Введение
Обратный поток электричества
Обратная подача – это течение электрической энергии в направлении, противоположном общепринятому или типичному направлению потока энергии. В зависимости от источника питания, этот обратный поток может быть намеренным или случайным. Если случайная обратная подача не предотвращена, а намеренная – выполнена некорректно, это может создать неожиданные риски для оборудования электрической сети и персонала, осуществляющего обслуживание.
Намеренное обратное питание
Развитие и удешевление потребительского оборудования для генерации электроэнергии, такого как ветровые турбины и фотоэлектрические системы, привело к увеличению числа потребителей, способных производить больше электроэнергии, чем они потребляют, в периоды пиковой генерации. При поддержке со стороны энергоснабжающей компании, избыточная электроэнергия может направляться обратно в электрическую сеть. Этот процесс превращает обычного потребителя во временного производителя, при этом направление потока электроэнергии меняется на обратное. В случае такой обратной передачи электроэнергии, энергоснабжающие компании устанавливают специально разработанный электрический счетчик, поддерживающий учет нетто-потребления.
Непреднамеренное обратное питание
Общим источником непреднамеренного обратного питания является электрический генератор (обычно переносной генератор), неправильно подключенный к электрической системе здания. Правильно установленный электрический генератор оснащен переключателем передачи или комплектом блокировки генератора, чтобы гарантировать отключение входящей линии электроснабжения при подаче электроэнергии генератором в здание. При отсутствии (или неправильном использовании) переключателя передачи может произойти непреднамеренное обратное питание, когда электроэнергия, вырабатываемая электрическим генератором, способна поступать по линии электроснабжения. Поскольку электрический трансформатор может работать в обоих направлениях, электроэнергия, генерируемая оборудованием на территории потребителя, может возвращаться через трансформатор и подавать питание на распределительную сеть, к которой этот трансформатор подключен.
Внутреннее обратное питание
Обратное питание также возникает в других ситуациях, когда объект, обычно являющийся генератором, становится потребителем. Это часто наблюдается при отключении электростанции или работе её на настолько сниженной мощности, что её собственное потребление превышает вырабатываемую мощность. Собственное потребление обусловлено использованием: насосов, освещения помещений, систем отопления, вентиляции и кондиционирования, а также другого управляющего оборудования, которое должно оставаться в рабочем состоянии независимо от фактической выработки электроэнергии. Электроэнергетические компании часто принимают меры для снижения общего собственного потребления, чтобы минимизировать подобное обратное питание и повысить эффективность.
Оценка конструкции сети
По причинам себестоимости производства и простоты эксплуатации большинство устройств защиты цепей (от перегрузки по току) и контроля качества электроэнергии (регулирования напряжения), используемых электроэнергетическими компаниями, разрабатываются с расчетом на однонаправленный поток энергии. Для оборудования, способного осуществлять обратную подачу энергии от потребителя в распределительную сеть поставщика электроэнергии, может быть заключено соглашение о взаимоподключении. Такое взаимоподключение может потребовать сложной инженерной проработки и использования дорогостоящего специализированного оборудования, предназначенного для надежной защиты распределительных сетей и оборудования. Эти затраты можно минимизировать, ограничив мощность распределенной генерации уровнем, не превышающим локальное потребление, и гарантируя соблюдение этого условия установкой реле отключения обратной мощности, которое срабатывает при возникновении обратной подачи энергии.
Опасности для безопасности и эксплуатации
Поскольку обратное питание связано с передачей значительных объемов энергии, его необходимо тщательно контролировать и отслеживать. Персонал, работающий с оборудованием, подверженным обратному питанию, должен знать все возможные источники электропитания и следовать строгим протоколам, чтобы убедиться в полном отключении оборудования от сети перед началом работы, или использовать специальное оборудование и методы, предназначенные для работы под напряжением. При работе с обесточенными проводниками линии электропередач персонал устанавливает временные защитные заземляющие устройства или "комплекты защитного заземления", которые замыкают все проводники между собой и на землю. Это гарантирует, что ни один провод не сможет оказаться под напряжением, будь то случайное включение или непреднамеренное обратное питание. Ввиду опасности, связанной с непреднамеренным обратным питанием, использование оборудования, отключающего предусмотренные или стандартизированные средства безопасности, например, удлинителей с вилками с обеих сторон (электрический кабель с вилками на обоих концах), является незаконным и противоречит Национальному электротехническому кодексу США.