|
|
  |
Главная страница / Архитектура отрасли НЬЮ-ЙОРК, ТОРОНТО, ЛОНДОН,...ЖЕНЕВА, РИМ...2003 год был годом гигантских отключений электроэнергии, лишивших на длительное время города и даже целые страны электричества. Хотя те, которые происходили в Нью-Йорке и Италии, были особенно впечатляющими, нужно обратить внимание на то, что за последние 30 лет примерно 20 отключений электроэнергии затронули около 550 млн человек. Такие цифры заставляют задуматься. Возрастающая вероятность возникновения подобных отключений электроэнергии и их огромный масштаб будут иметь постоянно растущие серьезные экономические последствия. Причины отключений электричества в настоящее время остаются прежними: во-первых, производство и передачу электроэнергии трудно поддерживать на должном уровне, чтобы удовлетворять спрос в достаточном количестве; во-вторых, это климатические явления. К этому можно добавить отказы в электроснабжении внутри зданий. Потребности растут В отношении производства электроэнергии мы можем извлечь кое-какие уроки из произошедшего в Италии: полуостров удовлетворяет только 83% своих потребностей1. Волна отключений электричества, захлестнувшая американский Запад в 2000 и 2001 годах, подчеркнула острый недостаток вложений в производство электроэнергии. В июне 2003 г. Япония ожидала дефицита в 5 млн кВт2. Разнородность политических и экономических ситуаций в электроэнергетике отрицательно сказывается на надежности производства и передачи электричества. В 1987 г. Италия по результатам референдума прекратила производство ядерной энергии. Недавно решила закрыть свои атомные электростанции Германия. Во Франции EDF3, напротив, намеревается продлить срок службы своих ядерных установок, что наряду со старением оборудования и требованиями безопасности подорвет их работоспособность. Кроме того, в соответствии с директивой Европейского Парламента «к 2010 г. доля электроэнергии, произведенная из возобновляемых энергетических источников, должна составить 22,1%»4. Аналогичная ситуация наблюдалась во всем мире и в отношении передачи и распределения электроэнергии. Европейский стандарт EN 50160, который устанавливает уровень качества электроэнергии, по-прежнему является постоянным вызовом дистрибьюторам электроэнергии. Тем более что регулирующей организации, занимающейся техническим и экономическим усреднением, пока нет. Следовательно, когда запас надежности не установлен, вся сеть может быть отрезана, как это произошло в Дании и Швеции 23 сентября прошлого года. Это хорошо известный сценарий. Если одна из электростанций или одна из линий отключается, ток, который она проводит, автоматически передается линиям других сетей. Проблема состоит в том, что линии, которые находятся в состоянии, близком к насыщению, не могут противостоять притоку тока. Когда в дело оказывается вовлеченным климат Климатические явления должны быть также приняты во внимание. Некоторые являются весьма захватывающими: штормы во Францродах на севере Египта электроэнергия отключалась из-за песчаных бурь. Можно упомянуть Грецию в ноябре 1993 г. или ледяные дожди в Канаде в январе 1998-го. В более широком смысле климатические нарушения в форме глобального потепления переносят акцент на оборудование и подразумевают большее потребление энергии. То, что произошло в Швеции, вскрыло факт дефицита воды в плотинах гидроэлектростанций. Большинство отключений электричества случаются в зданиях. В одном из своих буклетов фирма Schneider Electric призывает специалистов и проектировщиков осознать необходимость установки средств защиты и перечисляет множество видов помех, которые могут повлиять на низковольтную сеть. Компания MGE UPS SYSTEMS полагает, что причиной 20% отключений является несвоевременное срабатывание автоматических выключателей, 20% имеют отношение к различным частям отключаемого оборудования и 15% – к ошибкам персонала в процессе технического обслуживания. Между двух огней: высокой производительностью и зависимостью от электроэнергии При постоянном увеличении производительности стоимость каждого отключения электричества непрерывно возрастает. В 1999 г. такие потери оценивались приблизительно в 26 млрд евро! Например, если система операций с банковскими карточками прекращает свою работу на час, издержки составляют более 2 млн евро! Промышленность тоже предъявляет новые требования по электроснабжению. Производство, основанное на непрерывных технологических процессах, не может позволить себе отключение электричества ни в одной точке производственной линии. Например, в стекольном производстве при прекращении работы какого-либо механизма вся технологическая линия должна останавливаться. Если стекло затвердеет, завод может встать на все время ликвидации аварии. Как известно, в полупроводниковой промышленности высокотехнологичные процессы производства и исключительно дорогие используемые материалы. Если происходит отключение электричества и в чистые помещения попадает пыль, весь завод «стопорится». Аналогичная ситуация и в других отраслях промышленности с высокоавтоматизированным и компьютеризированным производством. Существуют, конечно же, такие отрасли, где ставки не финансовые, а людские. Поэтому не удивительно, что в них разработаны наиболее современные защитные установки. Диспетчерская служба дает нам прекрасный пример отладки «гибкой» электрической архитектуры. Решения по питанию высокой готовности – определяющая часть гибкой электрической установки Такие установки являются высокотехнологичными. В них задействуется вспомогательный генератор, однако подключение к нему способны выдержать немногие типы производства. Вот почему в последнее время широко используются источники бесперебойного питания (ИБП). Мировой рынок этих систем оценивался в 2002 г. в 5,2 млрд евро. Системы бесперебойного питания делают сеть нечувствительной к помехам инапряжения. Существует несколько разновидностей ИБП. В стандарте IEC62040 описаны различия между тремя типами ИБП. При использовании первого типа напряжение и частота, поставляемые рабочим установкам, те же, что и в сети (зависимые от напряжения и частоты, VFD). Во втором типе напряжение, поставляемое системами ИБП, не зависит от напряжения сети (независимые от напряжения, VI). Третий тип, который должен использоваться для чувствительных устройств, обеспечивает полную независимость в отношении частоты и напряжения (VFI)7. Использование электронных силовых компонентов и информационной технологии позволяет системам ИБП действовать в пределах нескольких миллисекунд. Таким образом, питаемые установки оказываются полностью независимыми. Качество питающего напряжения при использовании электронного оборудования, имеющего тенденцию искажать напряжение, обеспечивает кондиционер гармоник SineWave. между «загрязняющими» потребителями и источником напряжения. Еще одним фактором гибкости является двойное питание и статический переключатель нагрузки (STS). Идея заключается в том, чтобы иметь два источника напряжения питания. Окончательное распределение к потребителям выполняется через систему STS. Оборудованная оригинальным мини-компьютером, она непрерывно сканирует напряжение двух источников и выбирает из них лучший согласно посылаемым ей критериям. Ее преимущество заключается в способности выполнять переключение с одного источника на другой без обнаружения устройствами-потребителями понижения напряжения. Это становится возможным благодаря использованию тиристоров, полупроводниковых приборов, действующих как переключающие устройства мгновенного действия. Она также изолирует устройства-потребители и сохраняет их защиту, если на остальной части установки проводятся работы по техническому обслуживанию. Для конфигурации таких решений необходимо обратиться к специалистам, имеющим опыт работы со сложными промышленными и обслуживающими установками. Техническое обслуживание и контроль – залог надежности В данном случае идея заключается в том, чтобы действовать в двух направлениях: уменьшать вероятность аварий и сокращать время поиска и устранения неисправностей. Действия в первом направлении включают определенное количество операций: периодическую проверку оборудования, замену компонентов, до того как они выработают свой срок службы (как в авиационной промышленности), регулярное проведение измерений для контроля реагирования установки на различные сложные ситуации. В этом направлении достигнуты хорошие результаты, что обеспечивает более качественное и быстрое измерение производительности, а также определение скрытых дефектов. Способность коммутационной аппаратуры подключаться к компьютерной сети позволяет контролировать и источник бесперебойного питания и STS. Имеются также шкафы с переключателями, способные восстанавливать нагрний, которые могут быть теперь загружены в течение секунд. И что еще более важно, аварийная сигнализация включается прежде, чем нагрузка превысит значение, которое выдерживают автоматические выключатели. Другой простой инструмент – термографический анализ, который очень быстро и эффективно определяет местонахождение отказов, являющихся результатом разбалансировки токов, износа установки или искажения гармоник. Второе направление касается продолжительности технического обслуживания. Если происходит отказ, гибкая установка обеспечивает питание устройства-потребителя. Однако совершенно необязательно, чтобы оно оставалось защищенным. Поэтому очень важно действовать быстро и препятствовать потребителю работать в ухудшенном режиме, поскольку это имело бы эффект отдачи, столь хорошо известный в мире электричества. Благодаря возможностям уже упоминавшихся IT-средств связи аварийный сигнал можно принимать на компьютере или мобильном телефоне. В результате обслуживающий специалист может быть предупрежден в считанные секунды, и, следовательно, он будет иметь предварительный диагноз проблемы, что сделает его вмешательство еще более эффективным. *** Несомненно, нарушения энергоснабжения стали более частыми. Однако существует множество решений по предотвращению рисков. Вложение средств в такие решения подобно затратам на страхование: инвестиции должны соответствовать финансовым рискам. Для оценки рисков имеются специальные инструменты. В больших структурах к этой работе привлекаются финансовый отдел, руководитель группы технического сопровождения (начальник производства или IT-менеджер) и диспетчер узла. Материалы предоставлены московским представительством MGE-UPS Group Главная страница / Архитектура отрасли |