Кольцевая схема электроснабжения

Необходимо было переоборудовать одну из квартир в нашем доме под офис ТСЖ. По рекомендациям было принято решение обратиться в Энерджи.

Я-мама трех дочек. С переездом в новую квартиру в Москве столкнулись с проблемой, как разместить троих детей в одной комнате и при этом.

Моя детская мечта, обзавестись своим большим домом, и вот этот момент наступил! Мы с мужем начали думать над проектом, как все будет, что.

С женой решили переехать и заняться строительством нового дома. Понадобилась помощь в проектировании инженерных систем. Долго искали.

Заказывала дизайн-проект проект, для квартиры с инженерными проектами в комплекте. Сама не хотела ничего подобного делать и вообще в этом.

Давно с мужем мечтали о загородном доме. Купили участок с домом, но дизайн интерьера в нем нам совсем не нравился, мы решили сделать ремонт.

После приобретения квартиры столкнулись с необходимостью ремонта. По совету знакомых мы обратились в ENERGY-SYSTEM. В минимально сжатые.

Срочно понадобился проект перепланировки загородного дома. Перебрала кучу компаний, но везде дорого, либо не успевают сделать в назначенный.

Родители на свадьбу подарили нам трехкомнатную квартиру. Но сама квартира была в таком ужасном состоянии, что я даже не знала с чего начать.

Решила открыть частную стоматологию, о которой мечтала с детства. Взяла в аренду помещение, нужен был дизайн-проект, обратилась в Энерджи.

Принципиальная кольцевая схема

Существует несколько способов организации электроснабжения потребителей. Выбор того или иного способа зависит от типа высоковольтной сети.

Рассмотрим основные типы принципиальных схем.

Электроустановки, подключенные к такой схеме электроснабжения, связывают один или несколько распределительных пункта в общую кольцевую схему электроснабжения, магистраль. Кольцевое соединение происходит таким образом, что высоковольтные шины электроустановок проводят полный ток этой магистрали.

В подстанции, работающей по принципиальной магистральная схема электроснабжения, распределительное устройство высокого напряжения состоит из трех ячеек, образующих целостный агрегат, а именно:

Кольцевая схема проекта электроснабжения предполагает обеспечение потребителя электроэнергией от двух источников питания. Таким образом, увеличивается надежность энергоснабжения системы. Электроустановки с принципиальной кольцевой схемой питания применяются в городских электросетях, главным образом в высоковольтных подземных кабельных каналах общего пользования.

Источник

Замкнутая кольцевая проводка и ее использование

История возникновения кольцевой проводки

Переживающая последствия Второй мировой войны, Британия вступила в программу массовой перестройки жилья, ибо в результате войны многие дома были попросту разрушены.

Острая нехватка меди вынуждала экономить материал, и инженерам необходимо было придумать такую схему проводки, которая позволила бы использовать имеющуюся в распоряжении медь наиболее оптимальным экономичным образом. При том необходимо было получить проводку для нормальной работы с 13-амперными розетками, оснащенными предохранителями.

Розетки и вилки с предохранителем стандарта BS1363 с прямоугольными контактами были тогда популярным унифицированным решением, под них и разрабатывалась схема проводки в период с 1942 по 1947 годы.

Так и была разработана кольцевая проводка, допускающая подключение пары электрических обогревателей мощностью по 3 кВт каждый, в любом из двух мест в доме, и позволяющая питать маломощные устройства, причем расход меди получался минимальным.

Кольцевая электропроводка стала наиболее распространенным решением в Великобритании, к тому же ее легко можно было переделать в 20-амперную радиальную, просто разбив кольца напополам, и питать половины через отдельные автоматы. Кроме того прибегнуть к радиальной схеме можно было в случае, если одна из ветвей кольца повредится, а на ремонт нужно время. Замена проводки, опять же, получалась очень простой.

Что же представляет собой кольцевая проводка

Разработанная и используемая в Великобритании кольцевая проводка предполагает применение независимых парных проводников для нейтрали, фазы и заземления у каждой розетки. Такой подход допускает использование вдвое более тонкого проводника по сравнению с обычной радиальной проводкой для тока аналогичной величины.

В идеальном случае кольцо работает как две параллельные радиальные токонесущие ветви провода, включенные навстречу, причем в реальности точка разделения ветвей меняется в зависимости от того, в каких точках кольца подключены в данный момент потребители.

Когда нагрузка распределена равномерно по кольцу, то и тока на каждую сторону придется по половине от общего. Следовательно сечение проводника можно использовать вдвое меньшее. Но на самом деле нагрузка отнюдь не везде и не всегда получается распределена симметрично, поэтому на деле провод берут толще расчетного.

Как выполняется монтаж кольцевой проводки

Начало кольца — от распределительного щита квартиры. Провод подводится поочередно к каждой розетке, после чего возвращается обратно в щит. Для трехфазной системы одно кольцо питается через один однополюсный автоматический выключатель в щите. Обычно для кольцевой проводки на 13 ампер принимают сечение 2,5 кв.мм (для британского стандарта), а автомат ставят на 32 ампера.

Если проводка выходит длинной, или теплоизоляция снижает характеристики кабеля, то для снижения падений напряжений и потерь применяют провод сечением 4 кв.мм в ПВХ изоляции. Или если кабель в минеральной изоляции и в медной оболочке, то берут сечение жилы равным 1,5 кв.мм для тех же 13 ампер, поскольку такой кабель легче выдерживает нагрев, однако проводку тогда необходимо рассчитывать с высокой аккуратностью, с учетом падений напряжений на протяженных участках.

Согласно европейским правилам для кольцевой проводки, сечение кабеля принимается исходя из тока не меньшего чем 2/3 от номинала срабатывания защитного устройства. Таким путем вероятность возникновения продолжительной перегрузки для жилы сводится к минимуму. Практически зачастую автомат оказывается несколько дальше по номиналу от предлагаемого соотношения.

По правилам BS 7671 разрешается устанавливать любое количество стандартных розеток на кольцевую схему если площадь помещения не более 100 квадратов, однако практически в не очень больших домах делают одно кольцо проводки на один этаж. Если дом большой — колец делают несколько, в конце концов это решает сам проектировщик исходя из собственного опыта. Часто отдельное кольцо делают для кухни или для того места в жилище, где установлены мощные потребители.

Если ответвление от кольца делается кабелем такой же толщины что и кабель кольца, то предохранители можно не ставить, а сразу подключить одиночную или двойную розетку. Ответвления подключаются к кольцу с использованием распределительных коробок. Если розетка тройная или еще более сложная, то ей необходим предохранитель (обычно он уже встроенный).

Отводов не должно быть больше чем розеток. Считается что делать дополнительные отводы — плохая практика. Если на отводе необходимо несколько розеток для маломощных потребителей, то тут же применяют распределительное устройство оснащенное своим предохранителем или даже с выключателем (для нескольких стационарных агрегатов).

Когда в здании предполагается установка устройства мощностью более 3 кВт, такого как мощный бойлер или обогреватель, то есть прибора, который будет работать длительно и потреблять при этом большую мощность, то такой прибор не рекомендуется присоединять непосредственно к кольцу. Лучше проложить ему отдельную ветвь.

Недостатки кольцевой проводки

Некоторые недостатки кольцевой проводки делают ее не особо популярной за пределами Великобритании. Главный из недостатков — неочевидность аварийного режима.

Если кольцо (фазы, нейтрали или заземления) оказалась по какой-то причине разорвано, а нагрузка при этом продолжает питаться, то человек не замечает неисправности, а кабель испытывает перегрузку — может быть ток уже выше номинала и кабель быстро разрушается. В худшем случае — возникает опасность пожара.

Проверка кольцевой проводки требует в 5 раз больше работы нежели тестирование традиционных радиальных схем, да и не каждый электрик сумеет протестировать кольцевую схему.

Стандарт BS 7671 предписывает правило, что ни один из участков кольца не должен испытывать перегрузку по току (не должен ни по одному куску кабеля течь ток выше номинала), а это трудновыполнимое требование, и его зачастую игнорируют. Например, стиральная и посудомоечная машины не установлены вблизи к центру кольца, и все, требование уже нарушено.

Кольцевая проводка — источник нежелательного магнитного поля. В традиционной схеме ток течет по двум проводам, лежащим рядом, и магнитные поля от двух проводов друг друга нейтрализуют, не образуется большого витка с током, не образуется катушки индуктивности — источника магнитного поля.

Но кольцевая схема, в случае неравенства токов с двух сторон кольца в фазном и нейтральном проводе, создаст переменное магнитное поле внутри кольца, а это электромагнитные помехи, которые станут мешать другим устройствам, в частности звуковым, приведут к нештатным срабатываниям сигнализации, к наведению ЭДС на заземленных проводниках, помешают работе медицинских жизненно-важных приборов и т. д.

Наконец, как обеспечить кольцевой проводке адекватную защиту от перегрузок, особенно при неявном повреждении? Необходимы дополнительные предохранители, и лучше — в каждую розетку или вилку.

Безусловно, индивидуальные предохранители — это отличное решение, поскольку вышедшее из строя устройство сразу себя обозначит, а другие устройства продолжат работать.

Но в итоге камней преткновения получается очень много, особенно для тех стран, где не принято использовать вилки с индивидуальными предохранителями как в Великобритании. Так стоит ли овчинка выделки?

Источник

Кольцевая схема подключения жилых домов

В этой теме хотелось бы обсудить кольцевую схему подключения жилых домов. Лично у меня не большой опыт проектирования жилых многоквартирных домов, поэтому с большим удовольствием почитаю ваши комментарии по подключению питающих кабелей.

Сейчас у меня в работе реконструкция нескольких 3-х и 4-х этажных жилых многоквартирных домов. На данный момент для электроснабжения данных домов используется кольцевая схема. При реконструкции мне необходимо выполнить замену вводных устройств, если их можно так назвать =) Никаких существующих схем нет.

У меня возник вопрос: как правильного организовать кольцевую схему? Поиски в интернете не принесли должного результата.

Для начала нужно разобраться, что такое кольцевая схема электроснабжения.

Кольцевая схема электроснабжения – схема подключения электроприемников, при которой электроснабжение любого объекта возможно по двум кабельным линиям, которые образуют «кольцо».

Пример кольцевой схемы представлен ниже:

Кольцевая схема электроснабжения

Крайние электроприемники подключатся от источника питания, а между остальными – делаются так называемые «перемычки».

Для реализации кольцевой схемы я предусмотрел по два перекидных рубильника в ВРУ каждого жилого дома.

Кольцевая схема электроснабжения — рабочий режим

В нормальном режиме нагрузка равномерно распределяется между двумя вводами.

Чтобы понять, почему нужно именно 2 рубильника, предлагаю рассмотреть несколько аварийных ситуаций:

1 Выход из строя одной из питающих кабельных линий.

Кольцевая схема электроснабжения — авария КЛ

В данном случае электроснабжение всех домов осуществляется от одной КЛ. Обслуживающий персонал устанавливает рубильники в нужное положение.

2 Выход из строя «перемычки»:

Кольцевая схема электроснабжения — авария перемычки

Обслуживающий персонал должен изолировать из схемы электроснабжения аварийный участок (например, в линии произошло короткое замыкание). Часть домов питается от одной КЛ, а часть – от второй.

Кстати, вместо двух перекидных рубильников можно применить 3 обычных рубильника.

Источник

Стратегия повышения энергоэффективности в муниципальных образованиях

—IV. Повышение эффективности систем энергоснабжения
——4.3. Электрические сети

4.3.1. Кольцевание сетей

В 50-60-х годах XX в. в ряде городов СССР и за рубежом проводились эксперименты по узлованию трансформаторных подстанций. Кольцевание узловых схем производилось по высокой и низкой стороне трансформаторов с градацией по уровням напряжения. Эти схемы нашли свое применение в основном на промышленных предприятиях и в населенных пунктах градообразующих предприятий. В ряде городов с населением до 500 тыс. человек эти схемы существуют и поныне. Особенно эффективно этими схемами организации электрических сетей пользуются страны Европы и США. В нашей стране прижились схемы радиально-лучевой организации, что было связано с быстрым ростом городов. В период реформ 1980-90-х годов большинство предприятий АО-энерго отказались от кольцевания узловых схем (они не рассматривались как доходные системы) и были выполнены переключения на радиальные схемы, т.к. в период экспериментов узловые схемы имели проблемные моменты:

Следует добавить, что в те времена не было совершенных рыночных инструментов управления потоками электроэнергии и перераспределения мощности. Сейчас они уже есть, и формируются новые инструменты. Технический прогресс, технологии позволяют сейчас применять современные электротехнические устройства для обеспечения селективности защит и автоматизации трансформаторных подстанций, а также вести совершенный качественный и количественный учет электроэнергии и мощности.

Для развития коммунальной энергетики городов предлагается внедрять кольцевые узловые схемы электросетей. Вероятно, в большинстве случаев вопрос встанет об их восстановлении или в изменении схемы подключения кабельных линий трансформаторных подстанций, т.к. практически все подстанции при грамотном проектировании и монтаже должны иметь кабели связи и резервного питания, как собственного питания, так и на потребителя. По сути, необходимо пересмотреть конфигурацию схем присоединения кабелей и организации сетей, долгое время неиспользуемых или используемых с низкой эффективностью и с высокими потерями. Как известно, все элементы энергосистемы должны находиться в рабочем состоянии, для чего их содержат под малой нагрузкой или на «холостом ходу», что является нерациональным использованием ресурсов (не только электроэнергии, сюда относятся и эксплуатационные расходы):

Для того, чтобы построить концепцию системных решений, приведем два примера.

Данный пример показывает, насколько неэффективно используются установленные трансформаторные мощности, как нерационально используется электроэнергия и какие потери электрической мощности следуют из схемы организации электросетей.

Пример 2. Рассмотрим типичную ситуацию для города, имеющего развитый жилищно-коммунальный сектор и промышленность. Как известно, трансформаторные подстанции промышленных предприятий загружены максимально в рабочие дневные часы и имеют утренний максимум, а ночью они работают с низкой загрузкой. Если рассмотреть загрузку трансформаторных подстанций, обслуживающих жилищный сектор, то отметим вечерний максимум, а днем они работают с низкой загрузкой, и также ночью. Причем отметим, что пик потребления электроэнергии приходится на те часы, когда снижается потребление жилищного сектора и растет потребление промышленного сектора, и наоборот: снижается потребление промышленного сектора и растет потребление жилищного сектора, помимо сезонных максимумов.

Данный пример показывает, насколько неэффективно сбалансирована энергосистема, неэффективны схемы переключения и уровни автоматизации, низкое качество обслуживания. Последствия такого дисбаланса: пики в потреблении электроэнергии и использовании мощности, веерное отключение трансформаторов в лучевых схемах организации электросетей, аварии.

В приведенных примерах отражены недостатки, которые могут быть устранимы, если организовать кольцевание узловых схем присоединения трансформаторных подстанций разных групп потребителей.

Результаты экспериментов по созданию замкнутой сети:

Построенные в городах электросети могут быть без значительных затрат средств и материалов переведены на схемы замкнутой сети. Затраты по сети высокого и низкого напряжения составили менее 10% средств, которых потребовалось бы на реконструкцию электросети при работе по радиальной схеме для доведения пропускной способности до величины, достигнутой в замкнутой сети. Сокращаются расходы на эксплуатацию трансформаторных пунктов, удешевляется и упрощается дальнейшее развитие электросети.

Экономия электроэнергии от потерь на группу ТП, подключенных в замкнутую сеть, позволила окупить затраты на ее осуществление за 10 месяцев.

Снизились удельные эксплуатационные расходы. Снизился износ оборудования: из-за равномерности загрузки и уровня нагрузок. Энергосистема получила разгрузку, вырос коэффициент мощности, выровнялся график нагрузки и потребления в групповом исполнении, исчезли пики. Следует отметить, что в этой системе электросети произошла саморегуляция и, соответственно, снизилась потребность в компенсации реактивной мощности и увеличилась пропускная способность кабелей. Высвобожденные трансформаторные мощности позволили принять новые нагрузки (до 35%) и произвести включение в сеть новых трансформаторных пунктов.

Наряду с явными преимуществами использования схем кольцевого узлования в коммунальной энергетике, осуществление их сопряжено с непроработанностью некоторых вопросов:

Для чтения документа выберите интересующий Вас раздел.

Энергосберегающие технологии и методы перейти в раздел

Источник

Трансформаторные подстанции высочайшего качества

с нами приходит энергия

develop@websor.ru

Распределение электроэнергии

Рис. 1. Структурная схема электроснабжения города

ЭС — государственная районная электростанция (ГРЭС), Т1 — повышающий трансформатор при ГРЭС, Т2 — понижающий трансформатор центра питания, ТЗ — понижающий трансформатор в ТП, ВЛ — воздушная линия напряжением 35 — 750 кВ, РУ — распределительное устройство 6-10 кВ понижающей подстанции (центра питания), ПКЛ — питающая кабельная линия, РП — распределительный пункт, РКЛ — распределительная кабельная линия, КЛ — кабельная линия напряжением 0,4 кВ, ВРУ — вводно-распределительное устройство в жилом доме, ГПП — главная понижающая подстанция завода, ЩУ — щитовое устройство напряжением 0,4 кВ в цехе завода

Категории электроприемников по степени надежности электроснабжения

Схемы построения питающих и распределительных сетей различны по степени обеспечения надежности электроснабжения электроприемников. В соответствии с Правилами устройства электроустановок электроприемники по степени надежности электроснабжения делятся на три категории.

Электроприемники первой категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения.

Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.

Электроприемники второй категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Электроприемники третьей категории — все остальные электроприемники, не подпадающие под определения первой и второй категорий.

Принципиальные схемы электроснабжения города

Наиболее дешевой и простой схемой электроснабжения электроприемников третьей категории является радиальная тупиковая (рис. 2), однако она ненадежна, так как при повреждении любого элемента системы электроснабжения (линии, оборудования) электроприемники будут оставаться без электроэнергии при ремонте или замене этого элемента. Эту схему электроснабжения городских электроприемников применять не рекомендуется. Для электроприемников второй и третьей категории может быть использована кольцевая схема электроснабжения. показанная на рис. 3. При повреждении люоои из распределительных линий электроснабжение электроприемников восстанавливают ручным отключением поврежденной линии и включением резервной. В кольцевой схеме электроснабжения имеются места деления (разрывы) сети, в которых постоянно отключены разъединители или выключатели. Их включают при необходимости тго-дачи электроэнергии от резервной линии в случае повреждения основной линии или отключения ее для производства на ней работ. Перерыв в электроснабжении при этой схеме допускается на время, необходимое для отключения поврежденного участка и производства переключений (примерно 2 ч).
Более надежными являются схемы электроснабжения электроприемников, в которых предусматривается параллельная работа питающих линий или автоматическое включение резервного питания (АВР). На рис. 4, а, б показаны схемы электроснабжения распределительных пунктов с двумя параллельно работающими питающими линиями и направленной максимальной токовой защитой. Поврежденная линия отключается с двух сторон выключателями, а питание электроприемников продолжатся бесперебойно по другой питающей линии. Такую схему применяют для электроснабжения электро приемников второй категории, так как при выходе из строя питающего центра электроснабжение будет нарушено.
Для потребителей первой категории используют схемы, в которых электроприемники получают электроэнергию от двух различных центров питания. На рис. 5, а, б показаны схемы электроснабжения электроприемников от двух центров питания с одним или двумя РП и с применением АВР. При повреждении одной из питающих линий она от действия защиты и автоматики отключается с двух сторон выключателями, после чего включается выключатель резерва и восстанавливается питание электроприемников.
Схемы, показанные на рис. 4 и 5, применяют для электроснабжения электроприемников второй категории, если капитальные затраты для их осуществления не увеличиваются более чем на 5 % по сравнению с затратами для осуществления схем ручного ввода резерва. Нагрузка каждой питающей линии в этих схемах должна быть в таких пределах, чтобы при выходе из строя одной из них другая линия могла принять на себя с учетом кратковременной перегрузки нагрузку поврежденной. Эти нагрузки определяются расчетом и составляют примерно 65 % длительно допустимых.
При построении схем распределительных сетей для электроснабжения электроприемников первой и второй категорий применяют схемы трансформаторной подстанции с АВР на стороне напряжения 6-10 кВ и двухлучевые схемы с АВР на стороне напряжения до 1000 В.
Схемы электроснабжения трансформаторной подстанции с АВР на стороне напряжения 6 — 10 кВ показаны на рис. 6, а, б. Если повреждается линия, отходящая от РП2, то от действия защиты и автоматики она отключается с двух сторон выключателями, после чего автоматически включается выключатель АВР. Такую схему чаще всего используют для электроснабжения промышленных предприятий.
Двухлучевая схема (рис. 7) предусматривает питание одной ТП двумя линиями. Каждая из них питает свой трансформатор (лучи А и Б), на котором со стороны напряжения до 1000 В установлены контакторы, автоматически переключающие нагрузку с одного трансформатора на другой при исчезновении напряжения на каком-либо из них.

Pис. 2. Тупиковая схема электроснабжения

Рис. 3. Кольцевая схема электроснабжения. Стрелкой обозначено место деления (разрыва) сети

Рис. 4. Схема питающей сети с направленной максимальной токовой защитой: а — одного РП, 6 — двух РП с линией связи между распределительными пунктами. Стрелками обозначено наличие направленной защиты

Рис. 5. Схемы питающей сети с автоматическим включением резервного питания: а — с секционным АВР, б — с АВР на линии связи

Рис. 6. Схемы электроснабжения трансформаторной подстанции с АВР на стороне напряжения 6-10 кВ: а — на выключателе линии, б — на секционном выключателе

Рис. 7. Двухлучевая схема распределительной сети

Рис. 8. Схема автоматизированной распределительной сети

Двухлучевая схема широко применяется для электроснабжения жилых кварталов сплошной застройки крупных городах и используется также в сочетании со схемой АВР в автоматизированной распределительной сети (рис. 8).
Схемы сетей напряжением до 1000 В выполняют тупиковыми, петлевыми (кольцевыми) или замкнутыми. Наиболее распространены петлевые схемы. В этом случае к вводному устройству подходят две линии, каждая из которых обеспечивает снабжение электроэнергией электроприемников при повреждении одной из них.
Для электроприемников первой категории выполняют автоматику АВР на вводно-распределительных устройствах или в распределительных сетях, отходящих от вводно-распределительных устройств, и в этом случае электроснабжение осуществляется несколькими (не менее двух) линиями напряжением до 1 кВ от различных трансформаторов.
В замкнутых кабельных сетях все кабельные линии напряжением до 1000 В включены параллельно (замкнуты), а в трансформаторных подстанциях на силовых трансформаторах со стороны напряжения до 1000 В установлены автоматы обратной мощности, отключающие трансформаторы от сети при повреждении распределительных кабелей напряжением выше 1000 В, или специальные предохранители, обеспечивающие селективное отключение поврежденного участка. Замкнутые сети напряжением до 1000 В предусматривают питание от нескольких трансформаторных подстанций, получающих электроэнергию от различных источников электроснабжения, и наличие разветвленной кабельной сети с кабелями достаточного сечения.

Эти сети обеспечивают надежное электроснабжение потребителей, поскольку при отключении участка сети 6-10 кВ напряжение у потребителей сохраняется, но из-за сложности защиты от коротких замыканий в нашей стране применяются редко.
В настоящее время автоматизированные схемы электроснабжения широко используют в городских электросетях, что приводит их к полной автоматизации. В этом случае любое повреждение в сети 6-10 кВ и самих трансформаторов не приводит к прекращению электроснабжения потребителей и может оставаться длительное время незамеченным для персонала электросети. Поэтому в городских электросетях применяют устройства телемеханики, подающие сигнал на соответствующий диспетчерский пункт об изменении положения в РП указателей сигнализации замыканий на землю, положения выключателей и позволяющие производить измерения нагрузки и напряжения контролируемых объектов, а также телеуправление выключателями. Такие устройства устанавливают в ЦП, РП и ТП. При использовании установки телемеханики улучшаются технико-экономические показатели электросети, поскольку можно отказаться от постоянного дежурного персонала на телемеханизированных объектах, сократить время ликвидации повреждений и т. п.

Источник