Проектная документация в pdf

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Главная схема

Главная схема электростанции обеспечивает выдачу 100% расчетной рабочей мощности во всех режимах работы рыбоперерабатывающего комплекса и может иметь в наличии резервную генераторную мощность.

Согласно данных потребляемых электрических нагрузок, максимальная рабочая потребляемая мощность составляет 2019 кВт. Установленная генераторная мощность 3-х ДГУ составляет 2,44 МВт, что обеспечивает резерв мощности. Группа ДГУ всегда имеет возможность включения в работу дизельной станции SDMO X1250 мощностью 1000 кВт или SDMO V550 C2 440 кВт.

Распредустройство системы гарантированного электроснабжения (СГЭ) выполнено в виде 3-х шкафов, подключенных к 3-м секциям ВРУ. Шкафы с выключателями в нормальном режиме отключены. При пропадании напряжения на определенной секции ВРУ и отсутствии его в течении определенного времени, соответствующий генератор запускается и подключается к шинам секции с одновременным отключением основного ввода данной секции.

Распредустройства, шинопроводы и силовые кабели выбраны в соответствии с максимальными токами короткого замыкания по термической и электродинамической стойкости.

Коммутационная аппаратура соответствует токам КЗ по отключающей способности.

Управление генераторами и выключателями СГЭ местное на панелях управления генераторов. С главного щита управления завода в диспетчерской обеспечен контроль состояния выключателей и нормального или аварийного состояния генераторов.

1.2. Система электроснабжения.

Группа ДГУ, установленной мощностью 2,44 МВт, предназначена для работы в аварийном режиме (отсутствием напряжения на основном вводе ВРУ) и проектируется на базе 2-х дизельных генераторов по 1250 кВА типа X1250 и 1-го генератора 550 кВА типа V550 C2 фирмы SDMO.

3 генератора G-1, G-2 и G-3 подключаются на 3 секционные шины распределительного устройства ВРУ завода.

Автоматическое включение генераторов G-1, G-2 и G-3 обеспечивается при помощи панели управления типа MICS Kerys фирмы SDMO. Генераторы оборудованы штатными наборами защит.

Распределительные устройства ввода проектируются на основе шкафов, аппаратов и шинопроводов фирмы Schneider Electric, устанавливаемых в резервном помещении (29) см. «План расположения оборудования и кабельных трасс». Все электротехническое оборудование, которое может оказаться под напряжением при нарушении изоляции, присоединяется к заземлению системы ГЭ, соединенного в свою очередь с заземляющим устройством ВРУ завода.

1.3. Оборудование электростанции

В состав системы гарантированного электроснабжения (СГЭ) входят:

2 дизельные генераторные установки X1250 фирмы SDMO мощностью 1000 кВт каждая в контейнерном исполнении;

Дизельная установка V550 фирмы SDMO мощностью 440 кВт в защитном кожухе;

Систему ввода (подключения) гарантированного электроснабжения;

Система снабжения СГЭ дизтопливом;

Собственных нужд СГЭ (шкаф СНГП).

Режим работы дизельных станций - пиковый.

Система ГЭ представляет собой функциональный комплекс, включающий кроме дизельных агрегатов, необходимые системы ввода ГЭ, автоматики, контроля и управления.

Суммарная электрическая мощность системы СГЭ -3050 кВА. Род тока - переменный, 3-х фазный, частота 50 Гц. Номинальное напряжение - 0,4 кВ. Распределительные устройства ввода резерва рассчитаны на коммутацию и передачу трехфазного переменного тока напряжением 0,4 кВ и 4800 А суммарного тока.

Группа из 3-х ДГУ предназначена для работы в автономном режиме. В комплекс каждой ДГУ входит собственное распределительное устройство 0,4 кВ для ввода (подключения) генераторов G-1 ÷ G-3 к секциям ВРУ.

На каждой дизельной станции установлены пульты управления MICS Kerys. Автоматизированная система управления (пульт управления MICS Kerys) обеспечивает режим работы с выработкой электроэнергии по нагрузке (в пределах номинальной мощности генераторов).

На выходе генераторов установлен блок коммутации типа AIPR, (для дизельных станций X1250 в комплекте с ДГУ для (существующей) ДГУ V550 C2 отдельно заказывается блок AIPR 1250 А.

1.4. Электроснабжение собственных нужд СГЭ.

Питание потребителей собственных нужд СГЭ - от ВРУ предусматривается по I категории надежности. Шкаф собственных нужд СГЭ СНГП имеет два независимых ввода с разных секций ВРУ завода и автоматический ввод резерва на вводе.

На отходящих фидерах СНГП предусматривается установка автоматических выключателей для защиты от токов КЗ и токов перегрузки. Кабельные трассы от СНГП предполагается выполнить открыто в стальном лотке на кабельных полках и в стальных трубах при вводе в ДГУ и проходе в стенах.

1.5. Заземление системы гарантированного электроснабжения.

В качестве заземлителя СГЭ проектируется создание заземляющего устройства, состоящего из вертикальных электродов стального уголка l=3м, соединенных между собой стальной полосой 50х5 мм, присоединяемого к заземляющему устройству ВРУ завода.

Сопротивление совмещенного заземляющего устройства - не более 4 Ом. Проектом предусматривается система заземления TN-C-S.

В резервном помещении шкафов ввода гарантированного питания сооружается внутренний контур заземления, который соединяется с заземляющим устройством и с металлическими корпусами шкафов ввода ГЭ. В этом помещении происходит разделение проводника PEN на PE и N. Соединение шкафов ввода ГЭ с ВРУ завода осуществляется 5-ти проводными шинопроводами с разделенными PE и N.

АВТОМАТИЗАЦИЯ

В настоящем комплекте проектной документации разработаны следующие системы автоматики и управления:

Система контроля напряжения на основных вводах секций ВРУ и автоматического запуска и подключения ДГУ к соответствующим секциям;

Система автоматической подачи топлива из резервной емкости в баки генераторов в зависимости от их наполнения.

Систем автоматического запуска и подключения ДГУ выполнена на базе пульта управления MICS Kerys, входящего в комплект поставки (для существующего G-3 заказывается отдельно).

Система автоматической подачи топлива управляется специальным контроллером для групп насосов типа САУ-МП в зависимости от положения датчиков уровня в топливных баках ДГУ.

Контроль работы SDMO V550 C2 и SDMO X1250 осуществляется путем подключения штатных панелей управления агрегатов к кабельной сети и передачи основных «состояний» систем в диспетчерскую.

Рабочее место оператора размещено в диспетчерской завода пом.29 см. «План расположения оборудования и кабельных трасс».

При выходе значений контролируемых параметров дизельных станций за пределы заданных уставок, автоматика станции (MICS Kerys) формирует событие «Авария» и передает его в диспетчерскую по кабельному каналу.

Питание контроллеров (панелей MICS Kerys) выполняется от собственных нужд дизельной станции, а выше от шкафа СНГП.

1.1. Необходимость в создании системы

Основная проблема, с которой приходится сталкиваться при решении вопроса о необходимости установки на объект дизель-генераторной установки (ДГУ) и источника бесперебойного электропитания (ИБП) - это обеспечение электроснабжения в случае исчезновения напряжения основной питающей сети потребителей I категории и потребителей I категории особой группы согласно ПУЭ.

К сожалению, на практике, нередкие ситуации выхода из стоя оборудования распределительной трансформаторной понижающей подстанции (РТП 10/0,4кВ или РТП 6/0,4кВ), сбой в электросетях района и т.п. Поэтому, 2-х вводов от РТП, как требует ПУЭ, на практике бывает недостаточно и на таких объектах существует необходимость в установке дизель-генераторной станции - гарантированное электропитание, и источников бесперебойного электропитания - бесперебойное электропитание.

Система гарантированного электропитания служит для обеспечения электроэнергией требуемого качества (ГОСТ 13109-87) потребителей I категории (ПУЭ гл.1.2.17), в случае исчезновения напряжения основной питающей сети.

Система бесперебойного электропитания служит для обеспечения электроэнергией требуемого качества (ГОСТ 13109-87) без разрыва синусоиды питающего напряжения потребителей I категории особой группы (ПУЭ гл.1.2.17).

2. Описание решения

2.1. Общие сведения

Система гарантированного электроснабжения должна обеспечивать:
• гарантированное электропитание подключенных потребителей;
• автоматический запуск (суммарно не менее 3 попыток) дизель-генератора через 9 секунд при отклонении параметров основной внешней сети электропитания за пределы требования ГОСТ 13109-87 или полном ее исчезновении;
• автоматическое переключение нагрузки с основной внешней сети электропитания на дизель-генератор и обратно;
• выдача сигнала тревоги на пост диспетчера в случае аварийного события с оборудованием ДГУ

Система бесперебойного электроснабжения должна обеспечивать:
• бесперебойное электропитание (без разрыва синусоиды питающего напряжения) потребителей, подключенных через ИБП; Полностью регулируемое выходное напряжение.
• выходное напряжение чистой синусоидальной формы;
• высокий КПД;
• совместимость с дизель-генераторами с коэффициентом запаса мощности не более 1,3;
• максимальную защиту против всплесков, скачков, перепадов и отключений напряжения;
• возможность параллельного включения нескольких ИБП;
• возможность автономной поддержки нагрузки в течение 20мин.;
• возможность бесперебойного переключения нагрузки на питание от внешней электросети через встроенный и внешний байпас;
• гальваническую развязку входных и выходных цепей;
• дистанционный мониторинг и управление параметрами ИБП.

2.2. Структура решения

В зависимости от требований к электропитанию потребителей, используются разные варианты построения схем электропитания. Рассмотрим несколько вариантов.

2.2.1. Использование на объекте схемы гарантированного электропитания

Если на объекте в качестве резервного источника электропитания используется только дизель-генераторная установка, то такая схема называется схемой гарантированного электропитания, а потребители, получающие электропитание от ДГУ в случае исчезновения напряжения основной питающей сети - потребители гарантированного электропитания.

Такую схему целесообразно использовать в случаях частого исчезновения напряжения основной питающей сети и отсутствии на объекте потребителей I категории особой группы, которым необходимо для нормального функционирования электропитание без разрыва синусоиды питающего напряжения.

2.2.2. Использование на объекте схемы бесперебойного питания

Если на объекте в качестве резервного источника электропитания используется только источник бесперебойного электропитания, то такая схема называется схемой бесперебойного электропитания, а потребители, получающие электропитание от ИБП в случае исчезновения напряжения основной питающей сети - потребители бесперебойного электропитания.

Такую схему целесообразно использовать в случаях нечастого и кратковременного исчезновения напряжения основной питающей сети и при наличии на объекте потребителей I категории особой группы.

2.2.3. Использование на объекте схемы бесперебойного и гарантированного питания совмещённо

Если на объекте в качестве резервного источника электропитания используется и дизель-генераторная установка, и источник бесперебойного электропитания, то такая схема называется схемой повышенной надёжности с использованием бесперебойного и гарантированного электропитания.

В случае исчезновения напряжения основной питающей сети - на ДГУ поступает команда на его запуск. В момент запуска ДГУ (5-10сек.) потребители гарантированного электропитания, кратковременно остаются без напряжения. Электроснабжение потребителей гарантированного электропитания восстанавливается при выходе ДГУ на номинальную частоту и напряжение.

Во время запуска ДГУ, ИБП переходит на аккумуляторные батареи, и питание потребителей бесперебойного электропитания осуществляется от батарей ИБП столько времени, сколько необходимо для запуска дизель-генераторной установки. Таким образом, питание потребителей бесперебойного электропитания осуществляется без разрыва синусоиды питающего напряжения.

При восстановлении питающего напряжения внешней энергосети при переключении потребителей от ДГУ к внешней питающей сети, потребители гарантированного электропитания кратковременно остаются без напряжения. Таким образом, питание потребителей переходит в нормальный режим. Дизель-генераторная установка, после полного останова, переходит в дежурный режим.

Питание от ДГУ возможно в течение промежутка времени, определяемого запасом топлива в топливном баке ДГУ и удельным расходом топлива (величина этого параметра зависит от нагрузки), а также возможностью дозаправки ДГУ во время работы. Если энергоснабжение от основного ввода не восстановится до окончания ресурса топлива в штатном топливном баке, то блок автоматики ДГУ остановит дизель-генератор.

Такую схему целесообразно использовать для объектов, требующих повышенной надежности электропитания.

3. Создание системы бесперебойного и гарантированного электроснабжения на объекте

3.1. Необходимые условия для создания на объекте схемы гарантированного электропитания

При создании на объекте схемы гарантированного электропитания необходимо учесть следующие требования:
• дизель-генераторные установки должны иметь показатель наработки на отказ не менее 40000 часов;
• эксплуатация ДГУ с загрузкой по мощности менее 50% длительное время не рекомендуется, а с загрузкой менее 30% - ведет к отказу поставщика от гарантийных обязательств на оборудование;
• время экстренного старта и приема нагрузки из режима ожидания в горячем резерве не более 9 сек.
• обеспечить возможность проведения ремонтных работ и регламентного обслуживания дизель-генераторной установки без нарушения нормальной работы системы электроснабжения;
• обеспечить дистанционный контроль работы ДГУ;
• исключить возможность параллельной работы ДГУ с внешней системой электроснабжения;

3.2. Необходимые условия для создания на объекте схемы бесперебойного электропитания

• одиночный отказ любого элемента СБП не должен приводить к полной потере работоспособности системы;
• средний срок службы СБП не менее 10 лет;
• избегание перегрузок нейтральных кабелей входных электросетей и оборудования трансформаторных подстанций;
• работа длительное время в режиме отключения внешней энергосети и обеспечение питания ответственных потребителей от ИБП;
• обеспечение возможности проведения ремонтных работ и регламентного обслуживания ИБП без нарушения нормальной работы системы электроснабжения;
• обеспечение дистанционный контроль работы и ИБП;
• выполнение корректного завершения технологических процессов при исчезновении внешнего питания и истечения ресурса автономии аккумуляторных батарей.

3.3. Необходимые условия для создания на объекте схемы бесперебойного и гарантированного электропитания совмещённо

При создании на объекте схемы бесперебойного электропитания необходимо учесть следующие требования:
• класс ИБП - on-line, как единственный защищающий нагрузку от всех существующих неполадок в электросети;
• мощность ИБП выбирается, исходя из мощности нагрузки;
• ИБП обязательном порядке комплектуется аккумуляторными батареями. В общем случае, время резервирования аккумуляторов выбирается в диапазоне 5-10 минут;
• для снижения нелинейных искажений токов, вносимых ИБП в питающую сеть, применяются ИБП с выпрямителями на IGBT - транзисторах с 12-пульсными выпрямителями или с активными выпрямителями;
• желательно подбирать ИБП с системой плавного перехода ИБП на питание с батареи на сеть;
• мощности ДГУ и ИБП подбираются в соотношении: ДГУ/ИБП= 1,3;
• ДГУ должна комплектоваться автоматическим регулятором выходного напряжения и электронным регулятором скорости приводного двигателя.

Как показывает опыт "НИЦ", выбор звеньев системы бесперебойного и гарантированного электропитания с учетом приведённых выше требований обеспечивает согласованную и устойчивую совместную работу ИБП и ДГУ. Дополнительное преимущество этой схемы над предыдущими двумя - практически неограниченное время работы в автономном режиме, т.е., полная независимость электроснабжения ответственной нагрузки (потребителей I категории и потребителей I категории особой группы) от неполадок основной сети.

4. Схемы решений

4.1. Схема гарантированного электропитания

4.2. Схема бесперебойного электропитания

4.3. Схема бесперебойного и гарантированного электропитания

5. Производители оборудования для реализации схемы гарантированного и бесперебойного электропитания

5.1. Общие принципы при выборе производителя

При выборе производителя для поставки оборудования по созданию системы гарантированного электропитания на объектах, компания "НИЦ" опирается на следующие показатели:
• соответствие оборудования российским стандартам;
• гарантия качества и надежность работы;
• приемлемые сроки поставки;
• грамотная техническая поддержка от производителя.

5.2. Производители дизель-генераторных установок и источников бесперебойного электропитания

Имея немалый опыт по созданию систем гарантированного электропитания, наша компания отдаёт предпочтение таким производителям, как: F.G.Wilson, Gesan, Cummins, SDMO.

При создании на объектах систем бесперебойного электропитания чаще всего наша компания использует ИБП фирмы APC , также, довольно часто используются ИБП Powerware, реже - Libert.

В условиях нестабильного электроснабжения часто имеет смысл подстраховаться и оградить себя от неприятных сюрпризов, которые могут преподнести централизованные электросети.

Например, нередко можно наблюдать, как напряжение в сети падает или скачет. Нагляднее всего это можно заметить, обратив внимание на то, как светится обычная лампа накаливания - если она мерцает или горит вполнакала, значит, в вашей электросети возникла проблема. Недостаточный уровень напряжения или его перепады могут вызвать сбои в работе чувствительного оборудования, потерю компьютерных данных и другие неприятные последствия.

Также возможны резкие повышения напряжения, которые чаще всего вызваны короткими замыканиями или попаданием разряда молнии в провода или подстанцию. Несмотря на принимаемые меры по защите от грозы, такие случаи время от времени случаются и кроме сбоев в работе могут повлечь выход оборудования из строя.

Кроме перечисленных нарушений работы сети возможно и полное исчезновение напряжения - кратковременное или довольно долгое. В итоге парализуется производство, перестают работать различные системы - связи, охранные, обеспечения жизнедеятельности и прочие.

Поэтому в ряде случаев требуется принимать дополнительные меры и устанавливать оборудование, которое позволит свести к минимуму негативные последствия отказов централизованной электросети.

Различают два вида таких систем - системы бесперебойного электропитания и системы гарантированного электропитания. Ниже рассмотрим, чем они отличаются.

Различия систем бесперебойного и гарантированного электроснабжения

Система бесперебойного электроснабжения чаще всего подразумевает наличие источников бесперебойного питания (ИБП), которые при необходимости переключают запитанное от них оборудование на работу от аккумулятора. В штатном режиме работы электросети батареи ИБП заряжаются. Также ИБП оснащены сетевыми фильтрами, которые помогают отсекать высокочастотные помехи в электросети, перепады напряжения и прочее.

Такая мера эффективна, если у вас в сети наблюдаются кратковременные отключения или перепады напряжения - с такими неприятностями ИБП вполне эффективно справляются. Однако для того, чтобы поддерживать работу аппаратуры или оргтехники при длительном отключении, ресурсов бесперебойников недостаточно. Всё, что они смогут сделать в аварийной ситуации - дадут пользователям несколько минут на то, чтобы штатно выключить оргтехнику и сохранить необходимые данные.

Чтобы противостоять продолжительным отключениям электричества, требуются системы гарантированного электропитания, или сокращённо - СГЭ. Кроме источников бесперебойного питания подобная безопасная система предполагает наличие дизель-генераторной установки (сокращённо - ДГУ), выполняющей во время длительного отключения центральной электросети роль блока аварийного электроснабжения, и необходимого оборудования контроля и управления, которое даёт возможность ИБП и ДГУ взаимодействовать в комплексе.

Проектирование и установка бесперебойного питания оправданы в том случае, если часто наблюдаются выключения электричества, и на вашем объекте имеются потребители, для которых критичным считается бесперебойность и высокое качество электроснабжения.

При таких условиях убытки от сбоев в деятельности электросети могут оказаться столь значительными, что многократно превысят стоимость закупки и установки специального оборудования, также следует озаботиться установкой такой схемы подключения на стратегических объектах или же в том случае, когда отключение напряжения может повлечь человеческие жертвы.

Цель создания СГЭ и требования к ней

Итак, с целью создания на каком-либо объекте системы гарантированного электропитания всё ясно - такая система должна гарантировать стабильное высококачественное электроснабжение для ответственных потребителей энергии при некорректной работе централизованных электросетей. Результатом создания на объекте подобной системы является обеспечение нормальной работы оборудования при аварийной работе центрального электроснабжения.

При оснащении объекта системами гарантированного электропитания выделяют основные группы особо ответственных потребителей энергии, которые нуждаются в подсоединении к защищённой электросети.

Прежде всего, сюда относят сетевое оборудование, из которого состоит локальная компьютерная сеть - сервера, роутеры, персональные компьютеры и т.д. Также нуждается в безопасном подключении оборудование связи (в частности, АТС), системы обеспечения жизнедеятельности (вентиляция и системы кондиционирования), различное медицинское оборудование, от которого зависит здоровье и жизнь пациентов.

Охранные системы и системы безопасности (видеонаблюдение, охранная и пожарная сигнализация, система аварийного освещения и пожаротушения и прочие), тоже вполне оправдывают подключение к защищённой сети электропитания, так как последствия отказа таких систем могут быть довольно серьёзными.

Что касается требований, которые предъявляются к работе систем гарантированного электроснабжения, главными тут являются стабильное и бесперебойное электропитание всех запитанных от системы потребителей, максимальная защита от перепадов напряжения и высокая точность параметров выходного тока в плане соответствия существующим стандартам.

Также при проектировании и создании системы гарантированного электропитания важно учитывать удобство и эффективность пользования, для чего современные СГЭ имеют высокую степень автоматизации работы.

Так, необходимым условием для такой системы является оперативное реагирование на причуды электросети и автоматический перевод потребителей на работу от защищённой сети. При нормализации параметров центрального электроснабжения система также автоматически отключается.

Кроме того, важным является возможность удалённого администрирования системы в случае необходимости и наличия в ней средств информирования администратора о возникших проблемах.

Структура и принцип действия СГЭ

Поскольку каждый объект имеет свои особенности, конфигурация системы гарантированного электропитания в каждом случае разрабатывается под конкретные условия.

Однако, несмотря на то, что достаточно часто при разработке СГЭ приходится прибегать к нестандартным решениям, схематично такие системы обычно выглядят похожими.

Основными блоками системы, прежде всего, являются автономный источник энергии (обычно это дизель-генератор), один или несколько источников бесперебойного питания (ИБП), а также электропитающие установки постоянного тока. Также подобное безопасное и надёжное решение подразумевает использование средств контроля системы и её управления и специального программного обеспечения.

При нормальной работе централизованной сети питания дизель-генераторная установка пребывает в режиме ожидания, а электроснабжение подключенного оборудования производится через бесперебойники. Сами ИБП в этой ситуации также заряжают свои батареи, выполняя роль сетевого фильтра.

При возникновении в электрической сети сбоя контроллер системы запускает дизель-генератор, пока это происходит, работа подключенного оборудования осуществляется от ИБП. После того, как ДГУ вышла на заданные обороты, нагрузка переключается на неё, аккумуляторы ИБП при этом вновь подзаряжаются от дизеля.

После того, как проблемы работы централизованной электросети устранены, контроллер переключает оборудование с питания от ДГУ на внешнюю сеть. Во время этого процесса питание потребителей также производится от ИБП. Глушение дизельного двигателя установки тоже производится автоматически, после того, как оборудование перешло на штатное электропитание.

Время автономной работы потребителей от системы гарантированного электропитания зависит ресурса работы ДГУ (объём топлива в баке и его расход) и ёмкости батарей ИБП. Если ресурс топлива почти исчерпан, а централизованное электропитание не восстановилось, оператор должен принять решение о завершении работы потребителей или продолжать её до полного истощения ресурсов ДГУ и источника бесперебойного питания.

В заключение - несколько советов относительно того, чем следует руководствоваться при выборе производителя оборудования для оборудования системы аварийного электроснабжения .

Основными требованиями являются гарантированное электропитание, его высокое качество и надёжность работы поставляемого оборудования, а также соответствие его отечественным стандартам. Руководствуясь этим параметром, важно выбирать в качестве поставщика серьёзные компании, имеющие вес и авторитет на отечественном рынке силового оборудования.

Такие фирмы, к тому же, смогут гарантировать вам квалифицированную техническую поддержку и обслуживание поставляемой техники. Наконец, при поставке оборудования могут иметь значение и такие факторы, как оперативность поставки и приемлемые, экономически обоснованные цены на продукцию.

Стабильное функционирование промышленного оборудования, телекоммуникационной и вычислительной аппаратуры, прочей компьютерной техники - залог стабильной работы предприятия. Для этого используются системы бесперебойного и гарантированного электроснабжения, которые поставляют подключенным потребителям электроэнергию при исчезновении питания в электрической сети.

Решения от Inter ID

Компания «Интер АйДи» занимается поставками оборудования для систем резервного энергоснабжения и расходных материалов к ним. Мы поможем выбрать модели аппаратуры в зависимости от поставленных задач, выполним установку, обслуживание, профилактику и модернизацию установленного комплекса. Стоимость работ рассчитывается индивидуально для каждого клиента.

Структура СБГЭ

В СБГЭ параллельно используются источники бесперебойного питания (ИБП, UPS) и дизель-генераторные электростанции (ДЭС, СГУ), которые обеспечивают аппаратуру энергией при авариях в магистральных электросетях. СБГЭ состоят из системы общего электроснабжения, СБЭ, СГЭ, распределительной питающей сети, приборов контроля работоспособности и компонентов заземления. В состав СОЭ входят трансформаторные подстанции, вводно-распределительные устройства, распределительные и групповые щиты и сети. СБЭ состоят из ИБП, распределительных щитов и групповых сетей. СГЭ содержат дизель-генераторные установки, распределительные щиты и устройства для автоматического включения резервного питания.

Классификация

В зависимости от конструкции аппаратуры и последствий, к которым ведет отключение приборов от питающей электросети, электроприемники делятся на 3 категории. Перерыв в питании объектов 1 категории сопряжен с нарушением работы объектов связи и телекоммуникаций, ведет к нарушению технологических процессов производства, материальным убыткам, создает угрозу жизням людей. Эти устройства обеспечиваются двумя независимыми источниками питания. Перебои в работе ЭП 2 категории ведут к сбою выпуска продукции и простоям, к этим аппаратам подключается пара независимых источников. Отключение ЭП 3 категории не приводит к серьезным последствиям, они напитываются от единственного источника.

Для обеспечения работы оборудования используются:

• Системы гарантированного электропитания состоят из ДГУ, которые автоматически запускаются в течение 9 секунд после прекращения подачи электроэнергии или отклонении параметров сети от регламентированных ГОСТами значений;
• Системы бесперебойного электропитания предусматривают применение ИБП, они характеризуются регулируемым выходным напряжением, параллельным подключением нескольких ИБП;
• Комбинированные варианты предусматривают одновременное применение СГЭ и СБЭ, их рекомендуется использовать в случаях, когда требуется повышенная надежность энергообеспечения; они характеризуются применением ИБП on-line класса с защитой от возможных неполадок питающей сети, выпрямителей для компенсации нелинейных искажений тока и временем на резервирование не менее 10 минут.

Различия СГЭ и СБЭ

Системы бесперебойного электропитания переключают запитанную аппаратуру на работу от аккумуляторов. В штатном режиме работы электросети установленные в ИБП аккумуляторы заряжаются, а встроенные сетевые фильтры отсекают высокочастотные помехи и прочие искажения. СБЭ целесообразно применять при кратковременных отключениях электропитания или перепадах напряжения для корректного завершения работы устройств и сохранения необходимой информации.

При длительных отключениях электричества целесообразнее использовать СГЭ с дизель-генераторными установками в составе. При отключении центральной электросети ДГУ исполняют роль блока аварийного электроснабжения. Для работы ИБП и ДГУ в едином комплексе применяется специальное оборудование.

Проектирование

В процессе разработки СБГЭ учитывается ряд факторов. Различают следующие стадии проектирования:

• Технико-экономическое обоснование разрабатывается на основе технического задания, используется для объектов инфраструктуры и промышленного назначения;
• Технико-экономический расчет применяется для технически несложных линейных объектов и выполняется в сокращенном относительно ТЭО объеме;
• Эскизный проект содержит расчеты параметров, выбор ДГУ, ИБП и прочих компонентов, смету выполненных работ;
• Рабочий проект содержит детальные расчеты параметров и выбор конкретных моделей аппаратуры;
• Рабочая документация составляется после утверждения рабочего проекта; в ней содержатся схемы установки монтажа аппаратуры, подключения оборудования и т.д.

В зависимости от сложности объектов проектирование выполняется в одну, две или три стадии.

Установка и подключение

При установке СБГЭ на объекте выделяют группы ответственных потребителей электроэнергии, для которых в первую очередь необходимы резервные источники:

• Персональные компьютеры, роутеры, маршрутизаторы, серверы и прочая сетевая аппаратура, АТС и другие средства связи;
• Системы обеспечения жизнедеятельности (вентиляция и кондиционирование), приборы медицинского назначения;
• Службы охраны и безопасности - СКУД, видеонаблюдение, противопожарная сигнализация, аварийное освещение.

Для надежности функционирования оборудования применяются статические ИБП с поддержкой режима on-line. Эти приборы постоянно включены и моментально переключаются на работу от аккумуляторов при возникновении неполадок в сети. Комплексы рассчитаны на стабильную работу подключенной аппаратуры от 15 минут до пары часов. Если электропитание отключено дольше заданного временного промежутка, автоматически включаются электрогенераторные установки.

Предъявляемые требования

К установленным СБГЭ предъявляются следующие требования:

• Электроснабжение компонентов вычислительной сети, телекоммуникационной и прочей слаботочной аппаратуры с заданными параметрами качества электроэнергии;
• Конфигурация комплекса предусматривает нормальную работу компонентов и подключенных нагрузок при выходе из строя одного элемента;
• Автоматический и ручной режимы управления, включая дистанционное;
• Постоянный контроль напряжения и других параметров сети, статистический учет;
• Необходимый уровень компенсации помех от блоков питания и выпрямителей ИБП, внешнего влияния, предотвращение стороннего несанкционированного доступа, нарушения работоспособности оборудования и потери данных.

Техническое обслуживание

ТО системы бесперебойного и гарантированного электроснабжения включает сервис установленных ИБП, сопровождение дизель-генераторов и щитового оборудования. Перед проведением работ заключается сервисный договор на обслуживание этих установок, съемных батарей, входных и выходных щитов, к которым подключаются ИБП.

При техническом обслуживании проводится визуальный осмотр компонентов, очистка от пыли, смазка подвижных частей, замена масла, аккумуляторов с выработанным ресурсом и прочих изнашиваемых компонентов, проверка крепежных элементов. Проверяется работа ИБП от аккумуляторов, при переходе на байпас, возврате с него и других режимах. Записи о результатах осмотра и устраненных неполадках заносятся в специальный журнал, чтобы во время следующей профилактики инженеры обращали внимание на возможные проблемные места.

Для достижения высочайшей надежности систем резервного электроснабжения объектов повышенной ответственности, а именно для резервирования электрических потребителей особой группы первой категории, проектируются комплексные системы бесперебойного и гарантированного электроснабжения (СБГЭ). Под комплексными системами будем понимать совокупную работу дизельгенератора и . Именно в сочетании функционала этих устройств и образуется комплекс по энергетической защите критически важного оборудования.

При проектировании и реализации подобных существует группа факторов, влияющих на выбор резервного оборудования и его корректную работу. Их необходимо знать и учитывать. Приведем лишь некоторые из них, максимально влияющих на совокупную работу ДЭС и ИБП. Любой источник бесперебойного питания, осуществляя питание нагрузки, потребляет электрический ток, причем форма потребления тока несовершенна и отличается от синусоидальной. Это происходит вследствие возникновения гармонических искажений потребления входного тока. Этим свойством обладает любой электрический источник питания, черпающий электрическую энергию из внешней электросети. Каждый ИБП имеет свой характер потребления входного тока и связанно это с индивидуальным входным коэффициентом гармонических искажений (THDi, Total Harmonic Distortion). Источники различного производства имеют широкий разброс значений коэффициента THDi от 3 до 30%, так и характер потребления входного тока варьируется от почти синусоидального до почти импульсного. Задача разработчика и производителя максимально снизить этот коэффициент, сведя токопотребление к синусоидальному виду. Это достигается разными путями - от установки на ИБП дорогостоящих активных LC–фильтров (THD-фильтры) до применения IGBT технологии при производстве выпрямительной части источника. IGBT технология подразумевает использование при конструировании выпрямителя биполярных транзисторов с изолирующим затвором (Isolated Gate Bipolar Transistor), обеспечивающих высокочастотную (до 20 кГц) работу выпрямителя. На сегодняшний день данная технология является наиболее распространенной и пока максимально надежной в области изготовления источников бесперебойного питания.

Так при совместной работе ИБП мощностью 100 кВт (с коэффициентом THD (КНИ) ~30%) и дизельгенератора мощность последнего должна превышать мощность источника в 2 раза, что составит 200 кВт. Коэффициент превышения мощности дизельной электростанции над мощностью ИБП напрямую зависит от коэффициента гармонических искажений и КПД источника. Зависимость наглядно видна из приведенной ниже таблицы.

30	2
20	1,8
10	1,6
5	1,3
3	1,15

Даже при минимальных искажениях входного тока необходимо оставлять запас мощности дизельгенератора. Этот запас необходим ИБП на собственные нужды, а именно на тепловые потери, которые косвенно выражаются коэффициентом полезного действия, и на заряд присоединенных аккумуляторных батарей (АКБ). Поэтому не стоит верить умельцам, утверждающим, что мощность дизельной электростанции не должна превышать мощность подключенного к ней ИБП.

Таким образом, выбрав ИБП с низкими входными искажениями, появляется возможность купить дизельгенератор не такой большой мощности, при этом сэкономив средства предусмотренные бюджетом. Зачастую, недобросовестные поставщики энергетического оборудования, в силу своего незнания теоретических основ или с целью снизить общий бюджет системы, предлагают в совокупности с ИБП, у которого высокий коэффициент THDi использовать дизельгенераторную установку с меньшим коэффициентом запаса. Такая система работать будет ровно до тех пор, пока нагрузка на ИБП не достигнет номинального (рабочего) уровня, после этого дизельгенератор может остановиться по перегрузке или выйти из строя.

Единовременный наброс нагрузки на дизельгенератор – еще один параметр, который важен при построении СБГЭ. Как известно его уровень не должен превышать 60-70% от номинальной мощности, так как дизельный двигатель может заглохнуть при большем набросе мощностей. Производители ИБП предусмотрели в выпрямительной части функцию «Мягкого старта» («плавный» старт, «soft start»). Это означает, что во время аварийной ситуации при переходе на работу от дизельгенератора, современные ИБП большой мощности (от 10 кВА) начинают плавно увеличивать потребляемый ток, тем самым не позволяя допустить перегрузку на генератор. Время выхода ИБП на номинальный уровень потребления энергии можно программировать в пределах от 10 секунд до 5 минут.

Следующим фактором, влияющим на корректную работу СБГЭ, является коэффициент мощности нагрузки, а именно отношение потребляемой активной мощности к реактивной. Стоит помнить о том, что при снижении уровня нагрузки на ИБП меняется и его входной коэффициент мощности и КПД. Например, при 100% нагрузке входной коэффициент мощности составляет 0.99, т.е. ИБП является практически активной нагрузкой, то при 50% нагрузке коэффициент мощности может снижаться до уровня 0.7-0.5, при этом увеличивается уровень реактивной мощности. Это необходимо помнить при выборе мощности ДЭС.

При работе дизельной электростанции в совокупности с параллельной системой ИБП, производители источников бесперебойного питания предусмотрели программируемую возможность поочередного включения выпрямителей каждого источника, т.е. если в системе параллельно включены 3 ИБП, то их выпрямители, обладающие функцией «мягкого» старта, начнут потреблять электроэнергию поочередно с задержкой, например, в 30 секунд. Это необходимо при построении систем бесперебойного гарантированного электропитания большой мощности.

Следует помнить, что ИБП и дизельгенераторы, работая в совокупности соединены между собой только лишь силовыми кабелями, но при этом существует опция для источников, которая позволяет информационно связывать ИБП и дизельную электростанцию для наиболее мягкой корректной работы, продлевающий общий срок службы и наработку на отказ всей системы бесперебойного гарантированного электропитания (СБГЭ) в целом. Для просчета СБГЭ и подбора оборудования обращайтесь в надежные компании, которые умеют владеть не только коммерческими навыками, но и в состоянии квалифицированно обеспечить техническую поддержку Вашей сделки.