Категория надежности электроснабжения как определить: Категории надежности электроснабжения по пуэ — 1,2 и 3 категории надежности

Категории надежности электроснабжения по пуэ — 1,2 и 3 категории надежности

Существует ПУЭ (правила устройства электроустановок), где можно определиться с классификацией электропотребителей и познакомиться с условным их разделением по надёжности.

Если рассматривать многоэтажный дом и больницу, то надёжность второй, должна быть выше.

Так как здесь ведётся подключение реанимаций и операционных помещений к питающему устройству, следовательно, аварийное выключение может привести к потере человеческой жизни или её угрозе.

• Если рассматривать химическое предприятие, то здесь отключение от электроэнергии повлечёт за собой взрыв, жертвы и нанесён будет материальный ущерб, отсюда этот объект является важным и требует надёжного электроснабжения.
• Все объекты тщательно изучаются, и им присваиваются категории надёжности.
• Какие категории выделяют:

• Первая. Эту группу называют ещё очень важной. Так как здесь отсутствие питания ведёт к необратимым процессам, а, главное, создаёт опасность человеческой жизни, государства и может создаваться аварийная ситуация, которая выльется в большой материальный ущерб. Поэтому здесь включается бесперебойное питание от двух независимых источников, когда автоматическое переключение с одной шины на другую ведётся в считаные доли секунд. Также в первой группе для того чтобы увеличить надёжность предусматривают третий источник, например, аккумуляторные батареи, автономные мини-электростанции и т. д. Этот источник предназначается для особой группы. Ими может питаться и второй энергоноситель.
• Вторая. Аварийное отключение питания может привести к массовому браку, нарушению технического процесса, жизнедеятельности людей. Здесь также используются два независимых и взаимозаменяемых источника. Этой группой пользуется значительное число электропотребителей.
• Третья. Те потребители, что не входят к первым двум категориям, относятся в 3 группу. Здесь используется один источник электроснабжения, только обязательным условием является остановка питания не более одних суток. Источником может быть одно трансформаторное КТП и в один год допускается 72 часа отключений.

Чем важнее категория, тем выше её стоимость, так как ведёт к установке дополнительного оборудования, отсюда будет и общая система электропотребления достаточно сложная.

Требования к источникам электроснабжения

Электроприёмники каждой категории согласно правилам установки имеют определённые требования.

• В 1 группе элктроприёмников обязательно питание подключается от независимых блоков питания. А если речь идёт об особой группе приёмников, то здесь дополнительно предусматривается третий независимый взаимно резервирующий электрический блок. Таким образом, обеспечивается бесперебойное и надёжное электрическое питание. Так как сбои в электропитании могут привести к человеческим жертвам, материальному ущербу, нарушению технического процессу, сбою работы телевидения и т. д.
• Во второй группе электроприёмников также идёт обеспечение от двух независимых источников. С той лишь разницей, что здесь допускается некоторое количество времени для подключения резервного источника, тогда как в первой категории переключение ведётся автоматически. Резервное питание может подключаться выездной оперативной бригадой или дежурным персоналом. Перерыв питания в этой группе может привести к простою рабочих и электрооборудованию, остановке выпуска продукции.
• В электоприёмниках третьей группы питание ведётся одним источником и перерыв в питании не может быть более 24 часов.

Категории надёжности электроснабжения здания/объекта

Существует таблица, где отображается категория надёжности жилых домов, общежитий, учрежденческих зданий и объектов:

• Жилой дом, где есть наличие электроплит, относят ко 2 группе.
• Дом, в котором 8 квартир и имеются электроплиты – 3-я группа.
• Садовые участки – 3.
• Помещение с противопожарным оборудованием – 1.
• Общежитие, где проживают больше 50 человек – 2. Меньше 50–3.
• Индивидуально тепловой пункт и ЦТП – 1.
• Здания, где работают больше 2 тысяч человек – 1.
• Высотные здания больше 16 этажей – 1.
• Санаторные здания и дома отдыха – 1.
• Госстрах и финансовые учреждения с наличием охранной сигнализации и противопожарных устройств – 1.
• Библиотеки с охранным обустройством – 1.
• Библиотеки, где хранятся одна тыс. экземпляров книг – 2.
• Сохранность экземпляров книг до 100 единиц – 3.
• Дошкольные и школьные учреждения с охранным оборудованием – 1.
• Гостиницы с охранным и противопожарным обустройством – 1.
• Столовые, кафе и другие помещения для приёма пищи – 1.
• Здания бытового обслуживания (парикмахерские, где больше 15 человек, ателье, когда 50 людей и химчистки с производительностью в 500 кг) – 2.
• Музеи федерального, краевого и республиканского значения – 1.
• Медицинские здания с интенсивной терапией, операционной, палатой недоношенных детей – 1.
• Временные объекты – 3.

Здание, которое имеет 3 группу и питание происходит по одной линии, следует охранное и пожарное оборудование подключать к автономным источникам.

Силовые электроприёмники и освещение подключаются от трансформаторов.

1. Трансформаторные подстанции используются для общественных зданий встроенные или пристроенные.
2. Жилое здание может питаться от пристроенных подстанций только в том случае, если они наполнены жидким диэлектриком.
3. Использование ТП в жилом корпусе и школьном заведении запрещено.
4. Размещать ТП следует таким образом, чтобы была возможность круглосуточного доступа для организаций и персонала, которые занимаются обслуживанием.

Схемы (описание)

Обязательным условием приёмников первой группы являются независимые источники питания. И в случае нарушения электропитания, автоматически идёт его восстановление от резервного электроснабжения. Электричество независимых источников ведётся с различных подстанций или с одной. При этом должны, соблюдены некоторые условия:

• Шины или секции подключаются от независимых источников;
• Соединения между шинами или секциями не должно быть. Отключение происходит автоматически в аварийной ситуации.

• Резервным источником питания могут служить аккумуляторные батареи, приборы бесперебойного питания, местные электростанции.
• Рис.1

На рисунке 1 показана радиальная схема потребителей 1 категории. Во время аварийного выключения электроэнергии на одной из секций произойдёт автоматическое включение выключателя на шине.

Со второй категорией потребителей при нарушении целостности электрической цепи возможна некоторая задержка питания, пока не включится резервное электрическое устройство.

Рис.2

Вторая схема рис.2 отображает потребителей 2 категории. Также можно использовать и для 1 группы.

1. Аварийное отключение питания на одной из секций не помешает продолжению работы второй секции.
2. Рис.3

На рис 3 изображена схема потребителей 3 категории. Используя аварийный источник, схему можно использовать для потребителей 1 категории.

Кто и как определяет

Критериями выбора категорий в электроснабжении являются численность людей.

Рассматривается, прежде всего, их безопасность и уровень материального ущерба, если произойдёт отключение электропитания.

Для таких целей проектировщиками разработан классификатор различных видов электроснабжения. В нём указываются типы зданий, объектов, стоит только выбрать нужное строение с определённой категорией.

В производственных зданиях, чтобы определить нужную группу электропитания участвуют технологи и используются документ СП 31–110–2003 и ПУЭ (правила устройства электроустановок). Всё зависит от опасности и возможного материального ущерба.

Чем она ниже, следовательно, и категория будет ниже и наоборот. Например, объекту, связанному с пожаром всегда присваивается первая категория.

Иногда категория здания и электроснабжения не совпадают.

Такое случается в тепловых пунктах, и в технических условиях прописывается разрешённая мощность индивидуально для каждой группы электроснабжения.

Источник: https://hqsignal.ru/defence/s/kategoriya-nadyozhnosti.html

Категории надежности электроснабжения: требования электроприемников потребителей к источникам энергоснабжения

Требования к надежности электроснабжения в настоящий момент является одним из важных аспектов работы потребителей. От существующего уровня надежности энергоснабжения электроприемников потребителя зависит количество брака на производстве,  качество изготовляемой продукции и, как следствие, конкурентоспособность компании в целом. 

Сразу стоит отметить, что вопросы надежности энергоснабжения затрагиваются в основном в Правилах устройства электроустановок. Ответственность поставщика электроэнергии за низкие показатели качества электроэнергии и низкую надежность электроснабжения в действующем законодательстве в электроэнергетике прописано слабо.

Однако некоторые моменты все-таки определены.

Как не допустить простоя предприятия из-за отключения электроэнергии или с кого взыскать убытки от возникновения брака вследствие несоблюдения поставщиком электроэнергии показателей, определенных для различных категорий надежности электроснабжения, об этом и попытаемся разобраться в этой статье.  

Для начала предлагаем разобраться с особенностями надежности энергоснабжения потребителей. В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПЭУ 7 издание) выделяют три категории надежности электроснабжения. 

• Первая категория надежности электроснабжения (1 категория надёжности) 
• Вторая категория надежности электроснабжения (2 категория надёжности)
• Третья категория надежности  электроснабжения (3 категория надежности)

При этом ПЭУ не устанавливает конкретные требования к времени восстановления энергоснабжения электроприемников 1 или 2 категории надежности. Для 3 категории надежности электроснабжения установлено время восстановления не более 24 часов. 

Категории надежности энергоснабжения

Стоит отметить, что время восстановления энергоснабжения потребителей в соответствии с п.  31.6 «Правил недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг», утвержденных Постановлением Правительства РФ от 27.12.2004 №861, определяется следующим: 

Для третьей категории надежности электроснабжения: допустимое число часов отключений в год составляет 72 часа, но не более 24 часов подряд, включая срок восстановления электроснабжения, за исключением случаев, когда для производства ремонта объектов электросетевого хозяйства необходимы более длительные сроки, согласованные с Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору,

Для второй и первой категории надежности энергоснабжения число часов отключений должно определяться в договоре оказания услуг по передаче электроэнергии (если у потребителя нет такого договора – то в договоре энергоснабжения с гарантирующим поставщиком) с учетом его фактической схемы, источников энергоснабжения, наличия резервного питания и др.  

Таким образом, важным моментом для потребителей с 1 или 2 категорией надежности для обеспечения требуемого уровня надежности электроснабжения, определить параметры восстановления подачи электроэнергии в случае возникновения аварийных ситуаций и др. вне регламентных отключений еще на этапе заключения договора энергоснабжения с поставщиком электроэнергии.

Также стоит особо отметить обязательное требования по закреплению величин аварийной брони и технологической брони. Указанные параметры определяются в акте аварийной и технологической брони и являются неотъемлемой частью договора потребителя.

Очень часто потребители, имеющие аварийную или технологическую  бронь не имеют оформленного акта согласования брони, что может привести (в случае отключения электроэнергии) к значительным убыткам для самого потребителя, а в худшем случае и к экологическим последствиям.  

Определение границ зоны ответственности за надёжность электроснабжения с учетом существующих категорий.

При этом, качество и надежность электроснабжения потребителей определяется на границе балансовой принадлежности потребителя и сетевой компании.

Ответственность поставщика электроэнергии за вопросы энергоснабжения (в т.ч. надежность энергоснабжения) определяются п. 7 «Основных положений функционирования розничных рынков электрической энергии», утв. Постановлением Правительства РФ от 04.05.

2012 №442, который говорит о том, что наличие оснований и размер ответственности субъектов электроэнергетики перед потребителями за действия (бездействие), повлекшие за собой неблагоприятные последствия, определяются в соответствии с гражданским законодательством Российской Федерации и законодательством Российской Федерации об электроэнергетике.

Таким образом, даже если у потребителя согласована в договоре энергоснабжения первая или вторая категория надежности электроснабжения, количество источников питания у него 2 или более, и на электроприемники  потребителя есть согласованный акт о технологической или аварийной брони, то при  возникновении случая временного прекращения поставок электроэнергии и возникновения у предприятия убытков вследствие этого, у него (потребителя) есть возможность получить компенсацию своих убытков только в судебном порядке. Поэтому важно дополнительно в договоре закреплять ответственность сторон за нарушение параметров надежности энергоснабжения. 

При возникновении каких-либо ситуаций, связанных с надежности энергоснабжения, потребитель должен предъявлять требования к компенсации своих расходов (упущенной выгоды) к гарантирующему поставщику (энергосбытовой компании) если у потребителя заключен договор энергоснабжения и к электросетевой компании (владельцу электросетевых объектов) если у потребителя заключен договор купли-продажи электроэнергии и договор оказания услуг по передаче. 

Выбор или изменение категории надежности электроснабжения.

В соответствии с правилами технологического присоединения энергопринимающих устройств потребителей к электрическим сетям, утвержденных постановлением Правительства РФ от 27.12.

2004 №861, категория надежности электроснабжения электроприемников потребителей определяется в процессе технологического присоединения энергопринимающих устройств к электрическим сетям.

При этом потребитель самостоятельно определяет какая категория надежности энергоснабжения ему необходима. 

«Технологическое присоединение энергопринимающих устройств в целях обеспечения надежного их энергоснабжения и качества электрической энергии может быть осуществлено по одной из трех категорий надежности. Отнесение энергопринимающих устройств заявителя (потребителя электрической энергии) к определенной категории надежности осуществляется заявителем самостоятельно.

Отнесение энергопринимающих устройств к первой категории надежности осуществляется в случае, если необходимо обеспечить беспрерывный режим работы энергопринимающих устройств, перерыв снабжения электрической энергией которых может повлечь за собой угрозу жизни и здоровью людей, угрозу безопасности государства, значительный материальный ущерб. В составе первой категории надежности выделяется особая категория энергопринимающих устройств, бесперебойная работа которых необходима для безаварийной остановки производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров».  

Однако, стоит понимать, что при выборе 2 или 1 категории надежности, стоимость подключения электричества возрастет в 2 раза относительно присоединения по 3 категории надежности: ведь для энергоснабжения по 1 или 2 категории необходимо два независимых источника питания и присоединение к каждому из них будет стоить примерно одинаково. 

Источник: https://www.energo-konsultant.ru/sovets/elektrosnabgenie/yuridicheskim_licam/prochie_voprosi_energosnabgeniya/kategorii_nadegnosti_elektrosnabgeniya/

Категории надёжности электроснабжения

ПЕРВАЯ ВТОРАЯ ТРЕТЬЯ

Электрическая энергия представляет собой главный ресурс, необходимый для осуществления деятельности предприятий. Промышленное технологическое оборудование, применяемое в различных отраслях производства, имеет электрический привод.

• Создание нормальных бытовых условий также невозможно без электричества.
• Перерывы в обеспечении потребителей электрической энергии приводят к остановке деятельности предприятий и организаций различного профиля, прекращению работы транспортных средств на электрической тяге, неработоспособности систем регулирования движения автотранспорта, вызывающей коллапс на автодорогах.
• Отключения электричества у потребителей бытового сектора вызывают дискомфорт населения, лишая его освещения, а нередко и возможности обогреть жильё и приготовить пищу.

Аварийное отключение электроприёмника может приводить к различным последствиям в зависимости от характера отключаемого объекта. Причём эти последствия могут быть несопоставимыми.

Например, отсутствие подачи электроэнергии, пусть даже достаточно длительное, в жилом секторе может вызвать дискомфорт или, в худшем случае, порчу продуктов в холодильнике. Если же полностью исчезнет питание авиационного диспетчерского центра или операционного больничного отделения, это может привести к авиационным катастрофам и гибели людей на операционном столе.

Совершенно очевидно, что подходы к обеспечению надёжности снабжения потребителей электрической энергией должны быть увязаны с потенциальной опасностью, возникающей при их аварийном отключении.

Законодательством РФ в области энергетики определены градации электроприёмников по категориям надёжности электроснабжения. Категорийность объекта должна определяться ещё на стадии проектирования.

При этом принимаются во внимание:

• особенности технологических циклов данного производства;
• условия работы оборудования;
• наличие на производстве опасных факторов;
• прогнозирование ситуаций, которые могут возникнуть при перерыве электропитания конкретного потребителя.

Требования пуэ к электроснабжению потребителей различных категорий

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) подразделяют все электроприёмники потребителей по признаку тяжести последствий перерывов в электропитании на 3 группы: 1, 2 и 3 категории надёжности электроснабжения.

Рассмотрим подробнее характеристики электроприёмников различных категорий обеспечения надёжности электроснабжения и технические требования ПУЭ, предъявляемые к организации их электропитания.

1 КАТЕГОРИЯ НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Первый уровень по категорийности, в соответствии с ПУЭ получают электроприёмники тех предприятий и организаций, перерыв в обеспечении которых электрической энергией влечёт за собой наиболее тяжёлые последствия. Первый категорийный уровень обеспечения электроэнергией условно делится на две группы потребителей.

К группе специально выделенных электроприёмников ПУЭ относит объекты, отключение электроэнергии на которых может иметь следующие последствия:

• возникновение ситуаций, представляющих опасность для жизни людей;
• нарушение технологических циклов, способных привести к взрывам или пожарам.

Обеспечение электропитания потребителей, относящихся к выделенной группе в составе электроприёмников первой категории надёжности электроснабжения, осуществляется по следующему принципу:

Для обеспечения питания таких электроприёмников по требованию ПУЭ должно быть предусмотрено 3 не связанных друг с другом источника.

Схема автоматики должна осуществлять обеспечение взаимного резервирования каждого из 3 источников.

Схемы подачи электрической энергии, предполагающие ручное включение резервного питания при отключении рабочего источника, для объектов первой категорийности по надёжности обеспечения электричеством не могут быть применены.

1. Для всех электроприёмников первого категорийного класса перерыв питания допускается только на время, необходимое для автоматического включения резервного источника.

Одним из 3 независимых источников может быть автономная электростанция, оборудованная автоматическим запуском при отключении рабочего питания. Допускается использование для обеспечения резерва агрегатов бесперебойного питания и аккумуляторных батарей.

Приоритеты линий электроснабжения в логике работы автоматических устройств определяются при проектировании системы автоматизации и зависят от технических и режимных особенностей питающих линий.

Обеспечение электроэнергией потребителей, имеющих первую категорийность, но не отнесённых к особо выделенной группе, осуществляется в соответствии с правилами ПУЭ двумя не связанными между собой источниками. Переключение питания должно осуществляться автоматически.

В качестве резерва может использоваться автономный электрогенератор с автоматическим запуском от системы контроля напряжения.

Отключение питания электроприёмников первого категорийного вида по надёжности, не относящихся к специально выделенной группе характеризуется следующими последствиями:

• причинение материального ущерба в результате остановки крупносерийных промышленных производств;
• нарушение сложных технологических цепочек, вызывающее продолжительный массовый останов промышленного оборудования;
• сбои в работе жизненно необходимых объектов коммунального хозяйства и городской инфраструктуры;
• массовая неработоспособность средств связи и телевизионного вещания.

В случаях, когда техническая возможность обеспечения требуемого уровня резервирования электропитания отсутствует, правила требуют на стадии проектирования производства предусмотреть технологическое резервирование.

Для этого должен быть пересмотрен весь технологический процесс. При необходимости устанавливаются дополнительные агрегаты для обеспечения безаварийного останова технологических цепочек.

2 КАТЕГОРИЯ НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

В эту категорийную группу включены потребители, характеризующиеся следующими последствиями перерывов электроснабжения:

• недоотпуск продукции, носящий массовый характер;
• простой большого количества рабочей силы и производственных мощностей;
• нарушение нормальной жизнедеятельности большого числа людей.

Электроприёмники, отнесённые ко второй категории надёжности электроснабжения, в соответствии с правилами ПУЭ должны получать питание от двух независимых энергоисточников.

В отличие от потребителей первой категорийности, обеспечение резервирования электроснабжения объектов второй категории может осуществляться вручную. Это означает, что допускается перерыв подачи электроэнергии на время, необходимое дежурному персоналу электроустановок для выполнения необходимых переключений.

• ПУЭ не запрещает применение в качестве резервного энергоисточника автономного электрогенератора, запуск которого осуществляется вручную.

3 КАТЕГОРИЯ НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Категорийность три в соответствии с формулировкой ПУЭ получают электроприёмники, не попавшие в первую и вторую категории. Сюда относятся предприятия и организации, остановка которых не представляет опасности и не затрагивает группы населения.

Это объекты городской инфраструктуры – пункты ремонта, предприятия бытового обслуживания и другие точки подобного типа. В данной категории находятся и бытовые потребители электрической энергии.

1. Правда, если речь идёт о небольшом их количестве, поскольку в соответствии с ПУЭ, опасность нарушения жизнедеятельности «большого числа городских и сельских жителей» является признаком электроприёмника второй категории надёжности обеспечения электроэнергией.
2. К сожалению, чёткие критерии, какое число жителей городов и сёл следует считать большим, в ПУЭ отсутствуют.
3. Объекты третьей категории надёжности электроснабжения ПУЭ допускает подключать к одному электроисточнику.

Необходимым для этого условием является возможность произвести требуемый ремонт и восстановить питание электроприёмника в течение 1 суток. Из этого положения ПУЭ следует, что в противном случае необходимо наличие второго энергоисточника.

Иногда приходится встречаться с заблуждениями, встречающимися даже у профессиональных электриков относительно того, как определить категорию надёжности электроснабжения потребителя. При этом ошибочно исходят из оценки построенной схемы электроснабжения функционирующего объекта.

То есть, категорию надёжности электроснабжения объекта пытаются определить по количеству линий электропередачи, осуществляющих его питание.

Дело в том, что теоретически любой частный домовладелец может иметь два или три резервируемых энергоисточника, что, однако не сделает электроснабжение его дома объектом первой категории.

Следует понимать, что критерием отнесения электроприёмника к одной из принятой правилами категории надёжности обеспечения объекта электроэнергией должна быть тяжесть последствий перерывов в подаче электричества.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Источник: https://eltechbook.ru/jelektrosnabzhenie_kategorii.html

Категория электроснабжения

Рубрика: Статьи   ‡  

Все электропотребители, можно разделить по некоторой условной важности. То есть, надёжность электроснабжения, допустим жилых домов, будет явно, отличатся от насосной пожаротушения, где от наличия электричества зависят множество жизней, либо  производства плавки металла, что в итоге может, обернутся страшной аварией. 

По надёжности электроснабжения и важности электропотребителей, питающихся электроэнергией, были разработаны данные категории.

Они определяются при проектировании, на основании нормативной документации (ПУЭ и других действующих нормативов) и тех. части самого проекта.

Выделяют три категории электроснабжения: 1-я (очень важные электропотребители), 2-я (просто важные электропотребители) 3-я (все остальные электропотребители).

К первой категории относятся такие виды электропотребителей, которые в результате своего простоя без электричества могут повлечь опасность для жизни людей, безопасности государства, нанести большой материальный ущерб, поломку сложного и дорогого оборудования или нарушения сложного техпроцесса, работы сфер коммунального хозяйства. Проще говоря, всё то повлечет за собой очень серьезные последствия.

Как правило по первой категории электроснабжения запитаны ответственные потребители (противопожарные насосы, аварийное электроосвещение, пожарная и охраная сигнализации и т.д. )

В первую категорию так же входит особая группа электропотребителей, которая должна быть безостановочной в силу возможности возникновения пожаров, взрывов и человеческих смертей.

Электропотребители этой категории при нормальной  работе, должны предусматривать два независимых резервируемых источника электропитания, у которых перерыв для возобновления электроснабжения при отключении одного из них, должен быть лишь на время автоматического переключения на второй.

Как правило для первой категории предусматриваются две независимые трансформаторные подстанции (ТП) либо ТП и ДГУ (дизель генератор), либо ТП и аккумуляторные батареи, расчитаные на определенное время работы как в режиме ожидания так и в режиме тревога.

Автоматическое переключение потребителей первой категории на резервный ввод осуществляется с помощью устройства автоматического ввода резерва (АВР).

Для особой группы первой категории, должен предусматриваться также третий независимый источник, для увеличения общей надёжности. В роли третьего независимого источника для особой группы электропотребителей, могут использоваться различные аппараты бесперебойного электропитания, аккумуляторные батареи, дизель генераторы (ДГУ) и т.д.  с использованием АВР на 3 ввода или двух АВР.

Вторая категория. К ней можно отнести электропотребители, что при внезапном отключении электроэнергии могут последовать массовое возникновение брака или недоотпуска продукции, длительный простой рабочих, оборудования, техпроцесса, общее нарушению обычной жизнедеятельности большого количества городского и сельского населения.

Она должна при нормальной своей работе, обеспечить электроснабжение, так же от двух независимых резервирующих источников электропитания, но допускается некоторое время на переключение (например, время за которое дежурный электрик зайдет в щитовую и переключит рубильник на второй ввод). Для элетропотребителей второй категории при возникновении проблем с электропитанием на одном из источников, допускается время простоя до восстановления электроснабжения, в промежутке, пока дежурныё персонал или выездная бригада не произведёт необходимое переключение и восстановит поступление электроснабжение. Для электроснабжения по второй категории необходимы два независимых источника электропитания, но в отличии от потребителей первой категории, переключение на резервный ввод осуществляется вручную (без устройства ввода резерва АВР).

Большинство электропотребителей проектируемых административных зданий относятся ко второй категории электроснабжения.

Третья категория. Это категория, в которую не вошли электропотребители первой и второй категории.

Для неё допускается осуществления электроснабжения от одного источника, притом условии, что на восстановление электропитания после поломки потребуется не более одних суток.

Например, для обеспечения электропотребителей третей категории  можно использовать однотрансформаторную КТП. Тут можно узнать больше о проектировании трансформаторных подстанций 10(6)/0,4кВ.

• Стоит заметить то, что увеличение важности категории, напрямую влияет на саму стоимость его осуществления, поскольку это влечёт установку большего количества дополнительного оборудования и в итоге общего усложнение всей системы элетропотребителя.
• Но с другой стороны на тех объектах, где действительно очень важна надёжность, в силу особых обстоятельств, то такое усложнение и резервирование, играет ключевую роль, во избежание более худших последствий при возникновении перебоя с элетрообеспечением.
• Оставить комментарий или два

Источник: https://projectsdevelop.com/kategoriya-e-lektrosnabzheniya

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.

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.

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

  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.
• 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. 

Максимальное допустимое число часов отключения в год и сроки восстановления энергоснабжения

Вопросы электрообеспечения, включая надежность электроснабжения, определяются в договоре потребителя с субъектом электроэнергетики. В договоре устанавливают допустимое число часов отключения в год и сроки восстановления электроснабжения (это фактически допустимая продолжительность перерыва питания по ПУЭ).

Для I и II категорий надежности допустимое число часов отключения в год и сроки восстановления энергоснабжения определяются сторонами в зависимости от конкретных параметров схемы электроснабжения, наличия резервных ис

категории Электроприемников

 Категории электроприемников.

Все приемники подразделяются на три категории по надежности электроснабжения  [ПУЭ п.1.2.17.-1.2.21.]:

1. Электроприемники первой категории не допускают перерыва электроснабжения, т.к. это может привести к следующим последствиям:

а) опасность для жизни;

б) повреждение оборудования;

в) нарушение технологического процесса.

Все это приводит к опасности для жизни персонала и экономическому ущербу. Потребители первой категории имеют два независимых источника питания.
 
Имеется подстанция с двумя системами шин. Секционный выключатель Q3 отключен.

Каждая секция питается отдельно от своего источника питания.

В случае КЗ в т. К выключатель Q1 отключается, а секционный выключатель Q3 автоматически включается. Электроснабжение автоматически восстанавливается.

Перерыв в электроснабжении для потребителей первой категории допускается только на время автоматического подключения электроприемников к другому независимому источнику питания (ИП) (десятые доли секунды).

ИП считается независимым если в послеаварийном режиме в нем сохраняется в допустимых пределах напряжение при исчезновении его на других источниках [ПУЭ п.1.2.10.].

Если имеются потребители, при прекращении бесперебойного электроснабжения которых может произойти взрыв или пожар, то для них предусматривается питание от третьего независимого ИП.

Отдельно из первой группы выделяется первая особая группа электроприемников [ПУЭ п.1.2.19.]:

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 време

Определение категорий отдельных цехов и предприятия в целом по надежности электроснабжения.

Стр 1 из 7Следующая ⇒

Введение

В данном курсовом проекте разрабатывается система электроснабжения завода слесарно-монтажного инструмента. Разработка электроснабжения завода включает в себя:

— определение категории цехов по бесперебойности электроснабжения;

— определение расчетных нагрузок цехов и завода в целом;

— выбор трансформаторов ГПП.

— выбор трансформаторов цеховых ТП на основании технического и технико-экономического расчета;

— определение центра электрических нагрузок и месторасположения ГПП;

— выбор и проверка кабелей внутренней системы электроснабжения завода;

Разработанная система электроснабжения завода должна характеризоваться высокой степенью надежности. Надежность зависит от правильности выбора и проверки электротехнического оборудования, вида выбранной схемы электроснабжения, а также от степени резервирования. Разработку электроснабжения завода необходимо вести в соответствии с требованиями руководящих документов.

Определение категорий отдельных цехов и предприятия в целом по надежности электроснабжения.

От правильного выбора категорий приёмников электроэнергии по степени бесперебойного питания для конкретного технологического производства во многом зависит выбор надёжной схемы электроснабжения, обеспечивающей в условиях эксплуатации минимальные затраты.

Электрические приемники проектируемого завода являются приемниками трёхфазного тока промышленной частоты, напряжением 380 В и 10 кВ.

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории (ПУЭ1.2.17-1.2.20):

I категория надёжности:

Электроприёмники I-й категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания. Перерыв в питании допускается на время включения резервного источника питания.

II-я категория надёжности:

Электроприёмники, нарушение электроснабжения, которых связанно с массовым недоотпуском продукции, простоем рабочих, механизмов и промышленного транспорта. Электроприёмники снабжаются по двум независимым линиям, перерыв допускается на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной оперативной бригадой.

III-я категория надёжности:

Все остальные электроприёмники. Перерыв в электроснабжении не вызывает значительного ущерба. Продолжительность перерыва определяется необходимым временем на замену вышедшего из строя электрооборудования.

Так же кроме категории надежности учитывается условия окружающей среды помещений. Согласно ПУЭ 1.15- 1.1.13 помещения подразделяются:

— Сухие помещения-помещения, в которых относительная влажность воздуха не превышает 60 % (нормальные).

— Влажные помещения — в которых относительная влажность воздуха более 60% ,но не превышает 75 %.

— Сырые помещения, — в которых относительная влажность воздуха превышает 75%. Особо сырые помещения — помещения, в которых относительная влажность близка к 100%.

— Жаркие помещения — в которых под воздействием тепловых излучений температура постоянно или периодически (более 1 суток) превышает + 35 С (помещения с сушилками, обжигательными печами, котельные).

— Пыльные помещения — по условиям производства выделяется технологическая пыль, которая может оседать на токоведущих частях, проникать внутрь машин, аппаратов. Они делятся на помещения с токопроводящей пылью и на помещения с нетокопроводящей пылью.

— Помещения с химически активной или органической средой — помещения, в которых постоянно или в течение длительного времени содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образуются отложения или плесень, разрушающие изоляцию и токоведущие части электрооборудования

Согласно выше изложенной информации определяются категории отдельных приемников электрической энергии завода по надёжности и условия окружающей среды в них. Все данные заносятся в таблицу 1.1:

Таблица 1.1- Характеристика потребителей предприятия.

Определение расчетных электрических нагрузок электроремонтного

Цеха.

Исходные данные:

1. Генеральный план цеха (рис.2) и ведомость нагрузок (табл.2.1).

Рис. 2 – Генеральный план цеха

Ведомость нагрузок электроремонтного цеха (таблица 2.1)

Решение:

Выбираем смешанную схему электроснабжения.

Так как электроремонтный цех относится ко второй категории по надежности электроснабжения, то устанавливаем в цеху двухтрансформаторную подстанцию.

Шлифовальное отделение запитаем от распределительного пункта РП 1, механическое отделение от шинопровода распределительного ШМА 1, слесарно-сборочное от ШМА 2, а заготовительно отделение от РП3.

Однолинейная схема электроснабжения цеха представлена на рис.2.5.

Рис.2.2 – Однолинейная схема электроснабжения цеха

Определение номинальной мощности.

Электроприемники трехфазного длительного режима:

Для электродвигателей (металлорежущих станков, вентиляторов, компрессоров и др.) активная номинальная мощность равна паспортной или установленной:

Р _ном = Р _уст = Р _п.

Суммарная номинальная мощность определяется:

Р_н∑ =п ∙Р_н.

Например, Шлифовальное отделение (станки №1-9):

Р_н∑ =9∙3+8∙3+5∙3+10,5∙3=82,5 кВт.

Механическое отделение (станки №10-24):

Р_н∑ =10,1∙3+3,2∙2+2,8∙3+7,5∙2+4,12∙3+2,2∙2=76,9 кВт.

Заготовительное отделение (станки 25-33):

Р_н∑ =6∙3+2∙3+5∙3=39 кВт.

Результат вносится в табл.2.1 графу 4.

Определяются среднесменные нагрузки: Р_см.,Q_см. (графы 9,10 табл.2.1).

Например, для станковшлифовального отделения:

Среднесменные активные нагрузки:

Р_см = Р_ном∑ ∙К_и

Р_см = 27∙0,14 = 3,78 кВт;

Среднесменные реактивные нагрузки:

Q_см = Р_см«tgφ

Q_см = 3,78«1,73 = 6,54 квар.

Средневзвешенный коэффициент использования (графа 5 табл.1).

Например, для шлифовального отделения:

К_и.с.= /

К_и.с.=11,6 /82,5= 0,14 < 0,2.

Определение эффективного числа электроприемников и расчетной нагрузки узла:

1 отделение:

так как n = 9; m < 3; K _{и. ср} = 0,14 < 0,2 , то; К_з = 0,9 (по табл.4.4 ).

Активная максимальная (расчетная) мощность:

Р_р= К₃ ∙Р_ном

Р_р = 0,9« 82,5= 74,25 кВт.

Реактивная максимальная мощность:

Q_р= Р_р«tgφ

Q_р = 74,25∙1,73=128,5 квар.

Полная максимальная мощность:

кВА

Расчетный ток:

2 отделение:

так как n = 15; m >3; K _{и. ср} = 0,14 <0,2 , то n = n _э^* ∙ n.

Наибольшая единичная мощность:10,1 кВт, следовательно, надо отобрать ЭП с мощность более 5 кВт. Тогда n =5.

n^*= n / n =5/15=0,33; Р = ∑Р_ном1 / ∑Р_ном =45,3/76,8=0,58.

По таблице 2 для n^*= 0,33; Р = 0,58. Находим n^*_э = 0,37.

Тогда n = n _э^* ∙ n =0,37∙15=5,58=6

К_м` = 1,1; (колонка 13).

К_м = f(K _и.ср.=0,14;n _э =6)=2,64 (определяется по табл.2.1).(заносится в гр. 12, табл.2.1).

Активная максимальная (расчетная) мощность (табл.2.1, гр.14):

Р_р= К_м ∙Р_см = 2,64« 10,8= 28,4 кВт.

Реактивная максимальная мощность(табл.1.12, графа15):

Q_р= 1,1∙Q_см= 1,1∙18,6=20,5 квар.

Полная максимальная мощность(табл.1.1, графа16):

кВА

Расчетный ток (табл.1.1, графа 17):

3 отделение:

так как n = 9; m >3; K _{и. ср} = 0,14 <0,2 , то n = n _э^* ∙ n.

Наибольшая единичная мощность:6 кВт, следовательно, надо отобрать ЭП с мощность более 3 кВт. Тогда n =6.

Суммарная мощность наибольших по мощности ЭП:

n^*= n / n =6/9=0,33; Р = ∑Р_ном1 / ∑Р_ном =33/39=0,84.

По таблице 2 для n^*= 0,33; Р = 0,84. Находим n^*_э = 0,45.

Тогда n = n _э^* ∙ n =0,45∙9=4,05=4

К_м` = 1,1; (колонка 13).

К_м = f(K _и.ср.=0,14;n _э =4)=3,11 (определяется по табл.2.1 [1] ).(заносится в гр. 12, табл.2.1).

Активная максимальная (расчетная) мощность (табл.2.1, гр.14):

Р_р= К_м ∙Р_см = 3,11« 5,46= 17 кВт.

Реактивная максимальная мощность(табл.2.1, графа15):

Q_р= 1,1∙Q_см= 1,1∙9,44=10,4 квар.

Полная максимальная мощность(табл.2.1, графа16):

кВА

Расчетный ток (табл.1.1, графа 17):

4 отделение:

так как n = 4; m < 3; K _{и. ср} = 0,6 >0,2 , то n_э = n =4;

К_м` = 1,1 при n_э < 10.

К_м = f (K _и.ср.=0,6; n _э =4)=1,46 (по табл.2.2).

Активная максимальная (расчетная) мощность:

Р_р= К_м ∙Р_см

Р_р = 1,46« 31,5= 45,9 кВт.

Реактивная максимальная мощность:

Q_р= 1,1∙Q_см

Q_р = 1,1∙23,6=25,9 квар.

Полная максимальная мощность:

кВА

Расчетный ток (табл.2.1, графа 17):

5 отделение:так как n = 15; m >3; K _{и. ср} = 0,16 <0,2 , то n = n _э^* ∙ n.

Наибольшая единичная мощность:17,6 кВт, следовательно, надо отобрать ЭП с мощность более 8,8 кВт. Тогда n =9.

Суммарная мощность наибольших по мощности ЭП:

n^*= n / n =9/15=0,6; Р = ∑Р_ном1 / ∑Р_ном =125,8/145,2=0,86.

По таблице 2 для n^*= 0,6; Р = 0,86. Находим n^*_э = 0,75.

Тогда n = n _э^* ∙ n =0,75∙15=12,5=12

К_м` = 1,1; (колонка 13).

К_м = f(K _и.ср.=0,16;n _э =12)=1,96 (определяется по табл.2.1[1]).(заносится в гр. 12, табл.2.1).

Активная максимальная (расчетная) мощность (табл.2.1, гр.14):

Р_р= К_м ∙Р_см = 1,96« 22,9= 45,1кВт.

Реактивная максимальная мощность(табл.2.1, графа15):

Q_р= 1,1∙Q_см= 1,1∙31,3=34,5 квар.

Полная максимальная мощность(табл.1.1, графа16):

кВА

Расчетный ток (табл.1.1, графа 17):

Заполняется графа «Всего силовая нагрузка 0,4 кВ».

Определяются среднесменные нагрузкинагрузки:

Р_{см. 0.4 кВ} =∑ Р_см =38,6+30,6+49,4+17,2=135,8 кВт.

Q_{см. 0.4 кВ} =∑ Q_см =45,2+48+47,2+29,8=170,2 квар.

Определяются максимальные нагрузки:

∑Р_р =226,6 кВт; ∑Q_р =183,1 квар; результат заносится в графы 14, 15 табл.2.12.

Полная максимальная мощность (графа 16 табл.2.12):

Расчетный ток (графа 17 табл.1.12):

Пиковый ток в линии, питающей ШРА2.

I_{р ШРА2} =124,3 А; наибольшая мощность двигателя привода горизонтально-расточного станка Р_нб =18,6 кВт; к_и =0,25; cosφ=0,65; η=92%.

Номинальный ток привода горизонтально-расточной станка:

Пусковой ток двигателя: I_пуск =к_{п ∙} I_ном =6∙ 61,5=369 А.

Пиковый ток в линии:

I_{пикШРА2.} = I_р. – I_ном.∙К_и + I_п.мах. =124-61,5∙0,25+369=478,2А.

Осветительная нагрузка:

Номинальная активная мощность осветительной нагрузки:

Р_{н осв} = (Р_{уд осв} + Р_{уд авар.}) ^·F

Р_{н осв} = (10 + 10∙0,06) ^{·60∙110 ∙10-3= 69,9 кВт.}

Средняя активная мощность осветительной нагрузки:

Р_{см. осв.} = Р_{н. осв.} · К_с

Р_{см. осв} = 69,9·0,85 = 59,4 квар.

Средняя реактивная мощность осветительной нагрузки:

Q_см.осв = Р_{р. осв} ·tgφ .

tgφ = 0,33 – для газоразрядных ламп

Q_см.осв = 59,4·0,33 = 19,6 квар

Средняя полная мощность осветительной нагрузки:

кВА

Расчетные осветительные нагрузки:

Р_{р осв} = Р_{см. осв} =59,4 квар.

Q_р.осв = Q_см.осв. = 19,6 квар.

S_р.осв.= S_{см. осв.} = 62,6 кВА.

Расчетный ток осветительной нагрузки:

ТАБЛИЦА

Решение

Расчетная силовая нагрузка напряжением до 1000 В для группы однородных по режиму работы приемников цехов определяется по методу установленной мощности и коэффициенту спроса.

Расчет произведем на примере инструментального цеха:

Расчетная активная силовая нагрузка цеха напряжением до 1000В:

Р_{р нн} = К_с∙ Р_уст;

где К_с – коэффициент спроса, определяется по табл.1.14 [1];

Р_уст – установленная мощность (из табл.3.1)

Р_{р нн} = 0,2 ∙ 7920= 1584 кВт;

Расчетная реактивная силовая нагрузка цеха:

Q_{р. нн} = Р_р.нн∙ tgφ;

где tgφ – коэффициент реактивной мощности по табл.1.14 [1] (соответствует характерному для данной группы приемников cosφ, определяемому по справочным материалам).

Q_{р. нн} = 1584 ∙ 1,73= 2740,32 кВар.

Результаты расчетов заносим в табл.2.2 гр.7 и гр.8.

Рассчитаем осветительную нагрузку инструментального цеха:

Номинальная мощность осветительных приемников цеха Р_н.осв. (кВт) определяется методом удельной мощности:

Р_{н осв} = ( Р_{уд осв} + Р_{уд авар})^·F

где: Р_{уд осв} – удельная нагрузка осветительных приемников (ламп) Вт / м². Для механического цеха по табл.5 [1] принимаем Р_уд. =10 Вт/м² (заносим в табл. 3.2 гр.9).

Р_{уд авар} – удельная нагрузка аварийного освещения определяется по табл.3.5. [1] Принимается 6% от Р_{уд осв .}

Так как в цеху установлены лампы ДРЛ, то удельная нагрузка увеличивается на 60%.

Тогда (Р_{уд осв} + Р_{уд авар})= (10∙1,6+10∙0,06)=16,6 Вт/м²

F – площадь пола цеха, определяемая по генплану, м².

Номинальная мощность осветительных приемников цеха (табл. 3.16 гр.11):

Р_{н осв} = 16,6 ∙ 12000∙10^-3 = 199,2 кВт

Расчетные нагрузки осветительных приемников цеха Р_р.осв. (кВт):

Активная расчетная осветительная нагрузка:

,

где: Р_{н осв} — установленная мощность приемников освещения, кВт;

К_с — средний коэффициент спроса для осветительных приемников, для производственных цехов принимаем К_с = 0,95 (табл. 3.6), тогда:

Р_р.осв. =199,2 ∙0,95= 189,24 кВт.

Результат заносится в табл.3.1, гр.13.

Реактивная расчетная осветительная нагрузка:

Q_р.осв. = Р_р.осв · tgφ_осв.

где tgφ_осв – реактивный коэффициент мощности.

Для газоразрядных ламп tgφ_осв = 0. 33; для ламп накаливания – tgφ_осв = 0 .

Q_р.осв. =189,24 ∙ 0,33=62,45квар.

Результат заносится в табл.2.2, гр.14.

Общая силовая и осветительная нагрузка:

Активная нагрузка:

P_общ = Р_{р нн} + Р_{р осв.}

P_общ = 1584 + 189,24 = 1773,24 кВт .

Результат заносится в табл.3.2, гр.15.

Реактивная нагрузка:

Q _общ = Q_{р. нн} + Q _р.осв.

Q _общ = 2740+ 62 = 2802 кВар.

Результат заносится в табл.3.2, гр.16.

Полная мощность (результат заносится в табл.3.16, гр.17).

кВА

Аналогичным образом определяем расчетную нагрузку остальных цехов с помощью табличного редактора Excel, результаты сведены в таблицу 3.2.

Расчетная нагрузка электроприемников напряжением выше 1 кВ принимается равной средней мощности.

Р_{расч.в.н.} = Sк_и ∙Р_н.вн.,

Q_{расч.в.н.} = Sк_и. ∙Р_ном.вн · tgj.

где к_и — коэффициент использования электроприемника напряжением выше 1 кВ (табл.1.14 [1]).

Например, компрессорная станция, СД напряжением 6 кВ:

Активная силовая нагрузка напряжением 6 кВ:

Р_{расч.в.н.} = Р_н.вн. ∙ к_и ;

Р_{расч.в.н.} = 5390∙0,75 = 4042 кВт.

Реактивная силовая нагрузка напряжением 6 кВ:

Q_{расч.в.н.} = Р_{расч.в.н.} · tgj. Q_{расч.в.н.} = 4042∙0.75 = 3031 квар.

Расчетные полная S_p.п., активная Р_р.п. и реактивная Q_р.п. мощности промышленного предприятия, отнесенные к шинам вторичного напряжения главной понижающей подстанции ГПП, вычисляются по расчетным активным и реактивным нагрузкам цехов (как силовым до 1 кВ Р_р.н.н, Q_р.н.н.,. и выше 1000 В:_,. Р_р.в.н.,. Q_р.в.н, так и осветительным_-. Р_р.осв, Q_р.осв с учетом потерь мощности DР_, в трансформаторах цеховых подстанций и цеховых сетях напряжением до 1 кВ и коэффициента одновременности максимумов силовой нагрузки к _м.

Р_р.п.= (S Р_р.н.н.+_.S Р_р.в.н) ·К_рм +S Р_р.осв.+ S D Р

Q_{р.п .}= (S Q_р.н.н.+ S Q_р.в.н —_.S Q_с.д.) К_рм+ S Q_р.осв.+ S D Q

Суммарные потери активной и реактивной мощностей в трансформаторах цеховых подстанций и цеховых сетях до 1кВ приближенно принимаются равными соответственно 3 и 10 % полной мощности завода на низкой стороне S_рн.н.

DР = 0,03∙S_рн.н. = 0,03∙ 25566= 766.98 кВт;

DQ_.= 0,1∙S_рн.н. = 0,1∙25566= 2556.6квар.

Коэффициент разновременности максимумов к_м для шин ГПП выбирается в зависимости от величины средневзвешенного коэффициента использования К_и всей группы электроприемников, подключенных к шинам ГПП (табл.3.8 ).

Средневзвешенный коэффициент использования определяется по формуле:

По таблице 1.8 коэффициент разновременности максимумов к_рм= 0,8.

Расчетная активная_. мощность промышленного предприятия, отнесенные к шинам вторичного напряжения главной понижающей подстанции ГПП:

Р_р.п.= (S Р_р.н.н.+_.S Р_р.в.н) ·К_рм +S Р_р.осв.+ S D Р ;

Р_р.п = (16844_.+_.7282)·0,8 + 2781_.+ 766.98= 22848 кВт.

Расчетная реактивная_. мощность промышленного предприятия, отнесенные к шинам вторичного напряжения главной понижающей подстанции ГПП:

Q_{р.п .}= (S Q_р.н.н.+ S Q_р.в.н —_.S Q_с.д.) К_рм+ S Q_р.осв.+ S D Q;

Q_р.п = (15747–540)∙0,8 +876+2553=13474квар.

Полная расчетная нагрузка предприятия S_рп (кВА) определяется по формуле:

МВА

Метод характерных режимов.

Данные P_pt.,( МВт ), Q_pt., Мвар взяты из табл. 4.3-4.4. Данные для расчета потерь электроэнергии заносятся в таблицу 3.5.

Сопротивление линии .

Коэффициент мощности определяется по формуле:

Для каждой ступени графика потери мощности составят:

Годовые нагрузочные потери электроэнергии определить по формуле:

Данные для расчета потерь электроэнергии заносятся в таблицу 4.5

! !

ΔW_%=6.45% W=128931 МВт*час (по решению задачи №3).

2. Метод среднеквадратичных параметров.

По годовому графику нагрузок (рис.) находим среднеквадратичную мощность:

МВА;

S_скв=19 МВА;

Среднеквадратичный ток составит:

I_скв=99А;

Годовые потери электроэнергии:

ΔW₂= 8346,15 МВт*ч

Погрешность относительно результата по методу характерных режимов:

δΔW=0,23%

Для облегчения расчетов данные сводятся в таблицу 3.6

Таблица 4.6

Данные для расчета потерь электроэнергии

Относительная погрешность метода 0,23%.

3. Метод времени наибольших потерь:

Время наибольших потерь:

τ₃ = 4419 ч

Годовые потери электроэнергии:

ΔW₃= 8326,401 МВт*ч

Погрешность относительно результата по методу характерных режимов:

Относительная погрешность метода 0%.

4. Метод раздельного времени наибольших потерь:

Время наибольших потерь от передачи активной и реактивной мощности:

τ_а = 4163 ч

τ_р = 5159 ч

Годовые потери электроэнергии:

ΔW₄= 8326 МВт*ч

Погрешность относительно результата по методу характерных режимов:

Данные задачи №3 для расчета потерь электроэнергии представлены в таблице 4.7

Таблица 4.7

Данные для расчета потерь электроэнергии

Относительная погрешность метода -0,005%.

Вывод: вычисление потерь электроэнергии различными способами привело к разным, но вполне допустимым погрешностям.

Картограмма нагрузок

Для наглядного представления о размещении нагрузок на генеральном плане предприятия строят картограмму нагрузок.

Картограмма нагрузок представляет собой размещённые по генеральному плану предприятия окружности, причём площади, ограниченные этими окружностями, в выбранном масштабе равны расчётным нагрузкам цехов.

С учётом размеров территории генплана выбирается масштаб нагрузок, ориентируясь на наибольшую и наименьшую нагрузку, приняв удобный радиус.

Определяется радиус окружности активных нагрузок для цеха по формуле:

(6.3)

где: Р_рi — расчётная активная нагрузка i-того цеха, кВт;

m — масштаб для картограммы, кВт/см.

где: Р_рм=4908 кВт — цех с наибольшей нагрузкой;

r<1/2×l

l -расстояние до ближайшего цеха.

Определяется радиус окружности активных нагрузок для цеха № 1:

Осветительная нагрузка на окружности в виде сектора для 1-го цеха:

(6.4)

Полученные данные наносятся на генплан завода.

Для остальных цехов расчёт проводим аналогично. Полученные результаты сводим в таблицу 6.2.

Таблица 6.2 — Расчётные данные для картограмм нагрузок.

Выбор схемы межцеховой сети

На предприятиях небольшой и средней мощности применяются кабельные прокладки 10 кВ. Трасса кабельных линий выбирается наикротчайшей, пересече­ния кабелей друг с другом и с коммуникациями должны быть сведены к миниму­му. Способ и конструктивное выполнение прокладки выбирается в зависимости от количества кабелей, условий трассы, наличия или отсутствия взрывоопасных га­зов тяжелее воздуха, степени загрязненности почвы, требований эксплуатации, экономических факторов и т.п. Прокладка кабельных линий для потребителей I категории предусматривается по отдельным трассам. Наиболее простой является прокладка кабелей в траншее. Не следует прокладывать в одной траншее более 6 кабелей 10 кВ. При большом числе КЛ предусматривается прокладка кабелей в две рядом расположенные траншеи с расстоянием между ними 1,2 м, если позво­ляют условия трассы.

При больших потоках кабелей целесообразно применять для прокладки эс­такады, галереи, а также использовать стены зданий, в которых нет взрыво- и по­жароопасных производств.

Схемы электрических сетей должны обеспечивать надежность питания по­требителей электроэнергии, быть удобными в эксплуатации. При этом затраты на сооружение линии, расходы проводникового материала и потери электроэнергии должны быть минимальными.

Цеховые сети делят на питающие, которые отходят от источника питания, и распределительные, к которым присоединяются ЭП.

Широкое распространение имеют две основные системы распределения электроэнергии: радиальная и магистральная. Часто они применяются одновременно, дополняя друг друга.

Радиальные схемы распределения электроэнергии используются, как правило, в тех случаях, когда нагрузки расположены в различных направлениях от центра питания, а также для питания крупных ЭП с напряжением выше 1 кВ. Они могут быть одно или двухступенчатыми. Одноступенчатые применяются главным образом на предприятиях средней мощности для питания крупных сосредоточен­ных нагрузок: насосные, компрессорные, преобразовательные агрегаты, электро­печи и т.п. непосредственно от ГПП. Для питания небольших цеховых подстанций и ЭП ВН обычно применяются двухступенчатые схемы, т.к. нецелесообразно на ГПП сооружать присоединения большого числа мелких отходящих линий.

При двухступенчатых радиальных схемах применяются промежуточные распределительные подстанции (РП).

Питание ТП и РП при наличии нагрузок I категории предусматривается не менее чем двумя радиальными линиями. Питание двухтрансформаторных ТП сле­дует осуществлять от разных секций ГПП. На стороне вторичного напряжения та­кихТП предусматривается автоматический ввод резерва (АВР) с помощью секци­онного автомата.

Магистральные схемы целесообразны при распределенных нагрузках, при близком к линейному расположению подстанций на территории предприятия, бла­гоприятствующем возможно более прямому прохождению магистралей от ГПП до ТП или РП без обратных потоков энергии или длинных обходов.

Число трансформаторов, питаемых от одной магистрали, можно ориентиро­вочно принять в пределах 4-5 при мощности до 630; 3 при мощности трансформа­торов 1000-1600, и 2 при 2500 кВА.

Если ТП располагаются вблизи РП, то целесообразно их присоединение к РП.

Совокупности и конфигурации сети в послеаварийном режиме выявляются при следующих условиях:

Для двухтрансформаторных ТП или для двух однотрансформаторных ТП, имеющих резервную перемычку между шинами НН и питающихся от разных линий ВН — при отключении одного трансформатора или питающей линии напряжением выше 1 кВ, второй воспринимает нагрузку двух совокупностей ЭП.

Для однотрансформаторных ТП со взаимным резервированием питания отдельных магистралей — при выводе в ремонт трансформатора питание ЭП этой магистрали обеспечивается подключением к оставшимся в работе трансформаторам цеха.

Рекомендуемые страницы:

Руководство покупателя источника питания

: конденсаторы

Надежность превыше всего: крышки и вентилятор

Конденсаторы

играют важную роль в определении долгосрочной надежности источника питания. Крышка APFC (насыпная) должна быть качественной. Кроме того, электролитические колпачки на вторичной стороне должны поставляться надежными поставщиками и иметь номинальную температуру 105 ° C, а не 85 ° C.

Помимо развязки, конденсаторы в блоках питания используются для сглаживания напряжения и уменьшения пульсаций. Их также можно использовать для хранения заряда (напряжения) и блокировки постоянного тока (связи).Электролитические конденсаторы используются в преобразователе APFC в качестве крышек резервуаров, и вы также найдете электролитические крышки на вторичной стороне большинства блоков питания. Как следует из названия, эти колпачки содержат токопроводящую жидкость, называемую электролитом. Если эта жидкость низкого качества, конденсатор быстро потеряет свои характеристики, а в худшем случае может даже взорваться. Многие из вас все еще помнят проблему с конденсатором, которая поразила многие электронные устройства в период с 1999 по 2007 год.

В течение срока службы крышки количество электролита уменьшается из-за испарения.Кроме того, тот же материал можно использовать для заживления поврежденной пластины внутри колпачка, что снова приводит к ее истощению. По мере того, как количество электролита падает, электрические параметры крышки естественным образом изменяются, сокращая срок ее службы. Полимерные алюминиевые колпачки используют твердый электролит в качестве диэлектрика между пластинами, поэтому у них нет проблем, описанных выше.

Так почему бы не использовать исключительно полимерные крышки и не забыть об электролитических крышках и их проблемах? Основная причина заключается в том, что повышенные значения ESR электролитических крышек действительно помогают избежать нежелательных колебаний, которые могут вызвать нестабильность.Хотя низкий уровень ESR имеет решающее значение для фильтрации пульсаций, минимизация ESR в блоках питания также не является хорошей идеей. Вот почему некоторые работы по повторному ограничению продаж идут не так, как ожидалось. Кроме того, полимерные колпачки имеют ограниченное номинальное напряжение. Это не сильно влияет на их использование на вторичной обмотке, но в преобразователе APFC необходимо использовать электролитический конденсатор.

Как и конденсаторы, вентиляторы также важны для обеспечения надежной работы вашего блока питания в течение многих лет. Существует ряд популярных типов подшипников вентилятора, но три из них наиболее распространены в современных блоках питания:

• Вентиляторы с подшипниками скольжения (срок службы 30 000 ч)
• Вентиляторы с двумя шарикоподшипниками (срок службы 40-50 000 ч)
• Гидравлический динамический подшипник ( FDB) и вентиляторы с гидродинамическими подшипниками (HDB) (срок службы 50–150 000 ч)

Лучшим типом подшипников считается FDB, поскольку он сочетает в себе низкий уровень шума и увеличенный срок службы.Вентиляторы с двойным шарикоподшипником также популярны в высококачественных блоках питания благодаря своему качеству. Между тем вентиляторы на подшипниках скольжения чаще всего используются в бюджетных блоках питания. Они просто не предназначены для горизонтального монтажа, так как масло внутри подшипника перемещается к одной из сторон вала, обеспечивая неравномерную защиту от трения.

Как улучшить MTBF и надежность источника питания

Определение MTBF и MTTF

MTBF (Среднее время наработки на отказ) — это параметр, который широко используется для определения надежности источника питания, но его также часто неправильно понимают и неправильно используется как определяющий фактор.В таблице данных производителя, указывающей на среднее время безотказной работы в 300 000 часов, не указано, что источник питания прослужит столько времени до выхода из строя. Работая 24 часа в сутки, 365 дней — это 8 760 часов работы в году. 300 000 часов — это более 34 лет, и очень немногие единицы оборудования, установленного в 1982 году, до сих пор надежно работают.

MTBF — это время, прошедшее между двумя последовательными отказами, и концепция существенно отличается от MTTF (среднего времени до отказа). MTTF — это статистический параметр, относящийся к времени, прошедшему с начала работы и первого отказа.Он предполагает, что математическая модель надежности является экспоненциальной функцией, что может показаться разумным на реальных примерах. Значение MTTF представляет собой время, когда 63% тестируемых образцов испытали свой первый отказ. Это число часто используется для оценки количества единиц, которые необходимо оставить на складе для замены.

Поскольку это звучит более разумно, чтобы определить, как долго будет работать источник питания, почему тогда так часто упоминается значение MTBF? Чтобы объяснить это, нужно изучить рисунок 1, на котором представлена ​​картина «интенсивности отказов» за определенный период времени.

Кривая ванны представляет типичное развитие отказов с течением времени. Есть три отдельные зоны: младенческая смертность; Постоянный (случайный) сбой; и отказ от износа. В зоне с постоянной интенсивностью отказов отказы происходят в случайном порядке, что затрудняет прогнозирование того, какой режим отказа произойдет, но частота отказов предсказуема. Именно в этой зоне сходятся математические модели для MTBF и MTTF, что является причиной более широкого рассмотрения числа MTBF.

К сожалению, это не означает, что источник питания будет надежным.Источник питания с наработкой на отказ 80 000 часов (примерно 9 лет) не означает, что его хватит в среднем на 80 000 часов. Когда рассматриваются две единицы, девять лет становятся 9/2 = 4,5 года или 9/4 = 2,25 года для четырех единиц.

При проведении ресурсных испытаний можно рассчитать вероятность отказа. Если мы протестируем 100 блоков питания в течение одного года (8 760 часов), и за это время десять выйдут из строя. Оценка MTBF — это общее количество часов устройства (876 000), разделенное на количество отказов, что составляет 87 600 часов / отказ.

Вероятность того, что источник питания переживет расчетную наработку на отказ, составляет 36,8%, независимо от того, каково значение среднего наработки на отказ. R (t) = e ^{–t / MTBF} = e ^-1 (когда t = MTBF).

Система, состоящая из n отдельных частей, статистически определяется как последовательная система; это обычная практика для блоков питания, состоящих из нескольких компонентов. Система определяется как функционирующая, когда все части работают, и будет находиться в состоянии отказа, когда только одна отдельная часть окажется неисправной.

Каждая отдельная часть, составляющая систему, не зависит от других, будь то надежность или частота отказов. Для простоты математическая модель, используемая для описания надежности как функции частоты отказов, имеет экспоненциальный тип.

В последовательной системе общая надежность системы равна произведению всех надежностей отдельных частей, составляющих серию. Однако общая интенсивность отказов равна сумме интенсивностей единичных отказов.Это означает, что, поскольку надежность — это меньшее число, чем у единицы, общий продукт, безусловно, будет ниже, чем надежность каждой отдельной детали, которая используется для его формирования, и частота отказов, безусловно, будет выше.

Повышение надежности

Надежность продукта и / или системы должна быть ключевым моментом в процессе проектирования и разработки. В противном случае способность выявлять проблемы и оценивать проблемы не может быть реализована в процессе разработки концепции.Слишком поздно рассматривать последствия для надежности к концу разработки.

Чтобы источник питания был надежным, он должен быть простым. Конструкторские работы, направленные на упрощение, позволят создать источник питания более надежный, чем сложный. Например, базовый преобразователь малой мощности с одним выходом будет иметь большую расчетную надежность, чем преобразователь большой мощности с несколькими выходами. Однако добавление схем защиты увеличит фактический срок службы источника питания.

На ранних стадиях разработки схему источника питания следует разделить на два макроблока: критические приложения и некритические приложения.Это поможет разработчику взглянуть на выбор компонентов и коэффициенты снижения номинальных характеристик.

Критические приложения состоят из областей, в которых отказ приведет к прекращению работы источника питания. Некритические области — это вспомогательные приложения. Для критически важных приложений детали должны быть высочайшего качества, при этом необходимо минимизировать использование компонентов, которые со временем будут изнашиваться; такие как электролитические конденсаторы, вентиляторы и реле.

На рисунке 2 показан возможный план снижения характеристик для данного компонента в некритическом приложении, а на рисунке 3 показан тот же компонент в критическом приложении.

Рисунок 2 План некритического снижения характеристик

Рисунок 3 План критического снижения характеристик

Ось Y представляет собой (S) коэффициент, указывающий напряжение на компонент, а ось x показывает рабочую температуру компонента. Зона А — допустимая зона; зона Q — это зона, где может возникнуть проблема, если компонент не работает; а зона R — запрещенная зона.

Двумя принятыми стандартами для выполнения прогнозов надежности являются MIL-HDBK-217 и Технический справочник Bellcore / Telcordia TR-332.Оба этих эмпирических метода прогнозирования имеют несколько общих допущений: постоянная интенсивность отказов, использование термических факторов и факторов ускорения под напряжением, факторов качества и условий использования. Оба они основаны на моделях, разработанных на основе статистической аппроксимации кривых исторических данных отказов, которые могли быть собраны в полевых условиях, собственными силами или у производителей. Вероятно, наиболее широко известным и используемым справочником по прогнозированию надежности является MIL-HDBK-217.

В военных стандартах (MIL-HDBK-217F, MIL-HDBK-251M, MIL-HDBK 781A и MIL-HDBK 338B) можно получить одни из лучших показателей корректирующих коэффициентов, применимых к интенсивности отказов на основе различных компонентов.Они зависят от условий использования, температуры, информации о проверках надежности и информации о «проектной надежности».

Например, математическая модель общей интенсивности отказов силового полевого МОП-транзистора в соответствии с MIL-HDBK-217F представляет собой его базовую частоту отказов, умноженную на конкретные факторы температуры, применения, качества и окружающей среды. Следует отметить, что надежность — это коэффициент от 0 до 1 и не имеет размерности. Тем не менее, частота отказов измеряется, в частности, в электронной промышленности.FIT (количество отказов во времени) устройства — это количество отказов, которое можно ожидать за один миллиард (109) часов работы. Учитывая, что силовой полевой МОП-транзистор подходит для источника питания 250 Вт (базовая частота отказов составляет 12 FIT), работает при температуре, приближающейся к 100 ° C (тепловой коэффициент составляет 3,7), с коэффициентом качества JANTX (согласно MIL-S-19500 равен 8) и фактор окружающей среды GF (фиксированный уровень земли равен 1,6), общая частота отказов составит 2,312 отказов / 106 ч.

После учета факторов окружающей среды базовая интенсивность отказов 12 FIT увеличилась до 2131.2 FIT. Поскольку среднее время безотказной работы обратно пропорционально частоте отказов, это приводит к тому, что среднее время безотказной работы для силового MOSFET составляет около 470 000 часов. Однако начальная наработка на отказ без учета факторов окружающей среды и температуры составляла около 83 000 000 часов.

Чтобы повысить надежность полевого МОП-транзистора и, следовательно, источника питания, разработчик может увеличить тепловое снижение характеристик детали. При значительном охлаждении детали и установке рабочей температуры полевого МОП-транзистора на 80 ° C, а не на 100 ° C, тепловой коэффициент увеличится с 3.С 7 до 2,7, что составляет 643 000 часов наработки на отказ — более чем на 36%.

Снижение частоты отказов при заданных рабочих условиях и условиях окружающей среды возможно только за счет тщательного анализа факторов электрического и теплового напряжения для правильного определения параметров силового MOSFET. Это возможно с помощью проверки, выполняемой с помощью планов снижения номинальных характеристик, показанных на рисунках 2 и 3, и составленных соответствующим образом на основе применения и типа компонента.

Стандарт Technical Reference TR-332 был разработан Bellcore и теперь известен как Telcordia для телекоммуникационной отрасли, где производители сочли MIL-HDBK-217 слишком жесткими.Его международная популярность растет, но обычно результаты расчетов MIL-HDBK-217 показывают более высокую частоту отказов, чем стандарт Bellcore / Telcordia для той же системы. Это различие между стандартами проистекает из первоначального предполагаемого использования стандарта MIL для аэрокосмической и военной или критически важных приложений.

Сбор и анализ данных

Можно рассчитать показатели надежности с хорошей степенью точности, используя данные, собранные в ходе испытаний HALT (Highly Accelerated Life Test).Количество образцов для тестирования, как правило, ограничено, количество фиксированных тестовых станций и время, доступное для выполнения тестов, ограничено. Это влияет на «доверительный интервал», в который разработчик хочет, чтобы рассчитанный параметр попал. Этот анализ требует использования статистической функции, называемой хи-квадрат? 2 (a, b) — функции двух переменных, представленных в таблицах в основных статистических испытаниях, а также в основных электронных таблицах расчетов.

Для простоты функции вычисления «одностороннего нижнего доверительного промежутка» воспроизводятся в двух особых случаях: «Испытания прерваны с заменой» и «Испытания прерваны без замены».Первый случай в основном касается расчета истинного MTTF в случае возврата с месторождения, хотя этот метод неудовлетворителен, так как производитель не знает, как долго устройства работали, ни условий эксплуатации. Второй случай, с другой стороны, касается испытаний HALT.

После завершения процесса HALT и принятия соответствующих корректирующих действий можно создать настраиваемый процесс производственного скрининга для выявления дефектов процесса. Высокоускоренный скрининг напряжений, также известный как HASS, применяет все напряжения одновременно.На основе пределов HALT и уровней нагрузки HASS оценивается, что источник питания близок к его рабочим пределам.

На что обращать внимание на источник питания

Начните с желаемого срока полезного использования источника питания, это будет зависеть от области применения и часто от стоимости простоя или ремонта. Просмотрите все данные о надежности, которые предлагает производитель. Если указано только значение MTBF, запросите подробные вычисления, особенно если число кажется ненормально высоким.

В Японии часто используется стандарт JEITA RCR-9102.Первоначально основанный на MIL-HDBK-217F, стандарт имеет несколько редакций, и расчетные значения MTBF в RCR-9102B вдвое меньше, чем в исходном стандарте.

В качестве предупреждения следует также учитывать срок службы электролитического конденсатора, особенно при более высоких температурах окружающей среды. Некоторые производители блоков питания указывают срок службы конденсаторов в своих данных о надежности. Убедитесь, что если источник питания имеет характеристики как конвекционной, так и принудительной подачи воздуха, срок службы указан для желаемого метода охлаждения.

Авторитетные производители смогут предоставить подробные расчеты, включая влияние пульсаций тока, которые могут сократить срок службы конденсатора из-за чрезмерного внутреннего нагрева, если не будут должным образом учтены на этапе проектирования.Нажмите здесь, чтобы узнать больше.

Как отследить отказ источника питания или изменение состояния резервного источника с помощью SNMP

Если устройства содержат резервные источники питания, вы можете выбрать, чтобы устройство генерировало ловушки, когда один из источников питания выходит из строя или меняет состояние. Прерывания существуют как на маршрутизаторах, так и на коммутаторах, они уведомляют об изменении состояния или сбое и указывают на дополнительную информацию о характере изменения. В этом документе объясняется, как отслеживать, когда один из резервных источников питания выходит из строя или меняет состояние, с помощью простого протокола управления сетью (SNMP).

Требования

Для этого документа нет особых требований.

Используемые компоненты

Информация в этом документе действительна для маршрутизаторов и коммутаторов Cisco, имеющих резервные блоки питания.

Информация в этом документе была создана на устройствах в определенной лабораторной среде. Все устройства, используемые в этом документе, были запущены с очищенной (по умолчанию) конфигурацией. Если ваша сеть активна, убедитесь, что вы понимаете потенциальное влияние любой команды.

Условные обозначения

Дополнительные сведения об условных обозначениях в документах см. В разделе «Условные обозначения технических советов Cisco».

Для маршрутизаторов следите за ловушкой ciscoEnvMonRedundantSupplyNotification из MIB CISCO-ENVMON-MIB. Переменные ciscoEnvMonSupplyDescr и ciscoEnvMonSupplyState предоставляют подробную информацию о характере изменения. Вы должны настроить команду snmp-server enable traps envmon , чтобы включить ловушки.

.1.3.6.1.4.1.9.9.13.3.0.5
ciscoEnvMonRedundantSupplyNotification OBJECT-TYPE
- ОТ ПЕРЕМЕННЫХ ЛОВУШЕК CISCO-ENVMON-MIB {ciscoEnvMonSupplyStatusDescr, ciscoEnvMonSupplyState}
ОПИСАНИЕ «Уведомление ciscoEnvMonRedundantSupplyNotification отправляется, если резервный источник питания
   (где сохранились) не работает. Поскольку такой
уведомление обычно генерируется до достижения состояния выключения, оно может передавать больше данных
   и имеет больше шансов быть отправленным, чем
ciscoEnvMonShutdownNotification ".
:: = {iso (1) org (3) dod (6) интернет (1) частные (4) предприятия (1) cisco (9) ciscoMgmt (9) ciscoEnvMonMIB (13)
ciscoEnvMonMIBNotificationPrefix (3) ciscoEnvMonMIBNotifications (0) 5}

.1.3.6.1.4.1.9.9.13.1.5.1.2
ciscoEnvMonSupplyStatusDescr ТИП ОБЪЕКТА
- ОТ CISCO-ENVMON-MIB
- ТЕКСТОВАЯ КОНВЕНЦИЯ DisplayString
СИНТАКСИЧЕСКАЯ СТРОКА ОКТЕТОВ (0..32) СОВЕТ ДИСПЛЕЯ "255a"
MAX-ACCESS только для чтения
СТАТУС Текущий
ОПИСАНИЕ »Текстовое описание инструментария источника питания. Это описание является
   короткий текстовый ярлык, подходящий как
человеческая идентификация для остальной информации в записи ".
:: = {ISO (1) org (3) DOD (6) Интернет (1) частные (4) предприятия (1) cisco (9) ciscoMgmt (9)
   ciscoEnvMonMIB (13) ciscoEnvMonObjects (1)
ciscoEnvMonSupplyStatusTable (5) ciscoEnvMonSupplyStatusEntry (1) 2}

.1.3.6.1.4.1.9.9.13.1.5.1.3 ciscoEnvMonSupplyState ТИП ОБЪЕКТА
- ОТ CISCO-ENVMON-MIB
- ТЕКСТОВАЯ КОНВЕНЦИЯ CiscoEnvMonState
SYNTAX Integer {нормальный (1), предупреждение (2), критическое (3), выключение (4), notPresent (5)}
MAX-ACCESS только для чтения
СТАТУС Текущий
ОПИСАНИЕ «Текущее состояние измеряемого источника питания».
:: = {ISO (1) org (3) DOD (6) Интернет (1) частные (4) предприятия (1) cisco (9) ciscoMgmt (9)
   ciscoEnvMonMIB (13) ciscoEnvMonObjects (1)
ciscoEnvMonSupplyStatusTable (5) ciscoEnvMonSupplyStatusEntry (1) 3} 

Для коммутаторов следите за ловушкой SNMP шассиAlarmOn.Переменные шассиTempAlarm, шассиMinorAlarm и шассиMajorAlarm включены в ловушку и необходимы для определения конкретной текущей тревоги шасси. Все эти ловушки взяты из CISCO-STACK-MIB.

 .1.3.6.1.4.1.9.5.0.5 шассиAlarmOn OBJECT-TYPE
- FROM CISCO-STACK-MIB TRAP VARBINDS {ssisTempAlarm ,ssisMinorAlarm ,ssisMajorAlarm}
ОПИСАНИЕ «Прерывание шассиAlarmOn означает, что объект-агент обнаружил шассиTempAlarm,
   шассиMinorAlarm или
Объект шассиMajorAlarm в этой MIB перешел в состояние on (2).Создание этой ловушки
   может контролироваться
sysEnableChassisTraps в этой MIB. "
:: = {ISO (1) org (3) DOD (6) Интернет (1) частные (4) предприятия (1) cisco (9) рабочая группа (5)
   ciscoStackNotificationsPrefix (0) 5}

.1.3.6.1.4.1.9.5.1.2.13ssisTempAlarm ТИП ОБЪЕКТА
- FROM CISCO-STACK-MIB SYNTAX Integer {выкл. (1), вкл. (2), критическое (3)}
MAX-ACCESS только для чтения
СТАТУС Текущий
ОПИСАНИЕ «Состояние аварийного сигнала температуры корпуса».
:: = {ISO (1) org (3) DOD (6) Интернет (1) частные (4) предприятия (1) cisco (9) рабочая группа (5) ciscoStackMIB (1)
   шассиGrp (2) 13}

.1.3.6.1.4.1.9.5.1.2.11 ChassisMinorAlarm OBJECT-TYPE
- FROM CISCO-STACK-MIB SYNTAX Integer {выкл. (1), вкл. (2)}
MAX-ACCESS только для чтения
СТАТУС Текущий
ОПИСАНИЕ «Состояние второстепенной сигнализации шасси».
:: = {ISO (1) org (3) DOD (6) Интернет (1) частные (4) предприятия (1) cisco (9) рабочая группа (5) ciscoStackMIB (1)
   шассиGrp (2) 11}

.1.3.6.1.4.1.9.5.1.2.12 шассиMajorAlarm OBJECT-TYPE
- ИЗ CISCO-STACK-MIB
SYNTAX Integer {выкл. (1), вкл. (2)}
MAX-ACCESS только для чтения
СТАТУС Текущий
ОПИСАНИЕ «Основной аварийный статус шасси."
:: = {ISO (1) org (3) DOD (6) Интернет (1) частные (4) предприятия (1) cisco (9) рабочая группа (5) ciscoStackMIB (1)
   шассиGrp (2) 12}
 

Источник питания

Регулируемый источник питания для вакуумных ламп, устанавливаемый в стойку, с возможностью подачи +/- 1500 В постоянного тока, выходного сигнала от 0 до 100 мА, с возможностью ограничения силы тока.

Источник питания — это устройство, которое подает электроэнергию на одну или несколько электрических нагрузок. Этот термин чаще всего применяется к устройствам, которые преобразуют одну форму электрической энергии в другую, хотя он может также относиться к устройствам, которые преобразуют другую форму энергии (например,g., механическая, химическая, солнечная) в электрическую энергию. Стабилизированный источник питания — это тот, который регулирует выходное напряжение или ток до определенного значения; контролируемое значение остается почти постоянным, несмотря на изменения тока нагрузки или напряжения, подаваемого источником энергии блока питания.

Каждый блок питания должен получать энергию, которую он передает своей нагрузке, а также любую энергию, которую он потребляет при выполнении этой задачи, от источника энергии. В зависимости от конструкции источник питания может получать энергию от:

• Системы передачи электроэнергии.Типичные примеры этого включают источники питания, которые преобразуют напряжение сети переменного тока в напряжение постоянного тока.
• Устройства накопления энергии, такие как батареи и топливные элементы.
• Электромеханические системы, такие как генераторы и генераторы переменного тока.
• Солнечная энергия.

Источник питания может быть реализован как дискретное автономное устройство или как интегральное устройство, подключенное к его нагрузке. В последнем случае, например, низковольтные источники питания постоянного тока обычно интегрируются с их нагрузками в такие устройства, как компьютеры и бытовая электроника.

Обычно указанные атрибуты источника питания включают:

• Величина напряжения и тока, которые он может подать на нагрузку.
• Насколько стабильно его выходное напряжение или ток при различных условиях сети и нагрузки.
• Как долго он может поставлять энергию без дозаправки или подзарядки (относится к источникам питания, в которых используются портативные источники энергии).

Типы блоков питания

Источники питания для электронных устройств в общих чертах можно разделить на линейные (или «обычные») и импульсные источники питания.Сетевой источник питания обычно имеет относительно простую конструкцию, но он становится все более громоздким и тяжелым для сильноточного оборудования из-за необходимости в больших трансформаторах сетевой частоты и электронных схемах регулирования с теплоотводом. Обычные источники питания с линейной частотой иногда называют «линейными», но это неправильное название, потому что преобразование переменного напряжения в постоянное по своей природе нелинейно, когда выпрямители питаются в емкостных резервуарах. Линейные регуляторы напряжения вырабатывают регулируемое выходное напряжение с помощью активного делителя напряжения, который потребляет энергию, что снижает эффективность.Импульсный источник питания того же номинала, что и источник сетевого питания, будет меньше, обычно более эффективен, но будет более сложным.

Аккумулятор

Основная статья: Аккумулятор (электричество)

Щелочные батареи

Аккумулятор — это устройство, преобразующее накопленную химическую энергию в электрическую. Батареи обычно используются в качестве источников энергии во многих домашних и промышленных целях.

Есть два типа батарей: первичные батареи (одноразовые батареи), которые предназначены для однократного использования и выбрасывания, и вторичные батареи (аккумуляторные батареи), которые предназначены для перезарядки и многократного использования.Батареи бывают разных размеров: от миниатюрных элементов, используемых в слуховых аппаратах и ​​наручных часах, до батарейных блоков размером с комнату, которые служат в качестве резервных источников питания в телефонных станциях и компьютерных центрах обработки данных.

Источник питания постоянного тока

Самодельный линейный блок питания (здесь используется для питания любительского радиооборудования)

В нерегулируемых блоках питания переменного тока обычно используется трансформатор для преобразования напряжения от стенной розетки (сети) в другое, в настоящее время обычно более низкое напряжение. Если он используется для выработки постоянного тока, для преобразования переменного напряжения в пульсирующее постоянное напряжение используется выпрямитель, за которым следует фильтр, состоящий из одного или нескольких конденсаторов, резисторов, а иногда и индукторов, для фильтрации (сглаживания) большей части пульсаций.Небольшая остающаяся нежелательная составляющая переменного напряжения в сети или удвоенной частоте сети (в зависимости от того, используется ли полуволновое или двухполупериодное выпрямление) — прерывистое — неизбежно накладывается на прямое выходное напряжение.

Для таких целей, как зарядка аккумуляторов, пульсация не является проблемой, и простейшая нерегулируемая цепь источника постоянного тока с питанием от сети состоит из трансформатора, который управляет одним диодом последовательно с резистором.

До внедрения твердотельной электроники в оборудовании использовались клапаны (вакуумные лампы), которые требовали высокого напряжения; Источники питания использовали повышающие трансформаторы, выпрямители и фильтры для генерации одного или нескольких постоянных напряжений в несколько сотен вольт и низкого переменного напряжения для нитей накала.Только в самом современном оборудовании использовались дорогие и громоздкие регулируемые блоки питания.

Источник питания переменного тока

Блок питания переменного тока обычно берет напряжение от настенной розетки (электросети) и понижает его до желаемого напряжения (например, 9 В переменного тока). Помимо понижения напряжения может иметь место некоторая фильтрация. Примером использования источника переменного тока является питание определенных гитарных педалей эффектов (например, педали DigiTech Whammy), хотя для педалей эффектов чаще требуется постоянный ток.

Линейно-регулируемый источник питания

Напряжение, создаваемое нерегулируемым источником питания, будет варьироваться в зависимости от нагрузки и изменений напряжения питания переменного тока.Для критических приложений электроники можно использовать линейный регулятор для установки напряжения на точное значение, стабилизированное от колебаний входного напряжения и нагрузки. Регулятор также значительно снижает пульсации и шумы в постоянном выходном токе. Линейные регуляторы часто обеспечивают ограничение тока, защищая источник питания и подключенную цепь от перегрузки по току.

Регулируемые линейные источники питания — это обычное испытательное оборудование для лабораторий и сервисных центров, позволяющее регулировать выходное напряжение в широком диапазоне.Например, настольный источник питания, используемый разработчиками схем, может регулироваться до 30 вольт и до 5 ампер на выходе. Некоторые из них могут управляться внешним сигналом, например, для приложений, требующих импульсного выхода.

Источник переменного / постоянного тока

Основная статья: AC / DC (электричество)

В прошлом электросеть в одних регионах подавалась в виде постоянного тока, а в других — переменного тока. Трансформаторы нельзя использовать для постоянного тока, но простой и дешевый нерегулируемый источник питания может работать напрямую от сети переменного или постоянного тока без использования трансформатора.Источник питания состоял из выпрямителя и фильтрующего конденсатора. При работе от постоянного тока выпрямитель был по существу проводником, не оказывая никакого влияния; он был включен, чтобы позволить работу от переменного или постоянного тока без изменений.

Импульсный источник питания

Основная статья: Импульсный источник питания

Импульсный источник питания (SMPS) работает по другому принципу. Вход переменного тока, обычно при напряжении сети, выпрямляется без использования сетевого трансформатора для получения постоянного напряжения.Затем это напряжение включается и выключается с высокой скоростью электронной схемой переключения, которая затем может проходить через высокочастотный, следовательно, небольшой, легкий и дешевый трансформатор или индуктор. Рабочий цикл выходной прямоугольной волны увеличивается по мере увеличения требований к выходной мощности. Импульсные источники питания всегда регулируются. Если в SMPS используется правильно изолированный высокочастотный трансформатор, выход будет электрически изолирован от сети, что необходимо для безопасности.

Разделение входной мощности происходит с очень высокой скоростью (обычно 10 кГц — 1 МГц).Высокая частота и высокое напряжение на этой первой ступени позволяют использовать трансформаторы и сглаживающие конденсаторы гораздо меньшего размера, чем в источнике питания, работающем с частотой сети, как это делают линейные источники питания. После вторичной обмотки трансформатора переменный ток снова выпрямляется в постоянный. Чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение, блоку питания необходим сложный контроллер обратной связи для контроля тока, потребляемого нагрузкой.

SMPS

часто включают в себя функции безопасности, такие как ограничение тока или цепь лома, чтобы защитить устройство и пользователя от повреждений. ^[1] В случае обнаружения аномального высокого потребления мощности импульсный источник питания может предположить, что это прямое короткое замыкание, и отключится до того, как будет нанесен ущерб. На протяжении десятилетий блоки питания ПК подавали на материнскую плату сигнал power good , отсутствие которого препятствует работе при аномальных напряжениях питания.

ИИП

имеют абсолютный предел минимального выходного тока. ^[2] Они могут выводить мощность только выше определенного уровня и не могут работать ниже этого уровня.В условиях холостого хода частота схемы ограничения мощности увеличивается до большой скорости, в результате чего изолированный трансформатор действует как катушка Тесла, вызывая повреждение из-за возникающих в результате скачков мощности очень высокого напряжения. Импульсные источники питания со схемами защиты могут на короткое время включаться, но затем отключаться, когда нагрузка не обнаружена. К источнику питания можно подключить очень небольшую маломощную фиктивную нагрузку, такую ​​как керамический силовой резистор или 10-ваттная лампочка, чтобы он мог работать без присоединенной первичной нагрузки.

Коэффициент мощности

стал недавней проблемой для производителей компьютеров. Импульсные источники питания традиционно являются источником гармоник в линии питания и имеют очень низкий коэффициент мощности. Многие компьютерные блоки питания, построенные за последние несколько лет, теперь включают коррекцию коэффициента мощности, встроенную прямо в импульсный блок питания, и могут рекламировать тот факт, что они предлагают коэффициент мощности 1,0 коэффициент мощности .

При разделении синусоидальной волны переменного тока на очень маленькие дискретные части, часть неиспользованного переменного тока остается в линии электропередачи в виде очень маленьких всплесков мощности, которые не могут быть использованы двигателями переменного тока, и приводит к чрезмерному нагреву трансформаторов линии электропередачи.Сотни импульсных источников питания в здании могут привести к низкому качеству электроэнергии для других потребителей, окружающих это здание, и к высоким счетам за электроэнергию для компании, если они выставляются в соответствии с их коэффициентом мощности в дополнение к фактической потребляемой мощности. Блоки фильтрующих конденсаторов могут потребоваться в электросети здания для подавления и поглощения этих отрицательных эффектов коэффициента мощности ^{[ необходима цитата ]} .

Некоторые импульсные источники питания используют L-C резонанс в первичной цепи для преобразования прямоугольной волны в синусоидальную форму.Это может уменьшить потери в переключающих устройствах и снизить ВЧ-гармоники частоты переключения, но это усложняет схему и предъявляет более высокие требования к допускам конструкции.

Программируемый блок питания

Программируемые блоки питания

Программируемые источники питания позволяют дистанционно управлять выходным напряжением через аналоговый входной сигнал или компьютерный интерфейс, такой как RS232 или GPIB. К изменяемым свойствам относятся напряжение, ток и частота (для блоков вывода переменного тока).Эти источники питания состоят из процессора, схем программирования напряжения / тока, токового шунта и схем обратного считывания напряжения / тока. Дополнительные функции могут включать защиту от перегрузки по току, перенапряжения и короткого замыкания, а также температурную компенсацию. Программируемые блоки питания также бывают различных форм, включая модульные, настенные, настенные, напольные или настольные.

Программируемые блоки питания могут обеспечивать постоянный, переменный или переменный ток со смещением постоянного тока. Выход переменного тока может быть однофазным или трехфазным.Однофазное обычно используется для низкого напряжения, а трехфазное — для высоковольтных источников питания.

Программируемые блоки питания сейчас используются во многих приложениях. Некоторые примеры включают автоматическое тестирование оборудования, мониторинг роста кристаллов и дифференциальный термический анализ. ^[3]

Источник бесперебойного питания

Основная статья: Источник бесперебойного питания

Источник бесперебойного питания (ИБП) получает питание от двух или более источников одновременно.Обычно он питается напрямую от сети переменного тока, одновременно заряжая аккумулятор. В случае пропадания или пропадания электросети аккумулятор мгновенно берет на себя, так что нагрузка никогда не прерывается. Такая схема может обеспечивать питание до тех пор, пока заряда батареи достаточно, например, в компьютерной установке, что дает оператору достаточно времени, чтобы произвести упорядоченное завершение работы системы без потери данных. В других схемах ИБП может использоваться двигатель внутреннего сгорания или турбина для непрерывной подачи энергии в систему параллельно с питанием от сети переменного тока.Генераторы с приводом от двигателя обычно работают на холостом ходу, но могут выйти на полную мощность за несколько секунд, чтобы жизненно важное оборудование могло работать без перебоев. Такую схему можно найти в больницах или в центральных телефонных офисах.

Источник питания высоковольтный

Высокое напряжение означает выходную мощность порядка сотен или тысяч вольт. Источники высокого напряжения используют линейную схему для создания выходного напряжения в этом диапазоне.

Дополнительные функции, доступные для высоковольтных источников питания, могут включать в себя возможность обратной полярности выхода, а также использование автоматических выключателей и специальных разъемов, предназначенных для минимизации дугового разряда и случайного контакта с руками человека.Некоторые источники питания имеют аналоговые входы (например, 0-10 В), которые можно использовать для управления выходным напряжением, эффективно превращая их в усилители высокого напряжения, хотя и с очень ограниченной полосой пропускания.

Умножители напряжения

Основная статья: Умножитель напряжения

Умножитель напряжения — это электрическая схема, которая преобразует электрическую мощность переменного тока с более низкого напряжения в более высокое постоянное напряжение, обычно посредством сети конденсаторов и диодов. Входное напряжение может быть удвоено (удвоение напряжения), утроено (утроено напряжения), четырехкратно (учетверено напряжение) и так далее.Эти схемы позволяют получать высокое напряжение с использованием источника переменного тока гораздо более низкого напряжения.

Обычно умножители напряжения состоят из однополупериодных выпрямителей, конденсаторов и диодов. Например, утроитель напряжения состоит из трех полуволновых выпрямителей, трех конденсаторов и трех диодов (как в умножителе Кокрофта-Уолтона). Двухполупериодные выпрямители могут использоваться в другой конфигурации для достижения еще более высоких напряжений. Также доступны как параллельная, так и последовательная конфигурации. Для параллельных умножителей требуется более высокое номинальное напряжение на каждой последовательной стадии умножения, но требуется меньшая емкость.Номинальное напряжение конденсаторов определяет максимальное выходное напряжение.

Умножители напряжения

находят множество применений. Например, умножители напряжения можно найти в повседневных предметах, таких как телевизоры и копировальные аппараты. Другие приложения можно найти в лаборатории, например, электронно-лучевые трубки, осциллографы и фотоэлектронные умножители. ^{[4] [5]}

Применение источников питания

Блок питания компьютера

Основная статья: Блок питания компьютера

Современный компьютерный блок питания — это выключатель с включением и выключением питания, предназначенный для преобразования напряжения 110-240 В переменного тока из сети в несколько выходных как положительных (и исторически отрицательных) напряжений постоянного тока в диапазоне + 12В, -12В, + 5V, + 5VBs и +3.3В. Источники питания компьютеров первого поколения были линейными устройствами, но поскольку стоимость стала определяющим фактором, а вес стал важным, импульсные источники питания стали почти универсальными.

Разнообразный набор выходных напряжений также требует сильно различающихся требований к потребляемому току, которые сложно подать от одного и того же импульсного источника. Следовательно, большинство современных компьютерных источников питания на самом деле состоят из нескольких источников с переключением режимов, каждый из которых вырабатывает только одну составляющую напряжения и каждый может изменять свою выходную мощность в зависимости от требований к питанию компонентов, и все они связаны друг с другом, чтобы отключиться как группа в случае сбоя. состояние неисправности.

Источник питания для сварки

Основная статья: Сварочный источник питания

Дуговая сварка использует электричество для плавления поверхностей металлов с целью их соединения посредством слияния. Электричество подается от источника для сварки и может быть переменным или постоянным током. Для дуговой сварки обычно требуются высокие токи, обычно от 100 до 350 ампер. Некоторые типы сварки могут потреблять всего 10 ампер, в то время как в некоторых случаях точечной сварки используются токи до 60 000 ампер в течение очень короткого времени.Старые источники сварочного тока состояли из трансформаторов или двигателей, приводящих в действие генераторы. В более поздних поставках используются полупроводники и микропроцессоры, уменьшающие их размер и вес.

Адаптер переменного тока

Зарядное устройство для мобильного телефона с переключением режимов

Основная статья: Адаптер переменного тока

Блок питания, встроенный в вилку сетевого шнура переменного тока, известен как «блок вилки» или «сменный адаптер», или на жаргоне, например, «стенная бородавка». Они даже более разнообразны, чем их имена; часто либо с одной и той же вилкой постоянного тока с разным напряжением или полярностью, либо с другой вилкой с одинаковым напряжением.«Универсальные» адаптеры пытаются заменить отсутствующие или поврежденные, используя несколько штекеров и переключателей для разных напряжений и полярностей. Сменные блоки питания должны соответствовать напряжению и обеспечивать по крайней мере такой же ток, что и исходный блок питания.

Самые дешевые блоки переменного тока состоят только из небольшого трансформатора, в то время как адаптеры постоянного тока включают несколько дополнительных диодов. Независимо от того, подключена ли нагрузка к адаптеру питания, трансформатор имеет постоянное магнитное поле и обычно не может быть полностью отключен, если не отключен от сети.

Поскольку они потребляют энергию в режиме ожидания, их иногда называют «электрическими вампирами», и их можно подключить к удлинителю, чтобы отключить их. Дорогие импульсные источники питания могут отключать протекающие электролитные конденсаторы, использовать полевые МОП-транзисторы и снижать их рабочую частоту, чтобы время от времени получать глоток энергии для питания, например, часов, которым в противном случае потребовался бы аккумулятор.

Защита от перегрузки

Блоки питания

часто включают в себя какой-либо тип защиты от перегрузки, которая защищает блок питания от сбоев нагрузки (например,g., короткое замыкание), которые в противном случае могут вызвать повреждение из-за перегрева компонентов или, в худшем случае, электрического пожара. Предохранители и автоматические выключатели — это два обычно используемых механизма защиты от перегрузки. ^[6]

Предохранитель

A содержит короткий отрезок провода, который плавится при протекании слишком большого тока. Это эффективно отключает источник питания от нагрузки, и оборудование перестает работать до тех пор, пока не будет выявлена ​​проблема, вызвавшая перегрузку, и не будет заменен предохранитель. В некоторых источниках питания используется очень тонкая перемычка, припаянная к месту в качестве предохранителя.Конечный пользователь может заменить предохранители в блоках питания, но для доступа к предохранителям в потребительском оборудовании и их замены могут потребоваться инструменты.

Одним из преимуществ использования автоматического выключателя по сравнению с предохранителем является то, что его можно просто сбросить, вместо того, чтобы заменять перегоревший предохранитель. Автоматический выключатель содержит элемент, который нагревает, сгибает и запускает пружину, отключающую цепь. Как только элемент остынет и проблема будет выявлена, выключатель можно будет сбросить и подать питание.

В некоторых БП используется термовыключатель, расположенный в трансформаторе, а не предохранитель.Преимущество состоит в том, что он позволяет потреблять больший ток в течение ограниченного времени, чем устройство может обеспечивать непрерывно. Некоторые из таких вырезов самовосстанавливаются, некоторые предназначены только для одноразового использования.

Ограничение тока

Некоторые источники питания используют ограничение тока вместо отключения питания в случае перегрузки. Используется два типа ограничения тока: электронное ограничение и ограничение импеданса. Первый типичен для лабораторных блоков питания, второй — для источников питания мощностью менее 3 Вт.

Ограничитель тока с обратной связью снижает выходной ток до значения, намного меньшего, чем максимальный ток без повреждения.

Преобразователь мощности

Термин «источник питания » иногда ограничивается теми устройствами, которые преобразуют какую-либо другую форму энергии в электричество (например, солнечная энергия, топливные элементы и генераторы). Более точным термином для устройств, преобразующих одну форму электроэнергии в другую (например, трансформаторов и линейных регуляторов), является преобразователь мощности. Наиболее распространенное преобразование — из переменного в постоянный.

Источники питания механические

Терминология

• SCP ​​- Защита от короткого замыкания
• OPP — Защита от перегрузки (перегрузки)
• OCP — Максимальная токовая защита
• OTP — Защита от перегрева
• OVP — Защита от перенапряжения
• УВП — Защита от пониженного напряжения
• ИБП — Источник бесперебойного питания
• PSU — Блок питания
• SMPSU — Импульсный источник питания

См. Цитата из патента США № 4937722, Высокоэффективный импульсный источник питания с прямой связью : Источник питания может также включать ломовую цепь, защищающую его от повреждений путем зажима выхода на землю, если оно превышает определенное напряжение. Цитата из патента США № 5402059: Проблема может возникнуть, когда нагрузки на выходе импульсного источника питания отключаются от источника питания. Когда это происходит, выходной ток источника питания уменьшается (или исчезает, если все нагрузки отключаются). Если выходной ток становится достаточно малым, выходное напряжение источника питания может достигать максимального значения вторичного напряжения трансформатора источника питания. Это происходит из-за того, что при очень малом выходном токе на катушке индуктивности L-C фильтра нижних частот не падает большое напряжение (если оно вообще есть).Конденсатор в низкочастотном фильтре L-C заряжается до пикового напряжения вторичной обмотки трансформатора. Это пиковое напряжение обычно значительно выше, чем среднее напряжение вторичной обмотки трансформатора.