+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Категории потребителей | Электрические сети и системы

Страница 22 из 33

При проектировании электрических сетей оценка потребителей в отношении обеспечения надежности электроснабжения производится в соответствии с некоторыми условными категориями, устанавливаемыми в ПУЭ [Л. 34]. В настоящее время к 1-й категории относятся потребители, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение особо важных элементов городского хозяйства. Потребители 1-й категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания. Перерыв их электроснабжения может быть допущен только на время автоматического ввода резервного питания. Таким образом, для потребителей 1-й категории резервирование электроснабжения должно быть обеспечено обязательно. При этом следует иметь в виду, что полной бесперебойности электроснабжения путем изменения схем соединений электрической сети практически добиться не удается. Могут быть случаи, хотя и редкие, одновременного отключения нескольких линий. Поэтому в случаях особенно ответственных потребителей (установки связи, операционные палаты больниц и т. п.) необходимо иметь резервный источник питания на месте. Это может оказаться и более экономичным. В качестве подобных местных резервных источников могут быть, например, использованы установки с газовыми турбинами. Они требуют небольших первоначальных затрат, могут быть быстро включены в работу, но обладают относительно плохими эксплуатационными характеристиками. Поэтому их работа в длительных режимах неэкономична.

Ко 2-й категории относятся потребители, перерыв в электроснабжении которых связан с массовым недоот- пуском продукции, простоем рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушением нормальной деятельности значительного количества городских жителей. Для этих потребителей допускаются перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной бригадой.
Поэтому при питании потребителей 2-й категории воздушными линиями 6 кВ и выше, работа которых относительно надежна, а возможные повреждения восстанавливаются быстро, можно применять нерезервированные одиночные линии. При питании потребителей 2-й категории кабельными линиями нерезервированные линии можно применять при условии, что линия выполнена не менее чем двумя параллельными кабелями с разъединителями по концам каждого из них. Целесообразность резервирования электроснабжения потребителей 2-й категории решается путем сравнения народнохозяйственного ущерба при отсутствии резервирования и дополнительных затрат, необходимых для его осуществления.
К 3-й категории относятся все остальные потребители. Для них допускаются перерывы электроснабжения на время, необходимое для ремонта или замены поврежденного элемента сети, но не более одних суток.

Категории потребителей электрической энергии | Справка

Подробности
Категория: Справка

Потребители (приемники) электроэнергии различаются по режиму работы, назначению, исполнению, потребляемой мощности, частоте потребляемого тока, условиям работы, ответственности.
В начальной стадии развития электрификации основными потребителями электроэнергии были электрическое освещение (лампы накаливания) и асинхронный электропривод. В настоящее время в связи с бурным развитием науки и техники, совершенствованием и внедрением новой прогрессивной технологии производства появились достаточно мощные потребители электроэнергии. К ним относят электрические печи и электротермические установки, руднотермические печи, прокатные станы, электрифицированный транспорт, электрофизические установки (ускорители, лазеры), газонефтетрубопроводы, компрессорные станции и др. Бурно развивается электрификация сельского хозяйства, на долю которого приходится 80% всех распределительных сетей.

Появление крупных животноводческих комплексов значительно увеличило уровень электропотребления в сельском хозяйстве.
Потребители электроэнергии в зависимости от режима и условий работы могут получать питание от электрических сетей переменного или постоянного тока и работать в различных условиях: на открытом воздухе, в закрытых помещениях, при повышенной влажности, агрессивности внешней среды, больших изменениях температуры и т.д.
По обеспечению надежности электроснабжения всех потребителей электроэнергии разделяют на три категории.
К I категории относят 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.
Питание таких электроприемников обеспечивается от двух независимых взаимно резервирующих источников. Перерыв в электроснабжении допустим лишь на время автоматического восстановления питания при отказе одного из источников. Независимым называется такой источник питания электроприемника, на котором сохраняется напряжение в установленных пределах для послеаварийного режима при исчезновении его на другом источнике питания.
Из электроприемников I категории выделяют особую группу электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийной остановки производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования. Электроснабжение этой группы осуществляют от грех независимых взаимно резервирующих источников питания.
Ко II категории относят 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. Такие электроприемники рекомендуют обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания
Перерыв в электроснабжении допустим лишь на время включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.
Питание электроприемников II категории допускается и по одной воздушной линии, но в этом случае Правила устройства электроустановок (ПУЭ) требуют, чтобы аварийный ремонт линии проводили за время не более одних суток.
К III категории относят все остальные электроприемники, электроснабжение которых можно выполнять от одного источника питания при условии, что его перерывы, необходимые для ремонта и замены поврежденного элемента, не превышают одних суток.

Категория надежности электроснабжения

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.

В случае с небольшими производствами альтернативное электричество не всегда реализуемо. По этой причине многие предприятия подключаются к резервным линиям электроснабжения, которые требуются для потребителей второй категории. Системы переключения оснащаются автоматикой.

Часто-задаваемые вопросы — Официальный сайт МУП «Горэлектросеть» г. Муром

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ 7 издание) выделяют три категории надежности:

Электроприемники первой категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения. Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.

Электроприемники первой категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

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

Электроприемники второй категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Электроприемники второй категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.

Для электроприемников второй категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

Электроприемники третьей категории — все остальные электроприемники, не подпадающие под определения первой и второй категорий.

Для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

В соответствии с правилами технологического присоединения энергопринимающих устройств потребителей к электрическим сетям, утвержденных постановлением Правительства РФ от 27.12.2004 №861, категория надежности электроснабжения электроприемников потребителей определяется в процессе технологического присоединения энергопринимающих устройств к электрическим сетям. При этом потребитель самостоятельно определяет какая категория надежности энергоснабжения ему необходима.

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

Категории надежности электроснабжения кустов добывающих скважин нефтегазовых месторождений

10.04.2018

PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти. – 2018 — № 1(7). – С. 73-76

УДК 622.276.012:621.311

О.А. Королёва
Тюменский государственный университет, Политехническая школа

Электронный адрес: [email protected] ru

Ключевые слова: электроснабжение, надежность электроснабжения, категория электроснабжения

Требования, изложенные в документах ПУЭ и ВНТП 3–85, регламентирующих надежность электроснабжения потребителей, были сформулированы исходя из глобальных народнохозяйственных интересов. В условиях рыночных отношений необходима корректировка этих требований с учетом оптимального соотношения надежности схемы электроснабжения и ее стоимости. В статье определен единый критерий эффективности для выбора категории надежности электроснабжения кустов добывающих скважин, актуальный в условиях рыночных отношений.

PRONEFT». Professional’no o nefti, 2018, no. 1(7), pp. 73-76

O.A. Koroleva
Tyumen State University, Polytechnic School

E-mail: [email protected]

Keywords: electric power supply, power supply reliability, power supply reliability category

VNTP 3-85 (Departmental Norms of Process Design) has not been updated for its validity period, PUE (Rules for the Design and Operation of Electrical Installations) and VNTP 3-85 requirements for power supply reliability category of electric receivers were formulated on the basis of global economic interests. Under conditions of market relations, these requirements needs to correct, taking into account the optimal ratio of the electric power supply scheme relia- bility and its cost. This article identifies a single efficiency criterion for choosing the power supply reliability for produc- ing wells, which is relevant in the conditions of market relations.

DOI: 10.24887/2587-7399-2018-1-73-76

Требования к обеспечению электроснабжения являются одним из важных аспектов обустройства нефтяных месторождений.

Проектирование нового или реконструируемого объекта включает этап выбора схем электроснабжения. Обычно на этом этапе исходят из необходимости выполнения требований Правил устройства электроустановок (ПУЭ) [1] в соответствии с установленными категориями надежности. В ПУЭ, глава 1.2, все электроприемники (аппараты, агрегаты и др., предназначенные для преобразования электрической энергии в другой вид энергии) разделены на первую, вторую и третью категории, кроме того, в первой категории выделена особая группа электроприемников.

К первой категории относятся электроприемники, «перерыв в электроснабжении 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 первой категории входят электроприемники, «бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров».

Вторая категория – это «электроприемники, перерыв в электроснабжении которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей».

Электроприемники третьей категории все остальные электроприемники, не попадающие под определения первой и второй категорий.

По каждой категории электроприемников в ПУЭ назначены требования к надежности электроснабжения.

«Электроприемники первой категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания».

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

«Электроприемники второй категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания».

«Для электроприемников второй категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады».

«Для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток».

В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 27.12.04 г. № 861 (с изменениями на 04.12.17 г.) допустимое время отключения в год и время восстановления энергоснабжения электроприемников первой и второй категорий надежности определяются эксплуатирующей организацией в зависимости от параметров схемы электроснабжения, наличия резервных источников питания, а также особенностей технологического процесса на основе данных проектной организации, но не могут быть более величин, предусмотренных для третьей категории надежности. Для электроприемников третьей категории надежности допустимое время отключения составляет 72 ч/год, но не более 24 ч подряд, включая срок восстановления электроснабжения.

В целом ПУЭ п. 1.2.17 предписывает определять категорию электроприемников в процессе проектирования системы электроснабжения на основании нормативной документации, а также технологической части проектной документации.

В настоящее время для определения категории электроснабжения потребителей нефтяного месторождения из нормативной документации применяются ВНТП 3-85 «Нормы технологического проектирования объектов сбора, транспорта, подготовки нефти, газа и воды нефтяных месторождений» [2].

В соответствии с ВНТП 3-85, п. 2.346 для электроприемников кустов добывающих нефтяных скважин в районах Крайнего Севера и местностях, приравненных к ним, по надежности электроснабжения принимается категория 1 (ВНТП З-85, табл. 5), по другим нефтедобывающим районам страны – категория 2 (ВНТП З-85, табл. 6).

Документ ВНТП 3-85 за период своего действия не актуализировался.

В настоящее время обсуждается проект ГОСТ Р «Обустройство месторождений нефти на суше. Технологическое проектирование», в котором указано, что категорирование надежности электроснабжения объектов определяется ПУЭ. В соответствии с проектом данного ГОСТ Р для электроприемников объектов обустройства месторождений нефти в районах Крайнего Севера и местностях, приравненных к ним, принимаются I, II и III категории надежности электроснабжения, для других районов добычи нефти – II и III категории (проект ГОСТР, табл. 13).

Повышение категории объектов допускается при проектировании, в том числе по требованию заявителя (потребителя электрической энергии), технического заказчика (застройщика).

Категорию надежности электроснабжения кустов скважин рекомендуется выбирать при конкретном проектировании в зависимости от реологических свойств и объемов добычи нефти, условий района размещения куста скважин, объектов электроснабжения и определять в задании на проектирование.

Таким образом, для повышения надежности и экономичности электроснабжения заказчик учитывает коммерческую эффективность с учетом оптимизации параметров схем электроснабжения, развития их в условиях нечеткой прогнозной информации и целого ряда других факторов.

Электрическое оборудование в процессе эксплуатации оказывается под воздействием разнообразных факторов: повышенной влажности, агрессивных сред, пыли, неблагоприятных атмосферных явлений, а также механических и электрических нагрузок. При этом изменяются основные свойства материалов электроустановок, что обусловливает возникновение коротких замыканий, вызывающих отключение электроустановок или электрических сетей, т. е. перерывы в подаче электрической энергии. Перерывы в электроснабжении приводят к простою производства, снижению объема выпуска продукции, увеличению затрат из-за порчи основного технологического оборудования и др. Следует учитывать, что существуют технологические процессы, не допускающие даже кратковременного перерыва в электроснабжении аварийные остановки и повторное включение насосного оборудования отрицательно влияют на общий ресурс его работы. В некоторых случаях неконтролируемый запуск приводит к поломке оборудования. Кроме того, в условиях Крайнего Севера непрерывная эксплуатация нефтепромыслового оборудования требуется для успешного протекания всего технического процесса производства. Даже кратковременное прерывание подачи электроэнергии может привести, например, к замораживанию трубопроводов, используемых для перекачки воды, конденсата. Экстренное их восстановление занимает много времени из-за удаленности большинства нефтяных месторождений от источника электроснабжения и возможности перемещения только воздушным транспортом или зимней автодорогой.

В связи с этим возникает необходимость определения способности систем электроснабжения обеспечить бесперебойность подачи электроэнергии при определенных затратах на строительство и эксплуатацию (ремонт и обслуживание). Эти затраты могут быть сопоставлены с материальным убытком, вызываемым перерывами в подаче электроэнергии [3].

Наряду с задачами анализа надежности действующего оборудования теория надежности решает задачи синтеза, т.е. позволяет принимать обоснованные решения, касающиеся выбора способов повышения надежности бесперебойного электроснабжения за счет резервирования и совершенствования различных элементов системы электроснабжения [4].

Реализация этого подхода при формировании схем электрических сетей формально не представляет затруднений, однако имеет ряд особенностей, заключающихся в следующем.

  1. Требования к надежности электроснабжения могут быть обеспечены различными способами, следовательно, необходимо рассмотреть несколько вариантов построения схемы электроснабжения.
  2. В состав обобщенного потребителя могут входить электроприемники, относящиеся к различным категориям по надежности электроснабжения.

В этой ситуации возникают следующие противоречия. если выбирать наиболее простую и, следовательно, наиболее дешевую схему, то не будут выполнены требования к надежности более ответственных потребителей. В то же время, если при выборе схемы электроснабжения ориентироваться на таких потребителей, то это может привести к неоправданному усложнению и удорожанию схемы, хотя электроприемники более низких категорий будут в данном случае обеспечены гарантированным питанием.

Существует еще одна проблема, связанная с переходом нашей страны на рыночные отношения. Требования ПУЭ к надежности электроснабжения потребителей были сформулированы исходя из глобальных народнохозяйственных интересов. В условиях рыночных отношений эти требования должны быть сохранены применительно, по крайней мере, к случаям перерывов в электроснабжении, которые приводят к опасности для жизни людей и животных, взрывам, пожарам и другим аварийным ситуациям с тяжелыми последствиями. Тем не менее идеология обеспечения надежности электроснабжения потребителей нуждается в корректировке.

Например, на кусте скважин нефтяного промысла, не относящегося к районам Крайнего Севера и местностям, приравненным к ним, устанавливается однотрансформаторная подстанция КТП 10(6)/0,4 кВ, получающая электроэнергию по одной Вл 10(6) кВ. Надежность электроснабжения обеспечивается передвижной дизельной электростанцией (ДЭС) 0,4 кВ соответствующей мощности. Конструкцией кустовой КТП 10(6)/0,4 кВ предусмотрено подключение передвижной ДЭС к шинам распределительных устройств низкого напряжения (РУНН). Вариант применяется при наличии круглогодично действующих подъездных автодорог с твердым покрытием, подведенных к кустам скважин. Допустимость применения данного варианта необходимо рассматривать для каждого конкретного случая, в зависимости от условий (одиночные скважины, небольшие электрические нагрузки, пропускная способность и потери нагрузок для одной Вл 6кВ, нормированные значения отклонений напряжения на выводах электроприемников) [5]. Реализация варианта приведет к снижению надежности электроснабжения до третьей категории, а также к невозможности одновременного бурения и механизированной добычи. При использовании резервной ДЭС значительно увеличатся капитальные вложения и эксплуатационные затраты. Рациональный уровень надежности электроснабжения по отношению к потребителям необходимо приводить в соответствие с уровнем надежности бесперебойной работы технологического процесса с учетом требований ПУЭ и экономичности.

Таким образом, для синтеза всех вышеприведенных параметров надежности электроснабжения следует применять единый критерий эффективности. В условиях рыночных отношений критерием эффективности являются экономические затраты. Для собственника важно рассчитать убытки изза недостаточной надежности электроснабжения в случае нарушения технологического процесса и упущенной выгоды от продажи нефти. Для компании обеспечение заданной надежности электроснабжения выражается в увеличении капитальных вложений и ежегодных издержек на эксплуатацию электрических сетей и электрооборудования. При этом экономические потери являются лишь частью хозяйственного ущерба, который может иметь также социальные и экологические составляющие. Оптимальность проектных решений при этом означает, что заданный производственный эффект (генерируемая мощность, категория надежности электроснабжения и качества электрической энергии) получается при минимально возможных материальных затратах. 

  1. Правила устройства электроустановок. – 7-ое изд. – СПб.: изд-во ДеаН, 2003. – 928 с.
  2. ВНТП 3-85. Нормы технологического проектирования объектов сбора, транспорта, подготовки нефти, газа и воды нефтяных месторождений: http://docs.cntd.ru/document/1200018989
  3. Хорольский В.я., Таранов М.а., Петров Д.а. Технико-экономические расчеты распределительных электрических сетей – Ростов на Дону: Терра Принт, 2014. – 132 с.
  4. Основы теории надежности систем электроснабжения/В. В. Карпов, В.К. Федоров, В.К. Грунин, Д.С. Осипов. – Омск: ОмГТУ, 2003. -72 с.
  5. байков и.Р., Смородов е.а., ахмадуллин К.Р. Методы анализа надежности и эффективности систем добычи и транспорта углеводородного сырья – М.: Недра-бизнесцентр, 2009. – 275 с. 
  1. Pravila ustroystva elektroustanovok (Rules for electrical installation), St. Petersburg: Publ. of DEAN, 2003, 928 p.
  2. 2. VNTP 3-85. Normy tekhnologicheskogo proektirovaniya ob»ektov sbora, transporta, podgotovki nefti, gaza i vody neftyanykh mestorozhdeniy (Norms of process design of facilities for gathering transport and treatment ofoil gas and water of oil fields), URL: http://docs.cntd.ru/document/1200018989
  3. 3. Khorol’skiy V.Ya., Taranov M.A., Petrov D.A., Tekhniko-ekonomicheskie raschety raspredelitel’nykh elektricheskikh setey (Technical and economic calculations of distribution electric networks), Rostov na Donu: Terra Print Publ., 2014, 132 p.
  4. 4. Karpov V.V., Fedorov V.K., Grunin V.K., Osipov D.S., Osnovy teorii nadezhnosti sistem elektrosnabzheniya (Fundamentals of the theory of reliability of power supply systems), Omsk: Publ. of Omsk State Technical University, 2003, 72 p.
  5. 5. Baykov I.R., Smorodov E.A., Akhmadullin K.R., Metody analiza nadezhnosti i effektivnosti sistem dobychi i transporta uglevodorodnogo syr’ya (Methods for analyzing the reliability and efficiency of hydrocarbon production and transportation systems), Moscow: Nedra-Biznestsentr Publ., 2009, 275 p.


Ссылка на статью в русскоязычных источниках:

О.А. Королёва. Категории надежности электроснабжения кустов добывающих скважин нефтегазовых месторождений // PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти. — 2018 — № 1(7). — С. 73-76.

The reference to this article in English is:

O.A. Koroleva. Power suply reliability category of oil and gas field consumers (In Russ.), PRONEFT». Professional’no o nefti, 2018, no. 1(7), pp. 73-76.


Первая категория электроснабжения


Первая категория надежности электроснабжения

1 категория надежности энергоснабжения

Потребители 1 категории надёжности электроснабжения — это электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения (п. 1.2.18 ПЭУ)

Для потребителей с 1 категорией надежнсоти электроснабжения необходимо осуществить энергоснабжение от двух источников питания. При этом источники питания должны быть независимые. Такая схема энергоснабжения применяется для снижения рисков аварийного отключения электроэнергии для электроприемников 1 категории надежности электроснабжения. При аварии на одном источнике питание, электроснабжение потребителя будет осуществляться по второму источнику (второму вводу). При этом для электроприемников 1 категории надежности допускается прекращение подачи электроэнергии при отключении одного источника питания только на время не превышающее автоматический переход на энергоснабжение потребителя по второму источнику питания. 

Также среди потребителей 1 категории надежности электроснабжения выделяют отдельно особую группу. Электроприемники особой группы первой категории характеризуются тем, что их бесперебойная работа необходима для безаварийной остановки производства, предотвращения пожаров и других ЧС. При этом, энергоснабжение особой группы должно осуществляться от третьего независимого источника питания, который может быть дизельным генератором, подключением к аккумуляторным батареям. В случае отсутствия резервного питания электроприемников особой группы, допускается использование технологического резервирования и плавной остановки производственного процесса.  

1 особая категория надежности энергоснабжения

www.energo-konsultant.ru

Категория электроснабжения

Рубрика: Статьи   ‡  

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

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

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

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

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

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

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

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

Большинство электропотребителей проектируемых административных зданий относятся ко второй категории электроснабжения.

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

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

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

Оставить комментарий или два

projectsdevelop.com

Категории электроснабжения потребителей по ПУЭ

Согласно ПУЭ все потребители электрической энергии условно разделяют на три категории (группы), в зависимости от их важности. В данном случае идет речь о том, насколько надежным должно быть энергоснабжение потребителя с учетом всех возможных факторов. Приведем характеристики каждой из категорий электроснабжения потребителей и соответствующие требования относительно надежности их питания. 

Первая категория электроснабжения потребителей

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

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

Потребители данной категории должны питаться от двух независимых источников питания – двух линий электропередач, питающихся от отдельных силовых трансформаторов. Наиболее опасные потребители могут иметь третий независимый источник питания для большей надежности. Перерыв в электроснабжении потребителей первой категории разрешается только лишь на время автоматического включения резервного источника питания.

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

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

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

Вторая категория электроснабжения потребителей

Ко второй категории снабжения относятся потребители, при отключении питания которых, останавливается работа важных городских систем, на производстве возникает массовый брак продукции, есть риск выхода из строя крупных взаимосвязанных систем, циклов производства.

Помимо предприятий, ко второй категории электроснабжения относятся:

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

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

Третья категория электроснабжения потребителей

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

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

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

Максимальное допустимое число часов отключения в год и сроки восстановления энергоснабжения

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

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

Что дает разделение потребителей на категории

Разделение потребителей на категории в первую очередь позволяет правильно спроектировать тот или иной участок электросети, связать его с объединенной энергосистемой. Основная цель – построить максимально эффективную сеть, которая с одной стороны должна осуществлять в полной мере потребности в электроснабжение всех потребителей, удовлетворять требованиям по надежности электроснабжения, а с другой стороны быть максимально упрощенной с целью оптимизации средств на обслуживание и ремонт сетей.

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

Данные меры позволяют оставить в работе наиболее важных потребителей первой категории и избежать техногенных катастроф в масштабах регионов, гибели людей, аварий на отдельных объектах, материального ущерба. 

В отечественных системах электроснабжения наиболее часто используется принцип горячего резерва: мощность трансформаторов ТП, ГПП (и пропускная способность всей цепи питания к ним) выбирается большей, чем этого требует поддержание нормального режима, для обеспеченна электроснабжения электроприемников I и II категории в послеаварийном режиме, когда одна цепь питания отказывает в результате аварии (или отключается планово). 

Холодный резерв, как правило, не используется (хотя более выгоден по суммарной пропускной способности), ток как предусматривает автоматическое включение под нагрузку элементов сети без предварительных испытании.

Популярные товары

Шинопроводы и шины

Шинодержатели и крепеж

Пластины переходные и крепежные, расширители полюсов

Изоляторы опорные, проходные, тяговые

Изоляторы с емкостным делителем. Индикаторы наличия напряжения 10-35 кВ

Прайс-лист на оборудование INSTART

en-res.ru

Электроснабжение 1 категории для систем безопасности

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.

В ПУЭ, глава 1.2, все электроприемники (аппараты, агрегаты и другие потребители электроэнергии) по обеспечению надежности электроснабжения разделены на I-ю, II-ю и III-ю 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 3 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 11 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 3 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 1 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 «1» 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.

Рис. 1. Схема подключения двух источников питания к ППКОП «Сигнал-20П», «Сигнал-20П SMD»

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.

Рис. 2. Развязка двух вводов источников питания при помощи диодов

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.

И. Неплохов к.т.н., технический директор бизнес-группы «Центр-СБ», И. Басов ведущий инженер тех. поддержки ООО «Полисет-СБ»

Источник: N 5, 2009 Журнал «Алгоритм Безопасности»

os-info.ru

Категория надежности электроснабжения

Что такое категоря надежности электроснабжения?

Категория  электроснабжения опрделена в ПУЭ. (выписка из ПУЭ)

Категории электроприемников и обеспечение надежности электроснабжения

1.2.17. Категории электроприемников по надежности электроснабжения определяются в процессе проектирования системы электроснабжения на основании нормативной документации, а также технологической части проекта.1.2.18. В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории электроснабжения.Электроприемники первой категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения.Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.Электроприемники второй категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.Электроприемники третьей категории — все остальные электроприемники, не подпадающие под определения первой и второй категорий.1.2.19. Электроприемники первой категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.Для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.В качестве третьего независимого источника питания для особой группы электроприемников и в качестве второго независимого источника питания для остальных электроприемников первой категории могут быть использованы местные электростанции, электростанции энергосистем (в частности, шины генераторного напряжения), предназначенные для этих целей агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т.п.Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить непрерывность технологического процесса или если резервирование электроснабжения экономически нецелесообразно, должно быть осуществлено технологическое резервирование, например, путем установки взаимно резервирующих технологических агрегатов, специальных устройств безаварийного останова технологического процесса, действующих при нарушении электроснабжения.Электроснабжение электроприемников первой категории с особо сложным непрерывным технологическим процессом, требующим длительного времени на восстановление нормального режима, при наличии технико-экономических обоснований рекомендуется осуществлять от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляются дополнительные требования, определяемые особенностями технологического процесса.

1.2.20. Электроприемники второй категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.

Для электроприемников второй категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

1.2.21. Для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

Категория надежности электроснабжения выписка из СП 31-110-2003

Степень обеспечения надежности электроснабжения электроприемников жилых и общественных зданий отражена в таблице 5.1.

Здания и сооружения

Степень обеспечения надежности электроснабжения

Жилые дома:

противопожарные устройства (пожарные насосы, системы подпора воздуха, дымоудаления, пожарной сигнализации и оповещения о пожаре), лифты, аварийное освещение, огни светового ограждения

I

Комплекс остальных электроприемников:

жилые дома с электроплитами (кроме 1 — 8-квартирных домов)

II

дома 1 — 8-квартирные с электроплитами

III

дома св. 5 этажей с плитами на газовом и твердом топливе

II

дома до 5 этажей с плитами на газовом и твердом топливе

III

на участках садоводческих товариществ

III

Общежития общей вместимостью, чел.:

до 50

III

св. 50

II

Отдельно стоящие и встроенные центральные тепловые пункты (ЦТП), индивидуальные тепловые пункты (ИТП) многоквартирных жилых домов

I

Здания учреждений управления, проектных и конструкторских организаций, научно-исследовательских институтов:

электроприемники противопожарных устройств, охранной сигнализации и лифтов

I

Комплекс остальных электроприемников:

здания с количеством работающих св. 2000 чел. независимо от этажности, здания высотой более 16 этажей, а также здания учреждений областного, городского и районного значения с количеством работающих св. 50 чел.

I

здания с количеством работающих св. 50 чел., а также здания областного, городского и районного значения до 50 чел.

II

здания с количеством работающих до 50 чел.

III

Здания лечебно-профилактических учреждений1:

электроприемники операционных и родильных блоков, отделений анестезиологии, реанимации и интенсивной терапии, кабинетов лапароскопии, бронхоскопии и ангиографии, противопожарных устройств и охранной сигнализации, эвакуационного освещения и больничных лифтов

I

комплекс остальных электроприемников

II

Учреждения финансирования, кредитования и государственного страхования:

федерального и республиканского подчинения:

электроприемники противопожарных устройств, охранной сигнализации, лифтов

I

комплекс остальных электроприемников

II

комплекс электроприемников учреждений краевого, областного, городского и районного подчинения

II

Библиотеки и архивы:

электроприемники противопожарных устройств, охранной сигнализации зданий с фондом св. 1000 тыс. ед. хранения

I

комплекс остальных электроприемников

II

комплекс электроприемников зданий с фондом, тыс. ед. хранения:

св. 100 до 1000

II

до 100

III

Учреждения образования, воспитания и подготовки кадров:

электроприемники противопожарных устройств и охранной сигнализации

I

комплекс остальных электроприемников

II

Предприятия торговли2:

электроприемники противопожарных устройств и охранной сигнализации, лифтов универсамов, торговых центров и магазинов

I

комплекс остальных электроприемников

II

Предприятия общественного питания2:

электроприемники противопожарных устройств и охранной сигнализации

I

комплекс остальных электроприемников

II

Предприятия бытового обслуживания:

комплекс электроприемников салонов-парикмахерских с количеством рабочих мест св. 15, ателье и комбинатов бытового обслуживания с количеством рабочих мест св. 50, прачечных и химчисток производительностью св. 500 кг белья в смену, бань с числом мест св. 100

II

то же, парикмахерских с количеством рабочих мест до 15, ателье и комбинатов бытового обслуживания с количеством рабочих мест до 50, прачечных и химчисток производительностью до 500 кг белья в смену, мастерских по ремонту обуви, металлоизделий, часов, фотоателье, бань и саун с числом мест до 100

III

Гостиницы, дома отдыха, пансионаты и турбазы:

электроприемники противопожарных устройств, охранной сигнализации и лифтов

I

комплекс остальных электроприемников

II

Музеи и выставки:

комплекс электроприемников музеев и выставок федерального значения

I

музеи и выставки республиканского, краевого и областного значения:

электроприемники противопожарных устройств, охранной сигнализации

I

комплекс остальных электроприемников

II

комплекс электроприемников музеев и выставок местного значения и краеведческих музеев

III

Конференц-залы и актовые залы, в том числе со стационарными кинопроекционными установками и эстрадами во всех видах общественных зданий, кроме постоянно используемых для проведения платных зрелищных мероприятий

В соответствии с категорией электроприемников зданий, в которые встроены указанные залы

1 Для электроприемников ряда медицинских помещений, например операционных, реанимационных (интенсивная терапия), палат для недоношенных детей, может потребоваться третий независимый источник. Необходимость третьего независимого источника определяется заданием на проектирование в зависимости от типа применяемого медицинского оборудования.

2 Для временных сооружений, выполняемых в соответствии с 7.12 ПУЭ, а также встроенных помещений площадью до 100 м2 — III категория электроснабжения.

Примечания

1 Схемы питания противопожарных устройств и лифтов, предназначенных для перевозки пожарных подразделений, должны выполняться в соответствии с требованиями 7.8 — 7.10 настоящего Свода правил, независимо от их категории надежности.

2 В комплекс электроприемников жилых домов входят электроприемники квартир, освещение общедомовых помещений, лифты, хозяйственные насосы и др. В комплекс электроприемников общественных зданий входят все электрические устройства, которыми оборудуется здание или группа помещений.

3 Категория электроснабжения может быть повышена по заданию заказчика.

mosproject-eng.ru

Категория надёжности электроснабжения потребителей — 1, 2, 3 категории

Существует ПУЭ (правила устройства электроустановок), где можно определиться с классификацией электропотребителей и познакомиться с условным их разделением по надёжности. Если рассматривать многоэтажный дом и больницу, то надёжность второй, должна быть выше. Так как здесь ведётся подключение реанимаций и операционных помещений к питающему устройству, следовательно, аварийное выключение может привести к потере человеческой жизни или её угрозе.

Если рассматривать химическое предприятие, то здесь отключение от электроэнергии повлечёт за собой взрыв, жертвы и нанесён будет материальный ущерб, отсюда этот объект является важным и требует надёжного электроснабжения.

Все объекты тщательно изучаются, и им присваиваются категории надёжности.

Какие категории выделяют:

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

Требования к источникам электроснабжения

Электроприёмники каждой категории согласно правилам установки имеют определённые требования.

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

Категории надёжности электроснабжения здания/объекта

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

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

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

Силовые электроприёмники и освещение подключаются от трансформаторов.

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.

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

Рис.2

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

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.

Иногда категория здания и электроснабжения не совпадают. Такое случается в тепловых пунктах, и в технических условиях прописывается разрешённая мощность индивидуально для каждой группы электроснабжения.

hqsignal.ru

КАТЕГОРИИ НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Электрическая энергия представляет собой главный ресурс, необходимый для осуществления деятельности предприятий. Промышленное технологическое оборудование, применяемое в различных отраслях производства, имеет электрический привод. Создание нормальных бытовых условий также невозможно без электричества.

Перерывы в обеспечении потребителей электрической энергии приводят к остановке деятельности предприятий и организаций различного профиля, прекращению работы транспортных средств на электрической тяге, неработоспособности систем регулирования движения автотранспорта, вызывающей коллапс на автодорогах.

Отключения электричества у потребителей бытового сектора вызывают дискомфорт населения, лишая его освещения, а нередко и возможности обогреть жильё и приготовить пищу.

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

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

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

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

При этом принимаются во внимание:

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

ТРЕБОВАНИЯ ПУЭ К ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЮ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ РАЗЛИЧНЫХ КАТЕГОРИЙ

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

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

1 КАТЕГОРИЯ НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

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

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

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

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

Для обеспечения питания таких электроприёмников по требованию ПУЭ должно быть предусмотрено 3 не связанных друг с другом источника. Схема автоматики должна осуществлять обеспечение взаимного резервирования каждого из 3 источников. Схемы подачи электрической энергии, предполагающие ручное включение резервного питания при отключении рабочего источника, для объектов первой категорийности по надёжности обеспечения электричеством не могут быть применены.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

2 КАТЕГОРИЯ НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

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

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

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

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

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

3 КАТЕГОРИЯ НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

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

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

Правда, если речь идёт о небольшом их количестве, поскольку в соответствии с ПУЭ, опасность нарушения жизнедеятельности «большого числа городских и сельских жителей» является признаком электроприёмника второй категории надёжности обеспечения электроэнергией.

К сожалению, чёткие критерии, какое число жителей городов и сёл следует считать большим, в ПУЭ отсутствуют.

Объекты третьей категории надёжности электроснабжения ПУЭ допускает подключать к одному электроисточнику.

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

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

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

Дело в том, что теоретически любой частный домовладелец может иметь два или три резервируемых энергоисточника, что, однако не сделает электроснабжение его дома объектом первой категории. Следует понимать, что критерием отнесения электроприёмника к одной из принятой правилами категории надёжности обеспечения объекта электроэнергией должна быть тяжесть последствий перерывов в подаче электричества.

© 2012-2019 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

eltechbook.ru

Потребители 3 категории электроснабжения время отключения — LawsExp.com

Содержание статьи

Категории электроприемников по надежности электроснабжения определяются в процессе проектирования системы электроснабжения на основании нормативной документации, а также технологической части проекта.

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории.

Электроприемники первой категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения.

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

Электроприемники второй категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Электроприемники третьей категории — все остальные электроприемники, не подпадающие под определения первой и второй категорий.

Электроприемники первой категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

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

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

Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить непрерывность технологического процесса или если резервирование электроснабжения экономически нецелесообразно, должно быть осуществлено технологическое резервирование, например, путем установки взаимно резервирующих технологических агрегатов, специальных устройств безаварийного останова технологического процесса, действующих при нарушении электроснабжения.

Электроснабжение электроприемников первой категории с особо сложным непрерывным технологическим процессом, требующим длительного времени на восстановление нормального режима, при наличии технико-экономических обоснований рекомендуется осуществлять от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляются дополнительные требования, определяемые особенностями технологического процесса.

Электроприемники второй категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.

Для электроприемников второй категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

Для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

Существует ПУЭ (правила устройства электроустановок), где можно определиться с классификацией электропотребителей и познакомиться с условным их разделением по надёжности. Если рассматривать многоэтажный дом и больницу, то надёжность второй, должна быть выше. Так как здесь ведётся подключение реанимаций и операционных помещений к питающему устройству, следовательно, аварийное выключение может привести к потере человеческой жизни или её угрозе.

Если рассматривать химическое предприятие, то здесь отключение от электроэнергии повлечёт за собой взрыв, жертвы и нанесён будет материальный ущерб, отсюда этот объект является важным и требует надёжного электроснабжения.

Все объекты тщательно изучаются, и им присваиваются категории надёжности.

Какие категории выделяют:

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

Требования к источникам электроснабжения

Электроприёмники каждой категории согласно правилам установки имеют определённые требования.

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

Категории надёжности электроснабжения здания/объекта

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

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

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

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.

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

Рис.2

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

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.

Иногда категория здания и электроснабжения не совпадают. Такое случается в тепловых пунктах, и в технических условиях прописывается разрешённая мощность индивидуально для каждой группы электроснабжения.

Согласно ПУЭ все потребители электрической энергии условно разделяют на три категории (группы), в зависимости от их важности. В данном случае идет речь о том, насколько надежным должно быть энергоснабжение потребителя с учетом всех возможных факторов. Приведем характеристики каждой из категорий электроснабжения потребителей и соответствующие требования относительно надежности их питания.

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

горнодобывающая, химическая промышленность и др. опасные производства;

важные объекты здравоохранения (реанимационные отделения, крупные диспансеры, родильные отделения и пр.) и других государственных учреждений;

котельные, насосные станции первой категории, перерыв в электроснабжении которых приводит к выходу из строя городских систем жизнеобеспечения;

тяговые подстанции городского электрифицированного транспорта;

установки связи, диспетчерские пункты городских систем, серверные помещения;

лифты, устройства пожарной сигнализации, противопожарные устройства, охранная сигнализация крупных зданий с большим количеством находящихся в них людей.

Потребители данной категории должны питаться от двух независимых источников питания — двух линий электропередач, питающихся от отдельных силовых трансформаторов. Наиболее опасные потребители могут иметь третий независимый источник питания для большей надежности. Перерыв в электроснабжении потребителей первой категории разрешается только лишь на время автоматического включения резервного источника питания.

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

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

Ко второй категории снабжения относятся потребители, при отключении питания которых, останавливается работа важных городских систем, на производстве возникает массовый брак продукции, есть риск выхода из строя крупных взаимосвязанных систем, циклов производства.

Помимо предприятий, ко второй категории электроснабжения относятся:

медицинские учреждения и аптечные пункты;

городские учреждения, учебные заведения, крупные торговые центры, спортивные сооружения, в которых может быть большое скопление людей;

все котельные и насосные станции, кроме тех, которые относятся к первой категории.

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

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

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

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

Максимальное допустимое число часов отключения в год и сроки восстановления энергоснабжения

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

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

Что дает разделение потребителей на категории

Разделение потребителей на категории в первую очередь позволяет правильно спроектировать тот или иной участок электросети, связать его с объединенной энергосистемой. Основная цель — построить максимально эффективную сеть, которая с одной стороны должна осуществлять в полной мере потребности в электроснабжение всех потребителей, удовлетворять требованиям по надежности электроснабжения, а с другой стороны быть максимально упрощенной с целью оптимизации средств на обслуживание и ремонт сетей.

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

Данные меры позволяют оставить в работе наиболее важных потребителей первой категории и избежать техногенных катастроф в масштабах регионов, гибели людей, аварий на отдельных объектах, материального ущерба.

В отечественных системах электроснабжения наиболее часто используется принцип горячего резерва : мощность трансформаторов ТП, ГПП (и пропускная способность всей цепи питания к ним) выбирается большей, чем этого требует поддержание нормального режима, для обеспеченна электроснабжения электроприемников I и II категории в послеаварийном режиме, когда одна цепь питания отказывает в результате аварии (или отключается планово).

Холодный резерв, как правило, не используется (хотя более выгоден по суммарной пропускной способности), ток как предусматривает автоматическое включение под нагрузку элементов сети без предварительных испытании.

adminlawsexp

голос

Рейтинг статьи

(PDF) Сравнение категорий потребителей электроэнергии на основе кластеризации схемы нагрузки с их естественными типами

Сравнение категорий потребителей электроэнергии 667

Ссылки

1. Китчин, Р .: Город в реальном времени? большие данные и умный урбанизм. GeoJournal 79 (1),

1–14 (2014)

2. Метс, К., Депюйдт, Ф., Девелдер, Ч .: Двухэтапная кластеризация схемы нагрузки с использованием быстрого вейвлет-преобразования

. IEEE Trans. Smart Grid 7 (5), 2250–2259 (2016)

3.Квак, Дж., Флора, Дж., Раджагопал, Р .: Сегментация потребления энергии домохозяйствами

с использованием почасовых данных. IEEE Trans. Smart Grid 5 (1), 420–430 (2014)

4. Фигейредо, В., Родригес, Ф., Вейл, З., Гувейя, Дж.Б .: Структура характеристики потребителя электроэнергии

, основанная на методах интеллектуального анализа данных. IEEE Trans. Мощность

Syst. 20 (2), 596–602 (2005)

5. Альберт, А., Раджагопал, Р .: Сегментация на основе интеллектуальных счетчиков: что ваше потребление говорит о вас.IEEE Trans. Power Syst. 28 (4), 4019–4030 (2013)

6. Алахакун, Д., Ю, Х .: Интеллектуальный анализ данных электросчетчиков для энергетики будущего

Системы

: обзор. IEEE Trans. Инд. Информ. 12 (1), 425–436 (2016)

7. Хабен, С., Синглтон, К., Гриндрод, П .: Анализ и кластеризация поведенческого спроса на энергию населения

потребителей с использованием данных интеллектуальных счетчиков. IEEE Trans. Smart

Grid 7 (1), 136–144 (2016)

8. Chicco, G .: Обзор и оценка эффективности методов кластеризации для группирования схем электрических нагрузок

.Energy 42 (1), 68–80 (2012)

9. Панапакидис, И.П., Алексиадис, М.К., Папагианнис, Г.К .: Характеристика потребителей электроэнергии

на основе различных репрезентативных кривых нагрузки. В: 9-я Международная конференция

по европейскому энергетическому рынку, 2012 г., стр. 1–8. IEEE (2012)

10. Хумчу, К.Ю., Конгправечнон, В.: Кластерный анализ для идентификации первичного фидера с использованием данных измерений. В: 2015 6-я Международная конференция по информации

и коммуникационным технологиям для встроенных систем, стр.1–6. IEEE (2015)

11. Wang, Y., Chen, Q., Kang, C., Zhang, M., Wang, K., Zhao, Y .: Load Profiling

и его приложение для реагирования на запросы: a рассмотрение. Tsinghua Sci. Technol. 20 (2),

117–129 (2015)

12. Vendramin, L., Campello, R.J., Hruschka, E.R .: О сравнении критериев валидности относительной кластеризации

. В кн .: СДМ, с. 73–744. SIAM (2009)

13. Рохит, С .: Алгоритмы интеллектуального анализа правил ассоциации: обзор. Int. Res. J. Eng. Technol.

3 (10), 500–505 (2016)

14.Ратод Р.Р., Гарг Р.Д .: Анализ регионального потребления электроэнергии потребителями

с использованием методов интеллектуального анализа данных и данных показаний счетчиков потребителей. Int. J. Electr.

Power Energy Syst. 78, 368–374 (2016)

15. Адди, A.M., Tarik, A., Fatima, G .: Сравнительный обзор ассоциативных правил min-

алгоритмов, основанных на подходе анализа решений по нескольким критериям. В: 2015 3rd

International Conference on Control, Engineering & Information Technology, pp.

1–6. IEEE (2015)

Как выбрать блок питания

Руководство покупателя питания: основные сведения об источниках питания

Есть старая поговорка: «Используйте правильный инструмент для работы!» Но иногда для работы существует несколько «правильных инструментов», так как же узнать, какой из них использовать? Чтобы правильно выбрать источник питания, необходимо понять некоторые важные основы.

Линия электропитания Jameco Electronics включает широкий выбор источников питания. Они обеспечивают все ваши потребности в источниках питания от настенных адаптеров и настольных источников питания до открытых / закрытых источников питания переменного тока в постоянный и преобразователей постоянного тока в постоянный / инверторов постоянного тока в переменный.Какой бы инструмент вы ни выбрали в качестве источника питания, вы можете быть уверены, что получите продукцию отличного качества, подходящую для вашей работы.

Условия подачи питания

Прежде всего, давайте проясним некоторые термины, которые часто сбивают с толку людей, но важны при выборе правильного источника питания для настенного адаптера. «Импульсные» источники питания переменного тока в постоянный по сравнению с «линейными» источниками питания часто вводят в заблуждение тех, кто с ними не знаком.

Линейные источники питания принимают входной переменный ток (обычно 120 или 240 В переменного тока), понижают напряжение с помощью трансформатора, затем выпрямляют и фильтруют входной сигнал в выход постоянного тока.

Импульсный источник питания принимает входной переменный ток, но сначала выпрямляет и фильтрует в постоянный ток, затем преобразует обратно в переменный ток на некоторой высокой частоте переключения, понижает напряжение с помощью трансформатора, затем выпрямляется и фильтруется в выход постоянного тока.

Разница между линейным и коммутационным процессами заключается в том, что они позволяют использовать разные компоненты. Линейный источник питания обычно менее эффективен, использует более крупный и тяжелый трансформатор, а также более крупные компоненты фильтра.Импульсный источник питания подразумевает более высокий КПД из-за высокой частоты переключения, что позволяет использовать более компактный и менее дорогой высокочастотный трансформатор, а также более легкие и менее дорогие компоненты фильтра. Импульсные источники питания содержат больше общих компонентов, поэтому обычно дороже.

Примечание:
Существует разница между «переключением» на стороне входа и «переключением» на стороне выхода. То, что мы только что обсудили, относится к переключению на выходной стороне.Говоря о стороне входа, существует 2 типа «переключаемых» источников питания:

1) Переключение — автоматически переключает между входами переменного тока и частотами, или
2) Переключаемый — на источнике питания есть ручной переключатель, который меняет диапазон и частота входного переменного тока.

Суммирование, хотя линейный процесс кажется более эффективным из-за более короткого процесса, импульсный источник питания на самом деле более эффективен.


Astec ACV15N4,5 — Линейный источник питания 15 В, 4,5 А
Размер: 7.0 «Д x 4,8» Ш x 2,7 «В
Mean Well PS-65-15 — Импульсный источник питания 15 В, 4,2 А
Размер: 5,0″ Д x 3,0 «Ш x 1,7» В

При разговоре о » регулируемые источники питания в сравнении с нерегулируемыми. Эти термины относятся к схеме управления источником питания.

В нерегулируемом источнике питания переключающий транзистор работает с постоянным рабочим циклом, поэтому нет ничего, что могло бы управлять выходом. Выходы не имеют определенного значения; вместо этого они слегка колеблются при приложении различных нагрузок.Только очень низкое напряжение приведет к отключению источника питания.

В регулируемом источнике питания выходная мощность поддерживается очень близкой к ее номинальной выходной мощности за счет изменения рабочего цикла для компенсации изменений нагрузки. Это обеспечивает лучшую защиту ваших устройств и более точные выходные данные.

Основные отличия регулируемых источников питания от нерегулируемых — это защита и цена. Регулируемые источники питания обеспечивают лучшую эффективность и защиту, но нерегулируемые источники питания значительно дешевле по стоимости.


Регулируемый сетевой линейный адаптер Jameco ReliaPro 12 В, 1 А
Цена за 1 штуку: $ 14,95
Jameco ReliaPro 12V, 1A Нерегулируемый линейный настенный адаптер
Цена за 1 штуку: $ 9.95
Теперь, когда вы знаете, что искать, убедитесь, что у вас есть все необходимые детали. Если по какой-то причине вы не можете найти то, что вам нужно, просто напишите нам, и мы сделаем все возможное, чтобы найти это для вас.

Есть еще вопросы? Напишите нам на [адрес электронной почты защищен]

Вернуться в центр энергоресурсов >>

Как работает источник бесперебойного питания (ИБП)?

Источник бесперебойного питания (ИБП), также известный как резервная батарея, обеспечивает резервное питание при выходе из строя обычного источника питания или падении напряжения до недопустимого уровня.ИБП обеспечивает безопасное и упорядоченное выключение компьютера и подключенного оборудования. Размер и конструкция ИБП определяют, как долго он будет обеспечивать питание.

Топологии ИБП

Различные топологии ИБП обеспечивают определенные уровни защиты электропитания. ИБП CyberPower будет принадлежать к одной из этих трех топологий: резервной, линейно-интерактивной и с двойным преобразованием.

Резервный — это самая простая топология ИБП. Резервный ИБП использует резервное питание от батареи в случае общих проблем с питанием, таких как отключение электроэнергии, падение напряжения или скачок напряжения.Когда входящая мощность электросети падает ниже или превышает безопасные уровни напряжения, ИБП переключается на питание от батареи постоянного тока, а затем инвертирует его в питание переменного тока для работы подключенного оборудования. Эти модели предназначены для бытовой электроники, компьютеров начального уровня, POS-систем, систем безопасности и другого базового электронного оборудования.

В ИБП line interactive используется технология, позволяющая корректировать незначительные колебания мощности (повышенное и пониженное напряжение) без переключения на батарею.В этом типе ИБП есть автотрансформатор, который регулирует низкие напряжения (например, отключения) и перенапряжения (например, выбросы) без необходимости переключения на батарею. Модели линейно-интерактивных ИБП обычно используются для бытовой электроники, ПК, игровых систем, электроники домашних кинотеатров, сетевого оборудования и серверов начального и среднего уровня. Они обеспечивают питание во время таких событий, как отключение электроэнергии, падение напряжения, скачок напряжения или перенапряжение.

ИБП с двойным преобразованием (онлайн) обеспечивает стабильное, чистое и почти идеальное питание независимо от состояния входящего питания.Этот ИБП преобразует входящую мощность переменного тока в постоянный, а затем обратно в переменный. Системы ИБП с этой технологией работают от изолированного источника постоянного тока 100 процентов времени и имеют нулевое время переключения, поскольку им никогда не нужно переключаться на питание постоянного тока. Системы ИБП с двойным преобразованием предназначены для защиты критически важного ИТ-оборудования, центров обработки данных, высокопроизводительных серверов, крупных телекоммуникационных установок и приложений хранения, а также современного сетевого оборудования от повреждений, вызванных отключением питания, провалом напряжения, скачком напряжения напряжение, скачок напряжения, частотный шум, изменение частоты или гармонические искажения.

Форма выходных сигналов ИБП
Системы ИБП

CyberPower имеют выходной сигнал синусоидальной или имитированной синусоидальной волны, в зависимости от модели.

Выходной синусоидальный сигнал: Выходной сигнал высочайшего качества — это синусоидальный сигнал, который представляет собой плавные повторяющиеся колебания мощности переменного тока. Системы ИБП корпоративного уровня вырабатывают синусоидальную энергию для работы чувствительного электронного оборудования. Выходной сигнал синусоиды гарантирует, что оборудование, использующее блоки питания Active PFC, не отключится при переключении с электросети на питание от батареи.

Имитация выходной синусоидальной волны: Приблизительная форма выходной синусоидальной волны. Он использует модуляцию импульсной волны для генерации ступенчатой ​​приближенной синусоидальной волны для обеспечения более экономичного резервного питания от батареи для оборудования, которое не требует выхода синусоидальной волны. Технология, используемая для производства такого типа выходной мощности, дешевле в производстве и распространена в резервных и линейных интерактивных системах ИБП.

Где можно узнать больше?

CyberPower предлагает ИБП с резервным, линейно-интерактивным и двойным преобразованием.Здесь вы найдете информацию о наших системах ИБП.

Управление источниками питания — принципы, проблемы и детали

Введение

Разработчики источников питания используют гибкие схемы контроля, последовательности и настройки питания для управления своими системами. В этой статье рассказывается, почему и как.

Мониторинг и управление растущим числом шин напряжения питания были жизненно важны для безопасности, экономии, долговечности и правильной работы электронных систем в течение многих лет, особенно для систем, использующих микропроцессоры.Определение того, находится ли шина напряжения выше порогового значения или в пределах рабочего окна — и включается или выключается это напряжение в правильной последовательности по отношению к другим шинам — критически важно для эксплуатационной надежности и безопасности.

Существует множество методов решения различных аспектов этой проблемы. Например, простая схема, использующая прецизионный резистивный делитель, компаратор и эталон, может использоваться для определения того, находится ли напряжение на шине выше или ниже определенного уровня. В генераторах сброса , таких как ADM803, эти элементы объединены с элементом задержки для удержания устройств, таких как микропроцессоры, специализированные ИС (ASIC) и процессоры цифровых сигналов (DSP), в сброс при включении питания .Этот уровень мониторинга подходит для многих приложений.

Там, где необходимо контролировать несколько шин, несколько устройств (или многоканальных компараторов и связанных с ними схем) используются параллельно, но увеличивающиеся возможности требуют мониторинга ИС, которые делают больше, чем простое сравнение пороговых значений.

Например, рассмотрим общее требование для последовательности источников питания: производитель FPGA (программируемой вентильной матрицы) может указать, что напряжение ядра 3,3 В должно подаваться за 20 мс до 5-VI / O (вход / выход ) напряжения, чтобы избежать возможных повреждений при включении устройства.Выполнение таких требований к последовательности может иметь такое же решающее значение для надежности, как и поддержание напряжения питания и температуры устройства в заданных рабочих пределах.

Также резко увеличилось количество шин питания во многих приложениях. Сложные дорогие системы, такие как коммутаторы LAN и базовые станции сотовой связи, обычно имеют линейные карты с 10 или более шинами напряжения; но даже чувствительные к стоимости потребительские системы, такие как плазменные телевизоры, могут иметь до 15 отдельных шин напряжения, многие из которых могут требовать мониторинга и определения последовательности.

Многие высокопроизводительные ИС теперь требуют нескольких напряжений. Например, отдельные напряжения ядра и ввода / вывода являются стандартными для многих устройств. В конце концов, DSP может потребовать до четырех отдельных источников питания на устройство. Во многих случаях множество устройств с несколькими источниками питания могут сосуществовать в одной системе, содержащей FPGA, ASIC, DSP, микропроцессоры и микроконтроллеры (а также аналоговые компоненты).

Многие устройства используют стандартные уровни напряжения (например, 3,3 В), в то время как другим может потребоваться напряжение, зависящее от устройства.Кроме того, может потребоваться независимая установка определенного стандартного уровня напряжения во многих местах. Например, могут потребоваться отдельные аналоговые и цифровые источники питания, такие как 3,3 В ANALOG и 3,3 В DIGITAL . Многократная генерация одного и того же напряжения может потребоваться для повышения эффективности (например, шины памяти, работающие на сотни ампер) или для удовлетворения требований к последовательности (3,3 В A и 3,3 В B ​​, необходимые для отдельных устройств в разное время).Все эти факторы способствуют распространению источников напряжения.

Мониторинг и последовательность напряжения могут стать довольно сложными, особенно если система должна быть спроектирована так, чтобы поддерживать последовательность включения питания, последовательность отключения питания и множественные реакции на все возможные неисправности на различных шинах питания в разных точках во время работы. Центральный контроллер управления питанием — лучший способ решить эту проблему.

По мере увеличения количества питающих напряжений вероятность того, что что-то пойдет не так, намного выше.Риск увеличивается пропорционально количеству расходных материалов, количеству элементов и сложности системы. Внешние факторы также увеличивают риск. Если, например, основная ASIC не полностью охарактеризована во время первоначального проектирования, разработчик источника питания должен взять на себя обязательство установить пороговые значения контроля напряжения и временные последовательности, которые могут изменяться по мере разработки спецификаций ASIC. Если требования изменятся, возможно, придется пересмотреть печатную плату — с очевидными последствиями для графика и затрат.Кроме того, спецификации напряжения питания для некоторых устройств могут изменяться в процессе их разработки. В таких обстоятельствах способ быстрой регулировки источников питания был бы полезен любому центральному администратору энергосистемы. Фактически, гибкость для контроля, последовательности и регулировки шин напряжения в таких системах является жизненно необходимой.

Оценка устойчивости выбранной защиты от сбоев и временной последовательности может быть значительной задачей, поэтому устройство, упрощающее этот процесс, ускорит оценку платы и сократит время вывода на рынок.Регистрация неисправностей и оцифрованные данные о напряжении и температуре являются полезными функциями как в полевых условиях, так и на всех этапах проектирования от ранней разработки печатной платы до оценки прототипа.

Базовый мониторинг

На рисунке 1 показан простой метод контроля нескольких шин напряжения с использованием компаратора ADCMP354 и эталонной ИС. Для каждой рейки используется индивидуальная схема. Резистивные делители уменьшают напряжение, устанавливая точку срабатывания при пониженном напряжении для каждого источника питания. Все выходы связаны друг с другом для генерации общего сигнала power-good .

Рис. 1. Обнаружение пониженного напряжения на основе компаратора с общим выходом «power-good» для системы с тремя источниками питания.

Базовая последовательность операций

На рисунке 2 показано, как можно реализовать базовую последовательность операций с дискретными компонентами, используя логические пороги вместо компараторов. Шины 12 В и 5 В были созданы в другом месте. Необходимо ввести временную задержку, чтобы гарантировать правильную работу системы. Это достигается за счет использования комбинации резистор-конденсатор (RC) для медленного увеличения напряжения затвора на n-канальном полевом транзисторе последовательно с источником питания 5 В.Значения RC выбираются таким образом, чтобы обеспечить достаточную временную задержку до того, как полевой транзистор достигнет порогового значения напряжения и начнет включаться. Шины 3,3 В и 1,8 В генерируются регуляторами с малым падением напряжения (LDO) ADP3330 и ADP3333. Время включения этих напряжений также определяется RC-цепочками. Никаких серийных полевых транзисторов не требуется, поскольку RC управляет выводом выключения (/ SD) каждого LDO. Значения RC выбраны для обеспечения достаточных задержек по времени ( t 2 , t 3 ) до того, как напряжение на выводах / SD поднимется выше их пороговых значений.

Рис. 2. Базовая дискретная последовательность для системы с четырьмя источниками питания.

Этот простой и недорогой подход к упорядочиванию источников питания требует небольшой площади на плате и вполне приемлем во многих приложениях. Он подходит для систем, в которых стоимость является основным фактором, требования к последовательности просты, а точность схемы последовательности не критична.

Но во многих ситуациях требуется более высокая точность, чем это доступно для цепей запаздывания RC. Кроме того, это простое решение не позволяет устранять неисправности структурированным образом (например,g., сбой питания 5 В в конечном итоге приведет к выходу из строя других шин).

Секвенирование с помощью ИС

На рис. 3 показано, как микросхемы упорядочивания питания ADM6820 и ADM1086 могут использоваться для точного и надежного упорядочивания шин питания в аналогичной системе. Внутренние компараторы обнаруживают, когда напряжение на шине превышает точно установленный уровень. Выходы утверждаются после программируемых задержек включения, что позволяет регуляторам ADP3309 и ADP3335 в желаемой последовательности. Пороги устанавливаются соотношениями сопротивлений; задержка устанавливается конденсатором.

Рисунок 3. Последовательность работы системы с четырьмя источниками питания с ИС мониторинга.

Доступен широкий выбор ИС для упорядочивания источников питания. Некоторые устройства имеют выходы, которые можно использовать для непосредственного включения силовых модулей, и доступны многочисленные конфигурации выходов. Некоторые из них включают в себя встроенные генераторы напряжения и накачки заряда . Это особенно полезно для низковольтных систем, которым необходимо упорядочить шины, которые генерируются в восходящем направлении, но не имеют источника высокого напряжения, такого как шина 12 В, для управления затвором полевого транзистора с каналом n .Многие из этих устройств также имеют разрешающие контакты, чтобы разрешить внешний сигнал — от кнопочного переключателя или контроллера — для перезапуска последовательности или отключения управляемых направляющих, когда это необходимо.

Интегрированное управление энергосистемой

В некоторых системах так много шин питания, что дискретные подходы, использующие большое количество ИС и устанавливающие временные и пороговые уровни с помощью резисторов и конденсаторов, становятся слишком сложными и дорогостоящими и не могут обеспечить адекватную производительность.

Рассмотрим систему с восемью шинами напряжения, для которой требуется сложная последовательность включения питания.Каждую рейку необходимо контролировать на предмет повреждений при пониженном и повышенном напряжении. В случае неисправности все напряжения могут быть отключены, или может быть инициирована последовательность отключения питания, в зависимости от механизма отказа. Действия должны выполняться в зависимости от состояния сигналов управления, а флаги должны генерироваться в зависимости от состояния источников питания. Реализация схемы такой сложности с дискретными устройствами и простыми ИС может потребовать сотен отдельных компонентов, огромного пространства на плате и значительных совокупных затрат.

В системах с четырьмя или более напряжениями может иметь смысл использовать централизованное устройство для управления источниками питания. Пример этого подхода можно увидеть на рисунке 4.

Рис. 4. Централизованное решение для контроля последовательности и мониторинга для системы с восемью источниками питания.

Централизованный мониторинг и последовательность

Семейство ADM106x Super Sequencer продолжает использовать компараторы, но с некоторыми важными отличиями. Для каждого входа выделено два компаратора, что позволяет реализовать обнаружение пониженного и повышенного напряжения, обеспечивая тем самым оконный мониторинг шин, созданных преобразователями постоянного тока ADP1821 и ADP2105 и LDO ADP1715.Ошибка пониженного напряжения — это нормальное состояние шины перед подачей питания, поэтому эта индикация используется для определения последовательности. Состояние перенапряжения обычно указывает на критическую неисправность, такую ​​как короткое замыкание полевого транзистора или катушки индуктивности, и требует немедленных действий.

Системы с большим количеством расходных материалов обычно имеют большую сложность и, следовательно, имеют более жесткие ограничения по точности. Кроме того, установка точных пороговых значений с помощью резисторов становится сложной задачей при более низких напряжениях, таких как 1,0 В и 0,9 В. Хотя допуск в 10% может быть приемлемым для шины 5 В, этот допуск обычно недостаточен для шины 1 В.ADM1066 позволяет устанавливать пороги компаратора входного детектора в пределах 1% наихудшего случая, независимо от напряжения (всего 0,6 В) — и во всем диапазоне температур устройства. Он добавляет к каждому компаратору внутреннюю фильтрацию сбоев и гистерезис. Его логические входы могут использоваться для запуска последовательности включения, отключения всех шин или выполнения других функций.

Информация из банка компараторов, поступающая в мощное и гибкое ядро ​​сценического станка, может быть использована для различных целей:

Последовательность: Когда выходное напряжение недавно включенного источника питания попадает в окно, может быть запущена временная задержка для включения следующей шины в последовательности включения питания.Возможна сложная последовательность, с несколькими последовательностями включения и выключения или совершенно разными последовательностями для включения и выключения питания.

Тайм-аут: Если задействованная шина не включается должным образом, можно предпринять соответствующие действия (например, создание прерывания или выключение системы). Чисто аналоговое решение просто зависло бы в этой точке последовательности.

Мониторинг: Если напряжение на какой-либо шине выходит за пределы предустановленного окна, можно предпринять соответствующие действия — в зависимости от неисправной шины, типа возникшей неисправности и текущего режима работы.Системы с более чем пятью источниками питания часто дороги, поэтому комплексная защита от сбоев имеет решающее значение.

Встроенная подкачка заряда используется для генерации примерно 12 В возбуждения затвора, даже если максимальное доступное напряжение системы составляет всего 3 В, что позволяет выходам напрямую управлять полевыми транзисторами серии n . Дополнительные выходы включают или отключают преобразователи или регуляторы постоянного тока в постоянный, позволяя выходу внутренне подтягиваться к одному из входов или к регулируемому напряжению на плате.Выходы также могут быть заявлены с открытым стоком. Выходы также могут использоваться как сигналы состояния, такие как power good или power-on reset. При необходимости светодиоды состояния могут управляться напрямую с выходов.

Корректировка предложения

В дополнение к мониторингу нескольких шин напряжения и обеспечению решения для сложной последовательности, интегрированные устройства управления питанием, такие как ADM1066, также предоставляют инструменты для временной или постоянной регулировки напряжения отдельных шин.Выходное напряжение преобразователя или регулятора постоянного тока может быть изменено путем регулировки напряжения в узле подстройки или обратной связи этого устройства. Обычно резистивный делитель между выходом и землей модуля устанавливает номинальное напряжение на выводе подстройки / обратной связи. Это, в свою очередь, устанавливает номинальное выходное напряжение. Простые схемы, включающие переключение дополнительных резисторов или управление переменным сопротивлением в контуре обратной связи, изменят напряжение подстройки / обратной связи и, следовательно, отрегулируют выходное напряжение.

ADM1066 оснащен цифро-аналоговыми преобразователями (ЦАП) для прямого управления узлом подстройки / обратной связи.Для максимальной эффективности эти ЦАП не работают между землей и максимальным напряжением; вместо этого они работают через относительно узкое окно с центром на номинальном уровне подстройки / обратной связи. Значение ослабляющего резистора масштабирует инкрементное изменение на выходе силового модуля с каждым изменением младшего разряда ЦАП. Эта регулировка открытой петли обеспечивает рентабельность-вверх и вниз Запас уровней эквивалентные тем, которые получают путем коммутации цифрового сопротивления в цепи опорного сигнала, и будет регулировать выход к аналогичной точности.

ADM1066 также включает 12-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) для измерения напряжения питания, поэтому можно реализовать схему регулировки питания с обратной связью . При заданной настройке выхода ЦАП выходное напряжение силового модуля оцифровывается АЦП и сравнивается с заданным напряжением в программном обеспечении. Затем можно настроить ЦАП для калибровки выходного напряжения как можно ближе к целевому напряжению. Эта схема с обратной связью обеспечивает очень точный метод регулировки подачи.При использовании метода с обратной связью точность внешних резисторов не имеет значения. На рисунке 4 выходное напряжение DC-DC4 регулируется одним из встроенных ЦАП.

Есть два основных применения схемы регулирования подачи. Первый — это концепция с маржированием источников питания, т. Е. Проверка реакции системы на работу с источниками питания на границах указанного диапазона напряжения питания оборудования. Производители оборудования для передачи данных, телекоммуникаций, сотовой инфраструктуры, серверов и сетей хранения данных должны тщательно тестировать свои системы перед отправкой конечным клиентам.Все источники питания в системе должны работать с определенным допуском (например, ± 5%, ± 10%). Маржа позволяет отрегулировать все расходные материалы на борту до верхнего и нижнего пределов допустимого диапазона с проведением тестов для обеспечения правильной работы. Централизованное устройство управления питанием с возможностью регулировки питания можно использовать для выполнения этого испытания на запас, при этом сводя к минимуму потребность в дополнительных компонентах и ​​площади печатной платы, необходимой для выполнения функции, которая требуется только один раз — во время испытания запаса на испытательном полигоне производителя.

Четыре- углов Испытание, т. Е. Испытание в рабочем диапазоне напряжения и температуры оборудования, часто требуется, поэтому ADM1062 объединяет измерение температуры и обратное считывание в дополнение к схеме запаса источника питания с обратной связью.

Второе применение схемы регулировки подачи — это компенсация колебаний подачи системы в полевых условиях. У таких различий много причин. В краткосрочной перспективе довольно часто напряжения незначительно изменяются при изменении температуры.В долгосрочной перспективе некоторые значения компонентов могут незначительно изменяться в течение срока службы продукта, что может привести к дрейфу напряжения. Цепи АЦП и ЦАП можно активировать периодически (например, каждые 10, 30 или 60 секунд) в сочетании с циклом программной калибровки, чтобы поддерживать напряжение там, где оно должно быть.

Гибкость

ADM1066 имеет встроенную энергонезависимую память, что позволяет его перепрограммировать столько раз, сколько необходимо, в то время как потребности системы в последовательности и мониторинге развиваются в процессе разработки.Это означает, что проектирование аппаратного обеспечения может быть завершено на ранних этапах процесса создания прототипа, а оптимизация мониторинга и последовательности может выполняться по мере выполнения проекта.

Такие функции, как цифровое измерение температуры и напряжения, упрощают и ускоряют процесс оценки. Инструменты маржирования позволят регулировать шины напряжения во время цикла разработки. Таким образом, в ситуации, когда ключевой ASIC, FPGA или процессор также находятся в разработке, а уровни напряжения питания или требования к последовательности находятся в постоянном изменении по мере поставки новых версий кремния, простую настройку можно выполнить через графический интерфейс программного обеспечения. .Таким образом, устройство управления питанием можно перепрограммировать за несколько минут, чтобы учесть изменения, без необходимости физического изменения компонентов на плате или, что еще хуже, перепроектирования оборудования.

Заключение

Растущее количество шин напряжения и появление последовательности источников питания повысили требования к проектировщикам питания во всех видах устройств и систем — от ноутбуков, телевизионных приставок и автомобильных систем до серверов и хранилищ, сотовой связи. базовые станции и системы Интернет-маршрутизации и коммутации.Также представляют интерес более строгие процедуры тестирования, новые уровни сбора информации и быстрое и простое программирование, особенно в системах среднего и высокого уровня. Для повышения устойчивости и надежности, а также для добавления этих жизненно важных новых функций доступно множество новых интегральных схем управления питанием, которые помогают решать эти проблемы безопасно, эффективно и с минимальной площадью платы, сокращая при этом время вывода на рынок.

Внимательный взгляд на спецификации блока питания уровня VI

, автор Jeff Schnabel, CUI Inc.

Спецификации эффективности источников питания

DOE нацелены на более широкий спектр источников питания для экономии энергии и сокращения выбросов парниковых газов.

Не утихает энтузиазм рынка по поводу новых высокотехнологичных устройств. Ассоциация потребительской электроники в своем отчете по продажам и прогнозам потребительской электроники в США за июль 2015 года предсказала, что общий доход отрасли вырастет на 2,4% до 285 млрд долларов. Основные факторы включают продолжающийся рост продаж смартфонов и ноутбуков / нетбуков, а также появление новых категорий, дающих покупателям больше причин тратить.К ним относятся телевизоры 4K сверхвысокой четкости, технологии подключенного дома и носимые устройства.

С другой стороны, правительства пытаются ограничить спрос на электроэнергию, как для обеспечения стабильности сети, так и для борьбы с изменением климата. По мере того как продажи крупносерийной бытовой электроники продолжают расти, связанная с этим нехватка ресурсов требует принятия более эффективных мер по повышению энергоэффективности. Ключевой проблемой является потеря энергии, когда электрические устройства находятся в режиме ожидания. В 1998 году это оценивалось примерно в 5% всей произведенной электроэнергии.

Инициативы экологического дизайна, такие как Energy Star в США и ErP в ЕС, были разработаны для ограничения как активной, так и резервной мощности оборудования, такого как телевизоры, телевизионные приставки, компьютеры и бытовая техника. Внешние адаптеры питания оборудования, такого как портативные компьютеры и оргтехника, также подверглись тщательной проверке. В 2004 году Калифорния стала первой властью, которая ввела обязательные спецификации по снижению энергии, рассеиваемой внешними источниками питания.

Сегодня Международный протокол маркировки энергоэффективности для внешних источников питания является всемирно принятой структурой, устанавливающей ограничения на потребление в режиме ожидания и средний КПД для таких адаптеров.В рамках этой концепции последней спецификацией является уровень VI, который был представлен Министерством энергетики США 10 февраля 2016 г. Для этого требуются любые внешние источники питания, изготовленные после этой даты и отправленные в США, чтобы соответствовать новым целям эффективности. . По оценкам Министерства энергетики, этот более строгий стандарт позволит сократить выбросы CO 2 на 47 миллионов тонн ежегодно.

Новая спецификация, более жесткие цели
Новые спецификации уровня VI требуют более высокой средней эффективности и более низкого энергопотребления без нагрузки по сравнению с нынешними источниками питания уровня V.Новая спецификация уровня VI также значительно сложнее предыдущих версий. В настоящее время определены несколько категорий источников питания, и впервые будут регламентированы новые классификации. Некоторые из новых регулируемых продуктов включают источники питания с несколькими напряжениями, а также с источниками питания с одним напряжением более 250 Вт. Включая эти мощные адаптеры, уровень VI окажет значительное влияние на рынки промышленного оборудования, ранее не охваченные маркировкой. протокол.

Примеры основных источников питания с одним напряжением включают источники, используемые маршрутизаторами, телевизионными приставками, портативными промышленными устройствами и другими бытовыми электронными устройствами в диапазоне мощности от 1 до 49 Вт.Оборудование инфраструктуры телекоммуникационной сети, бытовая техника и офисное оборудование являются типичными приложениями в диапазоне от 49 до 250 Вт, в то время как промышленные устройства с двигателями или лазерами будут охватывать категорию выше 250 Вт.

Требуемые уровни эффективности для нескольких категорий, изложенных в стандарте уровня VI, указаны как расчет, включающий выходную мощность источника питания. Проведение некоторых из этих расчетов для базовых и низковольтных источников питания показывает, что стандартное различие между базовым и низким напряжением, по-видимому, применяет менее строгие требования к источникам низкого напряжения.Это, безусловно, помогает обеспечить экономическую жизнеспособность производства таких расходных материалов на более чувствительном к цене рынке потребительских товаров и устройств домашней автоматизации, которые попадают в эту категорию. Точно так же расчет эффективности по стандарту показывает, что категория ≤1-W, по-видимому, имеет относительно нетребовательные характеристики эффективности 66% или меньше. Но в настоящее время внешние адаптеры с такими низкими уровнями мощности встречаются редко.

В новой спецификации также проводится различие между прямым и косвенным действием.Это относится только к агрегатам, предназначенным для прямой работы. Прямые источники питания определяются как способные работать в конечном продукте без батареи. Непрямой источник питания — это не зарядное устройство для аккумулятора, но он не может работать с конечным продуктом без помощи аккумулятора.

Некоторые классы источников прямого питания освобождены от необходимости соответствовать Уровню VI. К ним относятся устройства, которые требуют одобрения FDA в качестве медицинского устройства в соответствии с разделом 360c раздела 21, а также источники питания переменного / постоянного тока с выходным напряжением на паспортной табличке менее 3 В и выходным током на паспортной табличке, превышающим или равным 1000 мА, которые заряжают аккумулятор продукт, который полностью или преимущественно приводится в действие двигателем.

Эффективность по сравнению с выходной мощностью
График зависимости уровней эффективности от выходной мощности блока питания показывает, как спецификация средней эффективности уровня VI для блоков питания сочетается с более ранними спецификациями уровня IV и уровня V.

Внутренние изменения
Производители источников питания обычно обнаружили, что уровни эффективности VI уровня не могут быть достигнуты с теми же конструкциями источников питания, которые использовались для уровней V или более ранних. Таким образом, новые топологии обычно необходимы для удовлетворения более строгих требований к эффективности.Например, CUI предвосхитил новые правила уровня VI, представив соответствующие адаптеры уже во второй половине 2014 года. Для удовлетворения новых, более строгих целей, основанных на установленных топологиях CUI, потребовались важные изменения в конструкции. Для блоков мощностью менее 120 Вт это обратная топология, в то время как адаптеры мощностью более 120 Вт используют резонансную топологию LLC.

Уровень V и VI
Сравнение эффективности эквивалентных источников питания уровней V и VI, измеренное при 25, 50, 75 и 100% полной нагрузки (7.5 В, 4 А) показывает, что эффективность Уровня VI повышается на всех уровнях, и особенно при более низких нагрузках.

Чтобы соответствовать более жестким стандартам, низковольтные / сильноточные модели теперь имеют синхронное выпрямление во вторичной обмотке. Замена обычных выпрямительных диодов на полевые МОП-транзисторы с низким RDS (ON) устранила потери в диодах, что привело к чистой экономии, если принять во внимание мощность для работы соответствующей ИС контроллера полевого МОП-транзистора.

Стратегия управления ШИМ значительно отличается от стратегии предыдущего поколения.В адаптерах CUI уровня V основная управляющая ИС обычно работает на фиксированной частоте 65 кГц, но новейшие контроллеры для устройств уровня VI повышают эффективность при падении нагрузки за счет снижения частоты переключения до 22 кГц. Повышение эффективности при малой нагрузке важно, потому что одобренный МЭК метод испытаний для оценки средней эффективности (AS / NZS 4665) требует измерения мощности при 25, 50, 75 и 100% номинальной нагрузки. Затем вычисляется среднее арифметическое данных по всем четырем точкам для определения общей средней эффективности.Поскольку КПД при нагрузке 25% является наименьшим из четырех пунктов, повышение производительности при небольшой нагрузке приводит к повышению средней эффективности.

Кроме того, новейшие контроллеры потребляют меньший ток покоя, чем их предшественники. Это помогает достичь агрессивных целей уровня VI без нагрузки.

Тщательное управление схемой коррекции коэффициента мощности (PFC) — еще одна особенность новых устройств уровня VI. Хотя PFC является обязательной для блоков питания мощностью 90 Вт и выше, схему можно отключить при более низких нагрузках.Это исключает значительные потери энергии, тем самым помогая улучшить как средний КПД, так и потребление холостого хода. Шум пульсации может быть немного выше, когда схема PFC отключена, но это не должно быть проблемой для большинства приложений.

Несмотря на изменения в конструкции, большинство новых устройств Level VI сохраняют те же размеры корпуса и внешний вид, что и более ранние модели. С другой стороны, более высокий средний КПД помог снизить типичные рабочие температуры, что привело к повышению надежности.

Вот спецификации для всех категорий, определенных в спецификации уровня VI. Обратите внимание, что источники питания низкого напряжения определяются как имеющие выходное напряжение менее 6 В и выходной ток более 550 мА. Базовое напряжение относится к источнику питания, который не является источником питания низкого напряжения.

Обязательное соответствие
Новые стандарты эффективности уровня VI для внешних источников питания в настоящее время являются обязательными только в США, но на практике они вынуждают OEM-производителей по всему миру корректировать свои механизмы закупок и цепочки поставок.В любом случае исторические закономерности предполагают, что другие территории, такие как ЕС, скорее всего, сами примут спецификацию уровня VI.

Обычно более экономично и просто отправлять продукты с одним и тем же типом источника питания на все рынки по всему миру, поэтому имеет смысл обеспечить соответствие всех устройств самым высоким стандартам, действующим в настоящее время. Это помогает свести к минимуму проблемы, связанные с управлением продуктом, и избежать возможных дорогостоящих ошибок при доставке.

Блоки питания

уровня VI доступны на рынке уже более года, и производители оригинального оборудования имеют все возможности подготовиться к переходу на уровень VI.Всем, кто не уверен, соответствуют ли блоки питания, которые они сейчас покупают, требованиям, следует обратить внимание на маркировку уровня VI на этикетке или уточнить у своего поставщика.

Список литературы

Дополнительная информация о стандарте уровня VI: www.cui.com/efficiencystandards

% PDF-1.4 % 195 0 объект > эндобдж xref 195 75 0000000016 00000 н. 0000002443 00000 н. 0000002615 00000 н. 0000002659 00000 н. 0000002686 00000 н. 0000002736 00000 н. 0000002793 00000 н. 0000003163 00000 п. 0000003271 00000 н. 0000003378 00000 н. 0000003487 00000 н. 0000003595 00000 н. 0000003674 00000 н. 0000003751 00000 п. 0000003829 00000 н. 0000003907 00000 н. 0000003985 00000 н. 0000004063 00000 н. 0000004141 00000 п. 0000004219 00000 н. 0000004297 00000 н. 0000004375 00000 н. 0000004453 00000 п. 0000004530 00000 н. 0000004608 00000 н. 0000005654 00000 н. 0000006678 00000 н. 0000007747 00000 н. 0000008675 00000 н. 0000008828 00000 н. 0000008974 00000 н. 0000009121 00000 п. 0000009148 00000 н. 0000009715 00000 н. 0000009742 00000 н. 0000010381 00000 п. 0000011463 00000 п. 0000012274 00000 п. 0000013018 00000 п. 0000013703 00000 п. 0000013773 00000 п. 0000013866 00000 п. 0000017907 00000 п. 0000018205 00000 п. 0000019231 00000 п. 0000019301 00000 п. 0000019405 00000 п. 0000024622 00000 п. 0000024921 00000 п. 0000025964 00000 н. 0000026040 00000 п. 0000026110 00000 п. 0000026200 00000 н. 0000027297 00000 н. 0000027606 00000 п. 0000028639 00000 п. 0000028666 00000 п. 0000029013 00000 п. 0000036682 00000 п. 0000036721 00000 п. 0000036778 00000 п. 0000036929 00000 п. 0000037007 00000 п. 0000037055 00000 п. 0000037241 00000 п. 0000037468 00000 п. 0000037651 00000 п. 0000037839 00000 п. 0000038066 00000 п. 0000038249 00000 п. 0000038356 00000 п. 0000038403 00000 п. 0000038503 00000 п. 0000038547 00000 п. 0000001796 00000 н. трейлер ] / Назад 729259 >> startxref 0 %% EOF 269 ​​0 объект > поток hb«b«d, bb @

Что такое источник бесперебойного питания?

Источник бесперебойного питания (ИБП) — это устройство, которое позволяет компьютеру продолжать работать хотя бы короткое время при потере основного источника питания.Устройства ИБП также обеспечивают защиту от скачков напряжения.

ИБП содержит батарею, которая «срабатывает», когда устройство обнаруживает потерю мощности от основного источника. Если конечный пользователь работает на компьютере, когда ИБП уведомляет о потере мощности, у него есть время, чтобы сохранить все данные, над которыми он работает, и выйти до того, как разрядится вторичный источник питания (батарея). Когда все электричество заканчивается, все данные в оперативной памяти (RAM) вашего компьютера стираются. Когда происходят скачки напряжения, ИБП перехватывает скачки напряжения, чтобы не повредить компьютер.

ИБП в дата-центре

Каждый ИБП преобразует входящий переменный ток в постоянный через выпрямитель и преобразует его обратно с помощью инвертора. Батареи или маховики накапливают энергию для использования в случае отказа электросети. Схема байпаса направляет мощность вокруг выпрямителя и инвертора, нагружая IT-нагрузку входящей мощностью от электросети или генератора.

Хотя системы ИБП обычно называют системами с двойным преобразованием, линейно-интерактивными и резервными, эти термины используются непоследовательно, и производители реализуют их по-разному: По крайней мере, одна система допускает любой из трех режимов.Международная электротехническая комиссия (IEC) i приняла более технически описательную терминологию в стандарте IEC Std. 62040.

Типы ИБП и их основные характеристики

Независимые от напряжения и частоты (VFI): Системы ИБП, не зависящие от напряжения и частоты (VFI), называются двойным или двойным преобразованием, поскольку входящий переменный ток выпрямляется в постоянный, чтобы поддерживать заряд аккумуляторов и управлять инвертором. Инвертор восстанавливает стабильную мощность переменного тока для работы ИТ-оборудования.

Рисунок 1.

При сбое питания аккумуляторы приводят в действие инвертор, который продолжает работать с IT-нагрузкой. При восстановлении питания от электросети или от генератора выпрямитель подает постоянный ток (DC) на инвертор и одновременно заряжает батареи. Инвертор работает постоянно. Вход электросети полностью изолирован от выхода, а байпас используется только для обеспечения безопасности при техническом обслуживании или в случае внутренней неисправности электроники. Поскольку питание ИТ-оборудования не прерывается, вакуумный прерыватель неисправности (VFI) обычно считается наиболее надежной формой ИБП.Большинство систем синхронизируют выходную частоту с входной, но в этом нет необходимости, поэтому она по-прежнему считается частотно-независимой.

Рисунок 2.

Каждое преобразование энергии приводит к потерям, поэтому потраченная впустую энергия исторически считалась ценой максимальной надежности.

Независимость от напряжения (VI): Независимость от напряжения (VI) или линейно-интерактивные ИБП имеют контролируемое выходное напряжение, но ту же выходную частоту, что и входную. В развитых странах частотная независимость редко вызывает озабоченность по поводу электроснабжения.Электроэнергия подается непосредственно на выход и ИТ-оборудование, а выпрямитель поддерживает заряд аккумуляторов. Инвертор работает параллельно с выходом, компенсируя провалы напряжения и действуя как активный фильтр для скачков напряжения и гармоник. Потери выпрямителя и инвертора возникают только при колебаниях входящей мощности. Маховики и моторные / генераторные установки также квалифицируются как VI.

Рисунок 3.

При пропадании входящего питания или выходе напряжения за допустимый диапазон байпас быстро отключается от входа, и аккумулятор приводит в действие инвертор.Когда входная мощность восстанавливается, байпас повторно включает вход, повторно заряжает батареи и поддерживает постоянное выходное напряжение. Поставщики ИБП, использующие параллельные источники питания, не заявляют о потере надежности. Результат — около 98% энергоэффективности.

Рисунок 4.

Зависимый от напряжения и частоты (VFD): Зависимый от напряжения и частоты (VFD), или резервный ИБП, по своим функциям аналогичен VI и иногда ошибочно называется линейно-интерактивным. В обычных системах VFD инвертор выключен, поэтому для начала выработки энергии может потребоваться от 10 до 12 миллисекунд (мс).Эта поломка может привести к сбою серверов, в результате чего устаревшие ИБП с частотно-регулируемым приводом плохо подходят для центров обработки данных.

Рисунок 5.

В новых концепциях ЧРП инвертор вырабатывает мощность в течение 2 мс после активации. Байпас обычно задействован, как и в случае с VI, поэтому оборудование работает напрямую от электросети или генератора. Поскольку инвертор не работает до тех пор, пока не пропадет питание, нет контроля напряжения или потребляемой мощности, что обеспечивает КПД до 99%. Сбой питания или выходное напряжение за пределы диапазона размыкает переключатель байпаса, отключая вход от выхода; инвертор начинает работать от батарей.Выпрямитель достаточно большой, чтобы поддерживать заряд аккумуляторов.

Рисунок 6.

Преимущества и недостатки ИБП

Преимущества использования источников бесперебойного питания:

  • Нет задержки между переключением с основного источника питания на ИБП.
  • Может лучше поддерживать критически важные инструменты по сравнению с генераторами.
  • Потребители могут выбрать тип и размер ИБП в зависимости от количества энергии, которое им необходимо для подачи на устройство.
  • ИБП молчат.
  • Обслуживание систем ИБП дешевле по сравнению с генераторами.

К недостаткам использования источников бесперебойного питания относятся:

  • Невозможность запускать тяжелые электроприборы из-за того, что ИБП разряжены от батарей.
  • Если используются некачественные батареи, пользователи могут часто их заменять.
  • ИБП
  • может потребоваться профессиональная установка.

ИБП VS. генераторы, сетевые фильтры, инверторы и АРН

В отличие от ИБП, генераторы не обеспечивают бесперебойную работу устройств после потери основного устройства.Однако генераторы обеспечивают питание в течение более длительного периода времени по сравнению с ИБП. Системы ИБП не обеспечивают питание так долго, потому что они питаются от батарей.

Устройства защиты от перенапряжения (ограничители) помогают предотвратить скачки напряжения и скачки высокого напряжения. Однако устройства защиты от перенапряжения не работают во время перебоев в подаче электроэнергии или в случаях отключения основного источника питания.

Силовые инверторы — это устройства, которые преобразуют постоянный ток в переменный. Силовые инверторы обычно подключаются к внешнему источнику постоянного тока и непрерывно преобразуют ток в переменный.В инверторах питания обычно используется одна или несколько батарей для хранения энергии. При использовании инверторов мощности возникает задержка в передаче мощности от первичного источника питания к вторичному источнику питания при отключении основного питания.

Автоматические регуляторы напряжения (АРН) будут контролировать входное напряжение, чтобы минимизировать колебания напряжения. АРН обычно используются как в преобразователях мощности, так и в инверторах.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *