ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДОК
Классификация электрических линий и сетей
Электрическая энергия на строительные площадки передается из энергосистемы по линиям электропередач.
Линией электропередачи (ЛЭП) называется сооружение из проводов или кабелей и вспомогательных устройств (опор) для передачи электрической энергии от электростанций к потребителям. Таким образом, линии электропередачи могут быть воздушными (проводными) и кабельными.
Совокупность электроустановок для передачи и распределения электроэнергии на определенной территории, состоящая из подстанций, ЛЭП и распределительных устройств называется электрической сетью.
Питающей сетью называют электрическую сеть (линию), подводящую электроэнергию к распределительным пунктам или подстанциям.
Распределительной сетью называют электрическую сеть, подводящую электрическую энергию от источника питания к потребительским ТП или электроприемникам.
Для обеспечения электроэнергией объектов строительства служит совокупность устройств, предназначенных для производства, передачи и распределения электроэнергии, представляющих собой систему электроснабжения
(СЭС). В системе электроснабжения строительной площадки можно выделить три составляющих, три подсистемы, каждая из которых может рассматриваться как самостоятельная система. Это система внешнего электроснабжения, внутреннего электроснабжения и внутриобъектного электроснабжения.
В систему внешнего электроснабжения входят электростанции, подстанции и линии электропередачи, находящиеся в ведении энергосистемы, вплоть до главной подстанции предприятия или районной подстанции региональной энергосистемы. В сетях системы внешнего электроснабжения применяются в основном напряжения 35, 110 кВ.
При выборе напряжения для внешнего электроснабжения района целесообразно использовать, в первую очередь, напряжение ближайшего РП или ЛЭП энергетической системы. Если есть возможность выбора напряжения разного уровня, выбор напряжения следует производить на основании сравнения технико-экономической эффективности вариантов.
В систему внутреннего электроснабжения строительства крупного предприятия входят электростанции, подстанции и линии электропередачи, потребительские трансформаторные подстанции, обеспечивающие электроэнергией строительные площадки. В сетях системы внутреннего электроснабжения применяются напряжения 6–20 кВ, в основном, напряжение 10 кВ, обеспечивающее минимальные потери в сети по сравнению с напряжением 6 кВ. Напряжение 20 кВ является мало употребляемым.
В систему внутриобъектного электроснабжения входят потребительские ТП и электрические сети от ТП до электроприемников напряжением до 1000 В.
В сетях напряжением до 1000 В следует выбирать напряжение 380/220 В.
Это напряжение обеспечивает применение в системах электропотребления электроприемников, рассчитанных на напряжение 380 В трехфазного тока и 220 В однофазного тока. Напряжение на шинах ТП составляет 0,4 кВ.
Схемы питающих и распределительных сетей строительных площадок
Схема электроснабжения строительной площадки показывает связь между источниками питания и приемниками электроэнергии. В качестве источника электроснабжения района, как правило, выбирается государственная или районная энергосистема. Передача электроэнергии к распределительным пунктам или подстанциям осуществляется по питающим линиям.
На рис. 7.1, а показана схема электроснабжения строительства крупного промышленного предприятия, включающая ГПП и несколько потребительских подстанций (ТП). Источником питания является энергосистема. Электроснабжение может осуществляться от подстанции районной энергосистемы (рис. 7.1, б). Распределение электроэнергии к электроприемникам на напряжение до 1000 B осуществляется по распределительным сетям низкого напряжения (рис. 7.1, в).
Напряжение электрических сетей в системе внутреннего электроснабжения может быть 6, 10 и 20 кВ. Наиболее распространенным является напряжение 10 кВ. Оно является более экономичным по сравнению с напряжением 6 кВ по уровню потерь мощности и напряжения в сетях.
Рис. 7.3. Схемы распределения электроэнергии:
а – радиальная; б – магистральная
Напряжение 6 кВ используется в системах, где переход на напряжение
10 кВ считается не рациональным в связи с заменой трансформаторов и электроприемников (например, электродвигателей). Напряжение 20 кВ пока применяется только в сетях, близких от ТЭЦ с генераторным напряжением 20 кВ.
Передача электроэнергии от ИП к распределительным пунктам (РП), ТП
или отдельным электроприемникам может осуществляться по радиальным
(рис. 7.3, а), магистральным (рис. 7.3, б) или смешанным схемам, сочетающим элементы радиальных и магистральных схем.
Радиальные схемы обладают высокой надежностью. Линии электропередач по этим схемам отходят от источника питания «по радиусам» к РП или ТП.
Недостатком схемы является то, что при аварийном отключении питающей линии может оказаться обесточенной большая группа потребителей. Этот недостаток устраняется применением резервирования.
При магистральной схеме одна питающая магистраль обслуживает несколько ТП или РП. Распределение энергии осуществляется путем выполнения ответвлений от воздушной линии к отдельным подстанциям. Питание ТП можно осуществить путем поочередного ввода ЛЭП сначала от РП к одной ТП, затем от нее к другой ТП и т. д. При магистральных схемах уменьшается протяженность сетей, количество выключателей на РП, снижаются потери мощности в сетях, затраты на сооружение сетей.
Недостатком магистральных схем является снижение надежности по сравнению с радиальными схемами, так как при повреждении магистрали обесточенными оказываются все потребители, питающиеся от нее.
Рис. 7.4. Распределение электроэнергии по сквозным
двойным магистралям: РП – распределительный пункт;
ТП – трансформаторная подстанция; АВР – устройство
Автоматического
Распределение электроэнергии в сетях до 1 кВ. Схема электроснабжения объектов строительства зависит от их категории по надежности и бесперебойности электроснабжения. Для электроснабжения производственных электроприемников применяются радиальные, магистральные и смешанные схемы.
Магистральная схема применяется для питания нескольких электроприемников отдельного технологического агрегата, или небольшого количества мелких электроприемников, не связанных технологическим процессом (рис. 7.5, а).
По радиальной схеме подключаются наиболее мощные электроприемники или отдельные распределительные пункты.
Только радиальные или магистральные схемы применяются редко. Наибольшее распространение получили смешанные схемы, сочетающие и радиальные и магистральные признаки (рис. 7.5, б).
Рис. 7.5. Схемы электроснабжения производственных потребителей:
а) – магистральная; б) – смешанная; ТП – трансформаторная
подстанция; Т1, Т2 – трансформаторы двухтрансформаторной ТП
Схемы осветительных сетей. Электроснабжение светильников общего
освещения зданий осуществляется при напряжении 380/220 В переменного тока при заземленной нейтрали и при напряжении 220 В при изолированной нейтрали. Для светильников местного освещения с лампами накаливания применяется напряжение не более 220 В в помещениях без повышенной опасности и не более 42 В в помещениях с повышенной опасностью. Для переносных ручных светильников в помещениях с повышенной опасностью применяется напряжение до 42 В. При стесненных условиях работы питание переносных светильников должно быть при напряжении до 12 В через специально предназначенные трансформаторы.
Схемы электроснабжения осветительной нагрузки в системе электроснабжения цеха (фермы) любого предприятия соответствуют схемам электроснабжения силовой нагрузки, которые рассматривались выше.
При этом к схемам электроснабжения осветительных нагрузок предъявляются следующие требования:
- электроснабжение осветительной нагрузки должно обеспечиваться совместно с электроснабжением силовой нагрузки или раздельно от электроснабжения силовой нагрузки. Целесообразность совмещения питания электроприемников силовой и осветительной нагрузок должна подтверждаться технико-экономическими расчетами;
- схемы питания осветительных установок в зданиях (ремонтные цехи и
мастерские, бетонные и растворные заводы, административные помещения)
должны допускать автоматизированное управление освещением;
- схемы питания осветительных установок должны обеспечивать надежность и безопасность электроснабжения.
Аварийное освещение требует создания для него самостоятельной системы электроснабжения, независимой от сети рабочего освещения. Независимым
источником питания аварийного освещения является трансформатор, получающий питание от шин, не связанных с шинами рабочего освещения, генератор, приводимый каким-либо первичным двигателем или аккумуляторная батарея.
Схемы питания осветительных сетей показаны на рис. 7.6 – 7.8.
Рис. 7.6. Схема совместного питания силовой и осветительной нагрузок от двух подстанций (ТП-1, ТП-2)
