FEMA P-1019, Kritik Tesisler için Acil Durum Güç Sistemleri: Güvenilirliği Artırmaya Yönelik En İyi Uygulamalar Yaklaşımı (Eylül 2014)

Özet

Rehber, doğal afetler sırasında ve sonrasında acil durum ve yedek güç sistemlerinin neden başarısız olduğunu ve bunun nasıl önleneceğini ele alır. Önce NEC ve NFPA kategorilerini açıklar: acil durum sistemleri, yasal olarak zorunlu yedek sistemler, isteğe bağlı yedek sistemler ve kritik operasyon güç sistemleri. NEC'e göre acil durum sistemlerinde otomatik transfer şalteri, normal güç kaybından sonra 10 saniye içinde yükü aktarmalıdır; yasal zorunlu yedek sistemlerde süre 60 saniyedir, isteğe bağlı yedek sistemlerde zamanlı bir transfer şartı yoktur.

İkinci bölüm kış fırtınaları, kuvvetli rüzgarlar, seller ve depremlerin elektrik hatları ve bina sistemlerine etkisini; 2007 kış fırtınaları, 2011 hortumları, Haziran 2012 derecho rüzgarları, Superstorm Sandy ve 1994 Northridge depremi gibi vaka incelemeleriyle anlatır. Üçüncü ve dördüncü bölümler tesisin kritik olup olmadığının belirlenmesini, acil durum hazırlığını ve ihtiyacın ayrıntılı değerlendirilmesini (yaşam güvenliği ekipmanı, yangın pompaları, aydınlatma, mekanik ekipman, diğer sistemler) kapsar.

Beşinci bölüm kaynakları karşılaştırır. Bataryalı sistemler jeneratör destekliyken tipik olarak yaklaşık 5 dakika, jeneratörsüz yaşam güvenliği yükleri için en çok 2 saat geçiş süresi sağlar; veri merkezleri ve telekom santralleri 24 saat veya daha uzun süre tasarlayabilir. Volan (flywheel) sistemleri 1 dakika veya daha az güç verir; bu, jeneratörün çalışıp yükü almasına (tipik olarak yaklaşık 10 saniye) yeter. 300 kW üzeri jeneratörler hemen hemen yalnızca dizeldir. NFPA 110, tam yükte 5 dakika ile 48 saat arasında (tipik olarak en az 90 dakika) yerinde yakıt ister; yüksek sismik bölgelerdeki kritik tesislerde 96 saat gerekir ve FEMA 543 de yakıt ikmali olmadan 96 saat çalışmayı önerir.

Altıncı bölüm bütüncül tasarımı, yerleşimi ve afet riskinin azaltılmasını ele alır. Sel için kritik tesislerin; BFE artı 2 fit, yerel DFE ve 500 yıllık taşkın kotunun en yükseğine karşı korunması, acil durum güç sistemlerinin ise BFE artı 3 fit, yerel DFE artı 1 fit ve 500 yıllık kot artı 1 fit değerlerinin en yükseğine göre korunması önerilir. Yükseltme, kuru taşkın korumasına (dry floodproofing) tercih edilir, çünkü su koruma seviyesini aştığında ekipman hızla su altında kalır. Sismik ankraj, yakıt tankı ve boru koruması ile seçicilik ve koordinasyon (arızaya en yakın koruma cihazının açması) da ele alınır.

Yedinci bölüm mevcut tesislerde isteğe bağlı yedek güç sağlama yollarını, yani kritik yükleri belirleme, dağıtımı yeniden düzenleme ve servis girişi üzerinden bağlantıyı inceler. Ek C jeneratör boyutlandırmayı verir: sürekli yük hesabında acil durum için farklı talep ve çeşitlilik faktörleri kullanılmalı, basamak gerilim ve frekans düşümü seçilmelidir. Rehber bir veri merkezi standardı değildir ve ABD kodlarına dayanır; ancak jeneratör santrali, yakıt depolama ve dağıtım dayanıklılığı için doğrudan uygulanabilir kontrol noktaları sunar.

Öne çıkan noktalar

1. NEC acil durum sistemleri, normal güç kaybından sonra yükü 10 saniye içinde aktaran otomatik transfer şalteri gerektirir.
2. NEC yasal olarak zorunlu yedek sistemler yükü 60 saniye içinde aktarmalıdır; isteğe bağlı yedek sistemlerde zamanlı transfer şartı yoktur.
3. Bataryalar jeneratör destekliyken tipik olarak yaklaşık 5 dakika, jeneratörsüz yaşam güvenliği yüklerinde en çok 2 saat geçiş sağlar; veri merkezleri ve telekom santralleri 24 saat veya daha uzun süre tasarlayabilir.
4. Volan sistemleri 1 dakika veya daha az güç sağlar; jeneratörün çalışıp yükü alması (tipik olarak yaklaşık 10 saniye) için yeterlidir.
5. 300 kW üzeri jeneratörler hemen hemen yalnızca dizel yakıtlıdır.
6. NFPA 110 tam yük için 5 dakika ile 48 saat arasında yerinde yakıt ister (tipik olarak en az 90 dakika); yüksek sismik bölgelerdeki kritik tesislerde 96 saat gerekir ve FEMA 543 de 96 saat kesintisiz çalışmayı önerir.
7. Kritik tesislerdeki acil durum güç sistemleri, BFE artı 3 fit, yerel DFE artı 1 fit veya 500 yıllık taşkın kotu artı 1 fit değerlerinin en yükseğine göre korunmalıdır.
8. Kritik tesislerin kendisi BFE artı 2 fit, yerel DFE ve 500 yıllık kotun en yükseğine göre korunmalıdır; yükseltme, kuru taşkın korumasına tercih edilir.
9. Üreticiler dizel jeneratörün sürekli yükünün anma kapasitesinin en az yüzde 30'u olmasını önerir (wet stacking'i önlemek için); mevcut yükün iki katından fazla büyük seçim önerilmez.
10. Üreticilerin varsayılan olarak verdiği yüzde 10 yerine yüzde 6 frekans düşümü ve yüzde 35 yerine yüzde 20 gerilim düşümü hassas elektronik yükler için tercih edilebilir; daha sıkı sınırlar daha büyük jeneratör gerektirir.

Tasarımda kullanımı

• Kritik tesis veri merkezlerinde jeneratör, ATS, yakıt tankı ve pompaları BFE artı 3 fit, DFE artı 1 fit ve 500 yıllık kot artı 1 fit değerlerinin en yükseğinin üzerine yerleştirin; kuru taşkın korumasına değil yükseltmeye öncelik verin.
• Jeneratör yakıt hacmini hedef işletme süresine göre belirleyin; NFPA 110 süreleri 5 dakika ile 48 saat arasında, yüksek sismik bölgelerde 96 saattir. Yakıt ikmal yolunu, yakıt tankı ve boruların afetten korunmasını ve yakıt tedarikinin şebekeye tek başına bağlı olmamasını denetleyin.
• Jeneratör boyutlandırırken acil durumda çalışan yükler için ayrı talep ve çeşitlilik faktörleri kullanın; basamaklı yük bindirme planlayın ve izin verilen gerilim (örneğin yüzde 20) ve frekans (örneğin yüzde 6) düşümlerini belirleyin.
• Mevcut yükün iki katından fazla jeneratör seçmeyin ve sürekli yükü anma kapasitesinin en az yüzde 30'unda tutun; büyüme için jeneratör odasında ek ünite, şalt ve senkronizasyon yeri bırakın.
• UPS (KGK) ve batarya, volan geçiş sürelerini jeneratör devreye alma süresiyle ve transfer şartlarıyla (10 saniye, 60 saniye) uyumlu seçin; veri merkezi için 24 saat veya daha uzun batarya süresinin gerekçesini belirleyin.
• Acil durum güç dağıtımında seçicilik ve koordinasyonu tasarım şartı yapın: arızaya en yakın koruma cihazı açmalı, ana şalter tüm tesisi karartmamalıdır.

Kimler okumalı

Veri merkezi veya kritik tesis acil durum ve yedek güç sistemlerini tasarlayan elektrik mühendisleri, jeneratör ve yakıt sistemi belirleyenler ve dayanıklılık planlamacıları.

Belgenin bölümleri

1. Bölüm 1 - Giriş
2. Yönetmelik Açısından Acil Durum Gücü (Acil Durum, Yasal Zorunlu Yedek, İsteğe Bağlı Yedek ve Kritik Operasyon Güç Sistemleri)
3. Tesis Dayanıklılığı için Planlama
4. Bölüm 2 - Doğal Afetlerin Güç Sistemlerine Etkileri (Kış Fırtınaları, Kuvvetli Rüzgar, Sel, Depremler, Diğer Olaylar)
5. Bölüm 3 - Kritik Tesisler ve Acil Durum Hazırlığı
6. Bölüm 4 - Acil Durum Gücü İhtiyaçlarının Belirlenmesi
7. Bölüm 5 - Acil Durum Güç Kaynakları ve Sistemleri
8. Acil Durum Güç Kaynakları: Depolanmış Enerji Cihazları ve Jeneratörler
9. Acil Durum Güç Dağıtımı ve İsteğe Bağlı Yedek Jeneratörler
10. Elektriksel Kontrol ve Koordinasyon: Seçicilik ve Koordinasyon
11. Bölüm 6 - Yeni Tesislerde Acil Durum Güç Sistemleri için Tasarım Değerlendirmeleri
12. Yerleşim, Konum ve Doğal Afetlerden Koruma
13. Bölüm 7 - Mevcut Tesislerde İsteğe Bağlı Yedek Güç Sistemleri için Tasarım Değerlendirmeleri
14. Ek A - Kritik Tesislerde Acil Durum Gücü için Genel Yönetmelik Değerlendirmeleri
15. Ek B - Elektrik Güç Sistemlerinde Yedeklilik
16. Ek C - Jeneratör Boyutlandırma
17. Ek D - Acil Durum Güç Sistemi İşletme Kontrol Listesi
18. Ek E - Bu Belgenin Kullanımına İlişkin Örnekler

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

Applied Technology Council (ATC)

Yayıncı

FEMA

Yıl

2014

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Kamu kurumu

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

Lisans

ABD kamu malı — ABD kamu kurumu yayını; serbestçe kullanılabilir

Lisans kanıtı

www.copyright.gov

Künye