ミッションクリティカルな施設におけるNFPA 110への準拠

May 22, 2023

学習目標

設計エンジニアは、施設のバックアップ システムを設計する際に考慮すべき要素が数多くあります。 重要な施設のバックアップ システムのトポロジを決定する際には、安全性、保守性、規格準拠、経済性が重要な役割を果たします。 電気システムのダウンタイムが重大な経済的損失をもたらす大規模施設では、通常、バックアップ電源システムが使用されます。 所有者は、緊急時や法的に必要なスタンバイ負荷をサポートするためにバックアップ システムを使用したいと考えることがよくあります。 NFPA 110-2013: 緊急および待機電力システムの規格、および NFPA 70-2014: National Electrical Code (NEC) の要件のため、設計エンジニアは、緊急システム、法的に必要なシステム、およびオプションの待機システムを組み合わせる場合の影響を慎重に考慮する必要があります。保守性と経済性を念頭に置いてコードへのコンプライアンスを確保します。

NFPA 110 は要件を提供しますが、設計ガイドを目的としたものではありません。 付録には、規格の目的を満たすトポロジの例が示されていますが、これらの例は、複数のシステム タイプを持つ大規模な施設向けのシステム設計の複雑さには対応していません。

NFPA 110 は、この記事全体で使用される用語を定義します。 NFPA 110-3.3.3 では、非常用電源システムの電源を非常用電源 (EPS) として定義しています。 これには、システムで使用される電力を生成する実際の発電機、タービン、またはその他の電源が含まれます。 NFPA 110-3.3.4 では、非常用電源システム (EPSS) を、EPS から伝送装置の負荷端子までの配電システムとして定義しています。 NFPA 110-4.4 では、2 つのレベルの EPSS が定義されています。 レベル 1 は、「機器の機能不全により人命の損失または重傷が発生する可能性がある場合」と定義されています。 レベル 2 は、「EPSS の機能不全が人命と安全にとって重大ではない場合」と定義されます。 NFPA 110 のコード要件とその影響、および他のコードとの関係について詳しく説明した記事が多数あります。 そのため、この記事では NFPA 110 の定義の詳細には焦点を当てません。 代わりに、オーナーの期待に応えるシステムを提供しながら、NFPA 110 および 70 を満たす方法に重点を置いています。

NFPA 110を満たすための大きな課題

NFPA 110 の要件を満たすための最初の大きな課題は、システム レベルを適切に定義することです。 これには、サービスを提供している負荷を慎重に評価し、管轄当局 (AHJ) と調整する必要があります。 付属書 A.4.4.1 によると、「レベル 1 システムは、重要なエリアや機器に照明または電力、あるいはその両方を自動的に供給することを目的としています。重要な電気システムは、次の重要な機能に電力を供給できます: 生命安全照明、火災検知、および警報システム、エレベーター、消火ポンプ、公共安全通信システム、電流の遮断が生命の安全や健康に重大な危険をもたらす産業プロセス、そして必須の換気および排煙システムなどです。」 一部の管轄区域では、この附属書の本文を、これらの種類の負荷を含む電気システムはレベル 1 システムであることを意味すると解釈しています。

NFPA 110 を満たすための次の重要な課題は、燃料貯蔵要件です。 付属書 A.4.2 によると、特定の地震帯では 96 時間の燃料が必要になる場合があります。 要約すると、「ASCE/SEI 7: 建物およびその他の構造物の最小設計荷重に従って決定される耐震設計カテゴリーが C、D、E、または F である場合、レベル 1 EPSS を供給する EPS は、この期間に EPS 作動が必要であると判断された場合、燃料を補給せずに最低 96 時間作動する。」 これは、NFPA 110 の本文で 96 時間の燃料要件が明示的に求められた 2010 年の基準からの変更です。一部の管轄区域では、これを、レベル 1 システムを使用する場合には常に 96 時間の燃料を提供する要件と解釈しています。高地震帯。

さらに、セクション 5.5.3 では、EPSS のクラス要件を満たすために必要な燃料の 133% をメイン燃料タンクに搭載する必要があります。 言い換えれば、大型発電機を 96 時間稼働させるのに 20,000 ガロンの燃料が必要な場合、実際には 26,600 ガロンの燃料を保管する必要があります。 大規模な発電機セットを備えた大規模施設では、これら 2 つの要件により、数十万ガロンの燃料貯蔵が必要になる可能性があります。 この要件には明らかなコストと不動産の問題に​​加えて、燃料の再循環と安定化がすぐに問題になります。