Резервный источник питания (общие принципы)

Резервный источник питания (РИП) — альтернативный источник электроэнергии, обеспечивающий непрерывное электроснабжение потребителя при отказе основного (городской сети). Для объектов I и II категорий надёжности по ПУЭ наличие резерва обязательно. Выбор типа РИП зависит от требуемого времени автономной работы, допустимой длительности перерыва, бюджета и условий эксплуатации.

Типы резервных источников

Второй ввод от городской сети

Самый простой и дешёвый — два независимых кабеля от разных трансформаторных подстанций (или разных секций одной ТП, подключённых к разным линиям 10 кВ). Переключение через /glossariy/avr-shkaf АВР за 1-5 секунд. Пригоден для объектов, где локальная авария одной линии вероятнее масштабной (авария района обесточит оба ввода).

Ограничение: при массовой аварии в районе (гроза, ураган, авария на подстанции 110 кВ) оба ввода пропадают одновременно. Для критически важных объектов требуется дополнительный резерв.

/glossariy/dizel-generator Дизельный генератор (ДГУ)

Автономный источник на базе дизельного двигателя с генератором. Запуск за 10-30 секунд (с АВР), работа до нескольких суток на одной заправке (запас топлива в баке 500-5000 литров). Применяется как второй или третий резерв для банков, больниц, data-центров, крупных промышленных объектов. Мощности от 10 кВт до 2 МВт в стандартных контейнерах.

/glossariy/ibp-ups Источник бесперебойного питания (ИБП, UPS)

Электронный источник с аккумуляторной батареей. Переключение мгновенное (без разрыва 0 миллисекунд в online-режиме). Время автономной работы — от 5 минут до нескольких часов (в зависимости от ёмкости батарей и нагрузки). Применяется для серверов, систем связи, аварийного освещения, критичных контроллеров.

/glossariy/dinamicheskiy-ibp-flywheel Динамический ИБП с маховиком (flywheel)

Специальный класс ИБП с механическим накопителем энергии вместо (или совместно с) химическими аккумуляторами. Применяется в data-центрах — переключение мгновенное, ресурс маховика 20+ лет, нет проблем с заменой батарей.

Газотурбинная установка (ГТУ)

Генератор на базе газовой турбины — для крупных промышленных объектов с газоснабжением. См. /glossariy/generator-stantsiya-oborotnaya оборотные электростанции. Мощности от 1 МВт до 100+ МВт. Срок запуска 15-30 минут (не для мгновенного резерва).

Аккумуляторная установка постоянного тока

Для систем автоматики подстанций, релейной защиты, оперативного тока — автономная аккумуляторная установка 110/220 В постоянного тока. Применяется на подстанциях 35-500 кВ, в АСУ ТП энергообъектов.

Схемы резервирования

N+1 (один резервный)

На N работающих источников — один резервный. Экономично, стандарт для многих объектов.

2N (двукратное резервирование)

На каждый работающий — свой резервный. Стандарт для data-центров Tier III, медицинских операционных, банков. Два независимых комплекта оборудования от разных источников.

2N+1

Полный двойной комплект плюс дополнительный резерв. Для Tier IV data-центров, объектов критической инфраструктуры (аэропорты, государственные ЦОД).

Нормативные требования

• ПУЭ, глава 1.2 — определяет три категории надёжности электроснабжения
• СП 76.13330, СП 31.110 — проектирование электроснабжения
• СТО Газпрома, ОАО РЖД — ведомственные нормы

Время допустимого перерыва по категориям

• I категория особая — мгновенное переключение (ИБП плюс ДГУ), объекты жизнеобеспечения
• I категория — не более 1 секунды (АВР по второму вводу или ИБП)
• II категория — не более 15-20 минут (АВР второго ввода или оперативный запуск ДГУ)
• III категория — не более 24 часов (резерв не обязателен)

Расчёт параметров

• Мощность — не меньше суммарной нагрузки резервируемых потребителей с запасом 20-30 процентов. См. /glossariy/raschet-moshchnosti-generatora расчёт мощности генератора
• Время автономной работы — от минут (для аварийного освещения) до суток (для банков)
• Запас топлива — рассчитывается по суточному расходу ДГУ при номинальной нагрузке
• Класс резервирования — N+1, 2N, 2N+1 по требованиям объекта

РУБИКОН проектирует и поставляет комплексные решения резервирования: АВР, ДГУ, ИБП, системы управления и мониторинга. Для сложных объектов разрабатывается многоуровневая схема с несколькими типами резерва.