Енергопостачання

6. Енергопостачання та електрообладнання

БУДІВЕЛЬ І СПОРУД

6.1. Основні відомості

Енергопостачання — сукупність послідовних процесів виробництва передачі та використання енергії. Система енергопостачання - комп­лекс установок та пристроїв, які призначені для цілей енергопостачання кожна система енергопостачання базується на певних енергетичних ре­сурсах і має три головні елементи: джерело електричної енергії (електрогенератор), мережі (транспортні і розподільчі) та енергоприймачі (споживачі або абоненти).

Джерелом електроенергії для всіх споживачів є електростанції (теплові, атомні, гідравлічні, вітрові та інші). Потужні електростанції - України об'єднані в єдину енергетичну систему. Передача та розподіл електроенергії між населеними пунктами здійснюється за допомогою повітряних ліній, які перетинають всю країну. З метою зменшення втрат при передачі електроенергії в електролініях має місце досить висока напруга (ЛЕП 35-110 кВ). Споживачі електроенергії розраховані на більш низькі напруги, ніж напруга в енергосистемі. Пониження електро­енергії проводять у два етапи. Спочатку на понижувальній підстанції яка є частиною енергосистеми, напруга знижується до 6-10 кВ. Подальше зниження напруги проводять на трансформаторних підстанціях (ТП) які розташовують в житлових масивах та на підприємствах.

Залежно від умов розташування розрізняють такі підстанції - при­будовані, вбудовані, окремо розташовані та відкрито розташовані на стовпах. В містах передбачають закриті окремо розташовані трансформаторні підстанції, які виконують з цегли або збірних залізобетонних елементів. Відкрито розташовані на стовпах підстанції використову­ють для електропостачання сіл, невеликих населених пунктів, дачних масивів тощо. Відстань від окремо розташованої трансформаторної під­станції (потужністю до 100 кВА) або розподільчого пункту (напругою до 20 кВ) до житлових та громадських будинків приймають не менше 25 м. При виконанні спеціальних шумозахисних заходів цю відстань до­зволяється зменшувати до 10-15 м.

Підстанції з'єднані між собою, як правило, кабельними лініями. Прокладання кабельних ліній у містах може виконуватись декількома способами, а саме: в земляних траншеях, в блоках або трубах, в колекто­рах та тунелях (мал. 7.1, 7.2, 7,3).

Найпоширенішим способом є прокладання кабелю в землі під не­проїжджою частиною вулиць із відповідним захистом (покриття цеглою в один ряд поперек кабелю) від пошкоджень. Мінімальна глибина за­кладання кабелю повинна бути 0,7 м, а на проїжджій частині вулиць — 1,0 м. При вводах у будинок дозволяється на ділянках до 5 м від будинку зменшувати глибину закладання кабелю до 0,5 м. В колекторах, крім ка­бельних ліній, можуть бути і інші комунікації (водопровід, теплопровід, каналізація тощо). Використання труб, блоків та колекторів для ка­бельних ліній покращує експлуатацію і забезпечує швидке відновлення при пошкодженнях.

Мал. 58

Мінімальні розміри в мм при прокладанні електричних кабелів у траншеях: а) — одиночного; б) — двох паралельних

Мал. 59 Мал. 60

Прокладання Прокладання електричних

електричних кабелів у кабелів у тунелях:

трубах зв'язку;

1 — кабелі 2 — силові кабелі; З — водопровід; 4 — теплові мережі

Після трансформаторних підстанцій напруга знижується до 380 В і передасться д^₀ споживачів переважно трифазовою системою змінного струму, при як^ій електрична енергія передається чотирма електропро­водами. Три з цих проводів є лінійними (фазовими), а четвертий — ней­тральним (нейтральна напруга між лінійними проводами трифазової системи перемінного току називається лінійною. Номінальне значення лінійної напруги в Україні становить 380 В, Напруга між нейтральним проводом і будь-яким із лінійних називається фазовою, її величина менша за лінійну і становить 220 В (мал. 7.4).

Нейтральний провід в трифазовій системі перемінного струму виконує важливу функцію. Він служить для вирівнювання фазових напруг у всіх трьох фазах при різних навантаженнях фаз. У випадку обриву ней­трального проводу при різних навантаженнях у фазах фазові напруги будуть різними

Лінпровід 1 * Нейтрзль

Лінійний провід 3

Трифазний електродвигун

1(1

Мал. 61

Трифазова система змінного струму

Особливо небезпечним є коротке замкнення після обриву нейтрального проводу. Для запобігання обриву на нейтральному проводі не встановлюють запобіжників та вимикачів. В Україні застосовується чотирипровідна трифазова електрична мережа. її ще називають елек­тричною мережею із глухо-заземленим нейтральним проводом. В таких схемах нейтральний провід на підстанції заземлений і практично не тільки виконує свою функцію «симетрування» трифазової мережі, але також використовується як захисне заземлення. У Європі зазвичай засто­совують п'ятипровідну електричну мережу. В такій електричній мережі є окремий (п'ятий) провід заземлення і нейтральний провід виконує лише одну функцію. Слід зазначити, що західні трифазові індивідуальні по­бутові прилади призначені для користування саме такою електричною мережею. Нейтральний провід розрахований на ефективну компенсацію струмів в різних фазах у випадку синусоїдальних струмів у трифазовій електричній мережі. Окремі споживачі (електродвигуни, промислове об­ладнання, термоелектронагрівачі та інші) розраховані на безпосереднє підключення до трифазової електричної мережі. До них підводяться чотири проводи (без урахування захисного заземлення). Малопотужні споживачі (побутові прилади, персональні комп'ютери, освітлювальні прилади, офісна техніка тощо) розраховані на однофазову електричну мережу. До них підходять два проводи (без урахування захисного за­землення). Один з цих проводів — лінійний, а другий — нейтральний. Крім величини напруги, в електричних мережах важливе значення має частота. Номінальне значення частоти в Україні рівне 50 Гц (Герц).