийный переход на резервное питание и аварийный останов производства в случае потери всех источников энергоснабжения.
Продолжение пункта 1.2.18 ПУЭНе вдаваясь в номенклатурные подробности различных правил проектирования объектов, простыми словами можно сказать, что по категории №1 получают электроэнергию производства, работающие с химически опасными, взрывоопасными, пожароопасными и радиоактивными веществами, с которыми могут произойти катастрофические процессы при отключении электричества. По той же причине к первой категории относят системы охранной и противопожарной сигнализации, пожаротушения, оповещения, связи и т. д.
Опасное производство аммиака должно иметь стабильное электроснабжение
- 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.
Определение второй и третьей категории (цитата из п. 1.2.18)
Следует отметить, что степень надежности энергоснабжения жилых домов не подпадает под определения первых двух категорий, и осуществляется по нормативам третьей категории.
Обеспечение надежности энергоснабжения
Первая категория надежности электроснабжения обеспечивается подключением важных потребителей к двум независимым источникам питания с возможностью быстрого автоматического переключения на резервное электроснабжение. В большинстве случаев осуществляется подключение к двум независимым трансформаторным подстанциям или запускается резервный дизельный генератор. Система переключения источников энергоснабжения называется автоматическим вводом резерва.
Обеспечение электроэнергией потребителей первой категории (ПУЭ 1.2.19)
Потребители электрической энергии категории № 1, внесенные в особую группу , дополнительно обеспечиваются энергоснабжением через блоки бесперебойного питания, которые работают от аккумуляторных батарей. Таким способом достигается беспрерывная работа компьютеризованных систем контроля и управления, где даже кратковременное отсутствие напряжения в сети неминуемо приводит к сбою программы. Данные особые потребители могут дополнительно комплектоваться своими резервными генераторами.
Электропитание особой группы потребителей (продолжение п 1.2.19 ПУЭ)
По сути, резервирование источников питания для второй категории ничем не отличается – также осуществляется подключение к двум трансформаторным подстанциям или применяется резервный генератор. Разница состоит в том, что для второй категории энергоснабжения допускается ручной способ переключения на резервный источник с некоторой задержкой времени, необходимой для того, чтобы ответственный за электроснабжение работник добрался до рубильника.
Электроснабжение потребителей второй категории (ПУЭ 1.2.20)
Важность электроснабжения потребителей категории № 1
В качестве примера последствия потери энергоснабжения на критически важных объектах можно привести вторую по значимости техногенную ядерную катастрофу на японской атомной станции Фукусима-1. После землетрясения станция практически не пострадала — реакторы аварийно заглушились, и начали работать резервные дизельные генераторы, питающие циркуляционные насосы охлаждения тепловыделяющих сборок.
АЭС Фукусима-1 до катастрофы
Но, пришедшая с моря волна цунами затопила резервные генераторы, и станция осталась без электричества, так как воздушные линии электропередач были повреждены, а питания от батарей едва хватало на функционирование некоторых контрольных систем. Необходимость в охлаждении атомного топлива связана с малым периодом полураспада образованных в процессе ядерной реакции изотопов, которые также продолжают распадаться (выделяют тепло) после полной остановки реактора еще долгий период времени (до двух лет).
Перелив волны цунами через защитную дамбу
Неконтролируемый рост температуры ядерного топлива привел к началу пароциркониевой реакции воды и циркония тепловыделяющих трубок с обильным выделением водорода. Отсутствие энергоснабжения также повлияло на распространение водорода в системе вентиляции – электромагнитные клапаны оказались открытыми, вследствие чего взрывоопасный газ распространился по помещениям станции, которые впоследствии взорвались.
Основной причиной катастрофы были названы недостатки проекта – если бы стены защитной дамбы были на несколько метров выше — резервные генераторы и остальная инфраструктура бы не пострадали – трагедии бы не случилось.
Резервное питание для бытовых потребителей
На различных крупномасштабных производствах, не допускающих остановку энергоснабжения, (сахароварение, выплавка стали, цементная промышленность), питание оборудования частично осуществляется собственными электростанциями, работающими на печных газах, или использующими часть тепловой энергии, необходимой для обеспечения технологического процесса.
Небольшая электростанция, обеспечивающая резервное электроснабжение завода
Энергоснабжение дома от различных источников энергии
Таким образом, применяя современные технологии и альтернативные источники энергии можно добиться обеспечения бесперебойности домашнего энергоснабжения, повысив его до первой категории. Резервирование источников электроснабжения является весьма актуальной в быту, ведь для потребителей третьей категории допускается отсутствие электричества на протяжении суток, и не больше 72 часов в год, но на практике эти нормативы далеко не всегда выполняются.
Определение электроснабжения третьей категории (ПУЭ 1.2.21)
Частные предприятия и небольшие производства не всегда могут обеспечить себя альтернативным электричеством, поэтому обращаются к поставщикам электроэнергии для подключения резервных линий энергоснабжения, требуемых для второй категории.
Доступность автоматики дает возможность таким способом обеспечить первую категорию энергоснабжения. Поскольку установка новой подстанции и линий электропередач обойдется очень дорого, юристам заказчика следует обратить особое внимание на ответственность поставщика электроэнергии в случае полного сбоя 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:
- Первая и особая группа первой категории (особо важные «неотключаемые» потребители);
- Вторая категория (потребитель может быть отключен не более чем на час);
- 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).
В середине прошлого века были сформулированы правила устройства электроустановок (сокращено ПЭУ). С того времени эти правила не один раз дополнялись и менялись. Но цель данного документа остается неизменной – обеспечить безопасность для городских граждан, которые активно пользуются электроустановками.
Требования электроприемников электроснабжения
Основные требования, касающиеся электроприемников электроснабжения, перечислены в документе ПЭУ. Но к сожалению, некоторые моменты из этих требований определены не в полном объеме.
Начнем с того, что ПЭУ предусмотрены категории надежности электроснабжения, но только для 3 категории более или менее расписаны конкретные требования. Так, для 3 категории электроснабжения были установлены такие требования:
- допускается отключать электроснабжение не более чем на 72 часа в год;
- одно отключение электроснабжения может длиться не больше суток;
- в случае необходимости увеличить срок отключения, поставщик электроэнергии должен согласовать сроки отключения с Федеральной службой, которая осуществляет надзор в технологической, экологической и атомной сферах.
Для пользователей первых двух категорий сроки отключений определяются:
- Соглашением на поставки электроэнергии.
- На основании сведений об источниках электроснабжения и фактической схемы, а также наличия вариантов резервного питания.
Тем пользователям, которые принадлежать к 1 или 2 категории, необходимо подробно обсудить с поставщиком электроэнергии условия восстановления электроснабжения при возникновении различных аварийных ситуации.
Стоит отметить также, что Гражданским законодательством предусматривается ответственность для поставщиков электроэнергии за действия или бездействия, которые стали причиной возникновения убытков.
Чтобы получить компенсацию за такие убытки, предприятие должно выполнить 2 условия:
- Заключить акт о технологической или аварийной брони.
- Подать иск в суд с требованием компенсации ущерба.
Получить компенсацию ущерба будет намного проще, если в контракт о поставке электроэнергии добавить пункт об ответственности за нарушения поставки электроэнергии.
Сколько категорий надежности электроснабжения выделено правилами устройства электроустановок (ПУЭ 7 издание)?
7 издание ПУЭ выделяет:
- Первую категорию надежности.
- Вторую категорию надежности.
- Третью категорию надежности.
Первая категория надежности электроснабжения (1 категория надежности)
- Потребитель нуждается в беспрерывной поставке электроэнергии;
- Отключение электроэнергии даже на несколько минут повлечет за собой угрозу для здоровья людей, их жизни, безопасности страны;
- У пользователя имеются энергопринимающие устройства, предотвращение работы которых в связи отключения электроэнергии может вызвать взрыв или пожар.
Схема электроснабжения для 1 категории состоит из 2 независимых источников питания. Если в случае аварии 1 такой источник перестанет работать, электроснабжение будет осуществляться по 2 источнику.
Вторая категория надежности электроснабжения (2 категория надежности)
- жилые помещения, оснащенные электроплитами;
- жилые помещения на 6 и больше этажей, оснащенные газовыми плитами;
- общежития, в которых проживает от 50 человек;
- предприятия и организации, где трудится от полусотни до 2 тысяч человек;
- аптеки, а также медицинские заведения;
- учреждения для детей;
- спортивные учреждения с накрытием на 300-800 посадочных мест;
- спортивные сооружения без накрытия, имеющие как минимум 20 рядов;
- заведения общественного питания на 100-500 мест;
- торговые точки, имеющие площадь для торговли 250-2000 м2;
- прачечные, бани и химчистки;
- организации, занимающиеся обслуживанием транспорта города;
- ателье и бытовые комбинаты на минимум 50 рабочих мест;
- парикмахерские и салоны красоты на минимум 10 рабочих мест;
- насосные станции для водопроводов в населенных пунктах от 50 до 50 тысяч человек;
- насосные станции для канализаций с возможностью аварийного выпуска как минимум раз в сутки, сооружения для канализаций и водопроводов;
- учебные учреждения на 200-1000 человек;
- здания, где размещаются выставки и музеи местного значения;
- отели на 200-1000 спальных мест;
- библиотеки и архивные организации, где начисляется от 10 тысяч до 1 миллиона единиц;
- лаборатории, а также центры, проводящие вычисления;
- ЦТП, расположенных в микрорайонах;
- пункты диспетчеров, расположенных в жилых районах;
- осветительные установки для дорог и туннелей;
- ТП и ЦП в городах, имеющие общую нагрузку от 400 до 10 тысяч кВ А.
Для схемы электроснабжения 2 категории также используют 2 независимых источника питания.
В случае выхода из строя электроприемника из этой категории может снизиться количество производимых товаров, случиться простой оборудования или нарушиться привычный ритм жизни городского населения.
Третья категория надежности электроснабжения (3 категория надежности)
В перечень электроприемников, которые относятся к 3 категории, относят:
- Магазины.
- Офисные здания.
- Небольшие здания предприятий.
При желании потребитель может изменить категорию надежности электроснабжения.
Выбор или изменение категории надежности электроснабжения
Порядок выбора или изменения категории надежности описан в правительственном постановлении, принятом в 2004 году. Там говориться, что пользователь имеет право сам выбирать категорию.
- Подать заявление на технологическое подсоединение к выбранной категории.
- Оплатить подключения к новой категории электроснабжения.
Стоимость присвоения 3 категории электроснабжения обойдется потребителям дешевле, чем подключение 1 или 2 категории. Связано это с тем, что для первых двух категорий нужно 2 независимых источника питания.