Разделение электроустановок по надежности электроснабжения

Определение класса надежности

Нормативная документация, ПУЭ, действующие ГОСТы, анализ характера производства, особенностей оборудования, а также социальные аспекты (ответственная компьютерная и видео техника и др.) являются решающими факторами в определении надежности объекта. Обязательно должна быть оценена логичность выбора, т.к. увеличение класса влечет за собой увеличение расходов на содержание электроустановок.

При рассмотрении вопроса о классе объекта учитывается необходимость в бесперебойном питании. Для примера можно сравнить хирургическое отделение в больнице и частные дома. Перебои в поставке электроэнергии первого потребителя недопустимы, в то время как для жилых домов допускаются перерывы в электроснабжении.

Определяется класс надежности энергопередающей организацией по заявке потребителя и подтверждается проектировщиком. Перед принятием решения следует учесть, что наименее затратный вариант электроснабжения будет в случае 3 класса надежности.

Заниженная категория снимает с поставщика всю ответственность за убытки, связанные с перебоями в электроснабжении.

Заниженная оценка электроснабжения влечет за собой усложнение технологического процесса и удорожание его за счет введения в производство нового оборудования (для повышения безопасности выпуска продукции).

Что следует учесть при подписании договора:

стоимость и качество (потери) электроэнергии;
сроки оплаты и способ расчета за потребленную мощность;
длительность плановых (внеплановых) отключений;
допуск к приборам учета.

Возможно ли поменять категорию надежности? При необходимости потребитель может выступить инициатором изменения класса объекта.

Причинами могут быть:

изменение характера производства;
увеличение рисков технологического процесса;
передача помещения под другие нужды (жилое помещение используют для организации диагностических кабинетов и др.).

Процесс начинается с заявления заказчика о переходе на другую категорию. Работники РЭСа определяют (в случае повышения категории) вторую, независимую от первой, точку обеспечения мощности. Что в последующем фиксируется в договоре на присоединение и поставку электроэнергии, а также отражается в проектной документации.

Третья категория

К этому виду относятся все предприятия и другие энергопринимающие устройства, которые не подпадают к первой и второй категории.

К ней относятся:

Предприятия и городские учреждения, перерыв электроснабжения, которым не принесет существенного убытка.
Небольшие населенные пункты, дачные кооперативы, гаражи, коттеджные поселки.
Такая надежность подходит для ИЖС, АБК, для частного дома или для многоквартирного дома.

Все потребители подключаются к одному источнику электроэнергии. Как показано на нижеприведенной схеме.

Отключение электроэнергии допускается не более 24 часов. Это время, необходимо для проведения ремонтно-восстановительных работ аварийной бригадой.

Категории электроприемников и обеспечение надежности электроснабжения

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

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

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

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

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

1.2.19. Электроприемники первой категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания. В качестве третьего независимого источника питания для особой группы электроприемников и в качестве второго независимого источника питания для остальных электроприемников первой категории могут быть использованы местные электростанции, электростанции энергосистем (в частности, шины генераторного напряжения), предназначенные для этих целей агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т. п. Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить непрерывность технологического процесса или если резервирование электроснабжения экономически нецелесообразно, должно быть осуществлено технологическое резервирование, например, путем установки взаимно резервирующих технологических агрегатов, специальных устройств безаварийного останова технологического процесса, действующих при нарушении электроснабжения. Электроснабжение электроприемников первой категории с особо сложным непрерывным технологическим процессом, требующим длительного времени на восстановление нормального режима, при наличии технико-экономических обоснований рекомендуется осуществлять от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляются дополнительные требования, определяемые особенностями технологического процесса.

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

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

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

Общие требования

1.2.11. При проектировании систем электроснабжения и реконструкции электроустановок должны рассматриваться следующие вопросы:

перспектива развития энергосистем и систем электроснабжения с учетом рационального сочетания вновь сооружаемых электрических сетей с действующими и вновь сооружаемыми сетями других классов напряжения;
обеспечение комплексного централизованного электроснабжения всех потребителей электрической энергии, расположенных в зоне действия электрических сетей, независимо от их принадлежности;
ограничение токов КЗ предельными уровнями, определяемыми на перспективу;
снижение потерь электрической энергии;
соответствие принимаемых решений условиям охраны окружающей среды.

При этом должны рассматриваться в комплексе внешнее и внутреннее электроснабжение с учетом возможностей и экономической целесообразности технологического резервирования.

При решении вопросов резервирования следует учитывать перегрузочную способность элементов электроустановок, а также наличие резерва в технологическом оборудовании.

1.2.12. При решении вопросов развития систем электроснабжения следует учитывать ремонтные, аварийные и послеаварийные режимы.

1.2.13. При выборе независимых взаимно резервирующих источников питания, являющихся объектами энергосистемы, следует учитывать вероятность одновременного зависимого кратковременного снижения или полного исчезновения напряжения на время действия релейной защиты и автоматики при повреждениях в электрической части энергосистемы, а также одновременного длительного исчезновения напряжения на этих источниках питания при тяжелых системных авариях.

1.2.14. Требования 1.2.11-1.2.13 должны быть учтены на всех промежуточных этапах развития энергосистем и систем электроснабжения.

1.2.15. Проектирование электрических сетей должно осуществляться с учетом вида их обслуживания (постоянное дежурство, дежурство на дому, выездные бригады и др.).

1.2.16. Работа электрических сетей напряжением 2-35 кВ может предусматриваться как с изолированной нейтралью, так и с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор.

Компенсация емкостного тока замыкания на землю должна применяться при значениях этого тока в нормальных режимах:

в сетях напряжением 3-20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры на воздушных линиях электропередачи, и во всех сетях напряжением 35 кВ — более 10 А;
в сетях, не имеющих железобетонных и металлических опор на воздушных линиях электропередачи:
- более 30 А при напряжении 3-6 кВ;
- более 20 А при напряжении 10 кВ;
- более 15 А при напряжении 15-20 кВ;

в схемах генераторного напряжения 6-20 кВ блоков генератор-трансформатор – более 5А.

При токах замыкания на землю более 50 А рекомендуется применение не менее двух заземляющих реакторов.

Работа электрических сетей напряжением 110 кВ может предусматриваться как с глухозаземленной, так и с эффективно заземленной нейтралью.

Электрические сети напряжением 220 кВ и выше должны работать только с глухозаземленной нейтралью.

Категории электроснабжения потребителей по ПУЭ

Согласно ПУЭ все потребители электрической энергии условно разделяют на три категории (группы), в зависимости от их важности. В данном случае идет речь о том, насколько надежным должно быть энергоснабжение потребителя с учетом всех возможных факторов

В данном случае идет речь о том, насколько надежным должно быть энергоснабжение потребителя с учетом всех возможных факторов.

Приведем характеристики каждой из категорий электроснабжения потребителей и соответствующие требования относительно надежности их питания.

Первая категория электроснабжения потребителей

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

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

Потребители данной категории должны питаться от двух независимых источников питания – двух линий электропередач, питающихся от отдельных силовых трансформаторов.

Наиболее опасные потребители могут иметь третий независимый источник питания для большей надежности.

Перерыв в электроснабжении потребителей первой категории разрешается только лишь на время автоматического включения резервного источника питания.

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

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

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

Вторая категория электроснабжения потребителей

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

Помимо предприятий, ко второй категории электроснабжения относятся:

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

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

Третья категория электроснабжения потребителей

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

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

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

Определение класса надежности

Что следует учесть при подписании договора:

стоимость и качество (потери) электроэнергии;
сроки оплаты и способ расчета за потребленную мощность;
длительность плановых (внеплановых) отключений;
допуск к приборам учета.

Причинами могут быть:

изменение характера производства;
увеличение рисков технологического процесса;
передача помещения под другие нужды (жилое помещение используют для организации диагностических кабинетов и др.).

КАТЕГОРИИ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

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

Электроприемники I
категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых может
повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному
хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак
продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение
функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства.

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

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

Электроприемники III
категории — все остальные электроприемники, не подходящие под определения I и II категорий.

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

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

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

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

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

1.2.19. Электроприемники II
категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых
взаимно резервирующих источников питания.

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

Допускается питание электроприемников II категории по одной ВЛ, в том числе с кабельной вставкой,
если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время
не более 1 сут. Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями,
каждый из которых выбирается по наибольшему

длительному току ВЛ. Допускается питание электроприемников II категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем
из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату.

При наличии централизованного резерва трансформаторов и
возможности замены повредившегося трансформатора за время не более 1 сут.
допускается питание электроприемников II категории от
одного трансформатора.

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

КАТЕГОРИИ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ ПО НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

В ПУЭ, глава 1.2, все электроприемники (аппараты, агрегаты и другие
потребители электроэнергии) по обеспечению надежности электроснабжения
разделены на I, II и III категории, кроме того, в I категории выделена
особая группа электроприемников. К I категории относятся
электроприемники, «перерыв электроснабжения которых может повлечь за
собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства,
значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического
процесса, нарушение функционирования особо важных элементов
коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения». В особую группу
I категории включены электроприемники, «бесперебойная работа которых
необходима для безаварийного останова производства с целью
предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров». II категория —
это «электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к
массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности
значительного количества городских и сельских жителей», а все остальные
электроприемники включены в III категорию.

По каждой категории электроприемников в ПУЭ определены требования по
надежности электроснабжения. Электроприемники I категории «должны
обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно
резервирующих источников питания…», а для электроприемников особой
группы I категории «должно предусматриваться дополнительное питание от
третьего независимого взаимно резервирующего источника питания», что
обеспечивает еще более высокую надежность электропитания.
Электроприемники II категории также «должны обеспечиваться
электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников
питания», однако если для I категории должно быть обеспечено
автоматическое восстановление питания, то для II категории допускаются
перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения
резервного питания действиями дежурного персонала или выездной
оперативной бригады.А для III категории электроснабжение «может выполняться от одного источника питания при условии, что
перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены
поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток».

Таким образом, если для электроприемников II и III категорий в ПУЭ
допускаются значительные перерывы электропитания, определяемые
включением резервного питания в ручном режиме и временем устранения
неисправности, то относительно электроприемников I категории указано,
что «перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от
одного из источников питания может быть допущен лишь на время
автоматического восстановления питания».