Як проектується схема зовнішнього електропостачання

1. Де межа між зовнішньою і внутрішньою електромережею?
2. Види зовнішніх електромереж
3. Елементи зовнішнього електропостачання
4. Повітряні високовольтні лінії
5. підстанції
6. Районна розподільна мережа
7. Безпека зовнішніх електромереж
8. блискавкозахист
9. заземлення
10. етапи проектування
11. регламентуючі документи

Загальна надійність систем енергопостачання залежить від усіх її складових, тому схема зовнішнього електропостачання є таким же важливим елементом електротехнічної документації, а також проектні розрахунки для внутрішніх мереж.

Складність розробки подібних мереж залежить від особливостей, де проводиться електрифікація об'єкта і може варіюватися від одного-двох листів, підшиваються в електропроект будинку, до повністю окремого проекту, що складається з декількох томів документації.

Також відзначимо, що з причини високої матеріаломісткості систем зовнішнього енергопостачання, від якості проектування залежать не тільки технічні мережі, але і її вартість.

В даному огляді ми розглянемо, що таке зовнішня електромережу, чим вона відрізняється від внутрішньої, і які поняття використовуються для оцінки її якості.

Де межа між зовнішньою і внутрішньою електромережею?

Всі знають, що електроенергія виробляється на електростанціях, але далеко не все чітко собі уявляють, яким шляхом вона потрапляє до споживача.

У класичній ситуації, коли електростанція значно віддалена від міста, передача електроенергії відбувається в шість етапів:

• Трансформація в надвисокий напруги магістральної мережі (110 кВ і вище);
• Транспортування по високовольтних лініях електропередачі;
• Перетворення в напругу СН-2 (10 кВ, 6 кВ);
• Транспортування по регіональним і районним мережам до вузлів перетворення в низьку напругу;
• Трансформація з середнього в низьку напругу (10 / 0.4, 6 / 0.4);
• Передача по внутрішнім розподільних мереж кінцевого споживача.

Схема розподілу електроенергії

У загальному випадку, всі елементи цього шляху можна віднести до зовнішнього енергопостачання, однак проектування зовнішніх мереж електропостачання найчастіше виконується для останніх чотирьох пунктів: від перетворювача в СН-2 (друге середня напруга) до точки підключення внутрішніх мереж.

Найчастіше, зовнішня електромережу - це повністю окрема електротехнічна структура, що знаходить на балансі міста або енергопостачальної організації. Але бувають ситуації, коли в ході проектування систем внутрішнього електропостачання, в документацію включаються розділи з розрахунку зовнішнього електропостачання.

Межа балансової належності на введенні

Типовий зразок подібної ситуації - збільшена відстань від лінії внутрішньої розподільної мережі до електрифікованих будівлі (тобто, перевищує 25 метрів). Більш того, в кошторис внутрішнього електропроекти включаються витрати на установку проміжних висотних опор або витрати на прокладку підземного кабелю.

У будь-якому випадку, між зовнішніми і внутрішніми електричними мережами завжди встановлюється чітка межа, що оформляється документально (актом про розмежування зон відповідальності) і проходить через точку підключення приладів обліку, що обов'язково відбивається в однолінійної схемою електропроекти для внутрішньої мережі.

Види зовнішніх електромереж

З точки зору проектування можна виділити наступні групи зовнішніх мереж електропостачання:

• Муніципальні (електропостачання міста і великих адміністративних центрів);
• Для промислових підприємств;
• Селищні та районні (в тому числі і електромережі для садових товариств);
• Прибудинкові.

У першому і другому випадку (муніципальні і виробничі) зовнішня електромережу розробляється від точки підключення до магістральної лінії надвисокої напруги. Тобто, в проект включаються розрахунки для підстанцій декількох типів:

• УРП (вузлова розподільна підстанція) або ДПП (головна знижувальних підстанція) або ПГВ (підстанція глибокого введення);
• ТП або КТП, які являють собою знижувальні трансформатори 10 / 0.4 або 6 / 0.4, що встановлюються в районних розподільних мережах.

При розробці селищних і районних підмереж, технічне завдання формується для ділянки від найближчої ДПП до точок підключення кінцевих споживачів.

Проектування прибудинкових зовнішніх мереж, виконується, як правило, як частина електропроекти для внутрішньої мережі, але в деяких випадках вимагає і окремого проектування. Найбільш наочний приклад проекту з такими особливостями - внутрішня мережа невеликих ЖБК, на прибудинковій території яких побудовані підземні паркінги, автономні котельні та інші, де проводиться електрифікація об'єкти інфраструктури.

Існує ще один важливий фактор, який впливає на складність розробки зовнішнього електропостачання - це конструктивний тип розподільної мережі (повітряна або підземний кабель). При використанні кабельної передачі, проект необхідно погоджувати з міськими службами, відповідальними за інші підземні комунікації.

Елементи зовнішнього електропостачання

Основна мета проектних робіт в області зовнішнього електропостачання - це визначення технічних характеристик для кожного з елементів, що входять до складу розробляється мережі.

Розглянемо, що це за елементи, і від яких чинників залежить їх складність.

Повітряні високовольтні лінії

Лінія ВЛ 10

Від найближчої ДПП до районної ТП (або КТП) електроенергія найчастіше передається через повітряні лінії середнього класу напруги (від 1 до 35 кВ).

При проектуванні подібних споруд інженерам необхідно врахувати всі особливості тієї місцевості, через яку буде прокладатися така лінія, що, в свою чергу, може вимагати проведення попередніх інженерних вишукувань.

Додаткові технічні труднощі, які треба подолати в ході проектування ПЛ - це забезпечення надійної блискавкозахисту і придушення перешкод, які деформують синусоїдальну форму сигналу.

підстанції

Останню сходинку трансформації в зовнішніх мережах електропостачання виконують комплексні трансформаторні підстанції (КТП або ТП), в список завдань яких входить не тільки перетворення напруг, а й забезпечення загальномережевого заходів безпеки (захисні відключення, контроль балансу фаз і т.д.).

Залежно від особливостей розробленого проекту, таких підстанцій може бути одна або кілька, що означає додатковий обсяг робіт на проектування монтажних майданчиків і приміщень для установки трансформаторного обладнання.

Районна розподільна мережа

Передача електроенергії від трансформаторного вузла кінцевого споживача може здійснюватися, як через повітряну лінію, так і по підземному кабелю.

У містах і сучасних новобудовах використовується кабельний варіант. При розробці зовнішніх електромереж для заміських населених пунктів основним рішенням є повітряна лінія.

Відзначимо, що протяжність районних розподільних ліній може бути дуже значна, що в сукупності з низькою напругою обумовлює значні втрати на транспортування (до 3.5%).

Зважаючи на це, завданнями цього етапу проектування є:

• Розрахунок сумарних втрат в лінії і вибір методу їх компенсації (додавання потужності ТП або зміна топології розподільчої мережі);
• Проектування системи блискавкозахисту;
• Вибір типу несучих опор;
• Вибір типу і перетину кабелю, а також розробка технологічних рекомендацій по його кріпленню.

Окремо відзначимо, що в ході проектування районної розподільної мережі вкрай важливо правильно розподілити навантаження по фазах, оскільки неправильний розрахунок навантаження для однієї гілки може привести до дестабілізації всієї мережі.

Безпека зовнішніх електромереж

Переважна більшість проблем, пов'язаних з погіршенням якості електроживлення в діючих мережах, пов'язане з тим, що при їх проектуванні не було приділено достатньої уваги їх безпеки.

Під безпекою в даному випадку розуміється забезпечення необхідного рівня якості електроживлення і мінімальний ризик для споживача при виникненні аварійних ситуацій.

З усієї сукупність факторів, що впливають на якість передачі електроенергії через зовнішню електромережу, найбільшу увагу приділяють наступним:

• Конструктивна надійність проводів (тобто, стійкість до вітрового навантаження і обмерзання);
• «Опірність» лінії прямим ударам блискавки;
• Здатність компенсувати індуктивні імпульси, що генеруються грозовими розрядами;
• Надійність заземлення нульового провідника.

Конструктивна надійність сучасних ПЛ досить висока за рахунок використання проводів СІП і спеціальної арматури для їх кріплення, а ось про блискавкозахисту і заземлення варто згадати окремо.

блискавкозахист

Навіть в тих регіонах, де частота виникнення грозових розрядів досить низька, повітряна лінія передач є потенційним приймачем для розряду блискавок. Це означає, що все обладнання, підключене до неї, наражається на небезпеку удару короткочасним імпульсом струму, сила якого може досягати 100 кА.

Зважаючи на це, кожен проект зовнішнього електропостачання супроводжується розрахунком системи захисту від ПУМ (прямого удару блискавки), а також заходами щодо захисту від вторинних наслідків грозових розрядів - індуктивними імпульсами.

Такими заходами є:

• Установка УЗИП у вигляді іскрових розрядників;
• Створення заземляющей шини на кожному другому стовпі.

Окремо відзначимо, що установка УЗИП першого класу безпосередньо на високовольтній лінії - недостатня міра для повного погашення імпульсних перешкод, що виникають під час грози. Необхідні додаткові види схем компенсаторів, що встановлюються після розподільного щита споживача, але це вже міра захисту, що реалізується в проектах внутрішніх мереж електропостачання.

заземлення

Згідно ПУЕ, при будівництві зовнішніх електричних мереж окреме заземлення виконується в наступних випадках:

• При установці підстанції;
• На кожному другому стовпі повітряної лінії, а також на кінцевому стовпі, від якого здійснюється підключення споживача;
• Як елемент окремих конструкцій в комплексі грозозахисту.

ВРУ розрядники заземлення

Відзначимо, що вимога про заземлення нульового провідника на стовпі повітряної лінії виконується далеко не завжди навіть в сучасних проектах, що може привести до сумних наслідків.

Одне з найбільш небезпечних наслідків подібної недоробки - обрив або «обгорання» нуля, виражається в тому, що внутрішня ланцюг споживача замикається на другу фазу через обірваний нульовий провідник, для якого не було передбачено дублюючі заземлення.

В результаті всі споживачі внутрішньої мережі можуть виявитися під напругою 300-400 В, що може не тільки привести до пошкодження електрообладнання, а й становить небезпеку для життя людей, що користуються електромережею будівлі.

етапи проектування

Як і будь-яка інша електротехнічна документація, схеми зовнішнього й внутрішнього електропостачання розробляються на підставі вихідних даних для проектування, які видаються регіональної мережевою компанією (технічні умови).

Після складання технічного завдання приступають до визначення технічних характеристик необхідного обладнання.

Типовий проект зовнішньої електромережі включає наступні розділи:

• Визначення активних і реактивних навантажень, харчування яких повинна забезпечувати розробляється електромережу;
• Розробка топології розподільних мереж і визначення центру мас діючих навантажень;
• Вибір типу і потужності трансформаторної підстанції;
• Розрахунок перетинів кабелів для високовольтної і розподільної мереж;
• Розробка комплексу грозозахисту;
• Розрахунок опорів для контурів заземлення підстанцій і нульового провідника на лініях передачі;
• Обгрунтування використовуваних пристроїв релейного захисту;
• Однолінійну схему ВРУ підстанцій;
• Плани ліній електропередач, накладені на експлікацію місцевості;
• Принципові схеми підключення керуючого і захисного обладнання КТП;
• Специфікація і кошторис на електропостачання.

Важливо враховувати, що розробка зовнішніх електромереж супроводжується виключно складною процедурою узгодження проектів, в ході якої необхідно отримати дозволи від наступних інстанцій:

• Ростехнагляд;
• Регіональна мережева компанія;
• Організації, на балансі яких перебуває земля, по якій будуть проходити лінії електропередач;
• Всі служби, комунікації яких порушуватимуться під час прокладки ліній електропередач (телефонні компанії, громадський транспорт, газові служби і т.д.);
• Головне архітектурне управління;
• Відділ підземних споруд;
• Адміністративна технічна інспекція.

Порядок узгодження визначається загальними вимогами, що діють відносно електротехнічної проектної документації.

Настільки великий список погоджень означає те, що далеко не завжди вдається дотримуватися початкової схемою розподілу електроенергії, тому при проектуванні зовнішніх електромереж нерідко дотримуються циклічного характеру дій: технічний проект - узгодження - коригування складу проекту - робоча документація.

регламентуючі документи

На завершення огляду перерахуємо основні норми і правила, використовувані при проектуванні зовнішніх мереж електропостачання:

• СНиП 2.08.02-89 (цивільні будівлі і споруди);
• Актуальна редакція ПУЕ (на момент написання огляду - це 7-я редакція);
• Розділ 2.4 ПУЕ сьомий редакції, в якій викладено, як зробити правильний повторне заземлення для опор ліній електропередач;
• РД 34.20.185-94 (інструкція з проектування міських електромереж);
• СНиП 3.05.06-96 (електротехнічні пристрої).

Компанія «Мега.ру» приймає замовлення на розробку проектів електрики для будівельних і промислових об'єктів будь-якого рівня складності, в тому числі і для зовнішніх мереж енергопостачання. Для оформлення замовлення і уточнення деталей співпраці, звертайтеся за телефонами, опублікованими в розділі «Контакти» .