Резервирование как способ повышения надежности энергоснабжения

Как известно, существует дифференциация электроприемников по категориям надежности энергообеспечения. Одни потребители спокойно переносят возникновение перерывов в питании на время проведения ремонтных работ (максимум сутки), другие – крайне требовательны в плане электроснабжения и без последствий выдерживают лишь краткосрочные отключения или предполагают полное отсутствие таковых.

Чтобы организовать бесперебойное и безопасное функционирование приборов и аппаратов в рамках какого-либо объекта, используется механизм подачи энергии от вспомогательных источников к приемникам, формирующим особую группу.

Понятие резервирования

Резервированием называется техническое решение, при котором надежность системы любого типа повышается введением избыточности, представленной средствами или возможностями, дополняющими уже имеющийся необходимый минимум для реализации определенной задачи.

Главное достоинство этого способа заключается в достижении максимально высокого уровня долговечности и стабильности установки при оснащенности элементами, характеризующимися относительно низкой степенью отказоустойчивости.

Резервирование бывает структурным, информационным и временным. Ведущая позиция среди перечисленных принадлежит первому варианту внедрения альтернативных источников питания. Его суть – включение в изначальную конфигурацию, образованную базовым оборудованием и механизмами, вспомогательных устройств, связей и узлов или параллельное использование вместе с ней других таких же систем.

Структурное резервирование осуществляется в двух формах:

1. общей, когда установка резервируется целиком;
2. раздельной, при которой избыточность распространяется только на заданное количество частей.

При этом дополнительные элементы могут задействоваться, если это обусловлено ситуацией, что наблюдается в случае применения метода с замещением и ненагруженного резерва, или всегда быть активными.

Время перехода на запасной канал варьируется от миллисекунд (т.е. мгновенное переключение) до более длительной задержки перед возобновлением подачи энергии.

В теории структурного резервирования различается несколько фундаментальных понятий. Основным элементом здесь именуется часть комплекса, выступающая как достаточный минимум для обеспечения его работоспособности; вспомогательным – компонент, позволяющий сохранить функциональность установки при отказе предыдущего. Базовые и дополнительные узлы используются для расчета кратности, выражающейся через отношение числа вторых к количеству первых. Визуально она представляет собой несокращенную дробь и делит все виды резервирования на однократные и многократные.

Выбор механизма резервирования

Чтобы грамотно реализовать систему вспомогательного энергоснабжения, следует проанализировать технический цикл активности приемника, обозначить продолжительность предполагаемого перерыва в питании и тяжесть последствий для соответствующего вида приборов (согласно ПУЭ), которые может вызывать несвоевременная подача электричества от альтернативных источников.

Выбор предпочтительного способа организации резервирования зависит от потребителей в составе конкретной установки, входящих в первую, вторую и особую категории. Если они преобладают в структуре комплекса, применяется схема АВР. То есть, когда основная линия питания обесточивается (исчезает напряжение), автоматически подключается другая система.

В некоторых случаях указанный метод электроснабжения больше подходит не для подстанций, а, например, для самих цехов (или иных типов помещений), оборудованных приемниками 1 категории надежности. При этом источниками питания будут служить разные ТП или секции одной электроустановки, а для их переключения вполне подойдет простейшая автоматика. Нагрузки будут распределяться согласно категорийной, а не цеховой (пространственной) принадлежности потребителей, что в результате приведет к снижению затрат на резервирование.

Основная и самая трудная задача, стоящая перед специалистами, которые занимаются проектированием, – соблюдение баланса между ценой и качеством подобных технических решений. Не менее важно учесть весь спектр мелочей и нюансов, связанных с особенностями объекта внедрения, чтобы предотвратить аварийные ситуации из-за ложного срабатывания системы, поскольку при некорректном функционировании последней на стороне 35кВ и более могут обесточиваться целые регионы, что в перспективе приводит к значительным убыткам. Также надежность достигается за счет правильной эксплуатации аппаратуры на подстанциях, поддержания надлежащего вида блоков и узлов, беспрекословного соблюдения правил надлежащего использования оборудования.