CC BY
32
- 2014. - С. 332-334.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ УСТОЙЧИВОГО ПРОТИВОПОЖАРНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ СЕЛЬСКИХ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИРОДНЫХ
ПОЖАРОВ
В.А. Седнев, профессор, д.т.н., профессор, Н.В. Тетерина, соискатель, А.В. Смуров, старший преподаватель, к.т.н., Академия ГПС МЧС России, г. Москва
Особенностью водоснабжения сельской местности является малая величина хозяйственно-питьевых расходов по сравнению с расходами для тушения пожара [1]. Создание резервов водоснабжения на случай тушения пожаров ведет к удорожанию водопровода, поэтому в сельских населенных пунктах устраивается только хозяйственно-производственный водопровод, а воду на противопожарные нужды забирают из противопожарных водоемов и резервуаров, располагаемых параллельно с водопроводом (рис. 1), который должен обеспечивать пополнение противопожарных запасов воды.
В качестве водонапорных и противопожарных сооружений в сельских населенных пунктах применяются металлические водонапорные башни (рис. 1) сборочно-блочной конструкции или башни из сборного железобетона. Пожарный объем воды в водонапорных башнях предусматривают в случаях, когда получение необходимого количества воды для тушения пожара непосредственно из источника водоснабжения технически невозможно или экономически нецелесообразно. Для использования этого объема воды при пожаре рекомендуется устанавливать насос-повыситель, что позволяет создавать необходимое давление в противопожарном водопроводе.
При нарушении электроснабжения потребителей водонапорных башен (насоса-повысителя) возникает угроза нарушения противопожарного обеспечения и водоснабжения сельских населенных пунктов. Потребители водонапорных башен обеспечиваются электроэнергией (ЭЭ) от Единой национальной энергетической системы, которая должна обеспечивать устойчивое снабжение ЭЭ потребителей.
В соответствии с п. 1.2.13 Правил устройства электроустановок (ПУЭ) [2]: «При выборе независимых взаимно резервируемых источников питания, являющихся объектами энергосистемы, следует учитывать вероятность одновременного зависимого кратковременного снижения или полного исчезновения напряжения на время действия релейной защиты и автоматики при повреждениях в электрической части энергосистемы, а также одновременного длительного исчезновения напряжения на этих источниках при тяжёлых системных авариях».
Таким образом, если потребитель не может допустить даже кратковременного исчезновения питания электроприемников (ЭП), он должен позаботиться о третьем (собственном) источнике электрической энергии (ИЭЭ). В качестве количественной оценки уровней надёжности электроснабжения часто используется ущерб от перерывов подачи ЭЭ [3].
Оценка надежности электроснабжения потребителей осуществляется на основе рекомендаций ПУЭ, которые не содержат нормативов надежности, а являются обобщением опыта проектирования и эксплуатации электрических систем, сетей и установок.
В отношении надежности электроснабжения ЭП подразделяют на три категории, причем категория относится к виду ЭП, а не к потребителю в целом, при этом ЭП 1-й категории должны обеспечиваться питанием от двух независимых источников и перерыв их электроснабжения может быть допущен только на время автоматического ввода резервного питания.
Для объектов, требующих повышенной надежности электроснабжения, когда перерыв в электроснабжении ЭП угрожает жизни людей (рис. 1), кроме двух основных ИЭЭ, может предусматриваться третий (аварийный), независимый источник, который должен находиться в готовности к немедленному включению и автоматически включаться при исчезновении напряжения на обоих основных источниках питания. При небольшой мощности ЭП 1-й категории в качестве второго (третьего) ИЭЭ могут быть использованы передвижные электростанции, а также электрические связи с ближайшими, нормально для данного объекта не используемыми ИЭЭ, имеющими независимое питание с автоматическим включением резерва.
Для ЭП 2-й категории допустимы перерывы электроснабжения на время включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной бригады, и допускается питание ЭП 2-й категории по одной воздушной линии, а
при наличии передвижного резервного трансформатора допускается питание от одного трансформатора.
Для ЭП 3-й категории допускаются перерывы электроснабжения на время ремонта поврежденного элемента СЭС, но не свыше суток. В нашем случае перерыв в электроснабжении потребителей водонапорных башен недопустим.
Для обеспечения оптимального уровня надежности электроснабжения потребителей необходимо создание резерва мощности, а критерием выбора величины резерва является минимум суммарных приведенных затрат [4]: в энергетике - на установку и эксплуатацию дополнительной резервной мощности, у потребителей - на компенсацию ущерба от недоотпуска ЭЭ и отсутствия противопожарного водоснабжения. Таким образом, при прекращении электроснабжения от государственной энергосистемы возникает необходимость перевода потребителей системы противопожарного водоснабжения на автономное электроснабжение, соблюдая мероприятия по обеспечению электробезопасности.
В электроустановках до 1000 В применяются два режима работы нейтрали: изолированной и глухозаземленной, причем источники электрической энергии и стационарные потребители имеют различные режимы работы нейтрали, и задача заключается в согласовании режима работы нейтрали со способом защиты от поражения электрическим током. При этом возможны [3] три варианта сопряжения ИЭЭ и потребителей.
Первый предполагает использование разделительного трансформатора (РТ) с коэффициентом трансформации ИЭЭ при сопряжении ИЭЭ с напряжением
и=400 В, и л/3 - при сопряжении ИЭЭ с и=230 В. В этом случае ИЭЭ подключается к первичной обмотке РТ и работает в режиме с изолированной нейтралью (рис. 2). Для защиты персонала со стороны ИЭЭ используется основная или вспомогательная система технических способов защиты (ТСЗ). Нейтраль вторичной обмотки РТ глухо заземляется; защита персонала у потребителей, подключенных к вторичной обмотке РТ, осуществляется средствами, предусмотренными у стационарных потребителей для штатного режима работы.
Рис. 2. Схема сопряжения ИЭЭ и стационарных потребителей с использованием разделительного трансформатора
Второй вариант предусматривает перевод потребителей в режим работы с изолированной нейтралью, при этом нулевой провод потребителей отключают от заземления трансформаторной подстанции (ТП) и подключают к изолированной
178
нейтрали ИЭЭ (рис. 3). От нулевого провода потребителей должны быть отсоединены повторные заземления. Если сопротивление изоляции относительно земли отвечает требованиям, то вариант принимается к использованию. Для обеспечения безопасности применяются ТСЗ, предусмотренные для ИЭЭ. Этот вариант требует относительно продолжительного подготовительного периода и целесообразен при хорошем состоянии изоляции сети и потребителя.
Летснсмный Энергосистема
ИЭЭ -
^ 25 Ом
Рис. 3. Схема приведения стационарных потребителей к режиму работы
с изолированной нейтралью
Третий вариант (рис. 4) предусматривает перевод ИЭЭ в режим работы с глухозаземленной нейтралью: нейтраль ИЭЭ подключается к заземляющему устройству ТП (нулевому проводу сети) и соединяется с корпусом. При развертывании ИЭЭ на удалении от ТП следует дополнительно установить защитное заземление и подключить его к ИЭЭ.
Организационные и технические мероприятия по переводу потребителей на автономное электроснабжение могут выполняться заблаговременно и в ходе перевода.
Проведение организационных мероприятий имеет целью подготовить персонал, ИЭЭ и потребители к переходу на автономное резервное электроснабжение. Подготовку следует начинать с составления схемы питания потребителей, выявления таких потребителей и расчета необходимой мощности. При этом должны запрашиваться и приобретаться ИЭЭ для покрытия недостающей мощности, определяться места подключения ИЭЭ к потребителям и отключения стационарных потребителей от энергосистемы.
Энергосистема Автономный (
КЭЭ кн
Рис. 4. Схема приведения ИЭЭ к режиму работы с глухозаземленной нейтралью
Выполнение технических мероприятий имеет целью подготовить потребители и передвижные ИЭЭ к эксплуатации в условиях автономного электроснабжения, обеспечить электробезопасность и сократить время перехода в режим автономного электроснабжения.
На ИЭЭ, находящихся в эксплуатации, должно быть проведено очередное техническое обслуживание. Особое внимание необходимо обратить на сопротивление изоляции, которое должно быть не менее 0,5 МОм. Заблаговременно следует проверить порядок чередования фаз на передвижном ИЭЭ и у потребителя в месте подключения. При несовпадении порядка чередования фаз меняют местами две фазы генератора. В месте подключения ИЭЭ должен быть установлен двухпозиционный переключатель, обеспечивающий подключение потребителей к энергосистеме или к автономному ИЭЭ.
При использовании третьего варианта сопряжения ИЭЭ и потребителя нулевой вывод ИЭЭ необходимо соединить с корпусом источника, а четвертую жилу соединительного кабеля - с нулем стационарной сети.
Таким образом, при заблаговременной подготовке перевода потребителей водонапорных и противопожарных сооружений населенных пунктов на автономное электроснабжение предпочтительны первый и второй варианты, обеспечивающие наибольшую безопасность людей, а при срочном переходе целесообразно использовать менее трудоемкий третий вариант.
Список использованной литературы
1. Седнев В.А., Тетерина Н.В. Зимний водозабор водоема и незамерзающая ледовая лунка для обеспечения пожарной безопасности индивидуальных и коллективных домовладений // Матер. XXVI междунар. науч.-практ. конф. «Предупреждение. Спасение. Помощь» 17 марта 2016. - Новогорск. АГЗ МЧС России.
2. Правила устройства электроустановок. 7-е изд.: утв. Приказом Минэнерго России от 08.07.2002 № 204 // www.insafety.ru.
3. Седнев В.А., Смуров А.В. Методы оценки и обоснования мероприятий по обеспечению электроэнергетической безопасности субъектов Российской Федерации в условиях чрезвычайных ситуаций: Монография. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. - 125 с.
4. Комплексный анализ эффективности технических решений в энергетике / Ю.Б. Гук, П.П. Долгов, В.Р. Окороков и др. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1985. - 176 с.
