Глава пятая
СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
- Основные принципы проектирования внутренних и внешних электрических сетей
Проектирование электроснабжения жилых и общественных зданий соответствует стадиям архитектурно-планировочной части проекта и проекта застройки как города в целом, так и детальных проектов застройки конкретной территории района и микрорайона. Стадийность проектирования, состав и содержание проекта, а также порядок согласования и утверждения проектов и смет установлены «Строительными нормами и правилами» [17, 18], обязательными для всех организаций.
Ниже излагаются основные положения по проектированию городских электрических сетей, которые должны учитываться и при разработке проектов внутреннего электроснабжения зданий.
В Генеральном плане города и поселка должны рассматриваться основные вопросы перспективного развития его системы электроснабжения, включая баланс электрических нагрузок всех потребителей и источники их покрытия. Построение системы электроснабжения должно быть таким, чтобы в нормальном режиме все элементы системы находились под нагрузкой с максимально возможным использованием их пропускной способности. Резервные линии и трансформаторы могут применяться как исключение при наличии технико-экономических обоснований. При реконструкции действующих сетей необходимо максимально использовать существующие сетевые сооружения.
В схеме (проекте, рабочем проекте) городских электрических сетей рассматриваются: существующая система электроснабжения; активные и реактивные нагрузки по центрам питания и источники их покрытия; выбор схемы, конфигурации и параметров сетей 6, 10, 20 кВ, а также в необходимых случаях и 0,38 кВ (в сокращенном объеме); регулирование напряжения; компенсация реактивных нагрузок; токи КЗ; релейная защита; диспетчеризация; вопросы учета электроэнергии; техникоэкономические показатели и некоторые другие вопросы, указанные в [18].
Перечисленные выше вопросы имеют важное значение для внедрения мер по экономии электроэнергии уже в процессе строительства, на эти вопросы следует обращать особое внимание при согласовании и утверждении технической документации. Конечно, это не исключает мероприятий по снижению расхода электроэнергии в процессе эксплуатации электроустановок.
При построении схем распределения электроэнергии в зданиях учитывается ряд факторов, основными из которых являются: напряжение сети; уровни электрических нагрузок; требования к надежности электроснабжения; экономичность; простота и удобство обслуживания; конструктивные и планировочные особенности здания; максимально возможная индустриализация электромонтажных работ.
Напряжение сети в зданиях.
Как правило, напряжение электрической сети принимается 380/220 В при глухом заземлении нейтрали трансформаторов на питающей подстанции. Как показывают многочисленные расчеты, это напряжение при современном уровне электрификации быта является наиболее экономичным для жилых и общественных зданий.
В некоторых городах, где еще сохранились сети 220/127 В, осуществляется интенсивный перевод их на 380/220 В, что обеспечивает резкое повышение пропускной способности сетей и экономию цветного металла.
В некоторых очень крупных зданиях с встроенными магазинами, зрелищными и другими предприятиями могут применяться вводы высокого напряжения непосредственно в здания с установкой силовых трансформаторов на этажах. Расчеты показывают, что встроенные подстанции (чаще всего комплектные) вполне экономически оправданы в таких сооружениях, как концертные залы, клубы, театры, крупные магазины, гостиницы, рестораны, вычислительные центры, автоматические телефонные станции, административные здания, проектные и исследовательские институты, т. е. практически во всех случаях, когда нагрузки здания полностью загружают подстанцию и когда это разрешено ПУЭ и нормами. Конечно, при этом должны строго соблюдаться требования ПУЭ и норм.
Надежность электроснабжения.
Требования к надежности электроснабжения регламентированы ПУЭ и строительными нормами [18]. Согласно этим документам все электроприемники городских электросетей, в том числе электроприемники зданий, делятся на три категории.
При этом имеется в виду, что городские потребители не имеют в своем составе электроприемников, которые согласно ПУЭ отнесены к особой группе электроприемников первой категории. Установлено также, что электроснабжение электроприемников уникальных зданий и сооружений (крупнейшие театры, цирки, концертные залы, дворцы спорта и др.), а также центральных правительственных учреждений и других особо важных объектов допускается решать по местным условиям. К первой категории относятся электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей и нарушение функционирования особо важных элементов городского хозяйства. К ним относятся следующие:
а) электроприемники лечебно-профилактических учреждений, от бесперебойности работы которых непосредственно зависит жизнь больного (операционных, родильных отделений, отделений анестезиологии и реанимации, кабинетов лапароскопии и бронхоскопии);
б) электродвигатели и другие электроприемники противопожарных устройств в больницах и диспансерах для взрослых или в отдельных их корпусах вместимостью более 400 коек (для детей — более 250 коек), в поликлиниках с количеством посещений более 600;
в) электроприемники котельных первой категории, являющихся единственным источником тепла системы теплоснабжения, обеспечивающие потребителей первой категории, не имеющих индивидуальных резервных источников тепла;
г) электродвигатели сетевых и подпиточных насосов котельных второй категории с водогрейными котлами единичной производительностью более 41,9 ГДж/ч (10 Гкал/ч);
д) водопроводные насосные станции в городах с числом жителей более 50 тыс. чел., канализационные насосные станции, не имеющие аварийного выпуска или с аварийным выпуском при согласованной продолжительности сброса менее 2 ч;
е) электродвигатели и другие электроприемники противопожарных устройств, лифты, эвакуационное и аварийное освещение, огни светового ограждения в жилых домах и общежитиях высотой 17 этажей и более;
ж) электродвигатели и другие электроприемники противопожарных устройств, лифты, охранная сигнализация общественных зданий и гостиниц высотой 17 этажей и более, гостиниц более чем на 1000 мест и учреждений с количеством работающих более 2000 чел. независимо от этажности, учреждений финансирования, кредитования и государственного страхования союзного и республиканского подчинения; библиотек, книжных палат и архивов на 1 млн. и более единиц хранения;
з) электроприемники музеев и выставок союзного значения;
и) электроприемники противопожарных устройств и охранной сигнализации музеев и выставок республиканского, краевого и областного значения;
к) электродвигатели и другие электроприемники противопожарных устройств общеобразовательных школ, профессионально-технических училищ, средних специальных и высших учебных заведений при количестве учащихся более 1000 чел.;
л) электродвигатели пожарных насосов и другие электроприемники противопожарных устройств, эвакуационное и аварийное освещение крытых зрелищных и спортивных предприятий общей вместимостью более 800 мест;
м) электродвигатели и другие электроприемники противопожарных устройств и охранной сигнализации магазинов с торговой площадью более 2000 м2, а также столовых, кафе и ресторанов с числом посадочных мест выше 500;
н) тяговые подстанции, системы централизованного электроснабжения (подстанции децентрализованного электроснабжения относятся к третьей категории);
о) ЭВМ вычислительных центров, решающие комплекс народнохозяйственных проблем и задачи управления отдельными отраслями, а также обслуживающие технологические процессы, основные электроприемники которых относятся к первой категории;
п) центральный диспетчерский пункт городской электрической сети, тепловой сети, сети газоснабжения, водопроводно-канализационного хозяйства и сети наружного освещения;
р) пункты централизованной охраны;
с) центральные тепловые пункты (ЦТП), обслуживающие здания высотой 17 этажей и более;
т) городской ЦП (РП) с суммарной нагрузкой более 10 000 кВ-А.
Все прочие электроприемники потребителей, перечисленные в пп. б, г, е, ж, к, л, м, о относятся ко второй категории.
Ко второй категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых приводит к нарушению нормальной деятельности значительного количества городских жителей. В их состав входят следующие:
а) жилые дома с электроплитами за исключением одно-восьмиквартирных домов;
б) жилые дома высотой 6 этажей и выше с газовыми плитами или плитами на твердом топливе;
в) общежития вместимостью от 50 чел. и более;
г) здания учреждений с количеством работающих от 50 до 2000 чел.;
д) детские учреждения;
е) медицинские учреждения, аптеки;
ж) крытые зрелищные и спортивные предприятия с количеством мест в зале от 300 до 800;
з) открытые спортивные сооружения с искусственным освещением при наличии 20 рядов и более;
и) предприятия общественного питания с количеством посадочных мест от 100 до 500;
к) магазины с торговой площадью от 250 до 2000 м2;
л) предприятия по обслуживанию городского транспорта;
м) бани;
н) комнаты бытового обслуживания, хозяйственные блоки и ателье с количеством рабочих мест более 50, салоны-парикмахерские с количеством рабочих мест 10 и более;
о) химчистки и прачечные производительностью 400 кг и более вещей или белья в смену;
п) водопроводные насосные станции в городах и поселках с числом жителей от 500 до 50 000 чел., канализационные насосные станции, имеющие аварийный выпуск при согласованной продолжительности сброса менее одних суток, а также очистные водопроводные и канализационные сооружения;
р) учебные заведения с количеством учащихся от 200 до 1000 чел.;
с) музеи и выставки местного значения;
т) гостиницы с количеством мест от 200 до 1000;
у) библиотеки, книжные палаты и архивы с фондом от 100 тыс. до 1 млн. единиц хранения;
ф) ЭВМ вычислительных центров, отделов и лабораторий, кроме отнесенных к первой категории;
х) ЦТП в микрорайонах, кроме отнесенных к первой категории;
ц) диспетчерские пункты жилых районов и микрорайонов;
ч) осветительные установки городских транспортных и пешеходных туннелей, улиц, дорог и площадок категории «А» в столицах союзных республик, в городах-героях, портовых и крупнейших городах;
ш) городские ЦП (РП) и ТП с суммарной нагрузкой от 400 до 10 000 кВ·А при отсутствии электроприемников, отнесенных к первой категории.
К электроприемникам третьей категории относятся все электроприемники, не подходящие под определение первой и второй категорий.
Нормами установлено, что электроприемники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников и перерыв их электроснабжения допустим только на время автоматического включения резервного питания. В качестве независимых источников питания признаются две секции или две системы шин одной или двух электростанций или подстанций при условии, что каждая секция и система шин имеет питание от независимого источника, причем эти секции или системы шин не связаны между собой или имеют связь, автоматически отключаемую при нарушении работы одной из секций.
Например, две секции шин двухтрансформаторной подстанции, подключенные к двум секциям центра питания, могут считаться независимыми источниками. Это же относится к питанию от двух однотрансформаторных подстанций, если они питаются по сети 6, 10, 20 кВ от независимых источников.
В качестве второго независимого источника могут также использоваться автономные установки: аккумуляторные батареи, дизельные электростанции и т. п. Такие установки приходится применять в небольших городах, поселках, где по местным условиям не представляется возможным осуществлять питание от двух независимых источников.
В крупных зрелищных предприятиях с большим скоплением людей наряду с устройством электроснабжения по первой категории иногда также применяется автоматическое переключение эвакуационного и аварийного освещения на питание от местного источника в случае выхода из строя всей системы электроснабжения.
Место установки АВР централизованно на вводе в здание или децентрализованно у электроприемников первой категории (последнее предпочтительно) определяется в проекте в зависимости от взаимного расположения и условий прокладки питающих линий до удаленных электроприемников.
Электроприемники второй категории тоже рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых источников, однако перерывы в электроснабжении допустимы на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной бригадой.
Допускается питание электроприемников второй категории по одной воздушной линии 0,38—20 кВ, если обеспечена возможность ремонта линии за время не более одних суток. Можно также питать указанные электроприемники по одной кабельной линии, состоящей из двух кабелей, присоединенных к одному аппарату.
Питание электроприемников второй категории, как правило, предусматривается от однотрансформаторных подстанций, однако при этом должен быть организован при Управлении городских электрических сетей централизованный резерв трансформаторов и должна быть обеспечена возможность замены поврежденного трансформатора за время не более одних суток.
Допускается также резервирование с помощью устройства резервных перемычек напряжением 0,38 кВ шланговым проводом.
Электроприемники третьей категории могут присоединяться к одному источнику питания, при этом перерывы в электроснабжении допустимы для подачи временного питания или ремонта на время не более чем на одни сутки.
Изложенные выше требования норм должны неукоснительно соблюдаться в процессе эксплуатации и являются основой построения схем и конструктивных решений как внутренних сетей зданий, так и внешних. Однако при отсутствии в городе (районе), поселке двух независимых источников питания допускается временное, до появления второго источника питания, электроснабжение перечисленных в пп. б, е, ж, з, и, к, л, м, н, о, р, т электроприемников (потребителей) от одного источника питания.
