Проектирование систем электроснабжения

В городском масштабе, система электроснабжения (по ГОСТ 32144-2013) - совокупность электроустановок и электрических устройств, предназначенных для обеспечения электрической энергией различных потребителей (юридических или физических лиц) электрических сетей.

Для здания, организации или жилища, система электроснабжения представляет собой совокупность источников электрической энергии, систем её преобразования, передачи и распределения по электроприемникам.

Система электроснабжения не включает в себя приёмники электрической энергии (потребители). Например, система освещения, в общем виде является таким же приемником, как и системы безопасности и не относится к системе электроснабжения.

Составные части системы электроснабжения

Основными составляющими систем электроснабжения являются:

1. Источники электроэнергии, это электростанции – тепловые, гидо-, атомные, солнечные, ветряные, дизельные, газовые, геотермальные, любые. В зависимости от генерируемой мощности, они могут размещаться на объекте, предприятии, отдельным объектом.

2. Линии передачи, кабельные линии. Это воздушные линии электропередачи, кабельные линии, провода, соединительные и концевые муфты, клеммы, строительные конструкции, элементы крепления и др.

3. Устройства преобразования/распределения электроэнергии – распределительные трансформаторные подстанции (РТП) и распределительные щиты (ЩР), вводные распределительные устройства (ВРУ), в составе которых могут быть следующие устройства:

Устройства преобразования электроэнергии - трансформаторы, выпрямительные устройства, различные конверторы;
Устройства защиты и автоматики – автоматические выключатели и дифференциальные автоматы, устройства релейной защиты, грозозащиты, защиты от дугового разряда;
Коммутационные устройства и аппараты – автоматический ввод резерва, выключатели, реле, магнитные пускатели, контакторы и т.п.

4. Системы сигнализации, контроля, управления, как-то: система диспетчерской связи, автоматизированная система контроля и управления энергией (АСКиУЭ), автоматизированная система коммерческого учёта энергии (АСКУЭ), системы технического учета;

5. Системы, применяемые для собственных нужд электроснабжения: системы обогрева элементов СЭС, освещения распределительных щитов, вентиляции в зданиях и сооружениях, где размещены элементы СЭС;

6. Системы диспетчеризации, облегчающие эксплуатацию, например, технологические карты, графики нагрузки, графики регламентного технологического обслуживания. Эти данные находятся в программах SCADA, управляющих СЭС;

7. Системы гарантированного или резервного электроснабжения для потребителей, отнесенных к соответствующим категориям электроснабжения, в т.ч. автоматический ввод резерва.

Проект электроснабжения – это выполненный в соответствии с ПУЭ, СП 31-110-2003 Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий и другими нормативными документами РФ набор технической документации, содержащей информацию о размещении источников электроснабжения, распределительных щитов, скрытой и открытой электропроводки и точках подключения оборудования-потребителей электричества.

Все элементы СЭС указываются в проекте с привязкой к архитектурным осям здания.

Проектирование систем электроснабжения является неотъемлемой частью работ при подготовке к строительству или реконструкции зданий и помещений, а также при изменении подключаемой мощности.

Проектирование электроснабжения выполняется для наружных или для внутренних сетей.

Когда необходим проект системы электроснабжения?

При строительстве нового объекта;
При реконструкции действующего объекта;
При увеличении потребляемой мощности объекта;
При увеличении потребляемой мощности электроприемников I-й категории;
По большому счету, разработка проекта электроснабжения всегда целесообразна для любых случаев, когда предполагается проведение любых электромонтажных работ, за исключением работ совсем малых объемов, при условии, что они не предполагают существенной увеличение потребляемой мощности.

В случае необходимости выделить дополнительную мощность объекту, потребуется получение новых технических условий в энергосбытовой организации, разработка нового проекта внешних сетей электроснабжения, а возможно и прокладка дополнительных подводящих кабельных линий. Такие ситуации иногда случаются, ведь выделенная мощность при строительстве может со временем перестать перекрывать все потребности объекта.

После выполнения проекта (речь идет о стадии «П»), затрагивающего внешние сети, потребуется его согласование, например, в экспертной организации, сбытовой организации, Ростехнадзоре.

Дальнейшее проведение работ по переподключению объекта к общей сети возможно только, после согласования проекта.

Каким образом увеличить подведенную к объекту мощность без согласования?

Возможным вариантом решения этого вопроса будет установка генерирующих мощностей непосредственно на объекте.

Хорошим вариантом считаем использование возобновляемых источников энергии с подключением их к системе электроснабжения после ввода на ГРЩ и после электросчетчика.

Выбор ВИЭ (солнце, ветер, вода, гео) осуществляется в зависимости от географического местоположения объекта.

При отсутствии необходимости резервирования мощности, такие системы окупаются достаточно быстро, например, для солнечной установки, при полной нагрузке, срок окупаемости составит 3-5 лет.

Конечно, если речь идет о газогенераторных установках или ветрогенераторах большой мощности, потребуется согласование иных контрольных органов, например, Ростехнадзора или Росавиации. Это связано с эксплуатационными характеристиками самого сооружения. В любом случае, на подобные установки кроме проекта электроснабжения разрабатывается целый комплект документации.

Проект системы внутреннего электроснабжения

Наиболее важным для заказчика с точки зрения дальнейшей эксплуатации объекта является проект системы внутреннего электроснабжения.

Перед началом проектирования, собирают данные о потребителях каждой из инженерных систем здания и по технологии. Например, для офисного здания частью технологического процесса может быть работа ЭВМ и офисной техники, а инженерными системами будут климатические системы, системы безопасности и связи.

Собранные данные включают в Эскиз №2 объекта и на их основе разрабатывают задание на проектирование сети электроснабжения.

Проект внутреннего электроснабжения необходимо подробно проработать и согласовать со смежными разделами, т.к. монтажные и пуско-наладочные работы могут производиться с существенным временным разрывом. Прокладка кабельных трасс будет затруднена после завершения отделочных работ, и внесение существенных корректировок в проект не желательно после определенный стадии завершения строительства.

Следует упомянуть, что заказчик имеет возможность контролировать правильность выполнения электромонтажных работ только при наличии у него адекватного проекта (в данном случае имеется в виду стадия «рабочая документация»), в противном случае, при возможности разночтений, «каждый художник будет видеть по-своему».

Этапы выполнения проекта электроснабжения

Если рассматривать проект электроснабжения как часть большого проекта по строительству или реконструкции, можно выделить несколько больших этапов работы.

ТЭО объекта. Описание того, что из себя представляет объект. Выделение потребителей электроэнергии, определение их мест размещения, категорий надежности, потребляемой мощности;
Определение необходимой подводимой мощности к объекту с учетом категорий надежности потребителей;
Получение технических условий на технологическое присоединение к электрическим сетям поставщика. В них указывается выделяемая мощность, подстанция к которой должен быть подключен объект, каким образом должна быть проложена трасса от подстанции до точки ввода в здание;
После получения ТУ данных достаточно для составления задания на проектирование внутренних и внешних сетей электроснабжения. Задание на проектирование составляется с участием или без участия проектной организации. В написании задания принимают косвенное участие специалисты всех разделов, оборудование которых требует электрического подключения, они указывают точки подведения электрической мощности и требуемую мощность;
Разработка стадии «П» - проект;
Государственная экспертиза стадии «П»;
Разработка стадии «Р» - рабочая документация;
Разработка сметной документации.

Если проект реконструкции не затрагивает внешние сети, то есть смысл провести анализ изменений, возможно достаточно будет ограничиться только п. 1, 2, 4, 7 и 8.

Состав проекта электроснабжения

Перечень документов, которые войдут в проекты внутреннего или внешнего электроснабжения определены Постановлением Правительства РФ от 16.02.2008 N 87 "О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию" (см. актуальную редакцию)

Для стадии «П» раздел «Система электроснабжения» должен содержать войдут (нажмите, чтобы раскрыть):

в текстовой части

а) характеристику источников электроснабжения в соответствии с техническими условиями на подключение объекта капитального строительства к сетям электроснабжения общего пользования;

б) обоснование принятой схемы электроснабжения;

в) сведения о количестве электроприемников, их установленной и расчетной мощности;

г) требования к надежности электроснабжения и качеству электроэнергии;

д) описание решений по обеспечению электроэнергией электроприемников в соответствии с установленной классификацией в рабочем и аварийном режимах;

е) описание проектных решений по компенсации реактивной мощности, релейной защите, управлению, автоматизации и диспетчеризации системы электроснабжения;

ж) перечень мероприятий по экономии электроэнергии;

з) сведения о мощности сетевых и трансформаторных объектов;

и) решения по организации масляного и ремонтного хозяйства - для объектов производственного назначения;

к) перечень мероприятий по заземлению (занулению) и молниезащите;

л) сведения о типе, классе проводов и осветительной арматуры, которые подлежат применению при строительстве объекта капитального строительства;

м) описание системы рабочего и аварийного освещения;

н) описание дополнительных и резервных источников электроэнергии;

о) перечень мероприятий по резервированию электроэнергии;

в графической части

п) принципиальные схемы электроснабжения электроприемников от основного, дополнительного и резервного источников электроснабжения;

р) принципиальную схему сети освещения, в том числе промышленной площадки и транспортных коммуникаций, - для объектов производственного назначения;

с) принципиальную схему сети освещения - для объектов непроизводственного назначения;

т) принципиальную схему сети аварийного освещения;

у) схемы заземлений (занулений) и молниезащиты;

ф) план сетей электроснабжения;

х) схему размещения электрооборудования (при необходимости).

В рабочую документацию «Системы электроснабжения» (стадия «Р») войдут (нажмите, чтобы раскрыть):

а) общие данные с описанием системы, ее характеристик, описанием мероприятий по защитному заземлению, занулению, молниезащите, защитному отключению, расчетом потребляемых нагрузок, описанием кабельной системы, указаниями по монтажу, мероприятиями по защите окружающей среды и т.д.;

б) однолинейные расчетные схемы для каждого из распределительных щитов, включая ГРЩ и АВР, по этим схемам впоследствии щиты изготавливаются на заводе. Кстати, однолинейная схема от ГРЩ фактически является структурной схемой сети электроснабжения;

г) планы расположения силового оборудования;

д) планы кабельных трасс и кабельных линий;

е) планы размещения силовых розеток и электровыводов;

ж) схему уравнивания потенциалов;

з) планы проводки заземляющих проводников;

и) схему и планы размещения молниезащиты;

к) спецификации оборудования изделий и материалов;

л) любая иная документация, позволяющая однозначно выполнить

Все оборудование и проводка на планах размещаются с учетом привязки к строительным осям здания.

После выполнения монтажных работ, выпускается т.н. исполнительная документация. С точки зрения работы проектировщика – она содержит информацию о наличии или отсутствии отклонений системы от проектной документации.

Стоимость разработки проекта электроснабжения

Для предварительной оценки стоимости проектирования проектной организации потребуется ознакомиться с заданием на проектирование. При его отсутствии данные о количестве инженерных систем, розеток и точек подключения оборудования.

Проработанный проект системы электроснабжения позволяет монтажной организации четко реализовать задуманную систему, заказчику осуществлять контроль и приемку работы, а владельцу здания организации снизить затраты на эксплуатацию обеспечить комфорт и безопасность для посетителей.