Электротехника. Часть 1

Электротехника


Система электропитания


Большинство людей не представляют, как от электростанции электроток попадает в их дом и квартиру. А это необходимо знать как с точки зрения техники безопасности, так и по бытовым причинам. Квартиры на одной лестничной площадке многоэтажного дома чаще всего получают электропитание по разным проводам (стоякам), поэтому при прекращении подачи электроэнергии в одну квартиру свет часто не пропадает в другой. То же самое относится и к рядом расположенным частным домам при условии однофазной проводки в каждом.
Генераторы, производящие электрический ток, монтируют на электростанции. Вращение генераторов осуществляют вода, пар или другое. Генераторы выдают напряжение от 3000 до 24 000 В. Повышающие трансформаторы расположены рядом с электростанцией (рисА). Они поднимают напряжение, созданное генераторами, до 110 000—500 000 В. Это обеспечивает меньшие потери энергии в проводах при ее «транспортировке» по воздушным высоковольтным линиям (до нескольких сотен и даже тысяч км). Такое большое напряжение в месте использования тока понижают дважды. Первая группа трансформаторов понижает напряжение до 6000—20 000 В, вторая — до 400 В.








Без понятий «фаза» и «земля» не станет ясным, как соединены генераторы, трансформаторы, вводы в дом или квартиру. Многие в быту привыкли иметь дело с проводами, имеющими два проводника (люстры, лампы, телевизоры, утюги и т. д. обладают такими шнурами с вилками для включения в розетку).

Фаза L — это электроток, текущий по одному проводнику шнура. Совершив работу в радиоприемнике, лампочке и т. п., ток возвращается по второму проводнику шнура — «земле». Напряжение, которое заставляет работать большинство современных бытовых приборов, равно приблизительно 220 В. Трансформаторы помогли получить 400 В. Откуда же возникает 220 В?
Генераторы электростанции вырабатывают трехфазный ток. Он течет по трем толстым проводникам к повышающим трансформаторам. Ток сильно возросшего напряжения от этих трансформаторов по воздушным линиям (ВЛ) идет на дальние расстояния снова по трем проводникам. Четыре и даже пять проводников возникают лишь после последнего трансформатора. При этом три фазных провода дополняют «земля», по другому нулевой провод (ноль), и осветительный провод (служит в основном для освещения улиц, подъездов).
Пять проводов на столбах-опорах можно увидеть на улицах в сельской местности или на садовых участках (рис). При этом два провода от столба протянуты к каждому дому. Один из этих проводов — фаза с током, второй — «земля» (ноль) — в этом случае часто говорят — однофазное напряжение (проводка). Именно, и только при таком подключении, в домах получается всем знакомое напряжение в электропроводке 220 В. Подключение домов к фазным проводам ведется поочередно, равномерно распределяя нагрузку по всем трем фазным проводам. Квартиры в многоэтажных домах подключаются, чередуясь по общей площади и в шахматном порядке для равномерной распределенности общей нагрузки по ним. Квартиры с меньшей площадью чередуются с квартирами большей площади, плюс к этому чередуются по этажам.

Иногда дом, имеющий однофазное напряжение, дополнительно комплектуется мощным нагревателем, котлом, рассчитанным на 220 В, но существующий фазный провод, например L 2, уже максимально нагружен другими потребителями, и подключение нужного мощного оборудования к L 2 приведет к его перегоранию. Тогда кдо-му (квартире) подводят еще один фазный провод от другой, менее нагруженной линии L 1 или L 3. В этом случае подводка проводки в дом (квартиру) будет называться двухфазной проводкой с однофазным напряжением 220 В.
Бывают случаи, когда в доме нужно подключить мощные электроприборы, рассчитанные на трехфазное напряжение 380 В (электродвигатели, насосные установки, мощные электрокотлы и нагреватели, сауны и т. п.). Для подачи такого напряжения вдом, квартиру подводят четыре провода: три фазных провода и «земля» (ноль).

От трехфазного напряжения в 380 В, проведенного в дом (квартиру), всегда можно описанным выше способом отвести однофазное напряжение 220 В для бытовых нужд.
Вольтметр – это прибор для определения величины напряжения. Если его зажимы приложить к двум фазным проводам, то стрелка укажет напряжение в интервале 370—390—400 В. Условно между фазами считают, что напряжение равно 380 В. Разница между 380 В и 400 В уходит на различные потери.
Фазные провода на столбах, как правило, располагают выше остальных с точки зрения техники безопасности. Провод «земли» (ноль) крепят к изолятору ниже. Осветительный (фонарный) провод устанавливают на столбе или первым, или вторым (чаще) снизу. Осветительный прибор соединяется на столбе с нулевым и фонарным проводами у изоляторов.
Осветительный провод является фазным и с известным количеством электролампочек, а значит, с известной нагрузкой на него. Другие фазные провода не имеют известной нагрузки, поэтому-то их и чередуют при подключении.
Техника безопасности запрещает даже кратковременный контакт человека с любыми фазными и нулевым проводами или через какую-либо вещь, которая может проводить электричество.
Активная электрическая нагрузка характеризует энергию, расходуемую в цепи, и выражается в ваттах (Вт). Величину активной электрической нагрузки (потребляемой мощности) можно и нужно найти на каждом электроприборе (общее название — электроприемники). Мощность бытовых лампочек всем известна, она написана на колбе (25, 40, 60, 75, 100, 150, 200 Ватт), мощность обогревателя, варочной плиты указывается в паспорте к ним (1,5; 2,5; 4; 6 киловатт (кВт).
Ввод кабеля в дом осуществляют обычно через трубу из не проводящего ток материала (асбоцемент, пластмасса и т. п.). Отверстие для трубы в стене или фундаменте оставляют при строительстве дома или пробивают. Щели между трубой и отверстием, а также трубой и кабелем герметизируют набивкой, монтажной пеной, цементом против проникновения влаги. Ввод кабеля в многоэтажный дом, как правило, устроен под землей.
В каждом многоэтажном доме есть электрощитовая комната или просто электрощит из металла, откуда и происходит дальнейшая разводка электрических линий к отдельным квартирам. Если свет пропадает не во всех квартирах подъезда, а в шахмат – но-чередующемся порядке, значит, сработал автомат защиты от перегрузки именно в электрощите дома. Поэтому при вызове аварийной бригады электриков первое, о чем спрашивает диспетчер — есть ли свет у соседей по площадке и по этажам. Надписи и рисунки на двери в электрощитовую предупреждают о смертельной опасности, заходить туда могут только электромонтеры. Металлические шкафы закрывают только одну из стен помещения, чтобы электромонтер нечаянно не уперся спиной в аппаратуру возможно открытого за ним шкафа.
Кабель ввода входит в металлический шкаф с тыльной стороны. Далее три фазных провода и ноль размыкаются рубильником для полного включения/выключения всего дома от электропитания. Внутренний кабель от рубильника ведут к счетчику трехфазного тока и от него к автоматическим выключателям на каждый фазный провод, провод «земли» стояка (ноль) проложен помимо автоматического выключателя. Щитовые могут дополнительно содержать трансформаторы и даже стабилизаторы тока. Стояк электропроводки в подъезде пронизывает все этажи дома в районе лестничных площадок.
Щиток электроаппаратов есть на стене лестничной площадки каждого этажа подъезда. Дверки щитка закрывают доступ к проводке стояка. Раньше квартиры домов получали от щита два провода: фазу и «землю» (ноль N ). В современных домах

добавился еще один провод «заземление» (защитный ноль, РЕ), он крепится на металлический корпус самого электрощита на каждой площадке, что обеспечивает лучшую безопасность при эксплуатации электроприборов.
Электрощит на каждой лестничной площадке должен быть и должен иметь как минимум автоматы защиты от перегрузки на каждую квартиру, это при условии, что квартирный счетчик, квартирные автоматы защиты и другое оборудование находится в каждой квартире индивидуально. Как максимум в электрощите на каждой лестничной площадке могут находиться все аппараты для каждой квартиры на площадке в отдельности.
Однофазные автоматические выключатели смонтированы на арматуре щита и стоят на фазных линиях. Проводка линий в квартиру начинается со щита на стене лестничной площадки. Электрики, обслуживающие дом, обязаны, не входя в квартиру, обеспечить подачу к ней электроэнергии.

Технические условия


Технические условия на подключение являются одним из главных документов для начала рабочего проектирования системы электропитания в целом и питающей сети, выдаваемых органами государственного надзора в ответ на обращение к ним. Кстати, это относится и к газоснабжению, водоснабжению, теплоснабжению и даже к системам телекоммуникации и связи. Для того чтобы подготовить обращение к органам, необходимо выбрать схему питающей сети и определить установленную и расчетную нагрузку на вводах в здание. Возможность подключения дополнительного мощного’ оборудования или еще одного дома к существующей линии могут подтвердить или сказать, что это технически невозможно без оборудования дополнительной трансформаторной будки (понижающий трансформатор на 0,4 кВ) или без проводки дополнительной линии от другого, менее загруженного трансформатора. Два последних варианта решения технического условия могут чрезвычайно дорого стоить для одного и даже для десяти физических лиц.
Все электроприемники здания разбиваются на категории по степени надежности электроснабжения. Надежность электроснабжения электроприемников определяется качеством электроснабжения. Наиболее употребительные параметры, характеризующие качество электроснабжения, — это допустимый процент отклонения напряжения в питающей сети от номинального и оценка возможности прерывания электропитания. Действующими нормативами выделяются три категории электроприемников. К первой категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, нарушение функционирования особо важных элементов хозяйственной деятельности, элементов городского хозяйства, предприятия, здания. Ко второй категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может приводить к нарушению нормальной деятельности значительного количества жителей. К третьей категории относятся все остальные электроприемники. Жилые и общественные здания (за исключением некоторых из них, например, музеев и выставок федерального значения) относят к электроприемникам второй категории.
В частных жилых зданиях среднего и высшего класса отнесение электроустановок ко второй или третьей категориям часто делается по желанию заказчика. Например, в табл. ко второй категории отнесена сауна, которую в принципе можно было бы отнести и к третьей категории. Решение об отнесении подобных электроустановок ко второй категории часто принимается на основе субъективных предпочтений заказчика.

Таблица Пример типичного разбиения электроприемников здания по 1и II категориям
 








Электроприемники с электроснабжением по 1 категории
Электроприемники с электроснабжением по II категории
Оборудование компьютерной сети
и центральной диспетчерской
Мини – АТС
Серверное и контроллерное оборудование
Насосы и установки спринклерного
пожаротушения и пожарных гидрантов
Системы пожарной сигнализации
Комплекс средств охранной сигнализации
и телевизионного наблюдения
Системы оповещения и эвакуации при пожаре
Эвакуационное и аварийное освещение
Электродвигатели насосов и вентиляторов , не относящихся к 1 категории Электрооборудование общественной зоны – зал , холлы , вестибюли и т . п . Оздоровительно – физкультурные помещения Рабочее электроосвещение Электробытовые приборы Сауна

После разбиения всех электроприемников на категории по электроснабжению следует в соответствии с этим разбиением выбрать схему питающей сети. Для зданий высшего и среднего класса этот выбор осуществляется на основе следующих соображений.
Электроприемники первой категории обеспечиваются электроэнергией от двух независимых источников. Этими источниками могут быть распределительные пункты двух независимых подстанций или распределительный пункт и автономный источник питания (источник бесперебойного питания, газовый, дизельный или бензиновый электрогенератор и др.). При этом должен быть проведен анализ надежности электроснабжения по допустимому времени восстановления питания и допустимому отклонению напряжения питания от номинального. Если время восстановления при выбранных независимых источниках питания недостаточно, принимаются меры по их дополнительному питанию от источников бесперебойного питания на время восстановления. Если отклонение напряжения от номинального слишком велико или мало, принимаются меры по стабилизации напряжения.
Электроприемники второй категории также обычно обеспечиваются электроэнергией от двух независимых источников. Для приемников второй категории требования к надежности электроснабжения по допустимому времени восстановления питания и допустимому отклонению напряжения питания от номинального не столь существенны, как для электроприемников первой категории. Поэтому для них меры по дополнительному питанию от источников бесперебойного питания на время восстановления и меры по стабилизации напряжения не проводятся.
Электроприемников третьей категории в зданиях среднего и высшего класса может и не быть, если мощности каждого из питающих источников достаточно для питания всех электроприемников здания. Однако часто ситуация такова, что мощности одного или обоих источников недостаточно, для того чтобы снабжать все электроприемники по первой и второй категориям, или электропитание всех электроприемников по второй категории получается слишком дорогостоящим. Тогда часть электроприемников относят к третьей категории. Электроприемники при этом могут питаться от различных источников, в зависимости от их мощности.
После выбора схемы питающей сети можно перейти к определению установленной (заявленной) и расчетной мощностей. С одной стороны, определение этих мощностей

Страницы

Страница 1

Страница 2

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
renewablenergy-world.com
Яндекс.Метрика