Низковольтные распределительные сети. ЛЭП – это проводная или кабельная линия передачи электроэнергии. Конструктивное исполнение сетей

Двухэтажные дома с гаражом, проекты с фото которых собраны в данном разделе, имеют неоспоримые преимущества:

Есть внутренний вход в гараж, благодаря которому можно пройти к автомобилю, не выходя из дома.

Гаражное помещение обогревается за счет тепла жилой части дома.

При желании гараж можно сделать отапливаемым, для этого следует подключить его к общей отопительной системе.

Проекты двухэтажных домов с гаражом занимают на участке меньше места, чем отдельный гараж и коттедж.

• Возведение пристроенного гаража обходится на порядок дешевле, чем строительство отдельностоящей постройки.

Большинство двухуровневых коттеджей с гаражными пристройками проектируются по одной, самой оптимальной схеме. Кроме гаража на первый этаж помещают кухню, столовую и гостиную. Спальные комнаты относят в верхнюю часть дома. Однако можно приобрести такую архитектурную разработку, в которой на нижнем этаже запланированы еще и жилые комнаты. Их назначение определяют хозяева. Например, кому-то нужна на нижнем уровне дома дополнительная спальня, кому-то домашний кабинет, кто-то желает иметь специальную комнату для гостей, и т.д.

Заказать или купить проект под ключ можно у нас

В проектах двухэтажных домов обычно закладывается 2 санузла – небольшая туалетная комната внизу и хозяйская ванная наверху. Если дом по проекту большой , то в спальной зоне может быть еще один санузел. Техпомещений может быть несколько. Если в проектировке имеется пристроенный гараж, то техническую зону целесообразно располагать рядом с ним. Нередко пристроенный гараж совмещают с мастерской или с котельной. Заказать такой проект под ключ не составляет сложности. У нас проектируются малоэтажные строения любой конфигурации.

Низковольтные сети, питаемые от ТП, как правило, выполняются на напряжение 380 / 220 в по четырехпроводной схеме. Схемы этих сетей также устраиваются радиальными или магистральными. Для питания крупных машин обычно применяются радиальные линии, для мелких - смешанные радиальные и магистральные.
Низковольтные сети, питаемые от ТП, как правило, выполняются на напряжение 380 / 220 в по четырехпроводной системе. Схемы этих сетей также устраиваются радиальными или магистральными. Для питания крупных машин обычно применяются радиальные линии, для мелких - смешанные радиальные и магистральные.
Распределительные низковольтные сети 0 38 кВ, как правило, выполняют воздушными.
Воздушные низковольтные сети на территории нефтебаз и электропроводки внутри помещений выполняются изолированными проводами.
Соединение потребите - имеется возможность ВКЛЮ-леи трехфазного тока треугольником, . Распределительные низковольтные сети целесообразно прокладывать с нулевым проводом.
Магнитные пускатели могут защищать низковольтные сети от перегрузок, а также отключать их при полном исчезновении или понижении напряжения.
К внутрицеховым сетям в настоящей главе относятся все низковольтные сети (0 4.0 23 А - б), : i также высоковольтные сети (6: л к отдельным электроприемникам.
Ввиду компактности строительной площадки и большой насыщенности ее крановым оборудованием временные низковольтные сети предусмотрены не воздушные, а кабельные.
Схема типичной независимой сети для снабжения крупных сосредоточенных нагрузок. Вторичные сети (рис. 1 - 10) это главным образом [ низковольтные сети, подобные своей предшественнице, - эдисоновской сетевой системе постоянного тока.
В проекте электроснабжения площадки решаются также вопросы напряжения высоковольтных сетей, их конфигурации, сечения проводов; определяются типы, количество и размещение трансформаторных подстанций; проектируются низковольтные сети.
Необходимо остановиться также и на вопросе прокладки низковольтных кабельных сетей. Полный перевод установок на электропривод приводит к резкому возрастанию количества кабелей, что вызывает необходимость уже сейчас вести низковольтные сети от подстанций до потребителя в кабельных каналах.
Такую массу имела бы трехпро-водная линия, если бы площадь поперечного сечения каждого ее провода была равна площади поперечного сечения провода двухпроводной линии. По условиям задачи, 10 А - это наименьший из токов, которые расплавляют вставку. Низковольтные сети однофазного тока широко применяются для питания электроосветительных приборов как внутри помещений, так и снаружи. Нужно выбрать плавкую вставку с номинальным током 10 А. Защита от перегрузок требует более строгого согласования номинального тока плавкой вставки с допустимым по нагреву током провода.
Известно, что сила тока пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению. Тяжесть поражения, следовательно, должна быть тем больше, чем выше напряжение. Это не означает, однако, что низковольтные сети безопасны. В этом сущность характерного парадокса: иногда напряжение 10 кВ не является для человека роковым, а в других случаях оказывается смертельным напряжение 36 В. Имеются сведения, что на сети напряжением до 25 В в настоящее время приходится 6 5 % общего числа электротравм со смертельным исходом.

В европейских странах стандартными напряжениями для трехфазных четырехпроводных систем электроснабжения приняты 220/380 В или 230/400 В. В настоящее время, в соответствии с новейшим международным стандартом МЭК 60038, многие страны переоборудуют свои низковольтные сети под номинальное напряжение 230/400 В. В городах и населенных пунктах средних и больших размеров используются подземные кабельные распределительные системы.

Распределительные понижающие подстанции, расположенные на расстоянии 500-600 метров друг от друга, обычно включают в себя:

• Высоковольтное распредустройство, состоящее из трех или четырех шкафов, которые устанавливаются:

Вводный и выходной выключатели нагрузки, образующие кольцевую магистраль;
- один или два выключателя (или выключатели нагрузки со встроенными предохранителями) для подключения трансформатора.

• Один или два трансформатора мощностью до 1000 кВА.
• Один или два распределительных щита на 6-8 отходящих линий с защитой плавкими предохранителями для трехфазной четырехпроводной низковольтной системы или с автоматическими выключателями в пластиковом корпусе, предназначенными для контроля и защиты 4-жильных отходящих распределительных кабелей.

Выход трансформатора соединяется с низковольтными шинами через выключатель нагрузки или просто через разъединительные вставки.

В районах с высокой плотностью нагрузки прокладывается сеть распределительных кабелей стандартных сечений, при этом обычно один кабель прокладывается вдоль каждого тротуара, а 4-сторонние распределительные коробки устанавливаются в люках на углах улиц, где два кабеля пересекаются.

Тенденция последнего времени – применение всепогодных наземных шкафов, устанавливаемых вплотную к стене или, по возможности, “заподлицо” со стеной.

Перемычки в распределительных коробках устанавливаются так, чтобы на выходе из подстанции распределительные кабели образовывали радиальные цепи с разомкнутыми концами (рис. C3). В том месте, где распределительная коробка объединяет распределительный кабель от одной подстанции с распределительным кабелем от соседней подстанции, перемычки между фазами удаляются или заменяются плавкими предохранителями, однако перемычка для нейтрали остается на месте.

Рис. C3: Одна из возможных схем построения низковольтной сети с радиальными разветвленными распределительными линиями путем удаления перемычек между фазами

Такая схема позволяет создать очень гибкую систему, в которой целая подстанция может быть выведена из эксплуатации, а участок, который она обычно снабжала электроэнергией, будет обслуживаться из распределительных коробок соседних подстанций.

Кроме того, короткие участки силовых кабелей (между двумя распределительными коробками) могут быть отсоединены для поиска повреждений и ремонта.

В случае большой плотности нагрузки, подстанции располагаются ближе друг к другу, и иногда требуется применение трансформаторов мощностью до 1500 кВА.

В районах с меньшей плотностью нагрузки широко применяются другие схемы построения городской низковольтной распределительной сети на основе отдельно стоящих стоек, установленных на земле в стратегических точках этой сети. Такая схема основана на принципе использования радиальных распределительных кабелей постепенно уменьшающегося сечения, у которых размер токоведущей жилы уменьшается по мере сокращения числа потребителей с удалением от подстанции.

В такой схеме несколько крупно-секционированных низковольтных радиальных фидеров питают от распределительного щита данной подстанции шины распределительной стойки, от которой распределительные кабели меньшего сечения снабжают энергией потребителей, непосредственно окружающих эту стойку.

В городках, деревнях и селах распределение энергии на протяжении многих лет традиционно основывалось на использовании неизолированных медных проводов, закрепленных на деревянных, бетонных или стальных опорах и питаемых от трансформаторов, установленных на опорах или земле.

В последние годы были разработаны низковольтные изолированные провода, из которых скручиванием получают двух- или четырехжильный самонесущий кабель для использования в воздушных линиях электропередачи. Они считаются более безопасными, чем неизолированные медные провода.

Интересно, что аналогичный способ используется при более высоких напряжениях. Сейчас на рынке имеются самонесущие жгуты из изолированных проводов для высоковольтных наземных установок напряжением 24 кВ.

В случаях, когда для электроснабжения поселка используются несколько подстанций, соединение соответствующих фаз осуществляется на опорах, где встречаются низковольтные линии от разных подстанций.

Практика, принятая в странах Северной и Центральной Америки, разительно отличается от той, которая используется в Европе. Там низковольтные распределительные сети практически отсутствуют, и случаи подачи трехфазного питания к жилым помещениям в жилом районе редки.

Распределение электроэнергии эффективно осуществляется на высоком напряжении, и применяемый способ вновь отличается от стандартной европейской практики. Применяемая высоковольтная система представляет собой фактически трехфазную четырехпроводную систему, от которой однофазные распределительные сети (линейный и нулевой провода) подают питание на множество однофазных трансформаторов. Вторичные обмотки этих трансформаторов имеют выведенную среднюю точку для получения однофазного трехпроводного питания напряжением 120/240 В. Центральные провода являются нейтральными проводами низковольтной сети, которые вместе с нейтральными проводами высоковольтной сети глухо заземлены через определенные интервалы вдоль своей длины.

Каждый понижающий трансформатор обычно питает один или несколько домов с прилегающими постройками непосредственно с помощью радиального питающего кабеля (кабелей) или воздушной линии (линий) электропередачи.

В этих странах существует много других систем, но описанная выше является самой распространенной.

На рис. C4 показаны основные особенности этих двух систем.

Примечание: на подстанциях при первичном напряжении свыше 72,5 кВ в некоторых европейских странах первичная обмотка включается по схеме «заземленная звезда», а вторичная – по схеме «треугольник». В этом случае на стороне вторичной обмотки подключается заземляющий реактор со схемой соединения обмоток в зигзаг, нейтраль которого через резистор соединяется с землей.
Часто такой заземляющий реактор имеет вторичную обмотку для обеспечения этой подстанции низковольтным трехфазным питанием. В этом случае его называют «заземляющим трансформатором».

Рис. C4: Широко применяемые американские и европейские системы подключения потребителей к сети электроснабжения

аналогичные по условиям применения встроенным. Главный недостаток этих подстанций, ограничивающий их применение, – ухудшение архитектурного облика производственных зданий и сужение проездов между ними.

Отдельно стоящие , располагаемые либо закрыто в специальных отдельных зданиях, либо открыто в виде КТПН (комплектной трансформаторной подстанции наружной установки). Отдельно стоящие закрытые ТП требуют повышенных затрат на строительную часть, на сооружение НВРС и применяются тогда, когда по какимлибо причинам нельзя или нецелесообразно использовать внутренние или встроенные подстанции.

Рис.3.27. Способы размещения ТП

3.4. Низковольтные распределительные сети

3.4.1 Силовые сети

Эти сети предназначены для распределения электроэнергии на низком напряжении (до 1 кВ) от ТП ко всем силовым низковольтным электроприемникам. В общей структуре СЭС они являются самым нижним звеном, к которому непосредственно присоединены самые массовые электроприемники – низковольтные. При этом расстояние, на которое

целесообразно передавать электроэнергию на низком напряжении, не превышает сотен метров в СЭС промпредприятий и городов и примерно 1 км в сельскохозяйственных районах.

Существует много разновидностей схемного и конструктивного исполнения НВРС. Самые простые сети – сельские, выполняемые по простейшим магистральным схемам преимущественно воздушными линиями.

При многоэтажной городской застройке НВРС (внутриквартальные и домовые) значительно утяжеляются, усложняются и выполняются по радиально-магистральным схемам преимущественно кабелями или изолированными проводами, прокладываемыми скрыто. Но наибольшей сложностью и разнообразием конструктивного исполнения отличаются НВРС промпредприятий. Поэтому в настоящей работе изложение материала ориентировано на НВРС систем электроснабжения промышленных предприятий. А так как эти сети выполняются внутри производственных помещений (их часто называют цеховыми сетями), то многие требования к ним диктуются условиями среды в этих помещениях.

Низковольтные распределительные сети имеют ряд специфических особенностей, которые следует учитывать при их проектировании:

Значительная разветвленность сетей, т.к. от центра питания – РУ 0,4 кВ ТП, получают питание подчас сотни различных электроприемников, находящихся либо в цехе промышленного предприятия, либо в многоэтажных домах, расположенных поблизости от ТП;

На промышленных предприятиях, а также на предприятиях сельскохозяйственных районов многие элементы НВРС располагаются в непосредственной близости от электроприемников, т.е. от технологических агрегатов, поэтому необходимо учитывать их влияние на работу электротехнического оборудования;

В непосредственной близости от электроприемников и, естественно,

от многих элементов НВРС находится большое количество людей, не имеющих специальной подготовки, для которых нужно обеспечить необходимую степень электробезопасности;

Раздельное выполнение силовых и осветительных электрических сетей.

Номинальное напряжение НВРС обуславливается номинальным напряжением электроприемников, которое нормируется ГОСТ 21128-83 «Системы энергоснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения до 1000 В». Устанавливается следующий ряд номинальных напряжений электроприемников: 220, 380, 660 В. Здесь под номинальным понимается такое напряжение, при котором при полной загрузке электроприемник имеет наилучшие технико-экономические показатели и его срок службы равен нормативному. Допустимыми считаются такие отклонения напряжения, когда технико-экономические показатели (при полной загрузке) изменяются незначительно, а срок службы остается не ниже нормативного. Наиболее массовыми являются электроприемники напряжением 220 В (однофазные) и 380 В (трехфазные). Напряжение 660 В применяется редко и только на промышленных предприятиях, где есть большое число электродвигателей напряжением 660 В.

Качество напряжения нормируется ГОСТ 13109-97 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения». В нем установлены допустимые величины отклонений напряжения на выводах электроприемников от номинального, равные ±5 – нормально допустимые и ±10% – предельно допустимые значения установившегося отклонения напряженияδ U y ...

Структурно силовые сети имеют две части (рис.3.28):

Силовые питающие сети (СПС);

Силовые распределительные сети (СРС).

Рис.3.28. Структура силовых электрических сетей

Первый, верхний, уровень – питающие сети, обеспечивающие передачу и распределение электроэнергии среди распределительных пунктов (РП), от которых запитываются либо электроприемники, либо другие вторичного уровня распределительные пункты. Распределительные пункты в зависимости от конструктивных особенностей и характера потребителя могут иметь различные названия: групповые или распределительные щиты, распределительные или силовые пункты, силовые или осветительные сборки, вводно-распределительные устройства (в многоэтажных домах), распределительные шинопроводы. Но в любом случае они содержат в определенном сочетании электрические аппараты (рубильники, предохранители, автоматы).

Второй, нижний, уровень – распределительные сети. Они обеспечивают передачу и распределение электроэнергии от РП до электроприемников.

В низковольтных распределительных сетях сельскохозяйственных районов, отличающихся небольшими нагрузками и выполнением воздушными линиями, распределение электроэнергии осуществляется проще

– отпайками от воздушных линий без реализации распределительных пунктов. Это, естественно, снижает надежность и удобство эксплуатации сетей, но зато значительно уменьшает затраты на реализацию НВРС.

С точки зрения схемных решений силовые распределительные сети выполняются только по радиальным схемам, когда каждый электроприемник подключен к ближайшему распределительному пункту индивидуальной линией. При этом с целью снижения затрат на СРС распределительные пункты располагаются по возможности ближе к электроприемникам. Применение в СРС только радиальных схем обусловлено тем, что всегда должна быть обеспечена возможность снятия напряжения с линии, идущей к электроприемнику в случае его вывода из работы. А это может быть достигнуто только при радиальной схеме СРС.

Силовые питающие сети (СПС) могут иметь различные схемы: радиальные, магистральные, смешанные, кольцевые, с двухсторонним питанием.

Радиальные схемы (рис.3.29), когда к каждому распределительному пункту идет индивидуальная линия и в РУ 0,4 кВ ТП эта линия подключена к сборным шинам через отдельный автомат. Эти схемы отличаются наибольшей надежностью и, естественно, требуют наибольших затрат. Повреждение в какой-либо линии или в каком-либо распределительном пункте вызывает отключение только этой линии и не отражается на работе других линий и распределительных пунктов.

Рис.3.29. Радиальная схема НВРС

К достоинству радиальных схем относится также и то, что сосредоточение защитно-коммутационных аппаратов в одном месте на ТП

позволяет легче решать задачи автоматизации управления НВРС, а также упрощает задачи учета и нормирования электропотребления в цехе.

Единственным недостатком, сильно ограничивающим применение радиальных схем, являются высокие капитальные затраты, обусловленные необходимостью сооружения развитого РУ 0,4 кВ и прокладки большого числа радиальных линий СПС.

Магистральные схемы позволяют отказаться от применения громоздкого и дорогостоящего РУ 0,4 кВ ТП и дешевле выполнить СПС. Существует три характерных вида магистралей:

Магистраль, выполненная кабелями или проводами;

Магистраль, выполненная магистральным шинопроводом;

Магистраль, выполненная магистральным и распределительными шинопроводами.

В первом случае, наиболее массовом, магистраль питает несколько распределительных пунктов, расположенных в каком-либо одном направлении от ТП, по цепочке (рис.3.30). Здесь существенно уменьшаются число и суммарная протяженность линий СПС, отходящих от ТП и прокладываемых по цеху, по сравнению с радиальной схемой.

Рис.3.30. Магистральная схема НВРС, выполненная кабелями

Второй вид магистралей, применяемый в крупных цехах, – магистральные шинопроводы типа ШМА, выполняемые на большие токи (1250-3200 А). Они могут иметь различные конструкции и схемы подключения к РУ 0,4 кВ ТП (рис.3.31), но главная идея – передача электроэнергии по цеху с помощью шинной магистрали, к которой с

помощью ответвлений, выполняемых либо кабелями, либо изолированными проводами, подключаются распределительные пункты, расположенные в цехе. Такие схемы получили название «блок трансформатор-магистраль». При этом значительно снижаются затраты на РУ 0,4 кВ ТП и на реализацию СПС, а сама СПС становится универсальной и независимой от расположения технологического оборудования в цехе. Перестановка или полная замена технологического оборудования в цехе не требуют видоизменений в СПС.

Рис.3.31. Магистральная схема НВРС, выполненная магистральным шинопроводом

Третий вид магистралей – совместное применение магистральных и распределительных шинопроводов (рис.3.32). Распределительные шинопроводы типа ШРА выполняются на небольшие токи (100-630 А). Они объединяют функции магистральной линии и распределительных пунктов одновременно, т.е. функции передачи и распределения электроэнергии. От ШРА к электроприемникам прокладывается СРС.

Естественный недостаток всех магистральных схем по сравнению с радиальными – более низкая надежность. При повреждении магистрали или на каком-либо ответвлении от нее потеряют питание все распределительные пункты, подключенные к данной магистрали.

Рис.3.32. Магистральная схема НВРС, выполненная магистральным и распределительным шинопроводами

В чистом виде радиальные или магистральные схемы в СПС применяются редко. Наибольшее распространение имеют смешанные схемы , сочетающие в себе элементы радиальных и магистральных схем одновременно. При этом все схемы индивидуальны и сильно зависят от конкретных условий.

Всесторонний анализ этих схем, а также требований, предъявляемых к ним, позволяет сформулировать некоторые общие принципы и рекомендации, состоящие в следующем:

Во всех случаях, когда позволяют требования по надежности электроснабжения, следует применять магистральные схемы с небольшими РУ 0,4 кВ ТП или вовсе без них. Только при наличии веских оснований допускается отказ от магистральных схем СПС и переход к радиальным;

При наличии крупных единичных электроприемников или распределительных пунктов, для которых необходима индивидуальная линия и соответствующий автомат на 400 или 630 А, целесообразна радиальная схема, если не предусмотрен магистральный шинопровод;

Если основная масса электроприемников в цехе по требуемой степени надежности электроснабжения является потребителями II

категории и есть лишь несколько единичных электроприемников I категории, то при общей магистральной схеме СПС в цехе электроприемники I категории должны непременно иметь радиальную схему с установкой АВР в РУ 0,4 кВ ТП или даже в распределительном пункте;

Для потребителей I категории СПС должны быть резервированными,

т.е. выполненными по кольцевым схемам или схемам с двухсторонним питанием;

Если сложный и многозвенный технологический агрегат имеет несколько электроприемников, осуществляющих единый технологический процесс, и прекращение питания любого из этих электроприемников вызывает остановку всего агрегата в целом, то в таких случаях может использоваться магистральная схема питания этих электроприемников независимо от требуемой степени надежности;

Если в цехе расположено несколько ТП и СПС выполнена магистральными шинопроводами, то широко используется их взаимное резервирование. Отдельные магистрали соединяются резервными перемычками, оборудованными рубильниками или автоматами. Это позволяет выводить в ремонт какие-либо ТП в цехе без отключения соответствующих магистралей. При спаде нагрузок в ночное время или во время ремонтов технологического оборудования такая система обеспечивает возможность отключения

малозагруженных трансформаторов с целью экономии электроэнергии.

Большое влияние на принимаемые решения при выборе схемы, структуры и конструкции НВРС оказывают условия среды в цехе. При неблагоприятных средах (пожаро- и взрывоопасных, особо пыльных или агрессивных) имеется два способа выполнения НВРС:

Первый – размещение всего основного электрооборудования ТП и