Защита от перегрузки сетей
Перегрузки сетей: защита возможна!
Причиной возникновения сбоев в работе электрических сетей часто становятся перегрузки, т.е. ситуации, когда ток в сети выше номинального или предельно допустимого для участка электрической сети. Они могут происходить на разных уровнях системы электроснабжения. Соответственно возникают разные последствия.
1. Перегрузки: типы и причины
Локальная перегрузка – это перегрузка сети на участке от потребителей до ближайшего автоматического предохранителя. Перегрузки на участке сети могут вызывать срабатывание этого предохранителя и, следовательно, локальное отключение напряжения.
Местная перегрузка возникает, если перегружена вся линия от потребителей до понижающего трансформатора. Происходит снижение напряжения в сети. При сильных перегрузках и выходе из строя локальных систем защиты возможно срабатывание системы защиты подстанции, также сопровождаемое временным полным отключением напряжения. Это отключение распространяется на всех потребителей, питаемых от этого трансформатора.
Общая перегрузка возникает, если перегружена вся энергосистема или существенная ее часть. В этом случае, помимо снижения напряжения, может происходить и уменьшение частоты синусоидального напряжения. При глубоких общих перегрузках возможно срабатывание защиты на электростанции и отключение напряжения в системе в целом.
Классическим случаем общей перегрузки является широко известный случай, произошедший в Нью-Йорке полтора десятилетия назад. В разгар рабочего дня из-за аварии на одной из подстанций города, все питаемые ею потребители были отключены. Результатом мелкой аварии в сочетании с недоработанной системой управления и недостаточной выучкой диспетчеров было погружение во тьму офисов сотен крупнейших фирм мира.
25 мая 2005 г. прошла цепная реакция отключений электроэнергии в Москве и ряде примыкающих к ней регионов. Началом самой большой за последние годы электроаварии стал пожар на электроподстанции «Чагино». В тот день было остановлено 2 908 промышленных предприятий и отключено около 3,5 тыс. МВт нагрузки. Была остановлена работа метрополитена и других жизненно важных объектов. Ущерб от аварии составил миллиарды рублей.
Из-за перегрузок и других нарушений правил устройства и эксплуатации электрооборудования в России ежегодно происходит значительное количество пожаров. В 2006 г., по данным МЧС России, по этой причине произошел каждый пятый пожар или 19% общего количества (всего в 2005 г. произошло 226 852 пожара). Доля ущерба от них составляет 21%, притом что общий убыток от пожаров в истекшем году составил около 6 770,00 млн. руб.
Совершенно особенным случаем перегрузки является временная перегрузка, связанная со стартовыми токами, возникающими при запуске почти любого оборудования. Стартовый ток может превышать номинальный ток потребления электрического прибора в единицы, десятки и (к счастью очень редко) в сотни раз. В зависимости от величины стартового тока, временная перегрузка может распространиться на больший или меньший участок сети. Чаще всего включение оборудования вызывает местные перегрузки, но известны случаи, когда включение одного очень мощного агрегата вызывает перегрузку энергосистемы целой страны.
В трехфазной сети, нагруженной в основном компьютерами, может возникать еще один вид перегрузки: перегрузка нейтрального провода из-за искаженной формы кривой тока нагрузки. Его особенная опасность обусловлена в основном тем, что не может быть обнаружена обычными щитовыми приборами и почти всегда остается незамеченной, а также отсутствием предохранителей на нейтральном проводе.
Нейтральный провод в трехфазной системе переменного тока выполняет очень важную функцию. Он служит для выравнивания фазных напряжений во всех трех фазах при разных нагрузках фаз (или, как говорят электрики, перекосе фаз). В случае обрыва нейтрального провода при неодинаковых нагрузках в фазах фазные напряжения будут различными. В фазах с большой нагрузкой (меньшим сопротивлением) напряжение будет ниже нормального, даже если эта фаза очень далека от перегрузки. В фазах с меньшей нагрузкой (большим сопротивлением) напряжения станет выше нормального. Особенно опасным является короткое замыкание после обрыва нейтрального провода. При этом напряжение на оставшихся незакороченными фазами возрастает в корень из трех раз (с нормальных 220 В до 380 В). Для исключения обрыва на нейтральном проводе не устанавливают предохранителей и выключателей. Этот вид сбоя электропитания является одним из самых опасных, но при правильном проектировании и эксплуатации электрической сети или системы бесперебойного питания встречается очень редко.
В России применяется четырехпроводная трехфазная электрическая сеть. Она еще называется электрической сетью с глухо-заземленной нейтралью. За этими словами скрывается вполне простой факт: нейтральный провод на подстанции заземлен и практически не только выполняет свою функцию «симметрирования» трехфазной сети, но и используется как защитное заземление.
В Европе обычно применяется пятипроводная электрическая сеть. В такой электрической сети имеется отдельный (пятый) провод заземления и нейтральный провод выполняет только одну функцию. Кстати сказать, все западные трехфазные ИБП предназначены для использования именно с такой электрической сетью.
Нейтральный провод рассчитан на эффективную компенсацию токов в разных фазах в случае синусоидальных токов в трехфазной электрической сети. Если в электрическую сеть включено много компьютеров, то форма кривой тока искажается и эффективность работы нейтрального провода резко снижается. При этом возможны опасные перегрузки нейтрального провода и искажения формы кривой напряжения.
2. Контроль за состоянием электрических сетей
Решить проблемы надежной эксплуатации электрических сетей зданий и сооружений можно, обеспечив качественную электропроводку. Однако, пока для многих регионов это весьма дорогой проект. Поэтому чаще всего для решения этой проблемы используются различные аппараты защиты электрических сетей, призванные защищать, в том числе и от перегрузок. Контроль за безопасной эксплуатацией электрических сетей обычно возлагается на службы эксплуатации жилищно-коммунальных структур. Если речь идет о промышленных предприятиях – на органы Госэнергонадзора и Госпожнадзора, а с 2004 года – Ростехнадзора. Надзор за состоянием аппаратов защиты электрических сетей и электрооборудования должностные лица осуществляют с привлечением лиц, ответственных за эксплуатацию электрических сетей, или специалистов-электриков организаций, обслуживающих проверяемый объект. Самостоятельно осуществлять мероприятия по контролю за электроснабжением на проверяемом объекте они не могут.
В ходе проверок необходимо руководствоваться требованиями Правил пожарной безопасности в Российской Федерации (ППБ 01-03), Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) и Правил устройства электроустановок (ПУЭ) и других нормативных актов.
Проверкам подвергаются автоматические выключатели, предохранители и устройства защитного отключения (УЗО), устанавливаемые во внутренних электрических сетях зданий. На объекте проверяется все электрооборудование от границы балансового разграничения с энергоснабжающей организацией. Обычно эта граница проходит через вводное, вводно-распределительное устройство (соответственно ВУ или ВРУ) или главный распределительный щит (ГРЩ), расположенный в специальных запираемых электропомещениях (электрощитовых) или в запираемых шкафах.
Для проведения качественной проверки запрашивается проектная документация внутренних электрических сетей здания, схемы внутренних электрических сетей, эксплуатационная документация на аппараты защиты. Эта документация содержит характеристики аппаратов защиты (паспорт, инструкция по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту). Кроме этого инспектор вправе затребовать планы технического обслуживания и ремонтов электрооборудования, объектовые и другие правила пожарной безопасности, ранее выданные предписания государственных надзорных органов, протоколы испытаний аппаратов электрической защиты, сертификаты соответствия требованиям безопасности на аппараты, заключения о пожарной безопасности составляющих частей электрооборудования и электрических сетей.
Проверки состояния автоматических выключателей, предохранителей с плавкой вставкой и УЗО проводят, сопоставляя требования, регламентирующие обеспечение пожарной безопасности электроустановок в процессе эксплуатации, с фактическим техническим состоянием проверяемых аппаратов защиты.
Обследования зданий следует начинать с вводно-распределительного устройства или главного распределительного щита здания, находящихся, как правило, в специальном закрытом помещении (электрощитовой). Представитель электроэнергетической службы проверяемой организации должен открыть это помещение и находящиеся в нем распределительные, силовые, осветительные, слаботочные шкафы и щиты. Получив доступ в зону расположения электрооборудования, инспектор визуально проверяет состояние аппаратов защиты, установленных в распределительных щитах, а также в групповых и этажных щитках. Квартирные щитки с установленными в них выключателями и предохранителями, находящиеся внутри жилых помещений, инспектор проверяет только по заявлению собственников (владельцев) или ответственных съемщиков (арендаторов) этих помещений с участием представителя организации, ответственной за электрическую часть здания.
При проведении обследования состояния аппаратов электрической защиты все действия с электрооборудованием должны осуществлять специалисты-электрики (представители) проверяемого объекта или обслуживающей организации.
Осмотром должны быть установлены внешние электро- и пожароопасные признаки нарушений конструкции аппаратов защиты, которые вызывают опасения (обугленная изоляция, механические повреждения, заедание механической части при включении и т. п.). Инспектор устанавливает выполнение требований безопасности или их нарушение на основании визуального осмотра выключателей, предохранителей и УЗО, анализа технической документации с учетом протоколов испытаний. Он также контролирует сроки и результаты проведения испытаний аппаратов электрической защиты на функционирование.
При выявлении в ходе обследования (проверки) нарушения требований ППБ 01-03, ПУЭ и ПТЭЭП инспектор совместно с представителем проверяемого объекта решает вопрос о возможности немедленного устранения нарушений. Если нарушения указанных требований невозможно устранить немедленно, то инспектор принимает меры, предусмотренные действующим законодательством.
Предложенный подход к проведению проверок при осуществлении государственного надзора на различных объектах позволит сориентировать соответствующие службы на повышение электро- и пожарной безопасности электрического оборудования в проверяемой организации, а также снизить вероятность поражения электрическим током лиц, а также обеспечить надежную защиту от различных типов перегрузок.
Взято с www.iek.ru
Похожие статьи
Рубрика: Статьи
Здравствуйте. 
Loading ...