Работа большинства современных организаций строится на использовании техники, чувствительной к качеству энергии. Выход из строя компьютеров, банковской и медицинской аппаратуры, системы автоматики и других приборов влечет за собой серьезные последствия, которые порой могут быть непоправимы. Существующая система питания несовершенна, и процесс снабжения может внезапно прерваться. Чтобы этго не произошло, рекомендуется применение:

• систем бесперебойного электропитания (СБЭ), работа которых базируется на базе источников бесперебойного питания (ИБП, UPS);
• систем гарантированного электропитания (СГЭ), работа которых базируется на дизельгенераторных электростанций (ДЭС, ДГУ);
• систем бесперебойного и гарантированного электропитания, как сочетание двух вышеперечисленных систем.

Как правило, задача обеспечить бесперебойное питание возлагается на ИБП и дизельные генераторы, которые берут на себя питание ответственного потребителя на период отсутствия электричества в сети. Тем не менее, в данном случае играют роль и вспомогательные решения, среди которых может быть резервирование подвода силовых линий, системы тушения пожара и защиты от молнии. Важно понимать, что гарантированное электропитание должно быть обеспечено в условиях любых экстремальных ситуаций.

Ключевыми характеристика систем бесперебойного питания являются надежность, отказоустойчивость, энергоэффективность. Тем не менее, экономия электроэнергии, увеличение сроков эксплуатации аккумуляторов и увеличение КПД аппаратуры служат лишь частью решения задачи. К прочим значимым направлениям можно отнести разработку мощных аккумуляторных батарей и применение кинетических накопителей.

Экономия используемых ресурсов

Мир все больше внимания уделяет разработке и применению альтернативных источников электроэнергии, которые могли бы возобновляться сами по себе. Это особенно важно благодаря «зеленым тарифам», которые позволяют реализовывать излишек получаемой электроэнергии в сеть общественного использования, либо расходовать полученную энергию на личные нужды, понижая зависимость от внешних источников.

Дополнительной возможностью сэкономить энергоресурсы и увеличение эффективности бизнеса, служит подробный мониторинг затрат энергии и автоматизация процессов, связанных с этими расходами. Помочь в данном направлении могут особые технологии, именуемые «Интернет вещей» (IoT). Именно благодаря им оборудование стало работать на более «умной» автоматизации, да и сбор информации вышел на принципиально новый уровень.

Необходимость СГП в России

В России не только остро стоит вопрос электроснабжения, однако и наблюдаются проблемы с качеством электричества, которую поставляют потребителям по распределительным сетям общего назначения. Поэтому возникла необходимость в создании СГП - системы гарантированного питания. Она применяется в схеме релейной защиты, автоматики и технологической сигнализации электроустановок разного класса напряжения предприятий энергетики и других важных объектов.

СГП обеспечивает непрерывное питание ~ 220В:

• от централизованной сети переменного тока ~220В в штатном режиме,
• от резервной сети постоянного тока =220В при отключении напряжения в сети переменного тока, используя резерв аккумуляторов пользователя,
• от ресурса батарей источника бесперебойного питания в отсутствие напряжений, как в сети переменного тока, так и в сети постоянного тока.

Преимущества СГП:

• Стабильность параметров сети ~220В при подключении =220В с нулевым временем переключения в аварийный режим без возникновения переходного процесса на выходе устройства.
• Пользователь может самостоятельно подключить СГП, поскольку ее конструкция проста и понятна.
• При аварийных отключениях сохраняются регламентные требования.
• Напряжение сети постоянного тока =220В в СГП производится тремя однотипными каналами, обеспечивая трехкратный запас надежности, если при аварии отказывает один канал, СГП сохраняет свою работоспособность.
• Преобразователь напряжения работает в экономном режиме.
• Эксплуатация практичная и долговечная.

Конструкция СГП предполагает применение унифицированных элементов: источника бесперебойного питания, блока питания постоянного напряжения (преобразователь постоянного напряжения), реле переменного тока. Если что-либо выходит из строя, деталь легко можно заменить аналогичной. При необходимости можно обратиться в сервисную службу, однако устройство целиком предназначено для самостоятельной эксплуатации.

Данная статья предназначена для практиков, которым приходится сталкиваться с проблемами обеспечения качественного электропитания систем безопасности.

Терминология и сокращения, которые будут применяться в данной статье:

• АКБ — герметичная кислотная батарея с гелевым электролитом.
• ГЕНЕРАТОР — дизельная или бензиновая электростанция, вырабатывающая переменное однофазное напряжение 220 В или трехфазное 380 В.
• ИНВЕРТОР — устройство обеспечения бесперебойного электропитания, основанное на преобразовании постоянного тока от аккумуляторных батарей в переменное однофазное напряжение 220В или трехфазное 380В. Подразумевается, что
• ИНВЕРТОР имеет в своем составе АКБ , необходимую для обеспечения требуемого времени работы на заданной мощности.
• UPS — под этим сокращением будут подразумеваться «компьютерные бесперебойники» малой мощности.
• ИБП — Источники бесперебойного питания (или ИВЭПР — источники вторичного электропитания резервированные).
  Подобные устройства предназначены для питания аппаратуры, которая не имеет своего встроенного сетевого блока питания. В состав ИБП входят АКБ .
• ИРП — Источники резервного питания. Предназначены для обеспечения питания аппаратуры, которая имеет собственный основной источник питания и вход для дополнительного резервирования.

ВЫБОР СТРАТЕГИИ ОРГАНИЗАЦИИ ПИТАНИЯ

Прежде всего, следует разделить потребителей на группы по критичности электропитания и времени необходимого резервирования.

• — Относительно невысокую стоимость — в среднем бензиновый генератор обойдется $400-500 за кВт, а дизельный примерно в 1,5 — 2 раза дороже;
• — Высокое качество выходного напряжения;
• — Возможность длительного времени работы.

Недостатки:

• — необходимо специальное помещение;
• — необходимость обслуживания;
• — невозможность обеспечить бесперебойное питания — требуется время для запуска генератора.

Дизельные генераторы дешевле в эксплуатации, поэтому их имеет смысл применять только для организации длительного резервного питания объектов большой мощности (более 5 кВт). На меньших мощностях или при кратковременном использовании бензиновый генератор будет более экономичен.

Покупать ГЕНЕРАТОРЫ имеет смысл только импортные и только в специализированных фирмах. В Россию завозят много неплохих марок японского (напр. Yamaha), французского (SDMO) и итальянского производства.

ИНВЕРТОР — так обычно называют преобразователь с низкого напряжения постоянного тока в высокое переменное. Другими словами — энергию АКБ в переменный ток 220 В. В чистом виде инверторы применяются редко, а являются составной частью систем бесперебойного питания, которые обычно называют UPS. UPS бывает двух типов — on-line и off-line. UPS off-line являются более дешевыми и простыми — инвертор включается только при пропадании сетевого напряжения. Схема on-line — это схема с двойным преобразованием. Сначала сетевое напряжение понижается и выпрямляется, после чего постоянной ток с помощью инвертора преобразуется в переменный 220 В. При пропадании сетевого напряжения используется энергия АКБ . Подобная схема дает наиболее качественное питание, так как не зависит от качества входного напряжения. Инверторы типа on-line являются одновременно и стабилизаторами напряжения, и фильтрами. Это идеальное решение для обеспечения питания потребителей 220 В. Но и стоят они существенно дороже обычных off-line приборов.

Еще одним важным параметром для ИНВЕРТОРОВ и UPS является форма выходного сигнала:

• — чистый синус — наиболее сложные и дорогие приборы;
• — аппроксимированный синус — промежуточный вариант, может быть разная степень аппроксимации;
• — модифицированный синус, меандр, квазисинус — наиболее часто встречающийся и недорогой вариант инвертора.

Необходимо помнить, что некоторые типы нагрузок очень чувствительны к форме питающего напряжения. Модифицированный синус нельзя использовать для питания потребителей с трансформаторными источниками питания и для чувствительной аппаратуры.

Выходная мощность — для инверторов обычно указывается в Вольт-Амперах (ВА, VA). В отличии от Ваттов (Вт, W), которые указывают эффективную потребляемую мощность переменного тока, вольт-амперы характеризуют амплитудные значения токов и напряжений в нагрузке. Существование такой единицы связано с тем, что в цепях переменного тока может возникать сдвиг фаз.
Для простой активной нагрузки VA = 1,41 x W
Крайне аккуратно надо подключать нагрузку с мощностью, которая указана в Ваттах к источнику, мощность которого указана в ВА. Если такая необходимость возникает, то для расчетов умножить значение нагрузки в Ваттах на 1,41
Приобретение хорошего ИНВЕРТОРА — большая проблема. Есть очень дорогие модели, предназначенные для телекоммуникационной и компьютерной техники.
Практически отсутствует на рынке «средний класс». Как правило, проблемы с сервисом, а ИНВЕРТОР — весьма дорогой и сложный прибор.
Есть неплохие отечественные приборы, но их производители — оборонные заводы — страдают слабым маркетингом. Купить же компьютерный UPS небольшой мощности проще простого.

НИЗКОВОЛЬТНЫЕ ИБП и ИРП

Практически все ИРП существующие на рынке похожи друг на друга и отличаются только емкостью устанавливаемых АКБ.
Поэтому основное внимание уделим ИБП. ИБП по своей схемотехнике можно разделить на трансформаторный и импульсные.
В свою очередь трансформаторные ИБП могут быть с линейным или ШИМ стабилизатором.
Импульсные ИБП для систем безопасности мало применяются ввиду невысокой надежности и высокого уровня помех.
Трансформаторные источники с линейным стабилизатором оптимальны при небольших токах.
При больших токах все чаще начинают применять ШИМ стабилизаторы, хотя линейные схемы до сих пор вне конкуренции по надежности и ремонтопригодности.

Один из важнейших параметров — НАПРЯЖЕНИЕ ПИТАНИЯ СЕТИ. В России стандарт на электросети допускают интервал напряжений 187…242В (220В -15% +10%).

Зарубежные требования более жесткие, поэтому импортные ИБП не рекомендуется использовать в наших сетях. Более того, некоторые отечественные ИБП выпускаются с параметрами, заявленными в диапазоне 220В ± 10%.
Использование таких ИБП в реальных сетях чревато либо хроническим недозарядом АКБ, либо срывом стабилизации, что совершенно недопустимо для систем безопасности. Т.к. во многих регионах пониженное напряжение в сети является нормальным состоянием, на рынке появились ИБП с расширенным диапазоном питающей сети порядка 150…250В.

Отсутствие четких стандартов на ИБП приводит к произволу в определениях и терминологии, что часто запутывает потребителя.
Необходимо помнить, что основным параметром ИБП, характеризующим его нагрузочную способность является НОМИНАЛЬНЫЙ ТОК ВЫХОДА — это ток, который может отдаваться в нагрузку при питании от сети ВСЕГДА независимо от обстоятельств, сколь угодно длительное время и при сохранении уровня пульсаций — при любом допустимом напряжении в сети в интервале не хуже 187…242 В, при любом состоянии АКБ, в допустимом рабочем интервале температур. Только на этот ток вы можете рассчитывать при построении системы.
Часто производители ИБП в качестве основного параметра указывают ток, отдаваемый в нагрузку без подключенной АКБ (иногда его называют максимальный ток),
но надо помнить, что часть этого тока отбирается для зарядки батареи, и в нагрузку гарантировано может отдаваться только номинальный ток.

Все профессиональные ИБП имеют защиту от глубокого разряда АКБ. Часто ИБП позволяют подключать дополнительные ИРП для увеличения времени работы в режиме резерва.
Многие ИБП имеют повышенные выходные токи в режиме резерва (при отсутствии сети) или кратковременно, что позволяет существенно оптимизировать питание систем ОПС, оповещения и пожаротушения.

Выбирать ИБП или ИРП следует только отечественного производства и только от производителей, специализирующихся на выпуске ИБП.
Уже стало поговоркой, что «только ленивый не делает блоки питания». Но реально в России есть не более 4-5 фирм, которые производят надежные и уже испытанные годами источники, обеспечивают широкий ассортимент и техническую поддержку и сеть дистрибьюции.

Современные системы электропитания необходимы для регулировки, преобразования и распределения электрической энергии, а также они способствуют бесперебойной подачи разных напряжений тока переменного и постоянного. Предназначены для нормальной работоспособности радиотехнической аппаратуры, вычислительных и персональных ЭВМ, устройств сигнализации и защиты.

Все системы электропитания делятся на 3 категории:

Система гарантированного электропитания;

Система бесперебойного электропитания;

Система резервного электропитания.

Системы гарантированного электропитания

Должны обеспечивать полную гарантию электропитания подключенных устройств, автоматический запуск, автоматическое переключение нагрузки с дизель-генератора на внешнюю сеть электропитания и обратно, выдачу сигнала тревоги, если сложилась аварийная ситуация с оборудованием.

С учетом требований, предъявленных к электропитанию, можно использовать различные способы построения схем. Рассмотрим схему гарантированного электропитания.

В случае, когда на объекте резервным источником электропитания выступает только дизель-генератор, то это и есть схема гарантированного электропитания. Потребители, которые получают электроэнергию от дизель-генераторной установки в случае отключения напряжения основной сети, называются потребителями гарантированного электропитания.

Целесообразнее всего использовать данную схему, когда происходят частые исчезновения напряжения в основной сети, а также отсутствуют потребители І категории, которые нуждаются в нормальном функционировании электропитания без разрыва синусоиды напряжения.

Для того, чтобы создать на объекте схему гарантированного электропитания, следует учитывать такие требования:

Дизель-генераторные установки должны быть оснащены показателем наработки на отказ более 40000 часов;

Не рекомендуется нагрузка дизель-генераторной установки с загрузкой длительное время, мощность которой менее 50 процентов. Нагрузка менее 30 процентов приводит к отказу поставщика от обязательств гарантии на оборудование;

Период приема нагрузки и старта экстренного из ожидающего режима должен быть менее 9 секунд;

Обеспечение возможности выполнения ремонтных работ и обслуживания установки без сбоев в работе системы электропитания;

Обеспечение дистанционного контроля дизель-генераторной установки;

Исключение возможности параллельной работы установки с внешними системами электроснабжения.

Системы бесперебойного электропитания н еобходимы для:

Бесперебойного электропитания потребителей (разрыва синусоиды не должны быть);

Создания выходного напряжения чистой синусоидальной формы;

Обеспечения высокого КПД;

Обеспечения совместимости с дизель-генераторами, коэффициент запаса мощности менее 1,3;

Обеспечения максимальной защиты от всплесков, перепадов, скачков напряжения;

Возможного параллельного подключения нескольких источников питания;

Обеспечения независимой поддержки нагрузки на протяжении 20 минут;

Бесперебойного переключения нагрузки;

Гальванической развязки выходных и входных цепей;

Дистанционного мониторинга и управления параметрами системы источников бесперебойного электропитания.

Схема бесперебойного электропитания – это схема, в которой применяется лишь источник бесперебойного питания в роли резервного источника. Потребители, которые получают электропитание от источников в том случае, когда напряжение основной сети исчезло, называются потребителями бесперебойного электропитания.

Использовать данную схему целесообразнее, когда исчезновения напряжения основной сети происходит нечасто и кратковременно.

Для создания этой схемы нужно учитывать требования:

Средний период эксплуатации более 10 лет;

Избегать перегрузки нейтральных кабелей сети и комплектации трансформаторной подстанции;

Ремонтные работы и обслуживание должны проводиться без нарушения работоспособности системы;

Создание дистанционного контроля работы;

Корректное завершение всех технологических процессов.

Также возможен вариант использования совмещенной схемы гарантированного и бесперебойного питания. Схема повышенной надежности с применением гарантированного и бесперебойного питания имеет и дизель-генераторную установку, и источник бесперебойного электропитания.

Когда происходит исчезновение напряжения основной сети, на дизель-генераторе появляется сигнал на его включение. Во время включения (5-15 секунд) получатели гарантированного электропитания на кратковременный период пребывают без напряжения. Восстановление электроснабжения потребителей гарантированного питания до нормальной частоты происходит на выходе дизель-генератора.

В период включения дизель-генераторной установки, источник бесперебойного питания переключается на аккумуляторную батарею, в результате чего питание потребителей бесперебойного питания выполняется от батарей источников такое количество времени, которое требуется для включения дизель-генератора. Следовательно, электропитание потребителей осуществляется без нарушения синусоиды напряжения.

Когда происходит восстановление напряжения внешней сети во время переключения потребителей от дизель-генератора к внешней сети, получатели гарантированного питания на кратковременный период оказываются без напряжения. Следовательно, питание потребителей происходит в нормальном режиме. После полной остановки дизель-генератор остается в дежурном режиме.

Питание от дизель-генератора возможно на протяжении некоторого промежутка времени, который определяется запасом топлива и его расходом, а также возможной дозаправкой дизель-генераторной установки в период работы. Данную совмещенную схему лучше всего применять на объектах, которые нуждаются в повышенном надежном электропитании.

Системы резервного электропитания д ают возможность избегать неприятностей, которые связаны с отключением электроэнергии. Основные положительные факторы системы современного резервного электропитания:

Отключение электроэнергии не страшно;

Есть возможность добавлять мощность в случае ее нехватки;

Экономия электричества.

В состав системы входят инвертор и блок аккумуляторных батарей.

Инвертор – несет ответственность за зарядку аккумуляторных батарей (возможно в том случае, если он имеет встроенное зарядное устройство), преобразовывает ток постоянный в переменный. Еще его называют блоком бесперебойного питания, настройками которого осуществляется контроль всех основных параметров системы.

Аккумуляторные батареи – это хранители электроэнергии. Когда происходит отключение электроснабжения от центральной сети, питание переходит в автономном режиме на эти батареи. Также есть возможность в любое время добавлять из них дополнительную мощность к потреблению.

В любое время можно добавить к системе резервного электропитания альтернативный источник энергии и в результате получить автономную систему электропитания, которая дает возможность не использовать центральное электроснабжение.

Чем обусловлена необходимость использования
В наш век быстро развивающихся информационных технологий значительно повышается нагрузка на имеющиеся сети электроснабжения. Становится крайне трудно гарантировать бесперебойность работы телекоммуникационных и компьютеризированных систем, учащаются случаи падений напряжения и аварий в электросетях. Создание сети надежного электропитания позволит исключить простои в работе и потерю важных данных из-за прекращения подачи электроэнергии, продлит срок службы технической инфраструктуры компании, и, в конечном итоге, позволит сэкономить на издержках.

Надежное электрообеспечение коммерческих, производственных и государственных предприятий возможно с помощью систем гарантированного и бесперебойного электропитания. В случае принятия решения об оснащении объекта системой гарантированного или бесперебойного электропитания, нужно определиться с количеством и категорией потребителей, которым предназначается гарантированное или бесперебойное питание, и с длительностью времени, во время которого будет обеспечиваться автономное электропитание.

Выписка из ПУЭ (Правила устройства электроустановок) дает определения основных понятий, касающихся систем гарантированного и бесперебойного питания:

Потребители электроэнергии - это единичный электроприемник (ЭП) или группа ЭП, объединенная единым технологическим процессом и находящаяся на некоторой территории.

Виды злектроприемников:

• ЭП 1 категории являются объекты, перерыв в электропитании которых сопряжен с:

Угрозой жизни людей;
- угрозой государственной безопасности;
- значительным материальным ущербом;
- расстройством важных технологических процессов;
- нарушением работы объектов особой важности коммунального хозяйства;
- нарушением работы систем связи и телекоммуникаций.
ЭП 1 категории следует обеспечивать электропитанием с помощью двух независимых и взаимно резервирующих источников, допускается кратковременное прекращение электропитания только для автоматического перехода на резервное питание.

• ЭП1 категории особой группы являются объекты, от бесперебойной работы которых зависит возможность предотвращения:

Угрозы жизни людей;
- угрозы взрывов и пожаров.
Особую группу следует обеспечивать дополнительным, третьим независимым и взаимно резервирующим источником питания.

• ЭП 2 категории являются объекты, перебои в электроснабжении которых приводят к:

Массовому сбою выпуска продукции;
- простоям (работников, оборудования и промышленного транспорта);
- нарушению работы городского и сельского населения.
ЭП 2 категории в обычном режиме следует обеспечивать электроснабжением от двух взаимно резервирующих независимых питающих источников.

• ЭП 3 категории являются все остальные объекты, не требующие резервного питания. Электропитание осуществляется от одного источника с условием, что срок проведения ремонтных работ электрических сетей не превысит 1 сутки.

Система гарантированного электропитания

При использовании на объекте только дизель-генераторной установки (ДГУ) в качестве резервного источника, электропитание объекта осуществляется с применением схемы гарантированного электропитания.
Гарантированное электропитание осуществляет подачу электроэнергии при прекращении подачи напряжения в основной сети питания потребителям 1 категории (согласно гл. 1.2.17 ПУЭ), при этом параметры электрического тока должны соответствовать ГОСТ13109-87.

Система гарантированного электропитания:

• Обеспечивает гарантированное электроснабжение подключенных потребителей.
• Автоматически запускает (не более чем с 3 попыток) дизель-генератор по истечении 9 секунд с момента возникновения отклонений значений базовой питающей сети от требований ГОСТ13109-87 и при полном прекращении подачи электроэнергии.
• Обеспечивает автоматическую передачу нагрузки внешней сети на дизель-генератор и обратно.
• Сигнализирует на диспетчерский пост при возникновении аварийных событий с оборудованием ДГУ.

Система гарантированного электропитания объекта должна соответствовать следующим требованиям:

• Показатель наработки на отказ дизель-генераторными установками должен быть не менее 40000 часов.
• Загрузка ДГУ по мощности должна быть более 50%, при меньшей загрузки ДГУ рекомендуется только кратковременная эксплуатация, а загрузка на 30% повлечет за собой отказ поставщика в предоставлении гарантийных обязательств на оборудование.
• Экстренный старт и прием нагрузки при выходе из режима ожидания в горячем резерве не может превышать 9 секунд.
• Необходимо создать условия для регламентного обслуживания и ремонта дизель-генераторной установки при работающей системе электропитания.
• Обязателен удаленный контроль работы ДГУ.
• Полностью исключить параллельную работу ДГУ и внешней системы электропитания.

Система бесперебойного электропитания

При использовании на объекте источника бесперебойного питания (ИБП) в качестве резервного источника, электропитание объекта осуществляется с применением схемы бесперебойного электропитания. Потребители, использующиеся электропитание от ИБП при прекращении подачи электричества по основным электросетям, называются потребителями бесперебойного электропитания.

Система бесперебойного электропитания обеспечивает потребителей 1 категории особой группы электроэнергией без разрыва синусоиды питающего напряжения, соответствующей ГОСТ13109-87 (согласно гл. 1.2.17 ПУЭ).

Системой бесперебойного электропитания обеспечивается:

• Бесперебойное электроснабжение без разрыва синусоиды потребителей электроэнергии, подключенных через ИБП.
• Полная регулировка напряжения на выходе.
• Чистая синусоидальная форма выходного напряжения.
• Большой КПД системы.
• Совместимость с ДГУ с коэффициентом запаса мощности менее 1,3.
• Максимальная защита от отключения, перепадов, всплесков и скачков напряжения.
• Возможность подключать параллельно несколько ИБП.
• Автономная поддержка электрической нагрузки 20 минут.
• Бесперебойное переключение нагрузки через внешний и встроенный байпас на электропитание от внешних электросетей.
• Наличие гальванической развязки цепей (на входе и выходе).

Создавая систему бесперебойного электропитания на объекте, необходимо учитывать определенные требования:

• Из-за одиночного отказа любого из элементов СБП работоспособность системы не должна быть полностью нарушена.
• СБП должна иметь срок службы, составляющие не менее 10 лет.
• Нейтральные кабеля входящих электрических сетей и трансформаторные подстанции подстанций не должны быть перегружены.
• Регламентированное техобслуживание и ремонт ИБП должны проводиться без отключения системы электроснабжения здания.
• Мониторинг параметров ИБП должен быть дистанционным.
• По истечении ресурсного времени работы автономных аккумуляторов при отсутствии внешнего напряжения технологические процессы должны быть завершены корректно.

Совместное использование на объекте схем бесперебойного и гарантированного питания

При оснащении объекта дизель-генераторной установкой и источником бесперебойного электропитания, электропитание объекта осуществляется с применением схемы повышенной надежности с применением бесперебойного и гарантированного электропитания.

При потере напряжения основной питающей сети автоматически происходит подача сигнала на запуск ДГУ. Запуск ДГУ происходит в течение 5-10 секунд, когда напряжение потребителям не подается. При выходе ДГУ в режим номинальной частоты и напряжения электропитание потребителей восстанавливается.

В момент запуска ДГУ происходит переключение ИБП на аккумуляторные батареи. Электропитание потребителей во время пуска дизель-генератора происходит от батарей ИБП. Таким образом, исключается разрыв синусоиды питающего напряжения сети.

В момент возврата напряжения внешней энергосети происходит отключение потребителей от ДГУ и подключение к внешнему источнику. Кратковременно потребители гарантированного электропитания остаются без напряжения; происходит остановка дизель-генератора и он переходит в дежурный режим.

Возможность питания от ДГУ в течение определенного времени определяется удельным расходом топлива, зависящим от нагрузки, и количеством топлива в баке. Возможно дозаправить ДГУ во время работы. В случае окончания топлива в топливном баке блок автоматики ДГУ произведет останов дизель-генераторной установки.

Создавая схему бесперебойного и гарантированного электропитания на объекте, необходимо учитывать следующие требования:

• Применение ИБП класса on-line, так как нагрузка будет защищена от всех имеющихся неполадок электросети.
• Мощность ИБП должна соответствовать нагрузке.
• В комплекте с ИБП обязательно должны быть аккумуляторные батареи. Время аккумуляторного резервирования должно быть не менее 5-10 минут.
• В целях понижения нелинейного искажения тока, возникающего от ИБП, следует использовать ИБП с выпрямителями на IGBT-транзисторах с активными или с 12- пульсными выпрямителями.
• Рекомендован выбор ИБП, которые плавно переходят на питание сети с батареи.
• Соотношение мощностей ДГУ и ИБП должно быть равно 1,3.
• ДГУ должен быть укомплектован электронным регулятором скорости приводного двигателя и автоматическим регулятором выходного напряжения

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.