Электроснабжение интеллектуального здания

Все системы ИЗ объединяет зависимость их работоспособности от состояния электроснабжения здания. Нарушения нормирумых показателей качества электроэнергии ведут к снижению производительности и сбоям в работе различного оборудования, а отключение питания приводит к остановке работы всех систем и прерыванию производственного процесса предприятия. В этой связи первостепенное место в инженерной инфраструктуре ИЗ занимает система электроснабжения.

Характеристика электроснабжения - надёжность

По определению документа под названием «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ), электроснабжением называется обеспечение потребителей электрической энергией. В современной литературе, относящейся к электроснабжению средств вычислительной техники и телекоммуникационных систем, зачастую применяется термин «электропитание», характерный, скорее, для вторичных источников питания и используемый в области электроники. Вместе с тем термин «питание» применяется в нормативной документации по электроснабжению.

В дальнейшем изложении все термины будут применяться в смысле соответствующих нормативных документов в области электроснабжения и электротехники. В отдельных случаях термины будут специально оговариваться.

Наиболее значимыми нормативными документами в области электроснабжения зданий являются ПУЭ и комплекс стандартов ГОСТ Р 50571 «Электроустановки зданий». Требования Правил устройства электроустановок являются обязательными для всех ведомств, организаций и предприятий, занимающихся проектированием и монтажом электроустановок, независимо от форм собственности. ПУЭ содержит общую часть, в которой даются определения, область применения и общие указания по устройству электроустановок, выбору проводников и электрических аппаратов. В ПУЭ входят следующие разделы: распределительные устройства и подстанции, электросиловые установки, электрическое освещение, электрооборудование специальных установок, канализация электроэнергии, защита и автоматика.

Комплекс стандартов ГОСТ Р 50571 является основополагающим нормативным документом в Российской Федерации в области стандартизации, сертификации, проектирования, монтажа, испытаний и эксплуатации электроустановок зданий, а также выбора электрооборудования. Комплекс стандартов на электроустановки зданий содержит требования к проектированию, монтажу, наладке и испытанию электроустановок, а также требования к выбору электрооборудования, обеспечивающие их безопасность и удовлетворительную работу при условии использования по назначению.

Наряду с ПУЭ и комплексом ГОСТ Р 50571 существует ряд нормативных документов, требования которых следует учитывать при решении специальных вопросов проектирования и строительства систем электроснабжения. Эти требования относятся к некоторым видам электрооборудования, системам заземления, вопросам электромагнитной совместимости, пожарной безопасности и т.д.

Электроустановкой называется совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии.

Электроустановки по условиям электробезопасности разделяются ПУЭ на электроустановки напряжением до 1 кВ и электроустановки напряжением выше 1 кВ (по действующему значению напряжения).

В здании, оснащенном средствами информационно-вычислительной техники и телекоммуникаций и оборудованном инженерной инфраструктурой для поддержания жизнедеятельности персонала и нормального функционирования технических средств, можно выделить три основные группы потребителей электрической энергии, требующих различной надежности электроснабжения. Потребителем электрической энергии называется электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории. Приемником электрической энергии (электроприемником) называется аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.

В таблице 1 представлен состав потребителей ИЗ и требования к надежности их электроснабжения. Группы А, В, С расположены в порядке снижения требований к надежности.

Приведенный состав потребителей относится к типичному офисному зданию. На практике составы групп потребителей А и В могут быть расширены (специфические нагрузки банковских учреждений, VIP-зоны и т.д). Способы и схемы организации электроснабжения групп А, В и С зависят от требований к надежности электроснабжения перечисленных групп.

Обеспечение надежности электроснабжения группы А, соответствующее требованиям особой группы I категории по классификации ПУЭ (всего установлено три группы), должно осуществляться от трех независимых, взаимно резервирующих источников питания, причем должны быть приняты дополнительные меры, препятствующие кратковременному перерыву электроснабжения во время переключения на резервный источник питания.

Электроснабжение группы В производится от двух источников, но мероприятий по недопущению перерывов питания во время переключения на резерв не требуется. Электроснабжение группы С рекомендуется осуществлять также от двух независимых источников, но допускается и от одного. 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 — источники бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т.п.

В рассматриваемых ниже случаях таковыми будут дизель-генераторные установки (ДГУ) и источники бесперебойного питания (ИБП). Поскольку все потребители располагаются в одном здании, то определяющим является требование к количеству независимых источников для группы А. Это означает, что если для электроснабжения группы А предусматривается два ввода от внешних независимых источников (вводов, помимо ДГУ и ИБП), то электроснабжение группы С будет осуществляться от тех же двух источников, а электроснабжение группы В — от трех источников (два ввода плюс ДГУ). Согласно требованиям ПУЭ 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. Именно эта ситуация предусматривает применение ДГУ.

Таблица 1. Требования к надежности электроснабжения потребителей

На рисунке приводится иллюстрация к высказанным соображениям по обеспечению надежности электроснабжения. Два ввода от источников основного (внешнего, городского) электроснабжения осуществляются через устройство автоматического включения резерва (АВР). В условиях городской застройки электроснабжение от ДГУ может оказаться невозможным по нормам пожарной безопасности, природоохранным и санитарным нормам. В таком случае достаточно организовать электроснабжение от двух источников электроснабжения городской электросети и применить ИБП. Потребность установки ДГУ для случая электроснабжения от двух источников городской электросети следует рассматривать только в связи с требованиями задания на проектирование.

Обеспечение надежности электроснабжения

В таблице 2 отражено соответствие требований надежности электроснабжения групп А, В, С нормам ПУЭ. Приведены все встречающиеся на практике комбинации. На практике в заданиях на проектирование можно встретить требования к обеспечению надежности электроприемников группы А по нормам особой группы I категории надежности электроснабжения.

Таблица 2. Взаимосвязь требований к надежности электроснабжения с нормами ПУЭ

Технические условия и разрешения на присоединение к электрическим сетям энергосистемы определяют величину установленной и единовременной мощности потребителя и категорию надежности электроснабжения. Установка автономных источников электроснабжения техническими условиями и разрешениями не регламентируется и выполняется по проекту. Два независимых ввода от системы внешнего (городского) электроснабжения ( I категория надежности) характерны для крупного здания, имеющего в составе инженерных систем пожарные насосы, системы подпора воздуха и дымоудаления и прочие системы, обеспечивающие безопасность персонала и работу аварийных служб. Если заданием на проектирование специально не оговорена установка ДГУ, то проектом её можно не предусматривать, поскольку группа А имеет электроснабжение по нормам особой группы I категории надежности. Для небольших зданий обычно разрешается электроснабжение по II категории надежности. В этом случае рекомендуется установка ДГУ для электроснабжения электроприемников группы А.

Источник http://electromaster.ru