Особенностью водоснабжения сельской местности является малая величина хозяй-ственно-питьевых расходов по сравнению с расходами для тушения пожара. Создание ре-зервов водоснабжения на случай тушения пожаров ведет к удорожанию водопровода, по-этому 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 обеспе-чивать пополнение противопожарных запасов воды.

В качестве водонапорных и противопожарных сооружений в сельских населенных пунктах применяются металлические водонапорные башни-колонны 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 из источника водоснабжения (артезианские скважины, очистные сооружения) 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 сельских населенных пунктов, как и электрооборудование водонапор-ных башен, обеспечиваются электроэнергией от Единой национальной энергетической си-стемы, которая должна обеспечивать устойчивое снабжение электроэнергией потребителей. Ведущая роль в обеспечении надежности электроснабжения своих электроустановок принадлежит потребителю. В соответствии с п. 1.2.13 Правил устройства электроустановок: «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».

Если потребитель не может допустить даже кратковременного исчезновения питания, он должен позаботиться о третьем (собственном) источнике электроэнергии. Уровень надежности определяют числом и длительностью перерывов питания в течение выбранного промежутка времени и недоотпуском электрической энергии. В качестве количественной оценки надежности электроснабжения часто используется ущерб от перерывов подачи электроэнергии.

Оценка надежности электроснабжения потребителей осуществляется на основе реко-мендаций Правил устройства электроустановок, которые не содержат нормативов надежно-сти, а являются обобщением опыта проектирования и эксплуатации электрических систем, сетей, установок. Степень надежности электроснабжения, в основном, определяется харак-тером потребителей, их ролью, важностью, масштабом ущерба при перерывах электро-снабжения.

В отношении надежности электроснабжения все электроприемники подразделяют на три категории, причем категория относится к виду электроприемника, а не к потребителю в целом, при этом электроприемники 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 электроприемников угрожает жизни людей или может приводить к взрывам и разрушениям технологического оборудования, кроме двух основных источников, может предусматриваться третий (аварийный), независимый источник, мощность которого должна быть достаточна для безаварийного останова производства, который должен находиться в готовности к немедленному включению и автоматически включаться при исчезновении напряжения на обоих основных источниках питания.

При небольшой мощности электроприемников первой категории в качестве второго (третьего) источника электрической энергии могут быть использованы передвижные элек-тростанции, а также электрические связи с ближайшими, нормально для данного объекта не используемыми источниками, имеющими независимое питание с автоматическим включением резерва.

Для электроприемников второй категории допустимы перерывы электроснабжения на время включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной бригады, и допускается питание электроприемников 2-й категории по одной воздушной ли-нии, а при наличии передвижного резервного трансформатора допускается питание от одного трансформатора.

Для электроприемников третьей категории допускаются перерывы электроснабжения на время ремонта поврежденного элемента системы электроснабжения, но не свыше суток.

Надежность схем сетей, питающих потребителей первой группы, оценивается: сред-ней частотой перерывов электроснабжения потребителей и математическим ожиданием суммарной длительности перерывов электроснабжения в течение года; средней длительностью одного перерыва; вероятностью возникновения не менее одного перерыва электроснабжения в год.

При наличии нескольких вариантов оптимальный вариант определяется минимумом приведенных затрат. При оценке надежности схем сетей потребителей второй группы до-полнительно определяют величину ожидаемого ущерба от нарушений электроснабжения.

Для обеспечения оптимального уровня надежности электроснабжения потребителей необходимо создание резерва мощности, а критерием выбора величины резерва является минимум приведенных затрат: в энергетике – на установку и эксплуатацию дополнительной резервной мощности, у потребителей – на компенсацию ущерба от недоотпуска электроэнергии и отсутствия противопожарного водоснабжения. Сельские электрические сети характеризуются значительной протяженностью и малой плотностью нагрузок. Поэтому обоснована схема электроснабжения потребителей водонапорных башен (рис. 1), при этом в качестве второго (третьего) источника электрической энергии для электроснабжения потребителей водонапорных башен можно использовать автономные передвижные электростанции.

Рис. 1. Предлагаемая схема электроснабжения водонапорных башен

Эксперты - профессор кафедры «Безопасность жизнедеятельности» Финансового университета при Правительстве Российской Федерации доктор технических наук, про-фессор Седнев В.А. и доцент кафедры «Безопасность жизнедеятельности» Финансового университета при Правительстве Российской Федерации кандидат технических наук, до-цент Масалева М.В. считают, что применение предлагаемой схемы электроснабжения во-донапорных башен обеспечит устойчивое и гарантированное противопожарное водоснабжение сельских населенных пунктов в условиях воздействия природных пожаров, при других чрезвычайных ситуациях, а также их повседневное водоснабжение.

При прекращении электроснабжения потребителей водонапорных башен от государ-ственной энергосистемы возникает необходимость их перевода на автономное электро-снабжение с использованием передвижных электростанций с соблюдением мероприятий по обеспечению электробезопасности.

При этом такая необходимость возникает всегда, когда требуется осуществить пере-вод электроснабжения любого стационарного объекта-потребителя от государственной энергосистемы на автономное электроснабжение с использованием передвижных электро-станций. Эксперт - доцент кафедры «Безопасность жизнедеятельности» Финансового университета при Правительстве Российской Федерации кандидат технических наук, до-цент Масалева М.В. обращает внимание, что в повседневной деятельности также часты случаи, когда целые населенные пункты, города, микрорайоны или районы остаются без электроснабжения из-за различных чрезвычайных ситуаций. При этом степень надежности электроснабжения определяется характером и важностью потребителей, масштабом ущерба при перерывах электроснабжения (больницы, школы, учреждения для маломобильных граждан, предприятия, не допускающие перерыва производства, системы вентиляции, кондиционирования и др.).

В электроустановках до 1000 В применяются два режима работы нейтрали: изолиро-ванной и глухозаземленной, причем источники электрической энергии и стационарные по-требители имеют различные режимы работы нейтрали, и задача заключается в согласова-нии режима работы нейтрали со способом защиты от поражения электрическим током.

Эксперт - профессор кафедры «Безопасность жизнедеятельности» Финансового университета при Правительстве Российской Федерации доктор технических наук, про-фессор Седнев В.А. считает, что при этом возможны три варианта сопряжения источника электрической энергии (ИЭЭ) и стационарных потребителей.

Первый предполагает использование разделительного трансформатора с коэффици-ентом трансформации ИЭЭ при сопряжении ИЭЭ с напряжением U=400 В, и – при сопря-жении ИЭЭ с напряжением U=230 В. В этом случае ИЭЭ подключается к первичной обмотке разделительного трансформатора и работает в режиме с изолированной нейтралью (рис.2). Для защиты персонала со стороны ИЭЭ используется основная или вспомогательная система технических способов защиты. Нейтраль вторичной обмотки разделительного трансформатора глухо заземляется; защита персонала у потребителей, подключенных к вторичной обмотке разделительного трансформатора, 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 изолиро-ванной нейтралью, при этом нулевой провод потребителей отключают от заземления трансформаторной подстанции (ТП) и подключают к изолированной нейтрали ИЭЭ (рис. 3). От нулевого провода потребителей должны быть отсоединены повторные заземления. Если после этого сопротивление изоляции относительно земли отвечает требованиям, то вариант принимается к использованию. Для обеспечения безопасности применяются штатные технические способы защиты, предусмотренные для ИЭЭ. Этот вариант требует относительно продолжительного подготовительного периода и целесообразен при хорошем состоянии изоляции сети и потребителя.

Третий вариант (рис. 4) предусматривает перевод ИЭЭ в режим работы с глухозазем-ленной нейтралью: нейтраль ИЭЭ подключается к заземляющему устройству трансформа-торной подстанции (нулевому проводу сети) и соединяется с корпусом, то есть выполняется зануление. При развертывании ИЭЭ на удалении от трансформаторной подстанции следует дополнительно установить защитное заземление и подключить его к ИЭЭ.

Рис. 3. Схема приведения стационарных потребителей к режиму работы с изолированной нейтралью

Рис. 4. Схема приведения ИЭЭ к режиму работы с глухозаземленной нейтралью

Организационные и технические мероприятия по переводу потребителей на авто-номное электроснабжение могут выполняться заблаговременно и в ходе перевода. Содер-жание и объем их выполнения зависит от способа перевода, имеющихся сил, средств, вре-мени. Проведение мероприятий имеет целью подготовить персонал, источники электриче-ской энергии и потребители к переходу на автономное резервное электроснабжение в чрез-вычайной ситуации.

По мнению эксперта - профессора кафедры «Безопасность жизнедеятельности» Финансового университета при Правительстве Российской Федерации доктор техниче-ских наук, профессор Седнев В.А., подготовку следует начинать с выявления ответственных потребителей, составления схемы их питания, расчета необходимой мощности, при этом должны запрашиваться и приобретаться источники электрической энергии для покрытия недостающей мощности, определяться места их подключения к потребителям и отключения стационарных потребителей от энергосистемы. Необходимо также произвести расчет часового и суточного расхода топлива и масла, предусмотреть запасы и средства дозаправки.

Для перевода потребителей на автономное электроснабжение и обслуживания ис-точника электрической энергии за ним закрепляются расчеты, куда включаются лица, допу-щенные по состоянию здоровья к работе в электроустановках, подготовленные по устрой-ству и безопасной эксплуатации и получившие квалификационные группы (не ниже II). При отсутствии электромехаников должно быть осуществлено их обучение, в ходе которого об-служивающий персонал изучает устройство источника (ов) электрической энергии, правила техники электробезопасности и приемы эксплуатации. Лицам, прошедшим проверку, при-сваивается квалификационная группа с выдачей удостоверения.

Выполнение технических мероприятий имеет целью подготовить потребители и пе-редвижные источники электрической энергии к эксплуатации в условиях автономного элек-троснабжения, обеспечить электробезопасность и сократить время перехода в режим авто-номного электроснабжения.

На источниках электрической энергии, 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 источнике электрической энергии и у потребителя в месте подключения. При несовпадении порядка чередования фаз меняют местами две фазы генератора. В месте подключения источника электрической энергии должен быть установлен двухпозиционный переключатель, обеспечивающий подключение потребителей к энергосистеме или к автономному источнику электрической энергии. Все потребители должны быть проверены на надежность присоединения зануляющих проводников.

Подключившись к нулевому проводу в точке присоединения источника электриче-ской энергии, измеряют сопротивление заземления, величина которого не должна превы-шать 4 Ом, - иначе следует сооружать дополнительное защитное заземление на площадке, где будут развертываться источники электроэнергии.

Для обеспечения электробезопасности измеряется сопротивление петли фаза – нуль. Это сопротивление измеряется дважды у потребителя наибольшей мощности: первое изме-рение проводится для случая питания от энергосистемы; второе – для случая питания от автономного источника электрической энергии. Если сопротивление петли фаза – нуль по первому измерению больше, чем по второму, то, в случае повреждения изоляции, время срабатывания защиты обеспечит безопасность.

При использовании третьего варианта сопряжения источника электрической энергии и потребителя нулевой вывод источника электрической энергии необходимо соединить с корпусом источника, а четвертую жилу соединительного кабеля – с нулем стационарной сети.

Таким образом, при заблаговременной подготовке перевода объектов-потребителей на автономное электроснабжение предпочтительны первый и второй варианты перевода, обеспечивающие наибольшую безопасность, а при срочном переходе целесообразно ис-пользовать менее трудоемкий третий вариант.