Категории электроснабжения, надежность электропитания, классификация. Надежность электропитания, категории электроснабжения Как обеспечить 2 категорию надежности электроснабжения

ВТОРАЯ категория надежности подразумевается как потребление мощности по двум кабельным линиям, запитанным с двух разных трансформаторов, с разделением своих потребителей на две равные группы. Вторая категория не дает возможности постоянно потреблять всю мощность по одной кабельной линии (с одного трансформатора), а вторую использовать в качестве «холодного резерва». Напротив, МОЭСК четко прописывает в своих Технических Условиях требование «равномерно распределить нагрузку по вводам и фазам». То есть, половину потребляемой мощности, поставляемой по одной кабельной линии, необходимо использовать на одну половину потребителей абонента, а вторую половину мощности, поступающей по второй кабельной линии, — на вторую половину потребителей. Не понимая этого, абоненты монтируют ВРЩ с одним перекидным рубильником, с одним счетчиком и одной отводящей линией на своих потребителей. Однако, это в корне не верно, если рассматривать практику подключения к сетям ПАО «МОЭСК». При приемке ВРУ(ВРЩ) абонента, МОЭСК потребует все переделать и смонтировать вводно-распределительное устройство по схеме «крест», предусматривающей минимум две отдельные группы потребителей, два счетчика, считающих потребление на каждой из двух распределительных линий. Конечно, в случае аварии на одной из двух питающих линий абонент может переключить всю нагрузку на один ввод, отключив аварийный кабель, но это будет считаться аварийным режимом и длительно питаться по такой схеме не разрешается (РЭР МКС за этим следят).

Но все это пол-беды. Беда многих абонентов заключается в том, что никто в МОЭСК, при получении от абонентов заявок на техприсоединение, не говорит абонентам (ибо и не обязан) о необходимости сдачи электроустановки Ростехнадзору. А меж тем, ставя галочку напротив пункта «вторая категория», абонент должен знать, что на электроустановки, питающиеся по второй категории надежности, сетевая организация подаст напряжение только после получения абонентом Акта допуска Ростехнадзора. А чтобы сдать электроустановку Ростехнадзору, абонент должен разработать проект электроснабжения, согласовать его в Ростехнадзоре, и предъявить инспектору Ростехнадзора к осмотру готовую электроустановку, что весьма хлопотно. Причем, и проект электроснабжения, и электроустановка должны включать в себя не только питающие кабели и ВРУ, но и всю распределительную сеть, до лампочек и розеток. То есть поставить один только ВРЩ и сдать его Ростехнадзору как «электроустановку» не выйдет.

Идеальный алгоритм подключения к электрической сети по второй категории надежности:

• Абонент подает заявку на техприсоединение к сетям МОЭСК и на заключение договора с МосЭнергоСбытом.

• МОЭСК осуществляет технологическое присоединение,

• МОЭСК в рамках программы дополнительных услуг устанавливает абоненту «правильный» ВРЩ,

• Абонент проектирует распределительную сеть и согласовывает проект электроснабжения в РосТехНадзоре (сам или привлекает подрядчика),

• Абонент монтирует распредсеть до оконечных потребителей (сам или привлекает подрядчика),

• Абонент сдает инспектору Ростехнадзора электроустановку (сам или привлекает подрядчика),

• Абонент получает в Ростехнадзоре Акт допуска электроустановки в эксплуатацию (сам или привлекает подрядчика),

• Абонент сдает Акт допуска в МосЭнергоСбыт,

• МосЭнергоСбыт подает записку на включение, МОЭСК подает напряжение.

На правах рекламы: мы оказываем услуги по выполнению всех указанных мероприятий, отнесенных к компетенции Абонента — подача заявки в ПАО «МОЭСК», получение договора технологического присоединения, проектирование внутреннего электроснабжения, согласование проекта в Ростехнадзоре, монтаж электроустановки «под ключ» и сдача электроустановки инспекторам ПАО «МОЭСК» с получением Акта о техприсоединении и инспекторам Ростехнадора с получением Акта допуска электроустановки в эксплуатацию. Стоимость такой комплексной услуги — от 100 000 рублей за объект.

ТРЕТЬЯ категория надежности электроснабжения считается «менее надежной» в силу наличия только одного источника питания и одной кабельной линии. Однако, третья категория в настоящее время кажется нам приоритетнее в силу следующих факторов:

Срок реакции РЭР МКС на аварию при третьей категории надежности не сильно отличается от срока реакции по второй категории, и сейчас составляет (на практике) три часа с момента аварии до момента подачи резервного питания.

Выход из строя трансформатора (а в основном для снятия такого риска выбирается вторая категория) явление настолько редкое, что этой вероятностью можно пренебречь, если Ваше помещение не представляет собой операционную, музей или банк.

Стоимость технологического присоединения по третьей категории обычно обходится дешевле более чем на 50%, чем присоединение по второй категории (суммарно, с расходами на ВРЩ, на Ростехнадзор и прочее).

Срок технологического присоединения по третьей категории намного короче (с учетом времени проектирования распред.сети, согласования в Ростехнадзоре, получения Акта допуска и прочего).

Написать этот материал меня подтолкнули участившиеся обращения абонентов с просьбой решить их проблемы, вызванные неправильным выбором категории надежности. Однако, изменить категорию надежности не всегда бывает возможно. Например, если сетевая компания уже спроектировала (и не дай Бог — уже проложила) две кабельные линии для подключения Вашей электроустановки по второй категории, то изменить категорию надежности на третью будет возможно только заплатив сетевой компании стоимость прокладки «лишней КЛ» по соглашению о компенсации потерь. А это суммы с шестью нулями. Поэтому я обращаюсь ко всем абонентам электрических сетей — будьте внимательнее в своих желаниях, они имеют свойство сбываться. А при подаче заявок на технологическое присоединение к сетям МОЭСК — обратитесь к профессионалам, хотя бы за консультацией. Выбор — за Вами!

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:

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.

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 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 ).

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.

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

Требования электроприемников электроснабжения

Основные требования, касающиеся электроприемников электроснабжения, перечислены в документе ПЭУ. Но к сожалению, некоторые моменты из этих требований определены не в полном объеме.

Начнем с того, что ПЭУ предусмотрены категории надежности электроснабжения, но только для 3 категории более или менее расписаны конкретные требования. Так, для 3 категории электроснабжения были установлены такие требования:

• допускается отключать электроснабжение не более чем на 72 часа в год;
• одно отключение электроснабжения может длиться не больше суток;
• в случае необходимости увеличить срок отключения, поставщик электроэнергии должен согласовать сроки отключения с Федеральной службой, которая осуществляет надзор в технологической, экологической и атомной сферах.

Для пользователей первых двух категорий сроки отключений определяются:

1. Соглашением на поставки электроэнергии.
2. На основании сведений об источниках электроснабжения и фактической схемы, а также наличия вариантов резервного питания.

Тем пользователям, которые принадлежать к 1 или 2 категории, необходимо подробно обсудить с поставщиком электроэнергии условия восстановления электроснабжения при возникновении различных аварийных ситуации.

Стоит отметить также, что Гражданским законодательством предусматривается ответственность для поставщиков электроэнергии за действия или бездействия, которые стали причиной возникновения убытков.

Чтобы получить компенсацию за такие убытки, предприятие должно выполнить 2 условия:

1. Заключить акт о технологической или аварийной брони.
2. Подать иск в суд с требованием компенсации ущерба.

Получить компенсацию ущерба будет намного проще, если в контракт о поставке электроэнергии добавить пункт об ответственности за нарушения поставки электроэнергии.

Сколько категорий надежности электроснабжения выделено правилами устройства электроустановок (ПУЭ 7 издание)?

7 издание ПУЭ выделяет:

1. Первую категорию надежности.
2. Вторую категорию надежности.
3. Третью категорию надежности.

Первая категория надежности электроснабжения (1 категория надежности)

1. Потребитель нуждается в беспрерывной поставке электроэнергии;
2. Отключение электроэнергии даже на несколько минут повлечет за собой угрозу для здоровья людей, их жизни, безопасности страны;
3. У пользователя имеются энергопринимающие устройства, предотвращение работы которых в связи отключения электроэнергии может вызвать взрыв или пожар.

Схема электроснабжения для 1 категории состоит из 2 независимых источников питания. Если в случае аварии 1 такой источник перестанет работать, электроснабжение будет осуществляться по 2 источнику.

Вторая категория надежности электроснабжения (2 категория надежности)

• жилые помещения, оснащенные электроплитами;
• жилые помещения на 6 и больше этажей, оснащенные газовыми плитами;
• общежития, в которых проживает от 50 человек;
• предприятия и организации, где трудится от полусотни до 2 тысяч человек;
• аптеки, а также медицинские заведения;
• учреждения для детей;
• спортивные учреждения с накрытием на 300-800 посадочных мест;
• спортивные сооружения без накрытия, имеющие как минимум 20 рядов;
• заведения общественного питания на 100-500 мест;
• торговые точки, имеющие площадь для торговли 250-2000 м2;
• прачечные, бани и химчистки;
• организации, занимающиеся обслуживанием транспорта города;
• ателье и бытовые комбинаты на минимум 50 рабочих мест;
• парикмахерские и салоны красоты на минимум 10 рабочих мест;
• насосные станции для водопроводов в населенных пунктах от 50 до 50 тысяч человек;
• насосные станции для канализаций с возможностью аварийного выпуска как минимум раз в сутки, сооружения для канализаций и водопроводов;
• учебные учреждения на 200-1000 человек;
• здания, где размещаются выставки и музеи местного значения;
• отели на 200-1000 спальных мест;
• библиотеки и архивные организации, где начисляется от 10 тысяч до 1 миллиона единиц;
• лаборатории, а также центры, проводящие вычисления;
• ЦТП, расположенных в микрорайонах;
• пункты диспетчеров, расположенных в жилых районах;
• осветительные установки для дорог и туннелей;
• ТП и ЦП в городах, имеющие общую нагрузку от 400 до 10 тысяч кВ А.

Для схемы электроснабжения 2 категории также используют 2 независимых источника питания.

В случае выхода из строя электроприемника из этой категории может снизиться количество производимых товаров, случиться простой оборудования или нарушиться привычный ритм жизни городского населения.

Третья категория надежности электроснабжения (3 категория надежности)

В перечень электроприемников, которые относятся к 3 категории, относят:

1. Магазины.
2. Офисные здания.
3. Небольшие здания предприятий.

При желании потребитель может изменить категорию надежности электроснабжения.

Выбор или изменение категории надежности электроснабжения

Порядок выбора или изменения категории надежности описан в правительственном постановлении, принятом в 2004 году. Там говориться, что пользователь имеет право сам выбирать категорию.

1. Подать заявление на технологическое подсоединение к выбранной категории.
2. Оплатить подключения к новой категории электроснабжения.

Стоимость присвоения 3 категории электроснабжения обойдется потребителям дешевле, чем подключение 1 или 2 категории. Связано это с тем, что для первых двух категорий нужно 2 независимых источника питания.

С точки зрения обеспечения надежного и бесперебойного питания, приемники электрической энергии делятся на четыре категории:

Рисунок 1. Потребители электроэнергии по категориям.

Это потребители первой особой категории электроснабжения, потребители первой категории, потребители второй категории, потребители третьей категории электроснабжения.

Особая категория.

Приемники, перерыв в электроснабжении которых недопустим.

Рисунок 3. Приемники особой категории.

Первая категория электроснабжения.

Приемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей или значительный материальный ущерб, связанный с повреждением оборудования, массовым браком продукции или длительным расстройством сложного технологического процесса производства.

Рисунок 4. Приемники первой категории.

Вторая категория электроснабжения.

Приемники, перерыв в электроснабжении которых связан с существенным недоотпуском продукция, простоем людей, механизмов, промышленного транспорта.

Рисунок 5. Приемники второй категории.

Третья категория электроснабжения.

Приемники, не подходящие под определения 1-й и 2-й категорий (например, приемники второстепенных цехов, не определяющих технологический процесс основного производства).

Рисунок 6. Приемники третьей категории.

Вопрос о надежности электроснабжения потребителей связан с числом источников питания, схемой электроснабжения и категорией потребителей.

Приемники 1-й категории должны иметь не менее двух независимых источников питания. Приемники 2-й категории могут иметь один-два источника питания (решается конкретно в зависимости от значения, которое имеет данное промышленное предприятие в народном хозяйстве страны, и местных условий). Приемники 3-й категории, как правило, могут иметь один источник питания, но если по местным условиям можно обеспечить питание без существенных затрат от второго источника, то применяется резервирование питания и для этой категории приемников.

Классификация приемников электрической энергии и их общие характеристики

Около 70% всей вырабатываемой в нашей стране электрической энергии потребляется промышленными предприятиями.

Приемники электроэнергии промышленных предприятий делятся на следующие группы:

1. Приемники трехфазного тока напряжением до 1000 В, частотой 50 Гц.

2. Приемники трехфазного тока напряжением выше 1000 В, частотой 50 Гц.

3. Приемники однофазного тока напряжением до 1000 В, частотой 50 Гц.

4. Приемники, работающие с частотой, отличной от 50 Гц, питаемые от преобразовательных подстанций и установок.

5. Приемники постоянного тока, питаемые от преобразовательных подстанций и установок.

Для всех приемников перечисленных выше групп необходимо знать:

1) требования, предъявляемые действующими Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) к надежности питания приемников (1-я, 2-я и 3-я категории);

3) режим работы (продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный);

3) места расположения приемников электроэнергии и являются ли они стационарными или передвижными.

В настоящее время электроснабжение промышленных предприятий ведется на переменном трехфазном токе. Для питания групп приемников постоянного тока сооружаются преобразовательные подстанции, на которых устанавливаются преобразовательные агрегаты: полупроводниковые выпрямители, ртутные выпрямители, двигатели-генераторы и механические выпрямители.

Преобразовательные агрегаты питаются от сети трехфазного тока и являются поэтому приемниками трехфазного тока.

Приемники постоянного тока, имеющие индивидуальные преобразовательные агрегаты: электропривод по системе генератор-двигатель, ионный электропривод и т.п., являются с точки зрения электроснабжения приемниками трехфазного тока.

Часто встречающимися приемниками постоянного тока, требующими питания от преобразовательных подстанций, являются: электрифицированный транспорт, некоторые установки, использующие явление электролиза, некоторые электродвигатели подъемно-транспортных и вспомогательных механизмов.

Согласно ПУЭ электротехнические установки, производящие, преобразующие, распределяющие и потребляющие электроэнергию, подразделяются на электроустановки напряжением до 1000 В и электроустановки напряжением выше 1000 В.

Электротехнические установки напряжением до 1000 В выполняются как с глухо заземленной, так и с изолированной нейтралью, а установки постоянного тока — с глухо заземленной и изолированной нулевой точкой.

По частоте тока приемники электроэнергии делятся на приемники промышленной частоты (50 Гц) и приемники с высокой (выше 10 кГц), повышенной (до 10 кГц) и пониженной (ниже 50 Гц) частотами.

Большинство приемников использует электрическую энергию нормальной промышленной частоты. Установки высокой и повышенной частоты применяются для нагрева под закалку, ковку и штамповку металлов, а также для плавки металлов. К приемникам с повышенной частотой относятся, например, электрические двигатели в текстильной промышленности при производстве искусственного шелка (частота 133 Гц).

Для преобразования переменного тока промышленной частоты в токи высокой и повышенной частоты служат двигатели-генераторы (электромашинные преобразователи), а также тиристорные или ионные преобразователи. Для получения повышенной частоты до 10 кГц применяют преимущественно тиристорные преобразователи (инверторы). Для получения частот 10 кГц и выше применяются ламповые генераторы. От ионных генераторов можно получать до 2800 Гц. К приемникам с пониженной частотой относятся коллекторные электродвигатели, применяемые для транспортных целей (16 2/3 Гц), перемешиватели жидкого металла (до 25 Гц) и индукционные нагревательные устройства для отливки крупных деталей. Переменный ток пониженной частоты в промышленных установках широкого применения не имеет.

Приемники электрической энергии могут быть подразделены на группы по сходству режимов, т.е. по сходству графиков нагрузки. Деление потребителей на группы позволяет более точно находить суммарную электрическую нагрузку.

Различают три характерные группы электроприемников:

1. Приемники, работающие в режиме с продолжительно неизменной или мало меняющейся нагрузкой. В этом режиме электрическая машина или аппарат может работать продолжительное время без повышения температуры отдельных частей машины или аппарата свыше допустимой. Примерами приемников, работающих в этом режиме, являются электродвигатели компрессоров, насосов, вентиляторов и т. п.

2. Приемники, работающие в режиме кратковременной нагрузки. В этом режиме рабочий период машины или аппарата не настолько длителен, чтобы температура отдельных частей машины или аппарата могла достигнуть установившегося значения. Период остановки машины или аппарата настолько длителен, что машина практически успевает охладиться до температуры окружающей среды. Примерами данной группы приемников являются электродвигатели электроприводов вспомогательных механизмов металлорежущих станков (механизмы подъема поперечины, зажимы колонн, двигатели быстрого перемещения суппортов и др.), гидравлических затворов и т. п.

3. Приемники, работающие в режиме повторно-кратковременной нагрузки. В этом режиме кратковременные рабочие периоды машины или аппарата чередуются с кратковременными периодами отключения. Повторно-кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжительностью включения (ПВ) и длительностью цикла. В повторно-кратковременном режиме электрическая машина или аппарат может работать с допустимой для них относительной продолжительностью включения неограниченное время, причем превышение температур отдельных частей машины или аппарата не выйдет за пределы допустимых значений. Примером этой группы приемников являются электродвигатели кранов, сварочные аппараты и т. п.

Для перечисленных выше режимов работы приемников в соответствии с ГОСТ 183-74 электропромышленность выпускает электродвигатели, рассчитанные на указанные условия работы.

В действительности график нагрузки каждого приемника отличается от заданного при проектировании. На режим работы приемника влияют технологические особенности каждой отрасли промышленности. График нагрузки приемника является основным показателем, по которому его следует классифицировать.

Рисунок 7. Правильный и качественный монтаж, так же напрямую влияет на надежность электроснабжения.

Кроме разделения потребителей по режимам работы следует учитывать несимметричность нагрузки или неравномерность загрузки фаз. К симметричным нагрузкам относятся электродвигатели и трехфазные печи. К несимметричным нагрузкам (одно- и двухфазным) следует отнести электрическое освещение, однофазные к двухфазные печи, однофазные сварочные трансформаторы и т. п. в том случае, когда распределить их симметрично по фазам не удается.