Проектирование схемы трехфазного электроснабжения для частного дома на 15 кВт

В условиях современной жизни невозможно обойтись без бытовых приборов и электронной аппаратуры, количество которой с каждым годом непрерывно растет. Это приводит к росту потребления энергии от действующей электросети и необходимости контроля ее рабочих параметров. Особое значение приобретает этот вопрос в загородном жилье, где допускается использовать 380 Вольт. По этой причине различные варианты схем подключения трехфазного электричества в частных домах подлежат серьезному исследованию.

Однофазное и трехфазное подключение

При выяснении различий в качестве двух типов энергоснабжения (с одно- и трехфазным подключением) и связанными с ними схемными решениями необходимо отметить следующее:

при использовании трехфазной системы для прокладки линии потребуется кабель с 4-мя жилами, при наличии заземляющего контура – с 5-ю, а для однофазного способа достаточно трех жил;

Схема однофазного подключения

в первом случае возрастут расходы на кабельную продукцию, а также на приобретение обслуживающего оборудования — трехфазный электрический счетчик, автоматы и УЗО стоят дороже своих однофазных аналогов;

заметно увеличится потребляемая от подстанции мощность, что объясняется значительно возросшими нагрузками в сети 380 Вольт.

Указанные отличия учитываются при подготовке проекта электроснабжения частного дома. Принимаются во внимание и такие важные факторы, как особенности распределения тока и потери мощности в трехфазной нагрузке из-за ее реактивного характера.

Проект подключения и необходимая документация

Проект электроснабжения частного дома 15 кВт 3 фазы включает в себя несколько разделов, каждый из которых касается определенного этапа реализации. На подготовительной стадии проводятся следующие обязательные мероприятия:

• подготовка и согласование разрешительной документации;
• прорисовка электрической схемы и выбор потребителей по мощности в реактивной нагрузке;
• разбивка их на отдельные группы.

Без основательной предварительной проработки всех тонкостей проекта утвердить комплект рабочей документации вряд ли удастся. Поэтому каждый из этапов его подготовки нуждается в отдельном рассмотрении.

Подготовка документации

Пакет разрешительной документации комплектуется на основе ТУ, определяющих порядок обустройства и эксплуатации трехфазной сети. Они выдаются представителями местного «Энергосбыта». На основании технических условий оформляются следующие документы:

• договор с поставщиком электроэнергии в регионе;
• акт осмотра эксплуатируемого оборудования;
• заключение по функциональности схемы, выбранной для конкретного объекта;
• акт разграничения действующих электросетей по их балансовой принадлежности.

Помимо этого на данном этапе проектирования учитываются особенности эксплуатации конкретных потребителей электроэнергии — насосного и станочного оборудования в частности.

Схема и выбор мощности

При прорисовке схем подключения трехфазного электричества в частных домах необходимо учитывать следующие детали:

• На ней обязательно указание трассы прокладки, типа и основных характеристик кабеля электропроводки, а также мест расположения электроустановочных изделий.
• То же самое проделывается в отношении защитного оборудования: счетчика электроэнергии, вводного и распределительных автоматов, а также УЗО.
• В схеме также указывается тип используемой системы защиты от поражения током (способ разводки PE и N проводников), а также необходимость повторного заземления.

Кроме того, дается ссылка на использование дополнительного защитного оборудования — реле контроля напряжения в частности.

Расчет потребляемой мощности в киловаттах производится по типовому алгоритму, согласно которому все показатели по предполагаемым нагрузкам просто складываются.

Для «реактивных» потребителей (трехфазных насосов, станков и другого оборудования, оснащенного асинхронными двигателями), вводится поправочный коэффициент, называемый косинусом мощности. Его усредненное по нагрузкам значение составляет 0,97-0,98.

Разбивка на группы

Все потребители, указанные на схеме электроснабжения дома 15 кВт (розетки и осветительные приборы) разделяются на отдельные группы. Такое разбиение очень удобно для ремонта и обслуживания обустраиваемой системы электропитания. За функционирование каждой из этих группа «ответственен» отдельный автоматический выключатель, устанавливаемый в электрическом щитке. С его помощью при необходимости ремонта, например, можно отключать только данную ветвь электропроводки, оставляя все другие в рабочем состоянии.

Для каждой такой группы расчет максимальной мощности потребления делается отдельно. Исходя из полученных данных, выбирается подходящий по номинальному току автомат. Кроме того, они являются основой для выбора сечения проводников для этого ответвления домашней электросети.

Линии освещения прокладываются типовым проводом с сечением жил не менее 1,5 мм2, а в электропроводке для подсоединения розеток потребуется увеличить этот параметр до 2,5 мм2.

Все эти данные необходимы, чтобы в соответствии с требованиями ПУЭ подключить обслуживаемый объект к энергосистеме. При их наличии определиться с количеством расходных материалов, защитных приборов и других образцов электрооборудования будет значительно проще.

Особенности обустройства распределительного щитка

Однолинейная схема щита учета 15 кВт 380В (как частный случай) – самый распространенный вариант построения этой части системы энергоснабжения. При ее обустройстве рассматриваются следующие варианты комплектации, учитывающие различия однофазного и трехфазного питаний:

• Использование в качестве защитного оборудования стандартных однополюсных автоматов и УЗО (по одному на каждую фазу).
• Применение в схеме одних 4-хполюсных дифференциальных приборов.
• Установка в щитке двухполюсных автоматов, дополненных кросс-модулем и УЗО.
• Монтаж однополюсных линейных автоматов совместно с 4-х полюсным УЗО и кросс модулем.

Каждый из этих вариантов при наличии места в щитке подходит для обустройства и подключения полноценной трехфазной системы энергоснабжения. Выбор конкретного набора коммутирующих устройств зависит от предпочтений и финансовых возможностей хозяина загородного жилья.

Испытание электропроводки

По окончании монтажа электропроводки обязательна ее проверка на работоспособность, сводящаяся к следующим операциям:

1. Прежде всего, следует «примерить» выбранные расчетным путем параметры по току и предельной мощности к реальным условиям эксплуатации электрооборудования.
2. Для этого потребуется включить все обозначенные в проекте электроприборы одновременно и проверить электропроводку на нагрев изоляции.
3. Если проводники на ощупь чуть теплые, а автоматы не выбиваются постоянно – можно с уверенностью сказать, что все параметры выбраны правильно и система готова к эксплуатации в штатном режиме.

Когда программа испытаний полностью исчерпана, переходят к окончательному обустройству элементов энергоснабжения. На завершающем этапе еще раз проверяются все контактные соединения в монтажных колодках и выставляются пределы срабатывания УЗО и реле напряжений, скорректированные по результатам тестовых процедур.

Чертим однолинейную схему — обзор бесплатных программ

Занимаясь ремонтом дома столкнулся с необходимостью нарисовать однолинейную схему электроснабжения. Все можно было сделать от руки, но решил сделать на компьютере. Этот обзор посвящен бесплатным программам для подготовки однолинейных электрических схем.

Что такое однолинейная схема электроснабжения?

Однолинейная схема — это технический документ, который в ОБЩЕМ И ЦЕЛОМ дает человеку, с ним работающему, понятие о:

1. Точках подключения объекта;
2. Основных нагрузках и их показателях (мощность автоматов, их номинал, маркировка и т.д.);
3. Питающем кабеле (вновь все его характеристики: тип, разрешенный ток и т.д.);
4. Номинальном токе вводного устройства в точке подключения и защитно-коммутационных устройств (аналогично);
5. Основных потребителях электричества на объекте (аналогично).

Фактически, без однолинейной схемы электроснабжения проводить электромонтажные работы НЕРЕАЛЬНО. Поскольку в документе есть главное – информация.

Что такое принципиальная электрическая схема

Принципиальная электрическая схема — это чертежи, показывающие полные электрические и магнитные и электромагнитные связи элементов объекта, а также параметры компонентов, составляющих объект, изображённый на чертеже.

Почему схема называется однолинейной?

Однолинейная схема – это та же электрическая принципиальная схема, но выполненная в упрощенном виде: все линии однофазных и трехфазных сетей изображаются одной линией.

Пример однолинейной электрической схемы

В чем нарисовать однолинейную электрическую схему

Программ для черчения на компьютере (электрические схемы не рисуют, а чертят!) много. Но все они как правило сложны в освоении, если Вы не занимаетесь этим профессионально. Однако я нашел несколько легких для использования обыкновенным человеком.

Программа 1-2-3 схема

Программное обеспечение компании HAGER 1-2-3-схема, Semiolog и hLsys Lume распространяются бесплатно. Скачивать можно и нужно с официального сайта http://www.hagersystems.ru/software/. А не искать ее на файлопомойках и мусоросборках. Программа на русском языке.

Программа «1-2-3 схема» позволяет подобрать корпус электрощита в соответствии требованиями по степени защиты, укомплектовать его защитными и коммутационными модульными аппаратами, задать иерархию подключения модульных аппаратов и в автоматическом режиме сформировать однолинейную схему щита.

Программа позволяет корректно подобрать серию корпуса и его размер, исходя из количества модульных аппаратов, произвольным образом промаркировать модульные аппараты. Элементная база программы 1-2-3-схема содержит актуальные артикулы оборудования, поставляемые на российский рынок и сертифицированные по российским и европейским стандартам. С помощью 1-2-3-схемы можно грамотно составить спецификацию, создать однолинейную схему электрощита и отрисовать его внешний вид.

Понятное дело, что совсем не обязательно пользоваться элементной базой производителя HAGER. Главное — это результат, то есть однолинейная схема, корректный размер корпуса щитка (когда места хватает для всех автоматов) и бонусом печать этикеток которые потом можно наклеить на щиток над автоматами.

Используя программу 1-2-3 схема вы сможете легко и с минимальными затратами времени создать электрическую схему щитка для жилищного строительства. Чтобы лучше использовать возможности программы и рационально использовать время hager разработал интерфейс между этой новой программой и программой для этикеток semiolog.

Для работы Вы можете использовать только мышку, разработать и распечатать схему электрического щитка и этикетки с обозначениями элементов схемы для щитка.

Пример щита в сборе с маркировками групп потребителей, сделанных в программе Semiolog.

Программа XL Pro² от Legrand

Вторая программа также от производителя — это XL Pro² от Legrand, которая упрощает проектирование низковольтных комплектных устройств (НКУ). Программа позволяет конструкторам НКУ проектировать распределительные шкафы и щитки серии XL³ двумя методами:

1. подобрать оборудование Legrand из предложенного перечня, необходимое для сборки шкафа;
2. с помощью однолинейной схемы.

Программа автоматически определит тип комплектного устройства, рассчитает его стоимость, выполнит размещение оборудования. XL Pro² автоматически вносит все изменения, что максимально упрощает проектирование и расчет различных типов шкафов.

Программа XL Pro распространяется бесплатно и доступна для загрузки зарегистрированными пользователями Extranet.

ПРОГРАММА XL PRO³

Программа XL Pro³ упрощает проектирование низковольтных комплектных устройств (НКУ).
Программа позволяет конструкторам НКУ проектировать распределительные шкафы и щитки производства Legrand на токи до 6300 А двумя методами:

1. подобрать оборудование Legrand из предложенного перечня, необходимое для сборки шкафа;
2. с помощью однолинейной схемы.

Программа автоматически определит тип комплектного устройства, рассчитает его стоимость, выполнит размещение оборудования. XL Pro³ автоматически вносит все изменения, что максимально упрощает проектирование и расчет различных типов шкафов.

Rapsodie — Компоновка распределительных щитов

Это третья программа в обзоре для компоновки распределительных щитов, но теперь уже от schneider-electric.

1. Rapsodie предназначена для компоновки шкафов НН серий Prisma Plus, Pragma и Kaedra.
2. Работа в Rapsodie существенно ускоряет процесс компоновки шкафа.
3. В результате работы с программой пользователь может получить: внешний вид шкафа и полную сборочную спецификацию, а также подробный расчет стоимости проекта.
4. База данных программы содержит устройства Schneider Electric, пользователь может автоматически подобрать к ним дополнительные аксессуары. Также есть возможность создавать персональный каталог из устройств, которых нет в базе данных программы.
5. Rapsodie также позволяет подобрать отобразить топологию однолинейной схемы для корректного подбора распределительных устройств и монтажных аксессуаров.
6. В программе есть режим автоматического подбора ячейки нужной конфигурации с учетом ранее заданных критериев.
7. Программа имеет привлекательный и интуитивно понятный русскоязычный интерфейс, документация выдается в виде файлов распространенных форматов (*.txt, *.xls, *.pdf, *.dxf).

Преимущества

Rapsodie — это интеллектуальный инструмент для компоновки НКУ.

1. Комфорт и прозрачность при работе в программе
2. Автоматическая проверка совместимости устройств
3. Быстрый доступ к результатам проектирования
4. Печать или экспорт полноценной сопроводительной документации

В результате работы с программой Пользователь может получить: внешний вид шкафа (двери, передние панели, устройства, монтажные платы, составные устройства) и полную сборочную спецификацию, подробный расчет стоимости проекта (в том числе с учетом сборочных и наладочных работ, а также с учетом скидок).

Программа имеет привлекательный и интуитивно понятный русскоязычный интерфейс, документация создается в виде документов распространенных форматов (*.txt,*.xls, *.pdf, *.dxf). Работа в программе Rapsodie существенно ускоряет процесс компоновки шкафа и минимизирует возможность возникновения ошибки.

Программа бесплатна, но так же как и в случае с Legrand она отсутствует в свободном доступе. Программа распространяется среди клиентов и партнеров ЗАО «Шнейдер Электрик» на безвозмездной основе. Для максимального удобства пользователей освоения Rapsodie проводится учебный курс в Центре Обучения Schneider Electric.