При проектировании электрических сетей рассматриваются следующие виды работ: новое строительство, расширение и реконструкция.
Новое строительство включает сооружение новых линий электропередачи и подстанций.
Расширение электросетей, как правило, относится только к подстанциям - это установка второго трансформатора на действующей подстанции с проведением необходимых строительных работ.
Реконструкция действующих сетей подразумевает изменение параметров электросетей, при сохранении частично или полностью строительной части объектов, для повышения пропускной способности сетей, надежности электроснабжения и качества передаваемой электроэнергии. К реконструкции относятся работы по замене проводов воздушных линий, перевод сетей на другое номинальное напряжение, замена трансформаторов, выключателей и др. аппаратуры в связи с изменением мощности или напряжения, установка средств автоматизации в сетях.
Система электроснабжения сельскохозяйственных потребителей проектируется с учетом развития в рассматриваемом районе всех отраслей народного хозяйства, в том числе и несельскохозяйственных.
Проектно-сметная документация разрабатывается на основании задания на проектирование. Задание, как отмечалось выше, выдает заказчик проекта и утверждается по объектам электросетевого строительства в установленном порядке.
Заказчик проекта, кроме задания на проектирование, выдает проектной организации утвержденный акт о выборе площадки для строительства; акт оценки технического состояния действующих электрических сетей; технические условия на присоединение к инженерным сетям и коммуникациям; картографические материалы; сведения о существующей застройке, подземных коммуникациях, состояние экологии и т.д.; технические условия на присоединение проектируемого объекта к источникам электроснабжения.
К заданию на проектирование ВЛ 10 кВ дополнительно прилагаются: планы землепользования в зоне трассы линии электропередачи; генеральные планы проектируемых объектов, которые будут присоединены к проектируемым линиям и их нагрузки; акт оценки технического состояния и схемы действующих электрических сетей в зоне проектируемой линии; топографические карты населенных пунктов в зоне прохождения проектируемой линии, а также другие данные для проектирования.
В задание на проектирование линий 0,38 кВ и трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ включают: основание для проектирования; район строительства; вид строительства; длина линий 0,38 кВ; тип трансформаторных подстанций; стадийность проектирования; срок выполнения проекта; срок начала строительства; наименование проектной и строительной организаций; капитальные вложения. Кроме этого, к заданию на проектирование сетей 0,38 кВ прилагают: технические условия энергосистемы на присоединение к электрическим сетям; акт оценки технического состояния сетей 0,38 кВ; данные о достигнутом уровне электропотребления на жилой дом и др. материалы.
Проектирование объектов строительства проводится на основе схем развития электрических сетей 35...110 кВ и 10 кВ, как правило, в одну стадию, т.е. разрабатывают технорабочий проект - технический проект и рабочая документация на сооружение объекта.
При проектировании строительства новых, расширения, реконструкции и технического перевооружения действующих электросетей напряжением 0,38...110 кВ сельскохозяйственного назначения руководствуются "Нормами технологического проектирования электрических сетей сельскохозяйственного назначения" (НТПС) наряду с другими нормативными и директивными документами. Требования Норм не распространяются на электропроводки силовых, осветительных цепей напряжением до 1000 В внутри зданий и сооружений.
Линии электропередачи 0,38...10 кВ, как правило, должны выполняться воздушными. Кабельные линии используются в случаях, когда согласно ПУЭ строительство воздушных линий не допустимо, для электроснабжения ответственных потребителей (хотя бы одну из линий основного или резервного питания) и потребителей, расположенных в зонах с тяжелыми климатическими условиями (IV - особый район по гололеду) и ценными землями.
Трансформаторные подстанции напряжением 10/0,4 кВ применяют закрытого типа и комплектные заводского изготовления.
Обоснование технических решений выполняется на основании технико-экономических расчетов. Среди технически сопоставимых вариантов предпочтение отдают варианту с минимальными приведенными затратами.
Схемные решения электросетей выбирают по нормальным, ремонтным и послеаварийным режимам.
Распределение потерь напряжения между элементами электросети выполняется на основании расчета, исходя из допустимого отклонения напряжения (ГОСТ 13109-97 - допустимое нормальное отклонение напряжения у потребителя составляет ±5% номинального, максимальное отклонение допускается до ±10%) у электроприемников и уровней напряжения на шинах центра питания.
Потери напряжения не должны превышать в электрических сетях 10 кВ - 10%, в электрических сетях 0,38/0,22 кВ - 8%, в электропроводках одноэтажных жилых домов - 1%, в электропроводках зданий, сооружений, двух и многоэтажных жилых домов - 2%.
При отсутствии исходных данных для расчета отклонения напряжения у электроприемников потери напряжения в элементах сети 0,38 кВ рекомендуется принимать: в линиях, питающих коммунально-бытовые потребители - 8%, производственные - 6,5%, животноводческие комплексы - 4% от номинального.
При проектировании электрических сетей сельскохозяйственного назначения мощность компенсирующих устройств должна определяться по условию обеспечения оптимального коэффициента реактивной мощности, при котором достигается минимум приведенных затрат на снижение потерь электроэнергии.
Требования при проектировании к линиям электропередачи напряжением 0,38/0,22 кВ
При проектировании воздушных линий с совместной подвеской на опорах проводов линий электропередачи 0,38/0,22 кВ и линий проводного вещания напряжением до 360 В необходимо руководствоваться ПУЭ, использования опор ВЛ для совместной подвески проводов электроснабжения (380 В) и проводного вещания (не выше 360 В) и НТПС.
На участках параллельного следования линий 0,38 и 10 кВ следует рассматривать технико-экономическую целесообразность использования общих опор для совместной подвески на них проводов обеих ВЛ.
Выбор проводов и кабелей, мощность силовых трансформаторов должен производиться по минимуму приведенных затрат.
Электрические линии напряжением 0,38 кВ должны быть с глухозаземленной нейтралью, на линиях, отходящих от одной подстанции 10/0,4 кВ, необходимо предусматривать не более двух-трех сечений проводов.
Выбранные провода и кабели проверяют:
-
на допустимые отклонения напряжения у потребителей;
-
на допустимые длительные токовые нагрузки по условию нагрева в нормальном и послеаварийном режимах;
-
на обеспечение надежного срабатывания защиты при однофазных и междуфазных коротких замыканиях;
-
на пуск асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором.
Кабели с пластмассовой изоляцией, защищенные плавкими предохранителями должны быть проверены на термическую устойчивость от токов короткого замыкания.
Проводимость нулевого провода линий 0,38 кВ, питающих в основном однофазные нагрузки (более 50% по мощности), а также электроприемники животноводческих и птицеводческих ферм должна быть не менее проводимости фазного провода. Проводимость нулевого провода может быть больше проводимости фазного провода, если это требуется для обеспечения допустимых отклонений напряжения у ламп наружного освещения , а также при невозможности обеспечения другими средствами необходимой селективности защиты линии от однофазных коротких замыканий. Во всех остальных случаях проводимость нулевого провода следует принимать не менее 50% проводимости фазных проводов.
На ВЛ к отдельным потребителям с сосредоточенной нагрузкой следует предусматривать подвеску восьми проводов с расщеплением провода одной фазы на два на опоры с общим нулевым проводом. При совместной подвеске на общих опорах проводов двух линий, подключенных к независимым источникам питания, необходимо предусматривать самостоятельные нулевые провода для каждой линии.
Провода уличного освещения следует располагать со стороны проезжей части улицы. Фазные провода должны располагаться выше нулевого
Светильники уличного освещения присоединяются к специально предназначенным для этого фазным проводам и общему нулевому проводу электрической сети. Размещение светильников выполняют в шахматном порядке при установлении их по двум сторонам улицы. Включение и отключение светильников уличного освещения должно быть автоматическим и осуществляться централизованно со щита трансформаторной подстанции. ВЛ 0,38 кВ оснащаются алюминиевыми, сталеалюминиевыми проводами, а также из алюминиевого сплава.
В районах с одноэтажной застройкой для ответвлений от линий к вводам в здания рекомендуется применять самонесущие провода с атмосферостойкой изоляцией.
Выбор трасс воздушных линий 10 кВ следует производить в соответствии с требованиями нормативных документов по выбору и изысканиям трасс линий.
При необходимости сооружения воздушных линий электропередачи, проходящих в одном направлении с существующими, должны быть проведены технико-экономические расчеты для обоснования целесообразности строительства новых или увеличения пропускной способности существующих линий.
Номинальное междуфазное напряжение распределительных сетей выше 1000 В следует принимать не ниже 10 кВ.
При реконструкции и расширении действующих сетей напряжением 6 кВ следует предусматривать их перевод на напряжение 10 кВ с использованием, по возможности, установленного оборудования, проводов и кабелей. Сохранение напряжения 6 кВ допускается, как исключение, при соответствующих технико-экономических обоснованиях.
На ВЛ 10 кВ со штыревыми изоляторами расстояние между анкерными опорами должно быть в I-II районах по гололеду не более 2,5 км и 1,5 км в III - особом районах.
На ВЛ 10 кВ рекомендуется применять сталеалюминиевые провода, в районах с нормативной толщиной стенки гололеда 5-10 мм и скоростным напором ветра 50 Н/кв.м допускается применять алюминиевые провода.
Кабельные линии рекомендуют выполнять кабелем с алюминиевыми жилами с пластмассовой изоляцией.
Воздушные линии могут строиться с применением железобетонных на вибрированных и центрифугированных стойках, деревянных и металлических опор.
Стальные опоры ВЛ 10 кВ рекомендуется использовать на пересечениях с инженерными сооружениями (железные и шоссейные дороги), с водными пространствами, на стесненных участках трасс, в горной местности, на ценных сельскохозяйственных землях, а также в качестве анкерно-угловых опор двухцепных линий.
Двухцепные опоры ВЛ10 кВ рекомендуется применять на больших переходах через водные препятствия, а также на участках ВЛ, проходящих по землям, занятыми сельскохозяйственными культурами (рис, хлопок и т.п.), и на подходах к подстанциям, если в этом направлении намечается сооружение еще одной линии.
ВЛ 10 кВ выполняют с применением штыревых и подвесных изоляторов, как стеклянных, так и фарфоровых, но предпочтение следует отдавать стеклянным изоляторам. Подвесные изоляторы следует использовать на ВЛ 10 кВ для электроснабжения животноводческих ферм и на опорах анкерного типа (концевых, анкерно-угловых и переходных опорах).
Требования при проектировании к трансформаторным подстанциям напряжением 10 кВ
Подстанции 10/0,4 кВ должны размещаться: в центре электрических нагрузок; в непосредственной близости от подъездной дороги с учетом обеспечения удобных подходов воздушных и кабельных линий; на незатопляемых местах и, как правило, на местах с уровнем грунтовых вод ниже заложения фундаментов.
Электроснабжение бытовых и производственных потребителей рекомендуется предусматривать от разных подстанций или их секций.
Подстанции с воздушными вводами не рекомендуется размещать вблизи школ, детских и спортивных сооружений.
Схемы подстанций выбираются на основании схем развития электрических сетей 35...110 кВ областей и технико-экономических расчетов расширения, реконструкции и технического перевооружения электрических сетей напряжением 10 кВ районов электрических сетей и уточняются в рабочих проектах электроснабжения реальных объектов.
Выбор схем присоединения подстанций 10/0,4 кВ к источникам питания производится на основании экономического сравнения вариантов в зависимости от категории электроприемников по надежности электроснабжения в соответствии с " Методическими указаниями по обеспечению при проектировании нормативных уровней надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей "
Подстанции 10/0,4 кВ, питающие потребителей второй категории с расчетной нагрузкой 120 кВт и более должны иметь двухсторонне питание. Допускается присоединение подстанции 10/0,4 кВ, питающей потребителей второй категории с расчетной нагрузкой менее 120 кВт, ответвлением от магистрали 10 кВ, секционированной в месте ответвления с обеих сторон разъединителями, если длина ответвления не превышает 0,5 км.
Подстанции 10/0,4 кВ, как правило, должны проектироваться однотрансформаторными. Двухтрансформаторные подстанции 10/0,4 кВ должны проектироваться для питания потребителей первой категории и потребителей второй категории, не допускающих перерыва в электроснабжении более 0,5 часа, а также потребителей второй категории при расчетной нагрузке 250 кВт и более.
Устройствами автоматического включения резервного питания на шинах 10 кВ рекомендуется оборудовать двухтрансформаторные подстанции при совокупности следующих обязательных условий: наличие электроприемников I и II категории; присоединение к двум независимым источникам питания; если одновременно с отключением одной из двух питающих линий 10 кВ одновременно теряет электроснабжение один силовой трансформатор. При этом электроприемники I категории должны дополнительно обеспечиваться устройствами автоматического резервирования непосредственно на вводе 0,38 кВ электроприемников.
Подстанции 10/0,4 кВ закрытого типа следует применять: при сооружении опорных трансформаторных подстанций, к распределительным устройствам 10 кВ которых присоединяются более двух линий 10 кВ; для электроснабжения потребителей потребителей первой категории при суммарной расчетной нагрузке 200 кВт и более; в условиях стесненной застройки поселков; в районах с холодным климатом при температуре воздуха ниже 40°С; в районах с загрязненной атмосферой III степени и выше; в районах со снежным покровом более 2 м. Подстанции 10/0,4 кВ следует применять, как правило, с воздушными вводами линий 10 кВ. Кабельные вводы линий должны применяться: в кабельных сетях; при сооружении подстанций, имеющих только кабельные вводы линий; при условиях, когда прохождение ВЛ на подходах к подстанции невозможно и в других случаях, где это технико-экономически обосновано.
Трансформаторы 10/0,4 кВ, как правило, используются с переключением ответвлений без возбуждения (ПБВ) для регулирования напряжения.
Для питания коммунально-бытовых сельскохозяйственных потребителей, трансформаторы 10/0,4 кВ мощностью до 160 кВА включительно следует применять со схемой обмоток «звезда-зигзаг» с выведенной нейтралью обмотки 0,4 кВ.
Расторгуев В. М.