Автоматизированная система управления электроснабжением здания

Введение
В настоящее время задачи надежности, энергоэффективности и удобства эксплуатации являются первостепенными при проектировании систем электроснабжения(СЭС) зданий. Повсеместный переход к использованию автоматизированных систем управления электроснабжением(АСУЭ) позволяет решить эти вопросы, однако для достижения максимальных результатов необходимо точно настраивать алгоритмы работы АСУЭ. Одной из наиболее актуальных является проблема ухудшения параметров электроснабжения(помехи, падение напряжения и т.д.) ввиду больших пусковых токов мощного электропривода(например, системы вентиляции здания) [4]. В данной статье будут рассматриваться общие принципы построения современной АСУЭ гостиничного комплекса и методика улучшения ее параметров путем ограничения пусковых токов управляемого электропривода.

Основной материал
АСУЭ предназначена для наиболее эффективного управления режимами работы электроприемников, энергосистемы в целом(например, точной автоматической компенсации реактивной мощности). После внедрения и точной настройки АСУЭ достигаются максимальная энергоэффективность системы электроснабжения, комфорт для персонала предприятия, надежность и долговечность оборудования [5].
В тоже время, АСУЭ обеспечивает непрерывный мониторинг и запись режимов работы электрооборудования, что позволяет быстро выявлять и предотвращать аварийные ситуации.
Основные отличия АСУЭ от технологических АСУ [3]:
- очень высокое быстродействие процессов, исполнительных и управляющих элементов;
- защита от электромагнитного излучения;
- структура ПО.
Ввиду этого, АСУЭ выделяется и проектируется как отдельная подсистема общей АСУ здания, Как правило, АСУЭ гостиничного комплекса управляет наиболее ответственными и мощными электроприемниками и источниками питания: электроприводом вентиляции, водоснабжения и канализации, освещением, ИБП, генераторами, электрообогревом и т.д.
АСУЭ, как и любая другая современная автоматическая система управления имеет следующую иерархию уровней (рисунок 1).

Рисунок 1 – Уровни АСУЭ

Нижний (третий) уровень обеспечивает получение и первичную обработку информации, а также непосредственное управление исполнительным электрооборудованием [3]. В его состав входят:
- Устройства и приборы для измерения параметров оборудования и режимов работы электрических цепей, измерительные трансформаторы;
- Оборудование сигнализации и телемеханики;
- Исполнительное электрооборудование(реле, контакторы и т.п.).
Средний (второй) уровень
Второй (средний) уровень обеспечивает локальное управление подсистемами, дальнейшую обработку и передачу информации на первый(верхний) уровень [2]

. В состав второго уровня входят:
- Шкафы автоматизации, контроллеры, программируемые реле и т.д.;
- Счетчики и другое оборудование АСКУЭ;
Первые два уровня обеспечивают автономную работу системы электроснабжения. Первый (верхний) уровень представляет собой сервера управления с соответствующим ПО. Также второй уровень обеспечивает общий обмен информацией. Структура системы электроснабжения современного гостиничного комплекса показана на рисунке 2.

Рисунок 2 – Структура системы электроснабжения гостиничного комплекса

Гостиничный комплекс, в целом, является потребителем 1 категории надежности, класс функциональной пожарной опасности Ф1. К электроприемникам особой группы первой категории по надежности электроснабжения относятся:
- лифты пассажирские и грузовые;
- лифты для транспортирования пожарных подразделений;
- электроприемники системы противодымной защиты;
- системы автоматической пожарной сигнализации, оповещения и управления эвакуацией;
- аварийное и эвакуационное освещение, освещение площадок для вертолетов и спасательных кабин;
- электроприемники систем автоматического пожаротушения и противопожарного водопровода;
- электроприемники противопожарных устройств систем инженерного оборудования;
- электроприемники аварийно-спасательного оборудования и специальной пожарной техники, предусмотренные оперативным планом пожаротушения;
- электроприемники охранной сигнализации.
Для потребителей этой категории должен быть предусмотрен третий независимый источник питания, обеспечивающий работу электроприемников в течение 24 ч (как правило, дизель-генератор) через автоматический ввод резерва (АВР) [6].

Рисунок 3 – Схема простейшего АВР с дизель-генератором

Остальные электроприемники, как правило, относят ко 2 и 3 категориям надежности.
Для отелей категории 4* и 5* предусматривается наличие стационарного генератора, обеспечивающего работу всего энергопотребляющего оборудования и дополнительного ИБП.
Особенности подключения и электроснабжения электроприемников определяются действующими нормативными документами (СП 31-110-2003, ПУЭ, ГОСТ 32144-2013 и т.д.).
Интеграция АВР в АСУЭ обеспечивает следующие преимущества:
- непрерывный мониторинг и запись состояния и параметров работы резервного источника;
- мониторинг оставшегося возможного времени питания от резервного источника;
- контроль параметров напряжения на основном и резервном вводах электропитания.
Функциональная схема АСУЭ современного гостиничного комплекса показана на рисунке 4.

Рисунок 4 – Функциональная схема АСУЭ современного гостиничного комплекса

Параметры работы и энергопотребления каждого технологического объекта здания, являющегося электроприемником, контролируются с помощью измерительных датчиков, данные передаются в блок управления (контроллер)