Электроснабжение зданий

  В сельской местности, как правило, электроснабжение зданий осуществляется от ВЛ, т. е. от воздушных линий изолированными водами в здания на щиток учета электроэнергии и от него по внутренней электропроводке к местам потребления.
  В городских условиях электроснабжение многоэтажных и других ответственных зданий осуществляется путем прокладки подземных кабельных линий КЛ от двух различных трансформаторных подстанций ТП для обеспечения большей надежности в электроснабжении. Эти питающие сети отходят от источников питания (ТП) к распределительным шкафам (РШ), от которых по стоякам (поподъездно) и поэтажно через щитки учета электроэнергии по внутренней электропроводке к местам потребления.
  Внутренняя электропроводка выполняется алюминиевым (реже медным) изолированным проводом, как правило, скрыто (под  штукатуркой, в трубах и т. д.) и  открытой на роликах.
  Для защиты внутренней электропроводки и сетей от токов КЗ  служат плавкие предохранители. Это простейшие аппараты токовой защиты, действие которых основано на перегорании плавкой вставки. Предохранитель включают последовательно в фазу защищаемой цепи.
  Электроснабжение зданий и сооружений осуществляется, как правило, по сетям напряжением до 1 кВ. Исключение составляют крупные уникальные сооружения со встроенным ТП, к которым  подводятся линии 6-10 кВ.
  Распределение электрической энергии осуществляется по сетям, имеющим различные схемы. Построение схемы зависит от ряда факторов, основными из которых являются: напряжение уровня электрических нагрузок, требования к надежности электроснабжения, экономичность, простота и удобство обслуживания, конструктивные и планировочные особенности здания.
  Кроме того, схема электроснабжения должна обеспечивать применение индустриальных методов монтажа. Необходимость рационального построения схемы распределения энергии помимо вышеуказанного определяется еще высоким удельным капитальных вложений на строительство внутренних сетей.
  Напряжение сети, как правило, принимается равным 380/220 В при глухом заземлении нейтрали трансформаторов на питающей подстанции (ТП). Это напряжение является наиболее экономичным для жилых и общественных зданий .
  Простота и удобство обслуживания. Помимо экономичности должно уделяться достаточное внимание удобствам эксплуатации наглядности схемы и ее простоте. Иногда эти требования превалируют над требованиями экономичности. Отсюда вытекает необходимость удобного расположения вводно-распределительного устройства (ВРУ) здания, обеспечивающего наиболее простой питающих линий и прокладку распределительной сети, а безопасность обслуживания. Схема сети должна строиться образом, чтобы поврежденный участок сети легко обнаруживался и заменялся и чтобы при этом отключилось по возможности небольшое количество потребителей.
  Конструктивные особенности здания оказывают известное влияние на построение схемы. В тех случаях, например, когда в жилое здание встраиваются различные предприятия или учреждения, схема сети усложняется в связи с необходимостью комплексного питания потребителей собственно здания и встроенных помещений. При этом схема должна отвечать требованиям надежности электроснабжения всех потребителей. При построении схемы внутренних сетей очень важно учитывать решения строительных конструкций зданий для экономичного и индустриального осуществления электромонтажных работ.
  Таким образом, рационально построенная схема электрической сети является синтезом комплекса факторов, определяющих ее параметры. Оценка и выбор схемы могут производиться только по совокупности всех показателей применительно к конкретным условиям сооружаемой электроустановки.

Классификация электрических сетей

  По назначению электрические сети до 1 кВ жилых и общественных зданий делятся на питающие и распределительные.
  Питающей сетью называют линии, идущие от трансформаторной подстанции до ВРУ и от ВРУ до силовых распределительных пунктов силовой сети и до групповых щитков в осветительной сети.
  Распределительная сеть - это линии, идущие от распределительных пунктов в силовой сети до силовых электроприемников.

  Групповой сетью называются линии, идущие от групповых щитков освещения до светильников в осветительной сети. Линии от этажных групповых щитков к электроприемникам квартир жилых домов тоже называют групповыми.
По принципу построения схем сети разделяются на разомкнутые и замкнуты .Разомкнутая сеть состоит из разветвленных линий к электроприемникам или их группам и получает питание с одной стороны.  Разомкнутая сеть обладает некоторыми недостатками, которые заключаются в что при аварии в любой точке сети питание всех потребителей за аварийным участком прекращается.
  В разомкнутой сети поддержание необходимого уровня напряжения на зажимах электроприемников в  различное время суток без специальных устройств затруднительно. По этим причинам, несмотря на свою простоту, разомкнутые сети не всегда являются оптимальными, что особенно сказывается при высоком уровне нагрузок и большом числе присоединенных электроприемников.
  Замкнутая сеть может иметь о два и более источников питания, действующих одновременно. Преимущество замкнутой сети состоит в том, что при изменениях нагрузки в любой точке автоматически меняется токораспределение в ветвях, которое всегда является оптимальным.
  Таким образом, в замкнутой сети  идет непрерывный процесс выравнивания напряжения на зажимах электроприемников, позволяющий улучшить качество электроэнергии в известных пределах без значительных затрат цветного металла. При разомкнутой сети обычно достигнуть оптимума при тех же затратах не удается. В замкнутой сети благодаря автоматическому перемещению точки токораздела достигается уменьшение влияния асимметрии нагрузок в различных фазах, что также имеет немаловажное значение при случайном сочетании нагрузок. Следует отметить, что в замкнутой сети происходит некоторое снижение суммарного максимума нагрузок по сравнению с разомкнутой сетью.
  При аварии в любой точке сети в первую очередь должен отключаться автоматический выключатель, затем автоматический выключатель в той линии, где произошло КЗ. При этом половина сети остается в работе, установка тока трогания автоматического выключателя, или номинальный ток плавкой вставки предохранителя, выбирается существенно ниже, чем у автоматических выключателей (предохранителей).

{mospagebreak}
  Несмотря на указанные преимущества, замкнутые сети пока не получили большого распространения, что в известной мере объясняется затруднениями в устройстве селективной защиты на базе выпускаемых аппаратов (автоматических выключателей и предохранителей) для сетей низкого напряжения. Кроме того, в подобных сетях возрастают токи КЗ, что может создать трудности при выборе аппаратуры за рубежом. Замкнутые сети используются в крупных жилых комплексах со встроенными предприятиями обслуживания, магазинами и зрелищными предприятиями.

  Сети могут выполняться по радиальной, магистральной и смешанной схемам.
  По радиальной схеме от ВРУ отходят питающие линии без разветвлений к отдельным электроприемникам или отдельным распределительным пунктам (щитам), от которых в свою очередь питаются электроприемники.
  Достоинство радиальной схемы заключается в ее надежности, так как при выходе из строя одной питающей линии отключается только один электроприемник или группа электроприемников, присоединенных к одному распределительному пункту. Однако эта схема имеет серьезные недостатки, заключающиеся в большом числе питающих линий, увеличенной протяженности сети и, следовательно, значительном расходе цветного металла, увеличенном количестве коммутационных аппаратов. Радиальные схемы с подводкой питания в каждую квартиру жилого дома отдельной линии и от ввода в здание явно не экономичны и не применяются.
  Для внутренних электрических сетей характерны магистральные схемы, при которых к одной питающей линии с учетом удобной трассировки присоединяются несколько распределительных пунктов (щитов).
  В жилых домах к одной питающей горизонтальной линии могут быть при соединены один или несколько стояков, от которых отходят ответвления к этажным щиткам. Однако надо иметь в виду, что при присоединении двух и более стояков к одной питающей линии в домах высотой 6 этажей и более в точке ответвления следует устанавливать аппарат управления для ремонтных целей. Для наружных кабельных сетей, питающих многоэтажные здания, радиальная схема применяется широко, однако с взаимным резервированием питающих линий от ТП до ВРУ здания для обеспечения работы электроприемников при выходе из строя одной из линий.
  При питании зданий с относительно небольшими нагрузками, например жилых домов высотой до 5 этажей включительно, небольших бытовых мастерских и магазинов, большей частью применяются магистральные схемы с питанием нескольких зданий одной линией. Магистральные схемы широко используются в воздушных сетях при питании мелких здании в небольших городах и поселках. 
  Магистральные схемы дешевле радиальных, но менее надежны.