Лекция 5. Электрические сети жилых зданий

— принципиальные схемы электроснабжения жилых домов.

— знакомство со схемами электроснабжения жилых домов.

В современных жилых зданиях вводы внешних сетей и коммутацион­но-защитная аппаратура внутренних распределительных сетей объеди­няются в единое комплексное вводно-распределительное устройство, которое и является главным распределительным щитом. ВРУ целесооб­разно размещать в секциях дома, ближайших к ТП. К распределитель­ной части ВРУ присоединяют питающие линии квартир, силовых потребителей, питающие и групповые линии рабочего, эвакуационного и аварийного освещения общедомовых помещений, противопожарных устройств, огней светового ограждения, освещения и силовых потреби­телей, встроенных и пристроенных общественных помещений.

Для питания электроприемников жилых домов высотой 9—16 этажей применяют как радиальные, так и магистральные схемы. На рисунке 5 дана магистральная схема с двумя переключателями на вводах. При этом одна из питающих линий используется для присоединения электроприемников квартир и общего освещения общедомовых помещений, другая — для подключения лифтов, противопожарных устройств, эвакуа­ционного и аварийного освещения и т.п. Каждая из линий рассчитана с уче­том допустимых перегрузок при ава­рийном режиме. Перерыв в питании по этой схеме не превышает 1 ч, что доста­точно электромонтеру для нужных пе­реключений на ВРУ.

1, 2 — трансформаторы; 3— предохранители; 4— переключатели; 5,6— ВРУ; 7, 8— питающие линии. Рисунок 5 — Принципиальная схема электроснабжения жилых домов высотой 9—16 этажей с двумя переключателями на вводах

а — исходная; 6 — модифицированная.

Рисунок 6 — Принципиальная схема электроснабжения жилых домов высотой 9 — 16 этажей с тремя вводами

На рисунке 6, а приведена схема пита­ния жилых домов той же этажности, но с тремя вводами, причем вводы резер­вируют друг друга. Необходимость в большом числе вводов возникает для питания зданий высотой 9—16 этажей с электроплитами, а также многосекционных домов с большим числом квартире газовыми плитами. Моди­фикация этой схемы приведена на рисунке 6, б. Такая схема удобна при ремонте одной из сборок низкого напряжения на подстанции. Недо­статком этой схемы является то, что часть электроприемников на пери­од ремонта необходимо отключать, так как на один кабель приходится вся нагрузка дома.

Для питания жилых домов высотой 17 этажей и более применяют ра­диальные схемы с АВР на вводах; к силовым вводам присоединяют и другие электроприемники I категории: противопожарные устройства, огни светового ограждения, эвакуационное и аварийное освещение.

Перспективным является размещение ТП вблизи жи­лых зданий или под зданиями.

На отходящей от ВРУ линии устанавливают автоматические выклю­чатели или предохранители; аппарат управления устанавливают на не­сколько линий одного назначения.

Учет электроэнергии, расходуемой общедомовыми потребителями, осуществляется с помощью трехфазных счетчиков, которые устанавли­вают на ответвлениях и присоединяют к соответствующим секциям шин.

В жилых зданиях квартирного типа устанавливают один однофазный счетчик на каждую квартиру. Допускается установка одного трехфазно­го счетчика. Расчетные квартирные счетчики рекомендуется размещать совместно с аппаратами защиты (предохранителями, автоматическими выключателями) и выключателями (для счетчиков) на общих квартир­ных щитках. Для безопасной замены счетчика перед ним должен быть установлен рубильник или двухполюсный выключатель, располагае­мый на квартирном щитке. Рекомендуемые схемы стояков приведены на рисунке 7.

Рисунок 7 — Рекомендуемые схемы стояков

К внутридомовым питающим линиям относятся кроме питающих линий квартир также линии, питающие электродвигатели, электрообо­рудование лифтовых насосов, вентиляторов и др.

1 — выключатель; 2— счетчик электроэнергии; 3— автоматические выключа­тели; 4— общее освещение; 5—розетка на 6 А; 6 — розетка на 10 А; 7— электро­плита; 8— этажный щиток. Рисунок 8 — Принципиальная схема групповой квартирной сети

От ВРУ прокладывают:

— питающие линии лифтов; к одной линии подключают не более четы­рех лифтов из разных секций; число лифтов, присоединяемых к каждой питающей линии, не ограничивается;

— групповые линии рабочего эвакуационного и аварийного освещения;

— групповые линии штепсельных розеток для подключения уборочных механизмов;

— линии, питающие встроенные в жилые дома предприятия и учрежде­ния (они могут получать питание от ТП вместо ВРУ).

Групповая квартирная сеть предназначена для питания осветитель­ных и бытовых электроприемников.

Групповые линии выполняют однофазными, а при значительных на­грузках — трехфазными четырехпроводными, но при этом должна быть предусмотрена надежная изоляция проводников и приборов, а также устройство автоматического защитного отключения.

Трехфазные линии в жилых домах должны иметь сечение нулевых проводников, равное сечению фазных проводников, если фазные про­водники имеют сечение до 25 мм 2 , а при больших сечениях — не менее 50 % сечения фазных проводников. Сечения нулевых рабочих и нуле­вых защитных проводников в трехпроводных линиях должны быть не менее сечения фазных проводников.

Рекомендуется общее освещение выделять на отдельную групповую линию.

Нормами регламентируется число штепсельных розеток, устанавли­ваемых в квартирах. Так, в жилых комнатах квартир и общежитий — одна розетка на каждые 6 м 2 площади комнаты; для подключения быто­вого прибора мощностью до 2,2 кВт — одна штепсельная розетка с за­земляющим контактом на ток 10 А.

На рисунке 8 приведена схема групповой квартирной сети с электро­плитой. В целях безопасности корпус стационарной электроплиты и бытовых приборов зануляют, для чего от этажного щитка прокладывают отдельный проводник. Сечение последнего равно сечению фазного проводника.

ВРУ. Вводно-распределительное устройство дома

Вводно-распределительное устройство (ВРУ) это

Вводно-распределительное устройство (ВРУ) это специальное электротехническое устройство, с установленными в нем аппаратам и приборами. В отличие от вводного устройства (ВУ) в вводно-распределительном устройстве происходит не только прием, но и распределение электрической энергии по электрогруппам внутри дома. Устанавливается вводное распределительное устройство на вводе кабеля электропитания обычно в доме или в пристройке к дому. .

Вводно-распределительное устройство в частном доме

Если дом большой и имеется несколько отдельных вводов электропитания рекомендовано установить отдельные вводно-распределительные устройства (ВРУ) на каждый ввод в дом.

Также при наличие на территории участка нескольких дополнительных построек, допускается и логично установить после главного вводно-распределительного устройства дополнительные распределительные устройства (РУ) в каждую постройку.

Для частного дома устанавливаются так называемые шкафные ВРУ. В таком ВРУ, все необходимые устройства установлены в корпус шкафного типа.

Комплектация вводно-распределительных устройств для дома

Приведу пример комплектации вводно-распределительного устройства для среднего частного дома

• Две медные шины:PE шина и N шина(1);
• Вводной автомат или группа плавких предохранителей(2);
• Разрядник (ограничитель напряжения)(3);
• Блок учета со счетчиком учета расхода электроэнергии(4);
• Группа автоматов защиты для однофазных групповых сетей дома(5);
• Блок автоматов распределительных сетей;
• Наборные клемники для коммутации проводов сети и сами провода.

Разберем каждый элемент ВРУ подробнее

Медные шины для подсоединения PE и N проводников в ВРУ дома

К медной шине PE все провода присоединяются при помощи болтов, шайб, гаек и гроверных шайб. Соединение должно быть сделано при помощи инструмента, а не вручную.

На медной шине PE должно быть предусмотрены места для присоединения

Медная шина N предназначена для подсоединения нулевых рабочих проводников сети дома

В вводном-распределительном устройстве (ВРУ) шины PE и N соединяются между собой, но по определенным правилам.

Соединение шин PE и N в ВРУ дома

Напомню, что я рассматриваю, ВРУ дома при подключении питания по схеме TN, с глухозаземленной нейтралью.

Шины крепятся внутри ВРУ рядом друг с другом. По рекомендации в ГОСТ Р 51732-2001(ВРУ) нулевую рабочую шину (N) нужно располагать ниже шины PE,но, по-моему, мнению это не имеет принципиального значения. Принципиально здесь другое.

Важно! Шину PE нужно закреплять на корпус ВРУ при помощи болтовых соединений и с токопроводящим контактом. Шину N нужно закреплять на корпусе ВРУ через диэлектрические (не проводящие ток) изоляторы.

Шина PE и N должны быть соединены двумя перемычками по краям шин или одной перемычкой посередине. Сечение перемычек должно быть не меньше сечения защитных PE проводов. Соединение должно быть болтовым.

Шины PE и N должны быть помечены цветом или табличками с надписями PE и N.Провода, отходящие от шин должны иметь цвет согласно ГОСТ Р 50462: защитные PE провода в зелено-желтый цвет, нулевые рабочие провода N в голубой цвет.

Вводной автомат ВРУ

Кабель электропитания заводится на вводной автомат ВРУ. Номинал автомата выбирается согласно электропроекту. Вводной автомат защиты предназначен для защиты электропроводки дома от перегрузки и сверхвысоких токов короткого замыкания, а также преднамеренного отключения питания для технического обслуживания сети дома. Вместо вводного автомата возможна установка плавких предохранителей.

Разрядники (ограничители напряжения)

Разрядники устанавливаются после вводного автомата. Через них фазные провода соединяются с защитной шиной PE. При импульсных перегрузках разрядники срабатывают. Фазное напряжение попадает на шину PE и срабатывает защита ВРУ.

Блоки автоматов для электрогрупп дома

Эти автоматы защиты предназначены для распределения электропитания по группам электропроводки дома. Для каждой электрогруппы дома (кухня, ванная, комнаты, освещение и т. п) устанавливается отдельный автомат защиты.При необходимости устанавливаются Устройства защитного отключения(УЗО)

Распределительные автоматы должны устанавливаться таким образом, чтобы равномерно распределять нагрузку между фазами. Количество автоматов на каждую фазу должно расчитаваться с учетом коэффициента спроса. Коэффициент спроса определяет вероятность того, что все электросети будит максимально нагружены. (Читайте о коэффициенте спроса подробно).

Распределительные сети электрической энергии: характеристики, классификации и схемы

Распределительные сети электрической энергии — назначение

Системы распределения электрической энергии или распределительные сети предназначены для

1. Доставки электрической энергии напряжением от 6 кВ до 10 кВ, потребителю.
2. Распределение электрической энергии по подстанциям 380 В -35 кВ.
3. Сбор мощностей теплофикационных и гидравлических подстанций мощностями до сотни мегаватт.

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

1. Электрические сети напряжением от 6 до 150 кВ, иногда до 220 кВ.
2. Две или три уровня напряжения после трансформации: сети СН — среднего напряжение 110-150 кВ, которые питаются от сетей ВН (высокого напряжения) 330-750 кВ. Сети низкого напряжения (НН) от 6 до 35 кВ, которые питаются от сетей СН через трансформаторные подстанции СН\НН или напрямую. Через трансформацию ВН\НН.
3. Низшим уровнем напряжения распределительных сетей являются сети напряжением 220-660 В, получаемого при дополнительной трансформации 6-35 кВ\220-66- кВ.

Структура распределительной сети

Структура распределительной сети определяется назначением сети. Так сеть СН 110÷220 кВ, выполняются воздушными линиями электропередачи, включают электрические подстанции районного назначения и включают электростанции малой мощности. Сети низкого напряжения (НН) 380-35000В, выполняются кабельным и воздушным способами и предназначены для распределения и доставки электроэнергии отдельным предприятиям, городам, поселкам и более мелким населенным пунктам.

Конфигурация распределительных сетей

По конфигурации распределительные сети могут быть:

1. Разомкнутыми (радиальными и магистральными);
2. Замкнутыми.

По схеме мы видим, что радиальная схема больше по длине и на реализацию радиальной схемы требуется больше, проводников, коммутационного оборудования, опор, изоляторов и т.п. оборудования. Как следствие, радиальная схема РС дороже магистральной схемы. Но по той, же схеме, мы видим, что при выходе из строя любого промежуточного участка магистральной сети, обесточит следующие участки сети, что говорит о её меньшей надежности.

Примечание: На самом деле, на практике применяются комбинированные схемы распределительных сетей, называемые резервные распределительные сети.

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.

Распределительные сети низкого напряжения (НН)

Распределительные сети низкого напряжения (НН) напряжением 380-10000 Вольт, являются самыми массовыми. В пределах одного сетевого предприятия может насчитываться ни одна сотня трансформаторных подстанций и пунктов. Именно по этому, в таких сетях используются недорогие трансформаторы без автоматики регулирования напряжения.