Статті та публікації

Системи гарантованого електроживлення для телерадіокомпаній


Не секрет, що функціонування електрообладнання безпосередньо залежить від якості енергопостачання. Електротехніка та обладнання, яке входить до складу інженерної інфраструктури телерадіокомпанії відноситься до групи споживачів, які відповідають найвищим вимогам до надійності електропостачання. Навіть незначні перешкоди або збої можуть призвести до зупинки мовлення на кілька хвилин, а іноді і годин. Необхідна захист від систематичних проблем, які виникають в мережі: провали, коливання і викиди напруги, високочастотні шуми, імпульсні перешкоди та аварійні відключення на тривалий час.
Надійним захистом від непередбачуваних збоїв є система гарантованого електроживлення (СГЕ). Її основними компонентами є Система безперебійного живлення та автономне джерело енергопостачання, дизель-генераторна установка. Крім того, система включає в себе ряд електрообладнання, завдяки якому система являє собою єдине автоматизоване ланка. Особливу роль виконують Автоматичний Вимикач Резерву (АВР), так само будь-яка система включає в себе розпродільчо-комутаційне обладнання. Інженерний проект системи гарантованого електроживлення завжди проектується з урахуванням індивідуальних особливостей об'єкта, цими особливостями визначається конфігурація і компоненти системи.

Електроприймачі, споживачі електроенергії, класифікують згідно вимог до надійності енергопостачання. Всього виділяють три категорії споживачів. До складу I групи входять відповідальні споживачі, які за своїм устроєм чутливі до якості електроживлення та є критичними додатками електротехнічної інфраструктури підприємства. Електрообладнання телевізійної компанії належить саме до такої категорії споживачів. Від справності роботи пристроїв залежить якість та наявність телевізійного ефіру.

Згідно з «правил пристроїв електроустановок» і комплексу ГОСТ стандартів електропостачання споживачів першої групи спочатку має здійснюватися за рахунок додаткового незалежного введення від центральної енергосистеми. Крім того, існує необхідність в автономному джерелі, дизель-генераторної установки (ДГУ), який потрібен на випадок аварії трансформаторної підстанції або інших складно прогнозованих причин.


Система безперебійного електроживлення (СБЕ)

Система безперебійного електроживлення (СБЕ) є «рубежем оборони» у боротьбі за якість і надійність електроживлення приймачів групи I категорії, і призначена для автономного живлення навантаження в разі відключення або порушення електропостачання від основних джерел. Крім того, онлайнові ДБЖ виконують функцію перетворювача і забезпечують чисту синусоїду напруги.

Час автономної роботи СБЕ, як правило, визначається виходячи з розрахунку необхідного часу для безпечного завершення роботи обладнання та збереження даних. Час підтримки СБЕ в деяких випадках може досягати до 3-4 годин, але найчастіше досить півгодинного резерву живлення від ДБЖ.

Час автономної роботи тісно пов'язано з поняттям відмовостійкості і повинно бути не менше часу переключення системи на резервне джерело. У момент перемикання ДБЖ бере на себе повне навантаження і працює за рахунок акумуляторних батарей, поки в роботу не вступить ДГУ (дизель-генераторна установка). ДГУ може бути запрограмований на затримку старту від однієї до п'яти хвилин, щоб уникнути холостого запуску в разі короткочасного відключення. Крім того, слід враховувати час запуску ДГУ до стабілізації вихідної напруги в 380 Вт 50 Гц, воно, як правило, буває до хвилини. Так, півгодинного часу підтримки ДБЖ цілком достатньо, для того щоб будь-які перешкоди пройшли непомітно для роботи обладнання та мовлення телерадіо каналу.

Схеми побудови СБЕ визначаються конфігурацією інженерної інфраструктури телерадіокомпанії. Традиційно їх існує два типи: розподілена і централізована. Розподілена схема являє собою ряд малопотужних розеткових ДБЖ, локально захищають навантаження. Це досить просте рішення, воно не вимагає інженерних проектних робіт, але з іншого боку воно і не забезпечує необхідний рівень надійності захисту. Одиночні ДБЖ розподіленої системи не припускають резерву, а це означає, що будь-ланка інфраструктури залишається вразливим.

Централізована ж система це дещо інший рівень захисту. Вона відмовостійка за рахунок резервування і головне стійка до перевантажень. Резервируемая централізована система паралельної архітектури, відома під маркою RPA ™, була розроблена компанією General Electric для забезпечення надійного захисту споживачів саме високої потужності. Її конфігурація утворена за допомогою з'єднання двох або більше ДБЖ в однорангову систему джерел, одночасно розподіляють навантаження між собою. Завдяки таким принципом, в будь-який момент може бути підключений додатковий ДБЖ для збільшення рівня резервування або вихідної потужності. Між тим, сумарна потужність системи безперебійного електроживлення завжди повинна перевищувати номінальне навантаження, це необхідно для виключення вірогідності перевантажень. Тому паралельна система RPA ™ проектується з резервуванням за принципом N +1.

З усіх конфігурацій паралельна система найбільш стійка до перевантажень і характерна відсутністю нерезервовані критичних точок відмови. Тут кожен з ДБЖ містить в собі автоматичний байпас (обхідний перемикач, що переводить навантаження на живлення від зовнішньої мережі), батареї і керуючу логіку. Технологія RPA ™ впровадила в роботу системи властивість самостійного інтелектуального управління. Цю функцію в автоматичному режимі виконує «ведучий»ДБЖ з паралелі, він здійснює синхронізацію синусоїди напруги, контролює вихідне і вихідна напруга всіх елементів системи і, в разі необхідності, дає команду перемикання на байпас.


Крім того, існують і так звані «критичні» навантаження, які потребують додаткового резервування живлення. До таких навантажень відносяться відеосервера, відеоміксери, прийомні частини супутникового зв'язку, а так само обладнання, необхідне для мовлення. Такі критичні програми, як правило, додатково захищаються локальними одиночними ДБЖ малої і середньої потужності.

Поряд з паралельною схемою існує послідовна конфігурація. Схема послідовного резервування, або як ще її називають - «гарячого» резервування, була першою на шляху до створення відмовостійких систем, але з появою RPA технології стала менш актуальна в силу наявності ряду недоліків.

На сьогоднішній момент ринок пропонує і так звані «модульні» системи, які є компромісним рішенням між схемою одиночних ДБЖ з послідовним підключенням і повноцінної паралельною. Модульні системи, засновані на принципі «гарячого резервування», дозволяють робити заміну батарейних блоків в «гарячому» режимі, а модулів потужності в обхідному режимі, без відключення навантаження. Проблема полягає в тому, що швидка «гаряча заміна» модулів може в свою чергу спричинить мікросплесків напруги. Крім того, в більшості випадків модульні системи мають загальні батареї, загальний байпас і централізовану керуючу логіку, а резервуються тільки силові модулі (випрямлячі та інвертори).


Дизель-генераторна установка (ДГУ)
При відмові основного джерела електропостачання в роботу вступає дизель-генераторна установка (ДГУ). ДГУ призначена для роботи в якості основного або резервного джерела. При використанні ДГУ в якості основного джерела електроживлення, його робота допустима з перевантаженням не більше ніж 10% від номінальної потужності протягом однієї години раз в 12:00.

ДГУ може функціонувати як повністю в автоматичному режимі, так і в режимі ручного управління. Автоматизація повинна забезпечувати виконання низки операцій:
стабілізацію вихідних електричних параметрів;
аварійно-попереджувальну сигналізацію і аварійну захист;
дистанційне і автоматичне керування всіма технологічними процесами.
За конструктивним виконанням ДГУ поділяються на три типи: для внутрішньої установки (відкритого виконання), для зовнішньої установки - в кожухах або контейнерах і пересувні. ДГУ для внутрішньої установки призначена для розміщення в спеціально пристосованому електромашинні приміщення або для монтажу в кожухах.

Кожух з шумоізоляцією призначений як для зовнішньої установки, так і для установки всередині спеціально обладнаних приміщеннях у разі необхідності зниження рівня шуму двигуна. Він має великі габарити і масу в порівнянні з допоміжним кожухом за рахунок застосування звукоізоляції. При установці ДГУ в безпосередній близькості від житлових приміщень, в межах міської забудови згідно держ. стандартів може знадобитися використання кожуха з шумоізоляцією.
буксирування на великі відстані, але не завжди це єдина причина по якій вибір випадає на електростанцію з шасі. Так, наприклад, на телекомпанії «5-й канал» була заставлена ??пересувна електростанція, оскільки монтаж і повна інсталяція її в запланованому місці були неможливі, оскільки там проходить каналізаційна система. Фахівцями компанії «НТТ Енергія» була спроектована система гарантованого електроживлення з урахуванням сформованих труднощів. Таким чином, там була встановлена ??ДГУ на шасі, для того щоб зберегти можливість доступу до комунікаційних систем в разі необхідності їх ремонту. Цей прогноз вже виправдав себе, таким чином, ремонт внутрішніх комунікацій ніяк не позначилися на роботі «п'ята каналу».

Зі збільшенням попиту ринок наповнився широким вибором генеруючих електроенергію агрегатів. Але, на жаль, вони не завжди здатні відповідати хоча б мінімальним проектним вимоги і технічним стандартам. На сьогоднішній день на ринку Україні найкраще представлені європейські виробники дизельних і бензинових електростанцій. Вони здатні запропонувати покупцеві асортимент в широкому діапазоні потужностей, і, звичайно ж, якість і надійність устаткування. Крім того, при виборі постачальника слід враховувати його здатність забезпечити сервіс по інсталяції, пуско-налагоджувальних робіт та обслуговування установки, а також його досвід у проведенні такого ряду робіт.
Автоматичний вимикач резерву (АВР)

Пристрої автоматичного виключення резерву (АВР) призначені для перемикання живлення навантаження між джерелами електропостачання.

У нормальному режимі навантаження живиться від одного встановленого джерела центральної системи, але при його відмові комутаційний апарат в ланцюзі цього джерела розмикається і замикається в ланцюзі другого джерела, резервного.

Пристрій АВР застосовується тоді, коли в систему енергопостачання включені резервні джерела живлення. Він являє собою другий найважливіший елемент СГЕ. Без АВР неможливо організувати автоматичне перемикання харчування на ДГУ. АВР необхідний для уникнення зустрічних струмів, які приводять до моментального виходу з ладу ДГУ. В деяких випадках замість автоматичного вимикача резерву використовують перекидні рубильники, які не є автоматичними апаратами і вимагають постійної присутності на об'єкті оперативного персоналу для здійснення необхідних перемикань. СГЕ, яка проектується для роботи телерадіокомпанії, повинна відповідати максимальної автоматизації. У сучасних пристроях АВР, в якості елемента здійснює комутацію використовують електродвигун. Він прийшов на зміну ненадійних контакторів, які допускають витік струму, що може привести до виникнення зустрічних струмів.

Схема АВР повинна містити необхідні елементи для керування роботи ДГУ: автоматичний пуск, можливість регулювання різних часових параметрів, тобто час затримки старту і зворотного перемикання на мережу, час роботи ДГУ на холостому ходу для охолодження і т.п.
Схема побудови системи гарантованого електроживлення (СГЕ)

Система гарантованого електроживлення (СГЕ) за своїм призначенням є резервною (аварійної). Вона вимагає виділення групи критичних і некритичних навантажень на окремі секції шин. Це дозволяє оптимізувати встановлену потужність ДГУ і забезпечити вимоги до відмовостійкості. Оптимізація потужності полягає в тому, що на харчування від ДГУ включається не весь склад електроприймачів об'єкта, а тільки група критичних навантажень I і II категорії.

При побудові СГЕ враховуються такі чинники, як потужність і тип навантаження в кВА / кВт, прогноз енергоспоживання на майбутнє, характер можливих збоїв електроживлення, наявність пускових навантажень (двигунів, кондиціонерів) для розрахунку запасу потужності ДБЖ, архітектурно-будівельні особливості будівель і приміщень, а так же стан комутаційних розводок.

Для інсталяції системи гарантованого електроживлення необхідний детальний інженерний проект і ряд проектної документації і дозволів від санкціонують установ, відповідальних за дотримання норм безпеки. Тому, найзручніше звертатися в компанії, основний профіль яких - це побудова і інсталяція систем гарантованого і автономного електроживлення. Які можуть правильно проаналізувати стан об'єкта та розробити оптимальне технічне рішення, виконати інженерний проект, запропонувати якісне та надійне обладнання, виконати будівельно-монтажні та пуско-налагоджувальні роботи, забезпечити сервіс гарантійного та післягарантійного обслуговування, а так само провести інструктаж з фахівцем замовника за правилами експлуатації агрегатів і системи в цілому. Крім того, важливою перевагою є те, коли компанія готова самостійно підготувати та узгодити необхідну документацію та дозволи на інсталяцію і проведення всього комплексу робіт.