Шарипов А.А. Система электроснабжения повышенной надежности для медицинских учреждений (Система электроснабжения повышенной надежности для медицинских учреждений), страница 5

Защитное действие такой системы было основано напринципе достижения «нулевого» потенциала на корпусе за счетмногократного заземления и отключения питания электроприемникасиловыми защитными коммутационными аппаратами при пробое илиповреждении изоляции и замыкании фазного проводника на нетоковедущиечасти. Появление современных автоматических выключателей со свойствамиограничения тока КЗ, а также надежных устройств защитного отключения(УЗО) привело к формированию новых требований по обеспечениюэлектробезопасности. В соответствие с этим МЭК был разработан целый рядмероприятий, которые были учтены в нормативных документах [1,2,16].Если ранее в основном применялись следующие схемы сетей: TN иTN-С, то в настоящее время используются, в основном, система TN-C-S.Данная схема является модификацией системы TN, в которой функциизащитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводникев какой-то ее части, начиная от источника питания.В ряде подразделений объектов медицинского назначения такжеиспользуется система TN-S, являющееся также модификацией системы TN, вкоторой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены навсем протяжении, начиная от источника питания.29На рисунке 2.3.1 приведена схема организации системы TN-C-S всистеме TN-C.Рис.

2.3.1Наиболее перспективной является система TN-C-S, позволяющая вкомплексе с использованием УЗО обеспечить высокий уровеньэлектробезопасности и надежной работы оборудования без существеннойреконструкции существующих сетей. При этом электробезопасностьчеловека обеспечивается именно за счет применения УЗО, так системызаземления без этих устройств будет обеспечивать только защитуоборудования от сверхтоков.На рисунке 2.3.2 приведена схема включения УЗО в системе TN-C-S.Рис. 2.3.2Здесь на рисунке 2.3.2 приняты обозначения: 1-заземление источникапитания; 2-защитное заземление электроустановки объекта; 3-открытыепроводящие части; 4-отключающий элемент УЗО; N- -нулевой рабочий(нейтральный) элемент; PE- -защитный проводник (заземляющий,30защитный системы уравнивания потенциалов); PEN- -совмещенныйнулевой защитный и нулевой рабочий проводники.Однако, отключение сети в некоторых подразделениях (цехах) объектаявляется недопустимым.

Например, КЗ в электрических сетях такихподразделений, как операционные, реанимационные залы, палатыинтенсивной терапии, не должно приводить к отключению другогооборудования, так как это может привести к гибели или серьезнымосложнениям здоровья пациентов. Для таких объектов обычно применяютсхему электроустановок по системе IT.В системе IT нейтраль источника питания изолирована от земли илизаземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление,а открытые проводящие части заземлены. В этой системе значение токазамыкания на землю или тока через тело человека при прямомприкосновении определяется состоянием изоляции сети относительно земли.При высоком сопротивлении относительно земли ток замыкания будет оченьмалым.

Поэтому опасность возгорания оборудования или поражениечеловека током будет невелика.Таким образом, уровень сопротивления изоляции является в сетях ITфактором, определяющим как надежность, так и электро- ипожаробезопасностью их эксплуатации. Отсюда следует, что ведениеавтоматического постоянного контроля изоляции является обязательнымэлектрозащитным мероприятием.На рисунке 2.3.3 приведена структура системы IT.Рис.

2.3.331На рисунке 2.3.3 приняты следующие обозначения: 1-сопротивлениезаземления нейтрали источника питания; 2-заземлитель; 3-открытыетокопроводящие части; 4-заземляющее устройство.Применение УЗО в IT сетях регламентируется ПУЭ [1] следующимобразом: «В таких электроустановках для защиты при косвенномприкосновении при первом замыкании на землю должно быть выполненозащитное заземление в сочетании с контролем изоляции сети или примененыУЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30мА». То есть в электроустановках системы IT устройства контроля подаютсигнал при первом замыкании на землю.

Если до устранения первогозамыкания происходит второе замыкание на землю, то происходитсрабатывания УЗО. Чтобы исключить отключение всего оборудованияобъекта иногда используют весьма дорогостоящее решение, когда УЗОустанавливаются непосредственно рядом с распределительным щитком(розеточным блоком) каждого рабочего эксплуатационного модуля,например, возле каждой койки пациента.На рисунке 2.3.4 показан пример применения УЗО в системе IT.Рис. 2.3.4Здесь приняты следующие обозначения: 1-защитное заземлениеэлектроустановки объекта; 2-открытые проводящие части; 3-отключающийэлемент УЗО; УКИ-устройство контроля изоляции.322.4 Способы компенсации реактивной мощностиРеактивная мощность является одним из основных показателей,характеризующих режим работы электрической системы.

Термин“реактивная мощность” вводится применительно к установившимся режимамсимметричных цепей синусоидального переменного тока и напряжения. Присинусоидальном характере передачи мощности, положительные полуволныхарактеризуют передачу мощности от источника потребителю.Выбор и размещение устройств компенсации реактивной мощности вэлектрических сетях производятся исходя из необходимости обеспечениятребуемой пропускной способности сети в нормальных и послеаварийныхрежимах при условии поддержании необходимых уровней напряжения изапасов устойчивости [13].При отрицательных полуволнах происходит возврат энергии отпотребителя источнику. Совокупная полная мощность, характеризующаяперетоки в энергосистеме, разделяется на активную и реактивнуюсоставляющие.Рис.

2.4.1На выработку активной мощности затрачивается определенный объемпервичного энергоносителя на электростанциях. Вторая составляющаясвязана с обменом энергией между системой и источником.Появление реактивной мощности (РМ) связано с наличием в системеэлементов способных накапливать и отдавать электроэнергию. При наличиив сети двух находящихся рядом сопротивлений X L  X C , обменная часть33электромагнитной энергии не возвращается в источник, а эти элементыпостоянно обмениваются ею между собой. Поэтому сетях, в которых многоиндуктивных электроприемников, ставят дополнительные элементыкомпенсации РМ в виде емкостей.Основным критерием баланса активной мощности в системе являетсячастота. При соответствии потребляемой нагрузки и выработки мощности наэлектростанциях частота в сети поддерживается на неизменном уровне 50 Гц.Причем, для реактивной мощности (РМ) этот показатель не являетсясистемным, так как баланс должен поддерживаться в каждом узле, гдеконтролируется уровень напряжения.

Несмотря на общее в системесоответствие выработки и потребления РМ, в отдельных узлах сети балансаможет и не быть. Поэтому очень важно соблюдать наличие компенсаторовреактивной мощности там, где она имеется. Применение установоккомпенсаторов реактивной мощности (УКРМ) приводит не только кэкономичности работы электроагрегатов объекта, но и положительно влияетна качество электроэнергии.Принцип работы УКРМ заключается в следующем. По фазовомусдвигу между составляющими тока и напряжения, регулятор рассчитываеткоэффициент мощности (cos) и сравнивает его с заданным значением. Приналичии отклонения cos от заданного значения, выдаётся сигнал навключение либо отключение необходимого количества секцийконденсаторов. Производится автоматический плавный и точныйдискретный подбор реактивной мощности, необходимой для компенсации.Многоступенчатое управление контакторами конденсаторов оптимизированотак, что заданный cos достигается минимальным числом команд напереключение контакторов.

Такие установки комплектуются цифровымимикропроцессорными регуляторами реактивной мощности,осуществляющими регулирование по заданному значению cosи специальными магнитными пускателями.34Аварийное отключение ступеней регулирования при перегрузкепо току (при необходимости — и напряжению) обеспечивается регуляторомреактивной мощности.2.5 Методы и устройства компенсации искажений напряженияОсновные показатели и нормы качества электрической энергииприведены в ГОСТ Р 54149-2010 [17]. В соответствии с даннымнормативным документом выделяют продолжительные измененияхарактеристик напряжения и случайные события в подаче электроэнергии.К продолжительным изменениям характеристик (искажений)напряжения относятся:- отклонение частоты;- медленные изменения напряжения;- колебания напряжения и фликер;- несимметрия напряжения в трехфазных системах.К случайным событиям (искажениям) относятся:- прерывания напряжения;- провалы напряжения и перенапряжения;- импульсные напряжения.Следует сказать о том, что падение напряжения представляет собойотносительно длительное снижение напряжения, и в преимущественномбольшинстве случаев это вполне осознанная процедура, котораяинициируется поставщиком энергии.