ПРОЕКТИРОВАНИЕ
СИЛОВЫХ И ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
Осветительные сети
Описание:
Электрическое освещение подразделяется на:
— внутреннее освещение (освещение внутри зданий и сооружений);
— наружное освещение (уличное освещение, освещение ландшафта);
— световую рекламу, знаки и иллюминацию (внутренняя и внешняя подсветка рекламных щитов и конструкций, подсветка дорожных и иных знаков, подсветка зданий и сооружений).
Осветительная сеть состоит из:
— питающей сети (сеть от распределительного устройства подстанции или ответвления от воздушных линий электропередачи до ВУ, ВРУ, ГРЩ);
— распределительной сети (сеть от ВУ, ВРУ, ГРЩ до распределительных пунктов, щитков и пунктов питания);
— групповой сети (сеть от щитков до светильников);
Назначение:
Осветительные сети предназначены для получения искусственного освещения в неосвещенных естественным светом помещениях, для освещения помещений и уличных площадок в ночное и сумеречное время, для подсветки световой рекламы и питание иллюминаций.
Силовые сети
Назначение:
Силовые сети предназначены для обеспечения питания конечных стационарных электропотребителей (нагревательные элементы, асинхронные двигатели электроустановок, двигатели постоянного тока, трансформирующие устройства, электронная бытовая техника), а также для возможности подключения нестационарных (переносимых) электроприемников.
Описание:
Силовые сети могут включать в себя:
— вводное устройство (ВУ) (совокупность конструкций, аппаратов и приборов, устанавливаемых на вводе питающей линии в здание или его обособленную часть);
— вводно-распределительное устройство (ВРУ) (это вводное устройство с аппаратами и приборами отходящий линий);
— главный распределительный щит (ГРЩ) (щит, через который производится снабжение электроэнергией всего здания или его обособленной части);
— распределительный пункт (РП) (устройство, в котором установлены аппараты защиты и коммутационные аппараты для отдельных электроприемников или их групп);
— групповой щиток (устройство, в котором установлены аппараты защиты и коммутационные аппараты для отдельных групп светильников, штепсельных розеток и стационарных электроприемников);
— квартирный щиток (групповой щиток, установленный в квартире и предназначенный для присоединения сети, питающей светильники, штепсельные розетки и стационарные электроприемники квартиры);
— этажный распределительный щиток (щиток, установленный на этажах жилых домов и предназначенный для питания квартир или квартирных щитков);
— электрощитовое помещение (помещение, доступное только для обслуживающего квалифицированного персонала, в котором устанавливаются ВУ, ВРУ, ГРЩ и другие распределительные устройства);
— питающая сеть (сеть от распределительного устройства подстанции или ответвления от воздушных линий электропередачи до ВУ, ВРУ, ГРЩ);
— распределительная сеть (сеть от ВУ, ВРУ, ГРЩ до распределительных пунктов и щитков);
— групповая сеть (сеть от щитков и распределительных пунктов до светильников, штепсельных розеток и других электроприемников).
Согласно седьмому изданию правил устройства электроустановок, сети для обеспечения электроснабжения административных, жилых, общественных и бытовых зданий подразделяются на: питающие, распределительные и групповые. С каждым следующим изданием эти определения для сетей претерпевают некоторые изменения, и в седьмом издании ПУЭ данные определения заданы следующим образом:
7.1.10. Питающая сеть — сеть от распределительного устройства подстанции или ответвления от воздушных линий электропередачи до ВУ, ВРУ, ГРЩ.
7.1.11. Распределительная сеть — сеть от ВУ, ВРУ, ГРЩ до распределительных пунктов и щитков.
7.1.12. Групповая сеть — сеть от щитков и распределительных пунктов до светильников, штепсельных розеток и других электроприемников.
Распределительным пунктом называют электроустановку, предназначенную для приема и распределения электроэнергии на одном напряжении без преобразования и трансформации (чаще этот термин относят к установкам до 1 кВ, называя их еще силовым пунктом или сборкой).
Для напряжения 10(6) кВ в практике электроснабжения широко применяют эквивалентное понятие распределительной подстанции (РП). Распределительным щитом называют распределительное устройство до 1 кВ, предназначенное для управления линиями сети и их защиты.
Итак, питающие сети применяются в электроснабжении в городах, и широко распространены системы с распределительными пунктами, которые связаны с центрами питания некоторым числом линий, обладающих значительной пропускной способностью. К шинам распределительных пунктов присоединяются линии распределительной сети. То есть распределительный пункт служит повторным источником питания.
Такие двухступенчатые сети, например, характерны для питающих центров, обладающих индивидуальными схемами реактирования обходящих линий, которые необходимы для ограничения токов короткого замыкания.
Задача питающей сети, осуществляющей электроснабжение нагрузок суммарной мощностью от 3 МВА — даже при поврежденной сети обеспечить питание потребителей по резервным линиям или обеспечить автоматический ввод резерва.
Раздельная работа распределительных пунктов позволяет сети нормально работать при неприемлемо высоком значении мощности короткого замыкания на шинах распределительного пункта по сравнению с параллельной их работой. При повреждении одной из питающих линий, включается автоматически выключатель перемычки между пунктами, который в нормальном состоянии отключен.
Количество распределительных пунктов, подключаемых к питающей сети, обычно два или больше, при этом питаться они могут и от разных источников. Сегодня широко применяются для районных подстанций схемы с групповым реактированием, путем установки расщепленных реакторов либо применением трансформаторов с расщепленными обмотками, это позволяет сильно упростить оборудование распределительных устройств от 6 до 10 кВ, и применять для них упрощенные секционированные схемы. Строятся сети с глубоким секционированием, с секционными выключателями и на районной подстанции и на распределительных пунктах с автоматическим вводом резерва.
В зависимости от приближенности источника питания к центру нагрузок, от плотности нагрузок, от их распределения по площади, выбирают ту или иную схему построения сети, предварительно сравнивают возможные варианты.
Наиболее простой и наименее затратной является городская разомкнутая распределительная сеть высокого напряжения, однако недостаток ее в том, что при аварии в любом месте сети, отключаются сразу все потребители.
Когда линия заведена на шины отдельных подстанций, разъединители имеются на вводах каждого из участков, к каждый участок может быть отсоединен отдельно для проведения ремонтных работ. Такая схема дороже, но обслуживание удобнее. В случае аварии без питания оказываются только те потребители, которые присоединены к поврежденному участку.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Классификация электрических сетей
Электрическая сеть – это совокупность различного напряжения линий и подстанций, задачей которых является передача и распределение электроэнергии.
Электрические сети делят по назначению, месту прокладки, величине напряжения, принципу построения, роду тока и некоторым другим признакам.
Классификация электрических сетей по роду тока
По роду тока электрические сети традиционно разделяют на два вида – сети переменного и постоянного тока.
Наиболее распространёнными являются сети переменного тока. Постоянный ток наиболее часто применяют для питания электрифицированного транспорта, под него и сооружают линии электроснабжения постоянным током. В некоторых отдельных случаях на промышленных предприятиях возникает необходимость в построении систем электропитания постоянным током, например, для электролиза растворов или электрометаллургии, а также при наличии электроприводов постоянного тока.
В последнее время все больший интерес проектировщиков вызывают высоковольтные линии электропередачи постоянного тока (HVDC), активно применяемы для передачи электроэнергии от электростанций альтернативной энергетики. Плюс таких систем в их большей экономичности, возможности параллельной работы с различными линиями постоянного тока (например, линии электропередач переменного тока с частотами 50 Гц и 60 Гц невозможно запустить на параллельную работу), а также в отсутствии необходимости синхронизации частот ЛЭП.
Классификация электрических сетей по величине напряжения
По напряжению электрические сети делят классически на два вида – до 1000 В и выше 1000 В. Для избегания путаниц и удобства эксплуатации серийных электротехнических изделий в установках переменного тока приняты следующие стандарты напряжений:
По условиям нормальной эксплуатации электроприемники, в зависимости от назначения, допускают строго ограниченные отклонения напряжения от его номинального значения. Для поддержания напряжений на заданном уровне нужно компенсировать его потерю в трансформаторах. Именно для этой цели номинальные напряжения генераторов, а также вторичных обмоток трансформаторов имеют номиналы на 5% больше чем электроприемники.
Для сетей местного освещения могут применять малые напряжения, а именно 12 В, 24 В, 36 В.
Классификация электрических сетей по назначению
По назначению сети электрические делят на распределительные и питающие.
Питающая линия – это линия, осуществляющая питание подстанции (П) или распределительного пункта (РП) от центра питания (ЦП) без распределения электрической энергии по ее длине.
Распределительная линия – линия, осуществляющая питание ряда трансформаторных подстанций от РП или ЦП.
В сетях напряжением до 1000 В питающими линиями называют линии идущие от трансформаторных подстанций к распределительным щитам или пунктам, а распределительными называют линии, которые идут непосредственно от распределительных щитов или пунктов к электроприемникам.
Ниже показана схема распределения высокого напряжения с наличием питающей и распределительной сети (а)) и только распределительной (б)):
Сети высокого напряжения сооружают в случаях отдаленности на довольно большое расстояние источника напряжения или большого количества трансформаторных подстанций, которые значительно отдалены друг от друга, например, при электроснабжении крупных промышленных предприятий или городов.
Классификация электрических сетей по принципу построения
По принципу построения подразделяют электрические сети на замкнутые и разомкнутые.
Разомкнутая сеть – это совокупность разомкнутых линий получающих питание от одного общего источника питания ИП с одной стороны (рисунок ниже):
Ее главным недостатком можно назвать прекращения питания всех электроприемников участка, на котором произошло отключение при обрыве линии.
В замкнутой системе все наоборот — питание поступает от двух источников ИП и при обрыве магистрали в любом месте питание электроприемников не прекратится. Ниже показана простейшая схема замкнутой сети:
Например, в случае обрыва магистрали в точке К электроприемники 1,2,3,4 будут получать питание по верхней магистрали, а 5,6,7,8 по нижней. В зависимости от требований надежности электроснабжения замкнутые системы могут иметь один и более источников питания. Ниже показан пример схемы с двухсторонним питанием:
Классификация электрических сетей по месту прокладки
Различают наружные и внутренние сети.
Наружные сети могут выполнятся голыми проводами, подвешенными на опорах (воздушные линии), а также специальными кабелями проложенными в блоках (подземные линии), траншеях, коллекторах.
Внутренние сети прокладывают внутри зданий с помощью изолированных проводов (провод с изоляцией), кабелей, шин (токопроводов).
Питающие, распределительные и групповые сети в электроснабжении — в чем различие
СИЛОВЫХ И ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
Осветительные сети
Электрическое освещение подразделяется на:
— внутреннее освещение (освещение внутри зданий и сооружений);
— наружное освещение (уличное освещение, освещение ландшафта);
— световую рекламу, знаки и иллюминацию (внутренняя и внешняя подсветка рекламных щитов и конструкций, подсветка дорожных и иных знаков, подсветка зданий и сооружений).
Осветительная сеть состоит из:
— питающей сети (сеть от распределительного устройства подстанции или ответвления от воздушных линий электропередачи до ВУ, ВРУ, ГРЩ);
— распределительной сети (сеть от ВУ, ВРУ, ГРЩ до распределительных пунктов, щитков и пунктов питания);
— групповой сети (сеть от щитков до светильников);
Осветительные сети предназначены для получения искусственного освещения в неосвещенных естественным светом помещениях, для освещения помещений и уличных площадок в ночное и сумеречное время, для подсветки световой рекламы и питание иллюминаций.
Силовые сети
Силовые сети предназначены для обеспечения питания конечных стационарных электропотребителей (нагревательные элементы, асинхронные двигатели электроустановок, двигатели постоянного тока, трансформирующие устройства, электронная бытовая техника), а также для возможности подключения нестационарных (переносимых) электроприемников.
Силовые сети могут включать в себя:
— вводное устройство (ВУ) (совокупность конструкций, аппаратов и приборов, устанавливаемых на вводе питающей линии в здание или его обособленную часть);
— вводно-распределительное устройство (ВРУ) (это вводное устройство с аппаратами и приборами отходящий линий);
— главный распределительный щит (ГРЩ) (щит, через который производится снабжение электроэнергией всего здания или его обособленной части);
— распределительный пункт (РП) (устройство, в котором установлены аппараты защиты и коммутационные аппараты для отдельных электроприемников или их групп);
— групповой щиток (устройство, в котором установлены аппараты защиты и коммутационные аппараты для отдельных групп светильников, штепсельных розеток и стационарных электроприемников);
— квартирный щиток (групповой щиток, установленный в квартире и предназначенный для присоединения сети, питающей светильники, штепсельные розетки и стационарные электроприемники квартиры);
— этажный распределительный щиток (щиток, установленный на этажах жилых домов и предназначенный для питания квартир или квартирных щитков);
— электрощитовое помещение (помещение, доступное только для обслуживающего квалифицированного персонала, в котором устанавливаются ВУ, ВРУ, ГРЩ и другие распределительные устройства);
— питающая сеть (сеть от распределительного устройства подстанции или ответвления от воздушных линий электропередачи до ВУ, ВРУ, ГРЩ);
— распределительная сеть (сеть от ВУ, ВРУ, ГРЩ до распределительных пунктов и щитков);
— групповая сеть (сеть от щитков и распределительных пунктов до светильников, штепсельных розеток и других электроприемников).
Напряжение питающей и распределительной сети
Основной системой напряжения для электроснабжения городских потребителей является 10/0,4 кВ. Напряжение 6 кВ для электроснабжения новых районов не рекомендуется; действующие сети этого напряжения переводятся на 10 кВ. По мере роста плотности нагрузок система напряжений 10/0,4 кВ должна получить преимущественное развитие, что позволит отказаться от одной ступени трансформации и, следовательно, существенно снизить расход электроэнергии на ее транспорт. Система централизованного электроснабжения городских потребителей состоит из двух типов сетей: питающих (ВЛ 110 и 35 кВ) распределительных (ВЛ 10 кВ, потребительские ПС 10/0,4 и линии 380/220 В).
Основным направлением развития электрических сетей городского назначения является преимущественное развитие сетей 10 кВ.
В системе электроснабжения электрические сети напряжением 35-110 кВ имеют важное значение, с точки зрения надежности электроснабжения схема этих сетей является определяющей. Для схемы электроснабжения принят переменный ток
На ПС принято напряжение питающей сети 110-35кВ, На второй ступени электроснабжения применяется напряжение 10кВ.
В электроустановках до 1000В, применяется напряжение 380/220В, с питанием силовых и осветительных электроприемников, от общих трансформаторов, но от отдельных сетей.
Система напряжений выбирается с учетом перспективы развития города в пределах расчетного срока, его генерального плана и системы напряжений в данной энергосистеме.
При этом должен выполняться основной принцип развития сети: повышение напряжения распределительной сети до оптимального значения (0.38, 10, 110 кВ) и сокращение числа промежуточных трансформаций.
В распределительных сетях энергосистем наибольшее распространение имеет напряжение 110 кВ и в меньшей степени напряжение 220 кВ. Последнее развивается в отдельных крупных городах. Для большинства городов, оптимальной является система напряжений 110/10/0.38 кВ.
Задача выбора оптимального напряжения каждой ступени трансформации, а также их числа должна рассматриваться с учетом дальности передачи мощности и величины передаваемой мощности. Дополнительно должны учитываться характеристики и размещение источников питания, а также плотность нагрузки.
В условиях роста электрических нагрузок элементов городской распределительной сети основным и наиболее эффективным мероприятием, обеспечивающим повышение пропускной способности линий и снижение потерь электроэнергии, является перевод сети на повышенное напряжение. Перевод сетей 6 кВ на напряжение 10 кВ позволит повысить пропускную способность линий в полтора раза и одновременно снизить потери электроэнергии в 2 раза.
Городские электрические сети напряжением 10 кВ должны выполняться трехфазными с изолированной или заземленной через дугогасящие реакторы нейтралью, сети напряжением 380 В-трехфазными, четырехпроводными, с глухим заземлением нейтрали.
Групповая сеть
6.2.9. Линии групповой сети внутреннего освещения должны быть защищены предохранителями или автоматическими выключателями.
6.2.10. Каждая групповая линия, как правило, должна содержать на фазу не более 20 ламп накаливания, ДРЛ, ДРИ, ДРИЗ, ДНаТ, в это число включаются также штепсельные розетки.
В производственных, общественных и жилых зданиях на однофазные группы освещения лестниц, этажных коридоров, холлов, технических подполий и чердаков допускается присоединять до 60 ламп накаливания, каждая мощностью до 60 Вт.
Для групповых линий, питающих световые карнизы, световые потолки и т.п. с лампами накаливания, а также светильники с люминесцентными лампами мощностью до 80 Вт, рекомендуется присоединять до 60 ламп на фазу; для линий, питающих светильники с люминесцентными лампами мощностью до 40 Вт включительно, может присоединяться до 75 ламп на фазу и мощностью до 20 Вт включительно — до 100 ламп на фазу.
Для групповых линий, питающих многоламповые люстры, число ламп любого типа на фазу не ограничивается.
В групповых линиях, питающих лампы мощностью 10 кВт и больше, каждая лампа должна иметь самостоятельный аппарат защиты.
6.2.11. В начале каждой групповой линии, в том числе питаемой от шинопроводов, должны быть установлены аппараты защиты на всех фазных проводниках. Установка аппаратов защиты в нулевых защитных проводниках запрещается.
6.2.12. Рабочие нулевые проводники групповых линий должны прокладываться при применении металлических труб совместно с фазными проводниками в одной трубе, а при прокладке кабелями или многожильными проводами должны быть заключены в общую оболочку с фазными проводами.
6.2.13. Совместная прокладка проводов и кабелей групповых линий рабочего освещения с групповыми линиями освещения безопасности и эвакуационного освещения не рекомендуется.
Допускается их совместная прокладка на одном монтажном профиле, в одном коробе, лотке при условии, что приняты специальные меры, исключающие возможность повреждения проводов освещения безопасности и эвакуационного при неисправности проводов рабочего освещения, в корпусах и штангах светильников.
6.2.14. Светильники рабочего освещения, освещения безопасности или эвакуационного освещения допускается питать от разных фаз одного трехфазного шинопровода при условии прокладки к шинопроводу самостоятельных линий для рабочего освещения и освещения безопасности или эвакуационного освещения.
6.2.15. Светильники, устанавливаемые в подвесные потолки из горючих материалов, должны иметь между местами их примыкания к конструкции потолка прокладки из негорючих теплостойких материалов в соответствии с требованиями НПБ 249-97.
Современное разделение на группы
Современные требования по безопасной электропроводки и практика электромонтажа, идет по пути увеличения групп электропроводки квартиры, а также установки не только этажных щитов, но и электрощитов в квартире.
В рекомендациях компании Schneider Electric можно встретить такую таблицу распределения квартирной электропроводки на группы.
В западном электромонтаже, существует схема разделения на группы под названием «звезда». Это когда каждый электроприёмник дома, запитывается от отдельного автомата защиты, то есть количество групп практически совпадает с количеством электроприёмников. Такая схема дорогостоящая и в России практикуется крайне редко.
Выбор схемы электроснабжения
Наиболее экономичной и надёжной системой электроснабжения, является такая, при которой источники высшего напряжения максимально приближены к потребителям электроэнергии, а приём электроэнергии рассредотачивается по нескольким пунктам. Система электроснабжения таким образом, чтобы все её элементы находились под нагрузкой. Система имеет «скрытый» резерв, который предусматривается в самой схеме электроснабжения, которая после аварии должна принять на себя нагрузки временно выбывшего элемента, путём перераспределения её между оставшимися в работе частями сети, с использованием перегрузочной способности электрооборудования. Восстановление питания потребителей производится автоматически, с использованием схемы автоматики на оперативном токе. Применяется также автоматическое отключение неответственных потребителей на время послеаварийного режима, если питающие линии или трансформаторы, даже с учётом перегрузки не могут обеспечить полное резервирование. Применяется раздельная работа элементов схемы: линий, трансформаторов. При этом существенно снижаются токи короткого замыкания и упрощается коммутация и релейная защита трансформаторов и вводов. Благодаря применению автоматики, надёжность питания является высокой. Применяется секционирование всех звеньев, начиная от источника питания до сборных шин низкого напряжения ТП. На секционных аппаратах предусматриваются простейшие схемы автоматического включения резерва (АВР), это повышает надёжность питания. На подстанции применяются схемы с выключателями, которые позволяют:
1) обеспечить самозапуск электродвигателей, т.к. время действия АВР, меньше при схемах с отделителями; 2) упростить схему защиты и автоматики.
Рис. 1.1 Магистральная схема
Требование к местам установки коммутационной и защитной аппаратуры
К месту расположения аппаратов защиты предъявляются следующие требования:
-доступность для обслуживания и исключение возможности их случайного повреждения;
-аппараты защиты необходимо устанавливать во всех местах сети, где сечение проводника уменьшается по направлению к месту потребления электроэнергии;
— аппараты защиты необходимо устанавливать во всех местах, где необходимо обеспечение чувствительности или селективности защиты.
Установка аппаратов защиты во всех случаях должна быть выполнена так, чтобы при оперативном обслуживании или при их автоматическом действии были исключены опасности для обслуживающего персонала, и возможность повреждения оборудования.
Всем вышеуказанным требованиям отвечает установка защитной аппаратуры в ВРУ и ЩУ (силовых и осветительных щитах).
Аппаратура защиты и управления установками установлена в пультах управления, которые располагаются в непосредственной близости от своих установок.
Рекомендации по выбору напряжения питающих сетей промышленных предприятий
Питание крупных энергоемких предприятий от сетей энергосистемы следует осуществлять на напряжении 110, 220 или 330 кВ. Напряжение 110 кВ — при потребляемой мощности 10—150 МВА, напряжение 220 кВ и выше целесообразно применять при потребляемой мощности более 120—150 МВА. Напряжение 35 кВ имеет экономические преимущества при передаваемой мощности не более 10 МВА. Его применение целесообразно для удаленных насосных станций водозаборных сооружений промышленных предприятий, для распределения электроэнергии на предприятиях указанной мощности с помощью глубоких вводов в виде магистралей, к которым присоединяются трансформаторы 35/0,4 кВ или 35/10(6) кВ; а также для питания мощных электроприемников на предприятиях большой мощности.
Напряжение 10(6) кВ может быть использовано при питании предприятия от собственной электростанции, а также при небольшой потребляемой мощности и небольших расстояниях от предприятия до подстанции энергосистемы
Распределительные сети электрической энергии — назначение
Системы распределения электрической энергии или распределительные сети предназначены для
Стоит отметить, что в современных условиях при постоянном росте потребления электроэнергии, стало условным деление электрических сетей передачи и распределения электроэнергии по напряжению на системообразующие, системы передачи (протяженные) и системы распределения электроэнергии. Если раньше к системам распределения относились лишь сети напряжением до 35 кВ, то на сегодня к этой классификации можно отнести отдельные сети, 110 и даже 220 кВ.
Именно поэтому, на сегодня, к системам распределения электрической энергии относятся
Граница эксплуатационной ответственности
В законодательстве есть понятие граница эксплуатационной ответственности. По сути, она разделяет, за что отвечает управляющая компания дома, а за что собственник жилья.
Для электроснабжения квартиры граница эксплуатационной ответственности «пролегает» по месту подключения кабеля (проводов) электропитания квартиры к автомату защиты (пакетному выключателю) установленному до электросчетчика (прибор учета расхода электроэнергии) данной квартиры.
Это значит, что электроснабжение квартиры, за которое отвечает собственник, включает:
В квартирах, где нет квартирного щитка, граница эксплуатационной ответственности проходит для каждой квартиры в этажном щите.
Резервированные распределительные сети
Для создания надежной системы обеспечения электроэнергией, распределительные сети среднего напряжения (СН) делают по резервным схемам, одновременно используя и радиальную и магистральную схемы.
На рисунках мы видим реализации, радиально-магистральную схему резервной распределительной сети (рис 1.3) и кольцевую замкнутую схему сети с единым центром питания.
На следующем фото видим, одинарную и двойную конфигурации сети при двустороннем питании.
А это схема распределительной сети, выполненная по сложно-замкнутой конфигурации с двумя источниками питания (ЦП).
Примечание: ЦП – подстанция. Она принимает электрическую энергию, понижает высокое напряжение распределительной сети способом трансформации (понижающие подстанции) и распределяет электрическую энергию потребителям. Стоит отметить, что есть и повышающие подстанции.
