Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Глава 1. Электроснабжение

1.1 Электроснабжение высотных зданий

1.2 Электроснабжение пожарных отсеков

1.3 Определение нагрузки на систему электроснабжения

1.4 Использование шинопроводов

1.5 Освещение и декоративная наружная подсветка

1.6 Резервные источники электроснабжения

1.7 Пример организации электроснабжения

Заключение

Список использованной литературы

Введение

В жилищном строительстве наметилась твердая тенденция к строительству зданий повышенной этажности -- 20 и более этажей, а у владельцев квартир произошел резкий рост потребления электроэнергии -- с 1 кВт в 1980 г. до 8 кВт в 2005 г. (двухкомнатные квартиры). Кроме того, высотные дома увеличили потребление электрической энергии из-за функционирования грузовых лифтов, холодного и горячего водоснабжения верхних этажей. Результатом этого явилась полная невозможность применения типовых схем внешнего электроснабжения жилых кварталов, разработанных в 80-е гг. прошлого столетия.

Сравним обеспечение 300-400 кВт на жилой дом в 80-е гг. и 3000-5000 кВт -- на высотное здание. Кроме того, высотное здание должно иметь внешнее электроснабжение по первой категории надежности, т. е. полный автоматический резерв.

Отсюда задача -- создание внутриквартальных центров питания распределительных пунктов (РП) на 10 кВ, необходимых для электроснабжения от 2-х до 4-х высотных домов, а также подключение к РП ряда трансформаторных подстанций на 10/0,4 кВ для электроснабжения подъездов. Все сооружения электроэнергетики должны иметь минимальные размеры, максимальную степень автоматизации и диспетчеризации и не должны создавать пожароопасности.

Глава 1. Электроснабжение

Электроснабжение служит для обеспечения электроэнергией всех отраслей хозяйства: промышленности, сельского хозяйства, транспорта, городского хозяйства и т. д. В систему электроснабжения входят источники питания,повышающие и понижающие подстанции электрические, питающие распределительные электрические сети, различные вспомогательные устройства и сооружения. Основная часть вырабатываемой электроэнергии потребляется промышленностью. Структура электроснабжения определяется исторически сложившимися особенностями производства и распределения электроэнергии в отдельных странах. Принципы построения систем электроснабжения в промышленно развитых странах являются общими.

Некоторая специфика и местные различия в схемах электроснабжения зависят от размеров территории страны, её климатических условий, уровня экономического развития, объёма промышленного производства и плотности размещения электрифицированных объектов и их энергоёмкости.

Источники питания. Основные источники питания электроэнергией -- электростанции и питающие сети районных энергетических систем. На промышленных предприятиях и в городах для комбинированного снабжения энергией и теплом используют теплоэлектроцентрали, мощность которых определяется потребностью в тепле для технологических нужд и отопления. Для крупных энергоёмких предприятий, например металлургических заводов с большим теплопотреблением и значительным выходом вторичных энергоресурсов, сооружаются мощные ТЭЦ, на которых устанавливают генераторы, вырабатывающие ток напряжением до 20 кВ. Такие электростанции, обычно расположенные за пределами завода на расстоянии до 1--2 км, имеют районное значение и, кроме предприятия, снабжают электрической энергией и теплом близлежащие промышленные и жилые районы. Для разгрузки источников питания в часы пик служат так называемые «потребители-регуляторы», которые без существенного ущерба для технологического процесса допускают перерывы или ограничения в потреблении электроэнергии. К числу таких электроприёмников относится, например, большинство электропечей, обладающих значительной тепловой инерцией, некоторые электролизные установки, которые позволяют выравнивать графики нагрузок в энергетических системах.

Напряжения в системах электроснабжения являются оптимальными значениями, проверенными на практике. В каждом конкретном случае выбор напряжения зависит от передаваемой мощности и (от расстояния источника питания до потребителя) характерны для других стран. В шкалах некоторых стран имеются напряжения промежуточных значений, которые были введены на раннем этапе строительства электрических сетей и продолжают использоваться, хотя в ряде случаев уже и не являются оптимальными.

Питание электроэнергией крупных промышленных и транспортных предприятий и городского хозяйства осуществляется на напряжениях 110 и 220 кВ (в США часто 132 кВ), а для особо крупных и энергоёмких -- 330 и 500 кВ. Распределение энергии на первых ступенях при этом выполняется на напряжении 110 или 220 кВ. Напряжение 110 кВ применяется чаще, т. к. в этом случае легче разместить воздушные линии электропередачи на застроенных территориях предприятий и городов. Распределение энергии между потребителями при напряжении 220 кВ целесообразно тогда, когда это напряжение является также и питающим. При определённых условиях имеет преимущества сетевое напряжение 60--69 кВ (применяется в ряде стран Западной Европы и в США). Напряжение 35 кВ используют в питающих и распределительных сетях промышленных предприятий средней мощности, в небольших и средних городах и в сельских электрических сетях, а также для питания на крупных предприятиях мощных электроприёмников: электропечей, выпрямительных установок и т. п. Напряжение 20 кВ используется сравнительно редко для развития сетей, имеющих это напряжение; оно может оказаться целесообразным в районах с небольшой плотностью электрических нагрузок, а также в больших городах и на крупных предприятиях при наличии

ТЭЦ с генераторным напряжением 20 кВ. Напряжения 10 и 6 кВ применяют при распределении электроэнергии (на различных ступенях электроснабжения) на промышленных предприятиях, в городах и др. Эти напряжения пригодны также для питания объектов небольшой мощности, недалеко отстоящих от источника питания. В большинстве случаев целесообразно использование напряжения 10 кВ в качестве основного. При этом питание электродвигателей производится от понизительных подстанций 10/6 кВ по схеме трансформатор -- двигатель или от обмоток 6 кВ трансформатора 110/220 кВ с расщепленными вторичными обмотками.

Схемы систем электроснабжения строят исходя из принципа максимально возможного приближения источника электроэнергии высшего напряжения к электроустановкам потребителей с минимальным количеством ступеней промежуточной коммутации и трансформации. Для этих целей применяют т. н. глубокие вводы (35--220 кВ) кабельных и воздушных линий электропередачи. Понижающие подстанции размещаются в центрах расположения основных потребителей электроэнергии, т. е. в центрах электрических нагрузок. В результате такого размещения снижается потеря электроэнергии, сокращается расход материалов, уменьшается число промежуточных сетевых звеньев, улучшается режим работы электроприёмников. Элементы системы электроснабжения несут постоянную нагрузку, рассчитываются на взаимное резервирование с учётом допустимых перегрузок и разумного ограничения потребления электроэнергии и в послеаварийном режиме, когда производятся восстановительные работы на поврежденном элементе или участке сети. В большинстве случаев предусматривается раздельная работа элементов с использованием средств автоматики и глубокого секционирования всех звеньев. Параллельная работа применяется лишь при необходимых обоснованиях.

Глубокие вводы выполняют магистральными и радиальными линиями (рис. 1) в зависимости от условий окружающей среды, застройки территории и др. факторов. Схема ввода кабельных радиальных линий непосредственно в трансформатор подстанции является простейшей наиболее компактной и надёжной. При использовании глубоких вводов возможно применение компактных, полностью закрытых ячеек КРУЭ (комплектных распределит, устройств с элегазовым наполнением) на напряжение 110 кВ.

Схемы распределит, сетей 6--20 кВ выполняют магистральными, радиальными или смешанными (рис. 2) с модификациями по степени надёжности. Первые ступени электроснабжения крупных предприятий обычно выполняют по магистральным схемам с мощными токопроводами 6--10 кВ, от которых через распределительные пункты питаются цеховые трансформаторные пункты. В городских сетях при напряжениях 6 и 10 кВ применяют петлевые, двухлучевые и многолучевые схемы, являющиеся разновидностями магистральных.

На крупных узловых подстанциях 110--220 кВ (на больших заводах, в городах с развитой электрической сетью, большим числом присоединений и т. п.) электрические схемы обычно имеют двойную систему шин. При напряжениях 6 и 10 кВ в крупных распределительных устройствах в случае необходимости разделения питания или выделения потребителей (например, на крупных преобразовательных подстанциях) двойная система шин позволяет переводить некоторые агрегаты на пониженное напряжение, сохраняя для прочих потребителей нормальное напряжение. В потребительских электроустановках наиболее часто используют схемы подстанций с одной системой секционированных шин с применением (при необходимости) автоматики на секционных выключателях или вводах. При частых оперативных переключениях и ревизиях (осмотрах и проверках) выключателей целесообразными являются схемы с обходной (дополнительной) системой шин, которая позволяет произвести ревизию или ремонт любой рабочей системы шин и любого выключателя без перерыва питания. Эти схемы применяют, например, на крупных электропечных подстанциях промышленных предприятий. Распространены простейшие схемы подстанций без шин первичного напряжения на подстанциях глубоких вводов 210 и 220 кВ и на трансформаторных подстанциях 10 и 6 кв, питаемых по блочным схемам линия -- трансформатор (см. рис. 1 и 2). На трансформаторных подстанциях на стороне 10 и 6 кВ ставят выключатели нагрузки, а при радиальном питании применяют глухое присоединение трансформаторов.

На крупных объектах рационально строительство электрических сетей с мощными токопроводами 10 и 6 кВ (взамен большого числа кабелей), кабельных эстакад и галерей (вместо дорогих и громоздких туннелей), прокладка кабелей 110 и 220 кВ (взамен воздушных линий).

1.1 Электроснабжение высотных зданий

В жилищном строительстве наметилась твердая тенденция к строительству зданий повышенной этажности -- 20 и более этажей, а у владельцев квартир произошел резкий рост потребления электроэнергии -- с 1 кВт в 1980 г. до 8 кВт в 2005 г.(двухкомнатные квартиры). Кроме того, высотные дома увеличили потребление электрической энергии из-за функционирования грузовых лифтов, холодного и горячего водоснабжения верхних этажей. Результатом этого явилась полная невозможность применения типовых схем внешнего электроснабжения жилых кварталов, разработанных в 80-е гг. прошлого столетия.

Сравним обеспечение 300-400 кВт на жилой дом в 80-е гг. и 3 000-5 000 кВт --на высотное здание. Кроме того, высотное здание должно иметь внешнее электроснабжение по первой категории надежности, т. е.полный автоматический резерв.

Необходимо отметить, что автор разделяет мнение специалистов Московской кабельной сети о переходе на напряжение 20 кВ для внешних сетей электроснабжения, но даже в системе Ленэнерго этот вопрос вызывает сопротивление, а также требует реконструкции существующих подстанций (ПС) 220-110 кВ.

Отсюда задача -- создание внутри-квартальных центров питания распределительных пунктов (РП) на 10 кВ, необходимых для электроснабжения от 2-х до 4-х высотных домов, а также подключение к РП ряда трансформаторных подстанций на 10/0,4 кВ для электроснабжения подъездов. Все сооружения электроэнергетики должны иметь минимальные размеры, максимальную степень автоматизации и диспетчеризации и не должны создавать пожароопасности.

Для решения этой задачи рядом санкт-петербургских фирм были сделаны разработки, в результате чего появились следующие предложения.

1.На базе ячеек типа ZS1 фирмы АВВ, выпускаемых в Москве ООО «АББ Силовые системы», была принята схема РП-10 кВ на 4 ввода с пропускной способностью по первой категории надежности до 30 МВА в зимнее время.

2. На базе типовых блочных комплектных трансформаторных подстанций из армированного железобетона производства ООО «Сторге» (Санкт-Петербург) было разработано здание РП-10 кВ, имеющее габариты (м): 10,8х9,6х2,7. Здание «ставится» на «кабельный» поддон высотой от 1,3 до 1,8 м, внутренние перегородки которого изменяются в зависимости от «посадки» РП на кабельные трассы. Молниезащита РП решается за счет металлочерепицы, а заземление для экономии места рекомендуется делать глубинным.

3. Собственные нужды РП запитаны от четырех сухих трансформаторов мощностью 16 кВА каждый, с повышенным ек. С помощью двух источников бесперебойного питания обеспечивается сохранение работоспособности оборудования РП при перерыве электроснабжения всех 4-х вводов в течение 6 час.

4. Трансформаторные подстанции 10/0,4 кВ рекомендуем комплектовать оборудованием SafeRing, SafePlus производства АВВ (Норвегия). Это элегазовые моноблоки со встроенными процессорными защитами и источниками информации («сенсорами»). Они имеют ряд преимуществ перед хорошо известными RM-6 (Франция), обладают возможностью полной автоматизации и диспетчеризации. Такие трансформаторные подстанции (ТП) имеют малые габариты и могут быть смонтированы в любом помещении подъезда при условии применения «сухих» трансформаторов 10/0,4 кВ, «тепло» которых в зимнее время может использоваться для обогрева подъезда, но, к сожалению, в летнее время должно утилизироваться. Заземление оборудования ТП может быть приведено к фундаментам здания.

5. При невозможности устройства ТП внутри подъезда данное оборудование может быть смонтировано в типовых блочных комплектных трансформаторных подстанциях производства ООО «Сторге» или ЗАО «ЭЗОИС».

6. Питание РП предлагаем выполнить медным кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена, сечением 300 кв. мм, что обеспечит пропускную способность секции 10 кВдо 15 МВА, а питание ТП -- кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена необходимого сечения для данной ТП, как медным, так и алюминиевым.

7. «Нижний» уровень автоматизации и диспетчеризации формируется на базе контроллера S7-200 фирмы Siemens, который устанавливается в помещении ТП и решает следующие задачи:

- поддержание микроклимата в ТП;

- измерение I, U, cosц, P, Q, S и технический учет 10 и 0,4 кВ;

- измерение Iк.з., Iзамыкания на землю, создание осциллограммы аварийных процессов;

- сигнализацию положения всех коммутационных аппаратов 10 и 0,4 кВ;

- управление всеми коммутационными аппаратами 10 и 0,4 кВ, имеющими приводы;

- архивирование всех процессов на срок не менее 30 календарных дней.

8. «Верхний» уровень диспетчеризации формируется на базе контроллера S7-300 фирмы Siemens. Контроллер устанавливается в помещении РП и кроме задач, перечисленных в п. 7, выполняет две основные функции -- сбор информации со всех подключенных к нему ТП и передачу информации на диспетчерский пункт энергоснабжающей организации с помощью GSM-связи. Количество ТП в сети может составлять несколько десятков. GSM-связь осуществляется с помощью станции Sinaut фирмы Siemens, легко стыкующейся с контроллером S7-300.

9. Для связи «верхнего» и «нижнего» уровня рекомендуем применять оптоволоконные линии связи (т. к. реально отдаленность ТП от РП -- в радиусе не более 500 м).

10. Для передачи информации и возможности управления всеми коммутационными аппаратами с диспетчерского пункта энергоснабжающей организации рекомендуем использовать GSM-связь, причем найденные решения не нарушают существующие схемы диспетчеризации.

11. На диспетчерском пункте устанавливается обычный компьютер, доукомплектованный коммуникационным процессором для связи по MPI-интерфейсу с модулем TIM, осуществляющим GSM-связь с конкретной РП. Количество модулей TIM (а значит и количество РП), одновременно подключенных по MPI-шине к одному компьютеру, может достигать 30.

12. Необходимо отметить, что всё предлагаемое электрооборудование 10 кВ имеет минимальные затраты на эксплуатацию (ячейки ZS1 -- осмотр 1 раз в 4 года), срок эксплуатации -- 30 лет с решенными задачами по утилизации, современную систему автоматизации и диспетчеризации. Это позволяет осуществлять эксплуатацию персоналу, не входящему в состав АО «Энерго».

Разработка данных решений производилась специалистами ООО «АББ Силовые системы» (Москва), группы компаний «ТСН» (Москва, Санкт-Петербург), ООО «Сторге» (Санкт-Петербург), ООО «Энергетическая компания» (Санкт-Петербург).

1.2 Электроснабжение пожарных отсеков

Любое высотное здание делится на пожарные отсеки. В нормативных документах закреплено положение о том, что в каждом пожарном отсеке должно быть обеспечено независимое электроснабжение от трансформаторной подстанции. Проблема заключается в том, что в достаточно крупном здании, разделенном на несколько пожарных отсеков, электроснабжение всех пожарных отсеков осуществляется от одной подстанции, но при этом обычно выделяется одно общее электрощитовое помещение, в котором необходимо разместить вводные устройства каждого пожарного отсека.

В современных условиях в высотных зданиях, помимо соб-ственно жилой зоны, размещается и множество помещений общественного назначения - гаражи, магазины, физкультурно-оздоровительные комплексы, предприятия общественного питания, развлекательные центры и пр. В этих условиях очень сложно развести порядка 40-50 кабелей. Таким образом, необходимо обратить внимание архитекторов на то, что уже на стадии проектирования эти требования должны быть учтены и должны быть выделены необходимые площади для размещения электрооборудования.

Разумеется, выделение дополнительных помещений не выгодно заказчику. Кроме того, трудности при выполнении требований по независимому питанию каждого пожарного отсека вызывает еще и то обстоятельство, что в этом случае требуется применять пожаростойкие (огнестойкие) кабели, которые должны быть проложены в выделенных каналах. Выполнить эти требования очень сложно - на практике выделить отдельные каналы на каждый пожарный отсек зачастую не представляется возможным. В этой связи является целесообразным конкретизировать нормативные документы в части требований к огнестойкости кабелей и выделенных кабельных каналов, обособленных для каждого пожарного отсека с нормируемым пределом огнестойкости.

Как уже было отмечено, в нормативных документах регламентируется независимое электроснабжение каждого пожарного отсека. Однако при этом нигде не уточняется, можно ли располагать вводную часть от подстанции и вводные панели на нижнем техническом этаже, а распределительную часть электроснабжения размещать на технических этажах обслуживаемого пожарного отсека (с транзитным кабелем). В настоящее время проекты, выполненные по такой схеме, успешно реализованы и согласованы, однако было бы желательно оговорить такую возможность в тексте соответствующих нормативных документов.

В современных условиях в высотных зданиях применяются кабели, не поддерживающие горение. Для электроснабжения потребителей особой группы первой категории применяется кабель огнестойкий типа FR или используются шинопроводы - в этих условиях требования по независимому электроснабжению могут быть не во всех случаях оправданными. Органы пожарного надзора не высказывают существенных возражений против этого. С точки зрения электроснабжения ими было выдвинуто лишь требование об обязательной установке устройств защитного отключения (УЗО) на линиях.

1.3 Определение нагрузки на систему электроснабжения

В нормативных документах потребители по электроснабжению подразделяются на категории и группы. В высотном здании выделяются потребители первой категории и особой группы первой категории. Для резервного электроснабжения потребителей особой группы первой категории необходимо, согласно действующим нормативным документам, предусматривать третий источник электроснабжения - резервный дизель-генератор. В тексте, однако, не уточняется, следует ли выделять потребителей первой категории и особой группы первой категории в каждом пожарном отсеке. В запроектированных зданиях от такого деления было решено отказаться, и опыт эксплуатации подтвердил допустимость данного решения. Было бы желательно уточнить формулировки нормативных документов, разрешив такую возможность. Выделяются потребители этих групп, обеспечивается два отдельных ввода от подстанции и нет разделения по пожарным отсекам. Устройство автоматического ввода резерва (АВР) располагается в этом случае в щитовой на все пожарные отсеки. В противном случае существенно усложняется схема электроснабжения - на относительно небольшое число потребителей (как правило, это лифты, аварийное освещение каждого пожарного отсека, вентиляторы системы дымозащиты, пожарная сигнализация) приходится выделять отдельные панели, отдельные линии от дизель-генераторов и т. д., при этом все эти трассы прокладываются в отдельных кабельных каналах. Разместить такое количество трасс зачастую просто невозможно.

В нормативных документах явно не указано, каким образом должна определяться нагрузка на систему электроснабжения высотного здания. Есть ссылки на СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий», однако этот свод правил касается муниципальных жилых домов, а различия технических решений подобных зданий и технических решений многофункциональных высотных комплексов достаточно существенныеВ высотных зданиях высокого класса такую нагрузку включить в состав нагрузки квартир невозможно - здесь, как правило, применяются многочисленные осветительные приборы, люстры, реализуются очень сложные схемы освещения, в результате чего нагрузка на электрическое освещение этой зоны существенно возрастает. Если в соответствии с положениями СП не учесть эту.

Такая же ситуация складывается и при определении состава силового оборудования. Согласно СП силовое оборудование включает в себя только лифты и систему вентиляции. В высотных же многофункциональных зданиях, как правило, существует достаточно большое число сторонних потребителей, которые не попадают в расчет нагрузок. Представляется, что данные положения нормативных документов также нуждаются в доработке в части уточнения состава силового оборудования и его нагрузки на систему электроснабжения для высотных зданий.

1.4 Использование шинопроводов

Опыт проектирования и особенно опыт реальной эксплуатации многофункциональных высотных комплексов показал, что предпочтительнее переходить на электроснабжение (электропитание) таких объектов посредством не кабелей, а шинопроводов. Это решение апробировано на крупных объектах в Москве, в том числе в высотных комплексах «Триумф-Палас» и «Дом в Сокольниках». Шинопровод представляет собой пакет шин, обычно медных, заключенных в кожух. Эта современная схема является достаточно гибкой, позволяет подключить большую нагрузку. При использовании шинопроводов проще обеспечить требуемый предел огнестойкости (240 минут). Сами по себе шинопроводы имеют предел огнестойкости 120 минут, однако если шинопроводы прокладываются в конструкциях здания, то суммарная огнестойкость обеспечивается при меньших затратах, большей легкости и гибкости системы. Кроме того, в этом случае требуется меньшая площадь. Шинопроводы проще в обслуживании, в эксплуатации и более надежны, чем кабели. Некоторый недостаток такого решения - более высокие по сравнению с кабельными системами капитальные затраты. Кроме того, в высотном здании крепить кабельные линии достаточно сложно, это обстоятельство препятствует их широкому применению. Согласно требованиям нормативных документов здание делится на пожарные отсеки и при этом нагрузка каждого пожарного отсека ограничена, что позволяет с точки зрения максимальной нагрузки ограничиваться прокладкой кабельных линий. Зачастую заказчику очень сложно объяснить преимущества шинопроводов, оправдывающие более высокие капитальные затраты при их использовании. Здесь еще следует учитывать, что при соблюдении всех требований по пожарной безопасности суммарная стоимость кабельной линии со всеми необходимыми мероприятиями (требуемый предел огнестойкости, выделенные каналы и т. д.) получается ненамного дешевле системы с шинопроводами. В связи с этими обстоятельствами представляется целесообразным, основываясь на опыте реальной эксплуатации целого ряда объектов, рекомендовать использование шинопроводов на уровне нормативных документов.

С точки зрения службы эксплуатации очень большие затраты временных и людских ресурсов связаны с содержанием в безопасном состоянии кабельных систем, главным образом, с ликвидацией провисания кабелей. Шинопроводы с этой точки зрения значительно удобнее. В кабельных системах присоединения изолированы, что препятствует визуальному определению их состояния. В шинопроводах же используются стандартные болтовые присоединения, отличающиеся, помимо прочего, большой площадью контакта. Даже если переходное сопротивление растет, при большой площади контакта это не сильно сказывается на общей электропроводности и не приводит к нагреву шинопровода при нагрузках, близких к номинальным. Шинопровод выгоднее и с точки зрения пожарной безопасности, поскольку там попросту нечему гореть. Не секрет, что даже негорючие изоляционные материалы кабелей при высоких температурах выделяют существенное количество дыма, которое потенциально может стать причиной паники среди жителей дома.

Шинопроводы позволяют существенно увеличить передаваемую нагрузку. При учете этого фактора и соответствующей доработке нормативных документов можно значительно уменьшить в центральных щитовых количество оборудования, требующего профилактики и эксплуатации, и, соответственно, уменьшить площади щитовых, что всегда выгодно заказчику.

Как и кабели, шинопроводы должны прокладываться в выделенных каналах. С точки зрения службы эксплуатации электроснабжение различных пожарных отсеков должно осуществляться по абсолютно разным вертикалям. Не может в одной коммуникационной шахте идти электропитание как первого, так и второго пожарного отсека - они должны быть обязательно разнесены по горизонтали, с тем чтобы в случае пожара в одном из пожарных отсеков обеспечить сохранность кабелей. Если используются шинопроводы, а не кабели, то нет необходимости контролировать раз в квартал подтяжку кабельного крепления, и шинопроводы, проходящие через пожарный отсек транзитом, можно заделывать «вглухую», оставляя противопожарные двери лишь в тех местах, где располагается какое-либо соединение. Вообще говоря, даже в таких дверях нет особой необходимости: современный крепеж позволяет выполнить такое соединение с известной степенью надежности, сравнимой со сроком эксплуатации здания.

1.5 Освещение и декоративная наружная подсветка

В нормативных документах указано, что в высотных зданиях во всех пожарных отсеках светильники должны соответствовать требованиям нормативных документов по пожарной безопасности НПБ 249-97 «Светильники. Требования пожарной безопасности. Методы испытаний». Однако выполнить абсолютно все положения этих норм (п. 2.3.2, 2.3.3, 2.4.1, 2.5.1 и т. д.) при организации в высотных зданиях внутреннего освещения очень сложно, эта задача решается, как правило, большой группой специалистов, в которую, помимо собственно специалистов по электроснабжению, входят дизайнеры интерьеров, архитекторы и пр.

Организация наружного освещения высотных зданий не вызывает особых проблем. Здесь используются светильники наружного применения с высокой степенью защиты, к которым не предъявляется никаких специальных требований. Однако с точки зрения службы эксплуатации обслуживание системы наружного освещения, декоративной подсветки высотного здания, является достаточно сложной задачей, требующей привлечения существенных людских и временных ресурсов. Если замена неисправной лампы освещения в общественной зоне внутри здания не предъявляет каких-то особых требований по срочности и трудоемкости, то неисправность даже одной лампы декоративной подсветки здания сразу же бросается в глаза, и эта лампа должна быть заменена как можно скорее, причем такая операция может быть весьма трудоемкой. Периодически необходимы профилактические работы, ревизии этих систем. При этом в штате службы эксплуатации нет электрика, занимающегося именно декоративной подсветкой.

На рассматриваемых объектах декоративная наружная подсветка запроектирована таким образом, чтобы осветительные приборы находились в зоне доступности. Архитекторам выдвигается настоятельное требование о расположении светильников непосредственно под окнами технических этажей, с тем чтобы их можно было нормально эксплуатировать. Если светильники вынесены на некоторое расстояние от стен, то предусматривается специальная конструкция, позволяющая придвинуть их вплотную к стене, обслужить и выставить затем в рабочее положение. К конструкции светильников предъявляются специальные требования по удобству их обслуживания без привлечения специальных средств и людей (автовышек, промышленных альпинистов и т. д.), поскольку все это существенно увеличивает стоимость эксплуатации.

1.6 Резервные источники электроснабжения

В нормативных документах закреплено требование, согласно которому для любой подстанции обязательно наличие двух трансформаторов, которые должны быть закольцованы. Для высотного здания, помимо наличия двух обязательных независимых источников, должен быть предусмотрен третий независимый источник для электроснабжения потребителей особой группы первой категории (лифты, системы дымоудаления, аварийное освещение, пожарная сигнализация). Этот третий источник подключается автоматически при перерыве в электроснабжении от двух основных источников. В качестве такого третьего независимого источника применяются автономные дизель-генераторные установки (ДГУ). По требованию нормативных документов электроснабжение от автономных источников должно обеспечиваться в течение трех часов. Помимо ДГУ могут применяться источники бесперебойного питания (ИБП), однако в настоящее время доступные модели ИБП могут обеспечить существенно меньшее время работы (как правило, около 20 минут), поэтому эти устройства рассматриваются не как замена, а как дополнение к дизель-генераторным установкам.

Следует отметить, что размещение дизель-генераторных установок зачастую вызывает определенные трудности. Это связано с тем, что заказчики не очень охотно выделяют площади для размещения оборудования, которое работает только в условиях чрезвычайной ситуации, а в данном случае необходимо выделить достаточно большие помещения для размещения как самих установок, так и емкостей, предназначенных для хранения запасов жидкого топлива. Заказчик же стремится получить как можно больше площадей («квадратных метров»), пригодных к продаже.

ДГУ рассчитываются на максимальную и минимальную нагрузку. Например, в высотном комплексе «Алые Паруса» запроектированы две дизель-генераторные установки мощностью 750 кВА каждая.

С точки зрения службы эксплуатации к потребителям особой группы первой категории должны быть дополнительно отнесены и центральные тепловые пункты, обслуживающие подобные многофункциональные комплексы. При этом существенным является даже не учет дополнительной нагрузки, а подключение этих систем к резервному источнику электроснабжения. Совершенно очевидно, что в случае возникновения пожара или подобной экстраординарной ситуации эти системы можно автоматически отключить от резервного источника, поскольку приоритет будет отдан ликвидации пожара. Представляется, что подобное положение должно быть закреплено в требованиях нормативных документов, тем более что использование такого источника все равно является обязательным, и требуется просто учитывать его в системе электроснабжения комплекса, с тем чтобы избежать претензий со стороны надзорных органов.

1.7 Пример организации электроснабжения

электроснабжение освещение резервный

Рассмотрим пример того, как организовано электроснабжение типичного жилого высотного здания.

Типичное высотное здание, входящее в многофункциональный высотный комплекс, представляет собой несколько жилых зон (отдельных пожарных отсеков), разделенных техническими этажами. В нижней части здания для первого пожарного отсека находятся вводные панели, а также распределительная часть. Вводные панели следующего пожарного отсека располагаются здесь же внизу. Вводные панели разных отсеков между собой разделены огнестойкими перегородками. Однако распределительная часть пожарного отсека располагается уже не внизу, а на техническом этаже, относящемся к данному пожарному отсеку. По такой схеме организовано электроснабжение всех пожарных отсеков.

Для электроснабжения потребителей особой группы первой категории и вводные панели, и распределительная часть размещаются на нижнем техническом этаже здания, и от них запитано аварийное освещение всех пожарных отсеков, системы дымоудаления и подпора воздуха при пожаре, которые обычно устанавливаются на всех технических этажах, лифты. Вводные устройства лифтов расположены на верхнем техническом этаже. Выделять отдельные системы электроснабжения потребителей особой группы первой категории отдельно для каждого пожарного отсека нецелесообразно, как это было отмечено выше, поскольку схема подключения в таком случае получается чрезвычайно громоздкой, тем более что вентиляторы подпора в лифтовые шахты разнесены по вертикали всего здания.

Третий (резервный) источник электроснабжения (дизель-генераторные установки) также подключаются к вводной части системы электроснабжения потребителей особой группы первой категории.

На вводе в здание установлено два трансформатора. Предпочтительно запитывать их от двух разных трансформаторных подстанций, однако на практике, к сожалению, выполнить это условие зачастую невозможно и электроснабжение здания осуществляется от одной трансформаторной подстанции, но посредством двух вводов через два трансформатора. Затем устанавливается отдельная панель электроснабжения жилой части (квартир) и этажные квартирные щитки, а также панели электроснабжения общедомовых инженерных систем здания (вентиляции, СКВ и т. д.). В составе общедомовых систем выделяется и система освещения общественных зон (эта нагрузка достаточно велика). Как было отмечено выше, согласно требованиям СП 31-110-2003 система освещения общественных зон должна быть отнесена к нагрузке жилых квартир и в общей нагрузке ее не следует учитывать. Однако для рассматриваемых высотных зданий нагрузку на освещение общественной части следует в обязательном порядке учитывать отдельно.

Для других пожарных отсеков схема подключения электроснабжения выполняется аналогично - свои вводы от трансформаторной подстанции, свои вводные панели, однако распределительные панели расположены на техническом этаже соответствующего пожарного отсека. Кабели, соединяющие вводные панели с распределительными панелями, согласно требованиям нормативных документов, должны прокладываться в выделенных каналах с высокой степенью огнестойкости. В связи с этим обстоятельством целесообразно выполнять такое подключение посредством шинопроводов - тогда трассы занимают меньшую площадь, являются более надежными и удобными в эксплуатации.

В особую группу выделяются не только потребители особой группы первой категории, но и ряд других потребителей первой категории: лифты, системы дымоудаления и подпора воздуха, противопожарные клапаны, электроснабжение слаботочных систем (АТС, телевидение и т. д.), аварийное освещение, заградительные огни (по требованиям нормативных документов заградительные огни красного цвета должны применяться для обозначения высотных объектов выше 51 м, представляющих опасность для передвижения воздушного транспорта), освещение вертолетной площадки и система автоматизации и диспетчеризации здания. Для подключения потребителей этой группы, как было отмечено выше, используются три ввода - два ввода от трансформаторной подстанции через устройства автоматического ввода резерва (АВР) и третий независимый источник - дизель-генераторная установка (ДГУ).

Не имеет смысла отдельно выделять потребителей особой группы первой категории и потребителей первой категории, указанных выше. Разница в нагрузке в этом случае невелика (что обусловлено спецификой этой нагрузки), и проще рассматривать всех указанных потребителей как потребителей особой группы первой категории, существенно упростив тем самым схему их подключения. В противном случае пришлось бы дополнительно предусматривать некоторое количество отдельных щитов и прочего оборудования, при этом, по сути, заказчик экономит лишь за счет меньшей мощности дизель-генераторной установки, но теряет за счет увеличения числа оборудования. Объединение потребителей по указанной схеме выгодно как с экономической, так и с чисто технической точки зрения.

При подобной схеме организации электроснабжения один из кабелей постоянно находится в холодном резерве (без нагрузки). Для нейтрализации отрицательных последствий такого положения организовано периодическое плановое переключение средствами автоматики нагрузки с одного кабеля на другой (например, с периодичностью один раз в два месяца).

В практике службы эксплуатации имела место ликвидация последствий аварии маслонаполненного кабеля. Последующий анализ записи, сделанной системой охранного видеонаблюдения, показал, что из-за короткого замыкания в кабеле произошел выброс раскаленного масла на расстояние свыше 9 м. Поскольку ввод кабелей осуществляется на минусовом уровне и они прокладываются по подземным гаражам-автостоянкам, то по настоятельному требованию службы эксплуатации маслонаполненные кабели, которые замечательно функционируют при прокладке их в грунте, при вводе в здание заменялись на негорючий кабель (типа ВВГнг), для того чтобы исключить распространение огня с горящим маслом в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

По итогам ликвидации последствий нескольких аварий в службу заказчика были внесены предложения о том, чтобы в случае аварии отключение всех кабелей на всех подстанциях осуществлялось только трехфазными автоматами. При защите кабеля простыми плавкими вставками в случае короткого замыкания по одной фазе две остальные остаются под напряжением, и когда прогорает изоляция, происходит второе короткое замыкание, в результате чего начинается распространение пожара. Трехфазные автоматы отключают кабели со стороны трансформаторной подстанции, и это совершенно незначительное удорожание проекта позволяет существенно повысить уровень пожарной безопасности объекта. Указанные предложения хотелось бы ввести в нормативные документы.

Заключение

В данной работе я рассмотрела электроснабжение высотных зданий. А также электроснабжение пожарных отсеков, определение нагрузки на систему электроснабжения, использование шинопроводов, освещение и декоративная наружная подсветка, резервные источники электроснабжения. Так как электричество является одним из основных энергоносителей всех развитых стран. Тяжело даже представить ,что произойдет с жителями дома, где одновременно проживает несколько сотен или даже тысяч людей, если энергоподача будет нарушена ,ведь мы даже не можем представить свою жизнь без электричества .Именно поэтому электроснабжение является очень важным и ответственным делом.

Список использованной литературы

1. Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий М:, "Энергия", 584 с.

2. Федоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий. 1979. -- М.: Энергия, -- 408 с, ил. -- 3-е изд., перераб. и доп. Учебник для вузов.

3. Федоров A.A. Электроснабжение промышленных предприятий. 1961 - Москва, Госэнергоиздат 3-е изд. 744 стр.

4. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий М.: Высшая Школа, 1969 г. , 510 стр.

5.Барыбин Ю.Г. Справочник по проектированию электроснабжения М.: Энергоатомиздат, 1990 г.

Приложение 1

Рис. Принципиальная (структурная) схема прокладки сетей 380\220В (вертикальный разрез)

Приложение 2

Рис.2 Принципиальная однолинейная схема электроснабжения I пожарной зоны жилой части

Приложение 3

Рис. 3 Принципиальная однолинейная схема электроснабжения потребителей особой группы I категории жилой части

Размещено на Allbest.ru