Schneider Electric. Руководство по устройству электроустановок. Технические решения 2009 год

469 Pages·9.92 MB·Russian

“Шнейдер Электрик” в странах СНГ
9
Техническая коллекция
0
Азербайджан Пермь 0
Баку 614010, Комсомольский пр!т, 98, офис 11 2
AZ 1008, ул. Гарабах, 22 Тел./факс: [phone] / 13 / 15
Тел.: [phone]
Ростов#на#Дону
Факс: [phone]
344002, ул. Социалистическая, 74, литера А
Беларусь Тел.: [phone]
Факс: [phone]
Минск Руководство
220006, ул. Белорусская, 15, офис 9
Самара
Тел.: [phone]
443096, ул. Коммунистическая, 27
Тел./факс: [phone]
Казахстан
Алматы Санкт#Петербург
050050, ул. Табачнозаводская, 20 198103, ул. Циолковского, 9, корпус 2 А
Швейцарский центр Тел.: [phone] по устройству
Тел.: [phone] (многоканальный) Факс: [phone]
Факс: [phone]
Сочи
Астана 354008, ул. Виноградная, 20 А, офис 54
010000, ул. Бейбитшилик, 18 Тел.: [phone], 96 06 02
Бизнес!центр «Бейбитшилик 2002», офис 402 Факс: [phone]
Тел.: [phone]
электроустановок
Факс: [phone] Уфа
450098, пр!т Октября, 132/3 (Бизнес!центр КПД)
Атырау Блок!секция № 3, этаж 9
060002, ул. Абая, 2!А Тел.: [phone]
Бизнес!центр «Сутас ! С», офис 407 Факс: [phone]
Тел.: [phone], 32 66 70
Факс: [phone] Хабаровск к
680000, ул. Муравьева!Амурского, 23, этаж 4 о 2009
Россия Тел.: [phone] в
Волгоград Факс: [phone] о
400089, ул. Профсоюзная, 15, офис 12
н
Тел.: [phone] Туркменистан
Ашгабат а
Воронеж 744017, Мир 2/1, ул. Ю. Эмре, «Э.М.Б.Ц.» т
394026, пр!т Труда, 65, офис 267 Тел.: [phone] с
Тел.: [phone] Факс: [phone] у
Тел./факс: [phone] о
Узбекистан
Екатеринбург р Технические решения
Ташкент
620219, ул. Первомайская, 104, офисы 311, 313 т
100000, пр!т Мустакиллик, 75
Тел.: [phone] Тел.: [phone] к
Факс: [phone] Факс: [phone] е
л
Иркутск
Украина
664047, ул. 1!я Советская, 3 Б, офис 312 э «Шнейдер Электрик»
Тел./факс: [phone], 29 20 43 Днепропетровск
49000, ул. Глинки, 17, этаж 4 у
Казань Тел.: [phone] в
420107, ул. Спартаковская, 6, этаж 7 Факс: [phone] т
Тел./факс: [phone] / 85 / 86 / 87 / 88 с
Донецк
й
Калининград 83087, ул. Инженерная, 1 В
236040, Гвардейский пр., 15 Тел.: [phone] о
Тел.: [phone] Факс: [phone] р
Факс: [phone] т
Киев
с
Краснодар 03057, ул. Смоленская, 31!33, кор. 29
у
350020, ул. Коммунаров, 268 В, офисы 316, 314 Тел.: [phone]

Тел.: [phone] Факс: [phone] о
Факс: [phone] Львов п
Красноярск 79015, ул. Тургенева, 72, к. 1
о
660021, ул. Горького, 3 А, офис 302 Тел./факс: [phone]
Тел.: [phone] в
Факс: [phone] Николаев т
54030, ул. Никольская, 25 с
Москва Бизнес!центр «Александровский», офис 5 д
129281, ул. Енисейская, 37 Тел.: [phone]
Тел.: [phone] Факс: [phone] о
Факс: [phone] в
Одесса
о
Мурманск 65079, ул. Куликово поле, 1, офис 213
к
183038, ул. Воровского, д. 5/23 Тел.: [phone]
Конгресс!отель «Меридиан», офис 739 Факс: [phone] у
Тел.: [phone] Р
Симферополь
Факс: [phone]
95013, ул. Севастопольская, 43/2, офис 11
Нижний Новгород Тел.: [phone]
603000, пер. Холодный, 10 А, этаж 8 Факс: [phone]
Центр поддержки клиентов
Тел./факс: [phone]
Тел.: [phone] (многоканальный) Харьков
Тел.: [phone], факс: [phone] Новосибирск 61070, ул. Академика Проскуры, 1
630005, Красный пр!т, 86, офис 501 Бизнес!центр «Telesens», офис 569
[email protected] Тел.: [phone] Тел.: [phone]
www.schneider-electric.ru Тел./факс: [phone] Факс: [phone]
http://schneider-electric.ru
ELGUIDERU
04/2009
Данное руководство предназначено для специалистов, занимающихся проектированием,
инсталляцией и обслуживанием электроустановок. Документ разработан в соответствии
с нормами Международной электротехнической комиссии (МЭК). При разработке
технических решений особое внимание уделено соблюдению требований техники
безопасности.
Международный стандарт МЭК 60364 «Электроустановки зданий» устанавливает
нормативы, обеспечивающие безопасность и требуемые рабочие характеристики
электроустановок всех типов. Поскольку международный стандарт должен охватывать
различные типы оборудования и технические решения, используемые во всем мире,
правила данного стандарта должны быть комплексными и универсальными и не могут
автоматически применяться к конкретному случаю. Поэтому стандарт МЭК не может
рассматриваться в качестве рабочего руководства и предназначен для использования
только в качестве справочного документа.
Цель настоящего руководства заключается в детальном пошаговом разъяснении
требований к конкретной электроустановке в соответствии с МЭК 60364 и другими
стандартами МЭК, применимыми к описываемой ситуации. Поэтому в первой главе
рассматривается используемая методология, а каждая последующая глава описывает
конкретный вопрос, который должен быть детально изучен. Особое внимание уделено
рекомендациям по обеспечению электромагнитной совместимости, которые основаны на
большом практическом опыте решения данных проблем.
Надеемся, что данное руководство окажется полезным для Вас.
Schneider Electric S.A.
Данное Руководство – это единый обобщающий материал, в котором изложены
методы, правила и стандарты, относящиеся к электроустановкам. Оно предназначено
для специалистов-электротехников, работающих в компаниях, конструкторских бюро,
контролирующих организациях, и т. д.
«Руководство по устройству электроустановок» предназначено для квалифицированного
технического персонала и, хотя авторы постарались включить в настоящий документ
точную и достоверную информацию, компания Schneider Electric не берет на
себя ответственность за любые последствия, которые могут возникнуть в связи с
использованием данного материала неквалифицированным персоналом.
Мы выражаем благодарность коллективу ООО НПФ «Элпром» во главе с Генеральным
Директором, к.т.н. Гельманом Г. А., доценту Самарского Государственного Технического
Университета Лыкову Ю. Ф. за ценный вклад в редактирование русского издания
Руководства, а также сотруднику Санкт-Петербурского Электротехнического Университета
Шорохову А. Ю. за перевод и редактирование главы «Энергоэффективность в
электрических сетях».
Мы будем чрезвычайно признательны всем специалистам, приславшим нам свои
замечания и предложения, которые помогут улучшить следующее издание.
ЗАО «Шнейдер Электрик», Россия
Общие правила проектирования A
электроустановок
Подключение к распределительной сети B
высокого напряжения
Подключение к низковольтной C
распределительной сети
Руководство по выбору архитектуры сети D
высокого и низкого напряжения
Распределение в системах низкого E
напряжения
Защита от поражения электрическим F
током
Выбор сечения и защита проводников G
Низковольтная распределительная H
аппаратура
Защита от перенапряжений в J
низковольтных сетях
Энергоэффективность в электрических K
сетях
Компенсация реактивной мощности L
и фильтрация гармоник
Управление гармониками M
Особые источники питания и нагрузки N
Коттеджи, жилые и особые помещения P
Рекомендации по обеспечению Q
электромагнитной совместимости
Общее содержание
A
Общие правила проектирования электроустановок
1 Методология A2
2 Действующие нормы и правила A4
3 Установленные мощности потребителей - характеристики A10
4 Силовая нагрузка электроустановки A15
B Подключение к распределительной сети высокого
напряжения
1 Электроснабжение при высоком напряжении B2
2 Процедура создания новой подстанции B14
3 Защита B16
4 Подстанция потребителя с учетом на низком напряжении B22
5 Подстанция потребителя с учетом на высоком напряжении B32
6 Создание распределительных понижающих подстанций B37
C Подключение к низковольтной распределительной сети
1 Низковольтные сети электроснабжения C2
2 Тарифы и учет электроэнергии C16
D Руководство по выбору архитектуры сети высокого
и низкого напряжения
1 Преимущества для пользователя D3
2 Упрощенный процесс проектирования архитектуры D4
3 Характеристики электроустановки D7
4 Технические характеристики D11
5 Критерии оценки архитектуры D13
6 Выбор основных элементов архитектуры D15
7 Выбор архитектурных деталей D19
8 Выбор оборудования D24
9 Рекомендации по оптимизации архитектуры D26
10 Глоссарий D29
11 Программное обеспечение ID-Spec D30
12 Пример: электроснабжение типографии D31
E Распределение в системах низкого напряжения
1 Системы заземления E2
2 Система установки E15
3 Внешние воздействия (МЭК 60364-5-51) E25
F Защита от поражения электрическим током
1 Общие сведения F2
2 Защита от прямого прикосновения F4
3 Защита от косвенного прикосновения F6
4 Защита имущества от ущерба вследствие пробоя изоляции F17
5 Реализация системы ТТ F19
6 Реализация системы TN F23
7 Реализация системы IT F29
8 Устройства защитного отключения (УЗО) F36
G Выбор сечения и защита проводников
1 Общие положения G2
2 Практический метод определения наименьшего допустимого
сечения проводников в цепи G7
3 Расчет потерь напряжения G20
4 Ток короткого замыкания G24
5 Частные случаи токов короткого замыкания G30
6 Нулевой защитный проводник (РЕ) G37
7 Нейтральный провод G42
8 Пример расчета кабелей G46
Schneider Electric – Руководство по устройству электроустановок 2009
Общее содержание
H Низковольтная распределительная аппаратура
1 Основные функции низковольтной распределительной аппаратуры H2
2 Коммутационные аппараты H5
3 Выбор коммутационной аппаратуры H10
4 Автоматический выключатель H11
J Защита от перенапряжений в низковольтных сетях
1 Общие положения J2
2 Устройства защиты от перенапряжений J6
3 Стандарты J11
4 Выбор защитной аппаратуры J15
K Энергоэффективность в электрических сетях
1 Введение K2
2 Энергоэффективность и электричество K3
3 Диагностика с использованием электрических измерений K7
4 Решения по энергосбережению K13
5 Оценка энергосбережения К31
6 От окупаемости проекта к постоянным дивидендам K34
L
Компенсация реактивной мощности и фильтрация гармоник
1 Реактивная мощность и коэффициент мощности L2
2 Зачем повышать коэффициент мощности? L5
3 Методы повышения коэффициента мощности L7
4 Выбор места установки конденсаторов L10
5 Выбор оптимального уровеня компенсации L12
6 Компенсация на зажимах трансформатора L15
7 Компенсация реактивной мощности асинхронных двигателей L18
8 Работа установки до и после компенсации реактивной мощности L20
9 Влияние гармоник L21
10 Конденсаторные батареи L24
M Управление гармониками
1 Проблема: Зачем нужно обнаруживать и устранять гармоники? М2
2 Стандарты M3
3 Общие положения M4
4 Основные виды воздействий гармоник на электроустановки M6
5 Основные показатели гармонических искажений и принципы их измерения M11
6 Измерение показателей M14
7 Устройства обнаружения M16
8 Способы ослабления гармоник M17
N
Особые источники питания и нагрузки
1 Защита низковольтной генераторной установки и отходящих цепей N2
2 Источники бесперебойного питания (ИБП) N11
3 Защита трансформаторов низкого/низкого напряжения N24
4 Осветительные сети N27
5 Асинхронные двигатели N45
P
Коттеджи, жилые и особые помещения
1 Жилые помещения и коттеджи P2
2 Ванные и душевые комнаты P8
3 Советы по устройству электроустановок для специальных помещений и зон P12
Q
Рекомендации по обеспечению электромагнитной совместимости
1 Схемы распределения электроэнергии Q2
2 Принципы исполнения систем заземления Q3
3 Конструктивное исполнение Q5
4 Механизмы электромагнитной связи и меры противодействия Q16
5 Рекомендации по электропроводке Q22
Schneider Electric – Руководство по устройству электроустановок 2009
Schneider Electric – Руководство по устройству электроустановок 2009
Глава A
Общие правила проектирования
электроустановок A1
Содержание
1
Методология A2

2 Действующие нормы и правила A4
2.1 Определение диапазонов напряжений A4
2.2 Правила A5
2.3 Нормы A5
2.4 Качество и безопасность электроустановки A6
2.5 Предварительные испытания установки A6
2.6 Периодические проверки установки A7
2.7 Соответствие (нормам и спецификациям) оборудования установки A7
2.8 Окружающая среда A8
Установленные мощности потребителей - характеристики A10
3
3.1 Асинхронные двигатели A10
3.2 Резистивные нагревательные приборы и лампы накаливания
(традиционные и галогенные) A12
Силовая нагрузка электроустановки A15
4
4.1 Установленная мощность (кВт) A15
4.2 Установленная полная мощность (кВА) A15
4.3 Оценка максимальной нагрузки (кВА) A16
4.4 Пример применения коэффициентов ku и ks A17
4.5 Коэффициент разновременности A18
4.6 Выбор номинальной мощности трансформатора A19
4.7 Выбор источников питания A20
© Schneider Electric - all rights reserved
Schneider Electric – Руководство по устройству электроустановок 2009
A - Общие правила проектирования электроустановок 1 Методология
A2
Чтобы оптимизировать проектирование электроустановок, рекомендуется прочитать все главы
данного руководства в порядке их следования.
Перечень силовых нагрузок
A - Общие правила проектирования электроустановок Изучение предлагаемой электроустановки должно проводиться с учетом
всех действующих норм и правил.
Общая потребляемая мощность может рассчитываться на основе данных о местоположении и
мощности каждой нагрузки с учетом рабочих режимов (установившийся режим, пусковой режим,
разновременная работа и т.д.)
На основе этих данных рассчитывается мощность, требуемая от источника питания, и (если это
необходимо) число источников, необходимых для соответствующего питания установки.
Местная информация о тарифной структуре также требуется для обеспечения оптимального выбора
схемы соединения с электросетью, например, на уровне высокого или низкого напряжения.
Подключение абонента
Это подключение может быть выполнено:
B – Подключение к распределительной сети высокого b На уровне высокого напряжения
напряжения При этом варианте необходимо исследование, строительство и оснащение абонентской подстанции.
Эта подстанция может быть закрытого или открытого типа в соответствии с действующими нормами
и правилами (при необходимости, низковольтная секция может быть спроектирована отдельно). В
этом случае возможен учет электроэнергии на высоком или низком напряжении.
C - Подключение к распределительной сети b На уровне низкого напряжения
электроснабжения низкого напряжения Установка подсоединяется к местной электросети с учетом местных низковольтных тарифов.
D - Руководство по выбору архитектуры сети высокого Архитектура распределительной электросети
и низкого напряжения
Распределительные сети установки проектируются в комплексе.
Предлагается руководство по выбору оптимальной архитектуры.
Рассматриваются распределительные электросети высокого/низкого и низкого напряжения.
E - Низковольтное распределение Системы заземления выбираются в соответствии с местными нормами, ограничениями
электропитания и типами нагрузок.
Распределительное оборудование (распределительные устройства, соединения цепей…)
определяются на основе проектов детальной планировки и местоположения и группировки нагрузок.
Тип помещений и их расположение может влиять на чувствительность к внешним нарушениям.
F - Защита от поражения электрическим током Защита от поражения электрическим током
Должна быть предусмотрена система заземления (TT, IT или TN) с соответствующими устройствами
для предотвращения поражения электрическим током.
G - Выбор сечения и защита проводников Цепи и распределительное устройство
Детально изучается каждая цепь. На основе данных о номинальных токах, уровне тока короткого
замыкания и типе устройства защиты можно определить площадь поперечного сечения проводников
цепей с учетом типа проводки и их влияния на номинальный ток проводников. При выборе
проводника должны быть удовлетворены следующие требования.
b Потеря напряжения в соответствии с действующим стандартом.
b Обеспечение нормального пуска двигателей.
b Обеспечение защиты от поражения электрическим током.
Затем определяется ток короткого замыкания Isc и проверяются тепловые и электродинамические
характеристики цепей.
Эти расчеты могут указывать на необходимость увеличения сечения
выбранных проводников.
H - Распределительное устройство низкого напряжения: Требуемые рабочие характеристики распределительных устройств определяют их тип.
функции и выбор Необходимо использовать метод каскадирования и селективную работу предохранителей и
выключателей.
© Schneider Electric - all rights reserved
Schneider Electric – Руководство по устройству электроустановок 2009
1 Методология
A3
Защита от перенапряжений
J – Защита от перенапряжений в низковольтных сетях Прямые или непрямые разряды молнии могут повреждать электрооборудование на расстоянии
до нескольких километров. Коммутационные перенапряжения и перенапряжения в переходном
процессе и при промышленной частоте могут приводить к тем же последствиям. Последствия
изучаются и решения предлагаются.
K – Энергоэффективность распределительных Энергоэффективность распределительных электрических сетей
электрических сетей
Внедрение измерительных приборов с соответствующей системой связи для электроустановок
имеет большие преимущества для пользователя или владельца - пониженное энергопотребление,
пониженная стоимость энергоресурсов и оптимальное использование электрооборудования.
L - Компенсация реактивной мощности и фильтрация Реактивная энергия
гармоник Компенсация реактивной мощности электроустановок осуществляется на местном или
централизованном уровне.
M - Управление гармониками Гармоники
Гармоники в сети влияют на качество энергии и являются источником многих нарушений, таких как
перегрузки, вибрации, старение оборудования, отказы чувствительного оборудования, локальных
и телефонных сетей. Данная глава посвящена источникам происхождения и влиянию гармоник,
способам их измерения и решения этой проблемы.
N - Характеристики конкретных источников и нагрузок Источники питания и нагрузки
Рассматриваются особые случаи и оборудование:
b Специальные источники питания, такие как генераторы или инверторы.
b Нагрузки со специальными характеристиками, такие как асинхронные двигатели, осветительные
цепи или распределительные трансформаторы.
b Специальные системы, такие как сети постоянного тока.
P - Жилые и другие специальные объекты Типовые области применения
Определенные помещения и объекты регулируются специальными нормами: общепринятым
примером являются жилые объекты.
Q - Руководство по обеспечению электромагнитной Рекомендации по обеспечению ЭМС
совместимости (ЭМС) Необходимо соблюдать определенные основные правила для обеспечения электромагнитной
совместимости. Несоблюдение этих правил может иметь серьезные последствия для работы
электроустановок: нарушение работы систем связи, срабатывание устройств защиты и даже отказ
чувствительных устройств.
Программное обеспечение Ecodial
Программное обеспечение Ecodial(1) предоставляет полный пакет для проектирования низковольтных
установок в соответствии с нормами и рекомендациями МЭК.
Возможности программного обеспечения:
b Построение однолинейных схем
b Расчет токов КЗ
b Расчет потерь напряжения
b Оптимизация сечений кабелей
b Требуемые номинальные характеристики распределительных устройств и предохранителей
b Селективность устройств защиты
b Рекомендации по выбору защит с учетом принципа каскадирования
b Проверка систем защиты персонала
b Полная распечатка проектных данных
а(1н)г лEиcйoсdкiaаlя – в еэртоси пир.одукт компании Merlin Gerin; имеются французская и © Schneider Electric - all rights reserved
Schneider Electric – Руководство по устройству электроустановок 2009
A - Общие правила проектирования электроустановок 2 Действующие нормы и правила
A4
Проектирование и эксплуатация низковольтных установок регулируется рядом нормативных и
справочных документов, которые могут быть классифицированы следующим образом:
b Законодательные нормы (постановления, заводские акты и т.д.)
b Нормы и правила, выпущенные профессиональными организациями; квалификационные
требования
b Национальные и международные стандарты для установок
b Национальные и международные стандарты для изделий
2.1 Определение диапазонов напряжений
Эталоны напряжений и рекомендации МЭК
3-фазн. 4-проводн. или 3-проводн. системы 1-фазн. 3-проводн. системы
Ном. напряжение (В) Ном. напряжение (В)
50 Гц 60 Гц 60 Гц
– 120/208 120/240
– 240 –
230/400(1) 277/480 –
400/690(1) 480 –
– 347/600 –
1000 600 –
(1) Номинальное напряжение существующих систем 220/380В и 240/415В должно изменяться к
рекомендованному значению 230/400В. Переходный период должен быть как можно более коротким, и
не позднее 2008 года. В течение этого периода, в качестве первого шага, органы по электроснабжению
в странах с системами 220/380В должны довести напряжение до 230/400В +6 %, -10 %, а страны с
системами 240/415В - до 230/400В +10 %, -6 %. В конце этого переходного периода должно быть
достигнуто допустимое напряжение 230/400В ± 10%; после этого должен быть рассмотрен вопрос о
снижении этого диапазона. Все вышеуказанное применяется для существующего напряжения 380/660В
в отношении рекомендуемого значения 400/690В.
Рис. A1 : Стандартные напряжения между 100В и 1000В (МЭК 60038, Изд. 6.2 2002-07)
Макс. напряжение Макс. напряжение
для оборудования, Ном. напряжение для оборудования, Ном. напряжение
серия I (кВ) системы (кВ) серия 2 (кВ) системы (кВ)
3.6(1) 3.3(1) 3(1) 4.40(1) 4.16(1)
7.2(1) 6.6(1) 6(1) – –
12 11 10 – –
– – – 13.2(2) 12.47(2)
– – – 13.97(2) 13.2(2)
– – – 14.52(1) 13.8(1)
(17.5) – (15) – –
24 22 20 – –
– – – 26.4(2) 24.94(2)
36(3) 33(3) – – –
– – – 36.5 34.5
40.5(3) – 35(3) – –
Как правило, эти системы являются трехпроводными, если не указывается иначе.
Значения указаны для междуфазных напряжений.
Значения, указные в скобках, следует рассматривать как менее предпочтительные. Рекомендуется,
чтобы эти значения не использовались для новых систем, строительство которых запланировано.
Примечание 1: Рекомендуется, чтобы в любой стране отношение между двумя смежными
номинальными напряжениями составляло не менее двух.
Примечание 2: В нормальной системе серии 1 максимальное и минимальное напряжения не должны
отклоняться более чем на ±10 % (прибл.) от номинального напряжения системы.
В нормальной системе серии 2 максимальное напряжение не должно отклоняться более чем на +5 %, а
минимальное напряжение более чем на -10 % от номинального напряжения системы.
(1) Эти значения не должны использоваться для распределительных систем общего пользования.
© Schneider Electric - all rights reserved Рис. ((A232)) РК: ааСкст сапмнрадатаврриитлвноаы,е еэт тснияа псвиросяптжрееомнсыи оя бя св увлныяиюшфтеис кя1а чкцеВит иыи рэнтееих хпб розонлвеаочеде 3нн5иы йкмВ.и .(МЭК 60038, Изд. 6.2 2002-07)
Schneider Electric – Руководство по устройству электроустановок 2009