Потери напряжения в электрических сетях

Потери  напряжения в электрических сетях

 

 

Интересует нормирование потери напряжения в линиях на различных участках электрической сети:

 

ЦП – ТП (РТП) – ВРУ (ГРЩ) – ЩО (ЩР или ЩС) – н.у. лампа ЭО (самый мощный н.у. ЭП). 
 
Принятые сокращения (определения см. в главе 7.1 ПУЭ и в конце этой статьи): 
a 
ТЭО – технико-экономическое обоснование,

ЦП – центр питания,  
ТП – трансформаторная подстанция, 

РТП – распределительная  трансформаторная подстанция,

ВРУ – вводно-распределительное  устройство,

ГРЩ – главный распределительный  щит,

ЩО – щиток рабочего освещения,

ЩАО – щиток аварийного освещения,

ЩР – щит распределительный,

ЩС – щит силовой,

ЭО – электроосвещение,

ЭП – электроприёмник,

ЭУ – электроустановка,

н.у. – наиболее удалённый(ая),

р.л. – распределительная линия,

гр.л. – групповая линия,

д.з.у.о.н. – допустимые значения установившегося отклонения напряжения.

 

Потеря напряжения в системе  электроснабжения  - величина, равная разности между установившимися значениями действующего напряжения, измеренными в двух точках системы электроснабжения (ГОСТ 23875-88 "Качество электрической энергии. Термины и определения"), например, алгебраическая разница между напряжением в начале (например, у источника питания) и в конце (на зажимах электроприемника)линии. 

 

На вторичных обмотках трансформаторов ТП напряжение 0,4кВ (п. 1.2.23 ПУЭ 7-го изд.), т.е. 105% от номинального напряжения электрической сети 0,38кВ (ГОСТ 721 и ГОСТ 21128). Имеем от шин  ТП до ВРУ “располагаемую” потерю напряжения в нормальном режиме 5% - среднее значение в пределах 4-6% (п. 5.2.4 РД 34.20.185-94). Нормально допустимые значения установившегося отклонения напряжения на зажимах ЭП ±5% от номинального напряжения сети (п. 5.2 ГОСТ 13109-97). 

 

 

Имеем “располагаемую” потерю напряжения ≈10% от шин РУ 0,4кВ ТП до н.у. ЭП, но рекомендуется, чтобы суммарные потери напряжения от шин ТП до н.у. лампы ЭО не превышали 7,5% (СП 31-110-2003). Значит, если от шин 0.4кВ ТП до ВРУ - 5%, то на участке от ВРУ до н.у. лампы ЭО не более 2.5%, а для остальных ЭП потери в ЭУ зданий не должны превышать 4% (ГОСТ Р 50571.15-97):

• от шин ТП до ВРУ - 5% (380В);
• от шин ТП до н.у. лампы ЭО - 7,5% (370В);
• от шин ТП до н.у. ЭП - 9% (364,8В).

А потери напряжения в ЭУ здания на различных участках электрической  сети, т.е. р.л. и гр.л. (см.столбцы "b" и "c" табл.1), не нормируются и выбираются исходя из конкретных условий, ТЭО и т.д. С точки зрения уменьшения трудоёмкости проектирования, потери напряжения на различных участках электрической сети, на мой взгляд, можно принять следующими, от ВРУ до:  

• н.у. лампы ЭО не более 2.5%, из них
• р.л. до ЩО – 0,5%, 
• гр.л. до н.у. ламп ЭО – 2%.
• н.у. ЭП не должны превышать 4%, из них
• р.л. до ЩР – 2%,
• линии до н.у. ЭП – 2%.
• эл.двигателя, РЭА и спец.оборудования - по паспорту, но не более 15%.

Для цепей напряжения счетчиков  учета электроэнергии – 0,5% (РМ-2559). 

Потерю напряжения в каждой групповой линии (при равных сечениях проводников) в сетях внутреннего  ЭО и штепсельных розеток рассчитывать не требуется, т.к. нет действующих  руководящих документов, обязывающих  делать такой расчет, который необходим  только для выявления значений при  наихудших условиях, т.е. для н.у. лампы ЭО и самой нагруженной линии н.у. ЭП. 
 
По опыту проектирования потери напряжения во внутриквартирных групповых линиях общего освещения могут приниматься равными 1-0,8 % (Тульчин И.К., Нудлер Г.И., Электрические сети и электрооборудование жилых и общественных зданий - 2-е изд., М.: Энергоатомиздат, 1990; см. табл. 16,1 "Пределы допустимых потерь напряжения, при которых параметры электрической сети имеют значения, близкие к оптимальным" на стр. 253).

 

Рекомендуемые допустимые потери напряжения и

обязательные нормально допустимые значения установившегося отклонения напряжения 
в нормальном режиме в электрических сетях 0,4/0,23 кВ.

 

 

На шинах н/н ТП в  период наименьших нагрузок сетей не выше 100% номинального напряжения (п. 1.2.23 ПУЭ 7-го изд.) и потери напряжения, зависящие  от мощностей нагрузки в сетях, пропорционально  уменьшаются.

 
Но это еще  не все! Нужно сделать расчет на потери напряжения в послеаварийном режиме, чтобы не выйти за предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения (ГОСТ 13109-97): ±10% от номинального напряжения электрической сети по ГОСТ 721 и ГОСТ 21128 (номинальное напряжение). Расчет на потери напряжения в послеаварийном режиме м.б. актуален, например, для взаиморезервируемых кабельных линий. 

 

 

Позиция Ростехнадзора:

Информационно-справочное издание “Новости электротехники”,

ежегодное приложение “Вопрос-ответ“, приложение к журналу  № 6(48) 2007. 

 

Вопрос:

 

У проектировщиков существует немало разногласий в понимании  СП 31-110-2003, п. 7.23. Отклонение напряжения от номинального на зажимах силовых  электроприемников и н.у. ламп ЭО не должно превышать 5% в норм. режиме, а от шин ТП до н.у. ламп ЭО – 7,5%. Значит, ВРУ – н.у. ламп ЭО – 5% от 380/220 В, но тогда от ТП до ВРУ необходимо подавать повышенное напряжение, чтобы с учетом потерь на этой линии (2,5%) получить во ВРУ номинальное значение напряжения.

 

Ответ:

 

Прежде всего следует разделить понятия «отклонение напряжения» и «потеря напряжения». В первом абзаце п. 7.23 СП 31-110-2003 нормируется отклонение напряжения от номинального на зажимах электроприемников ламп накаливания. В третьем абзаце п. 7.23 СП 31-110-2003 речь идет о потере напряжения в линиях на участке от шин 0,4 кВ трансформаторной подстанции 6–10/0,4 кВ до наиболее удаленного электроприемника.

 

Выполнение условия

первого абзаца является обязательным,

третьего абзаца – рекомендуемым.

 

В соответствии с указаниями п. 1.2.23 ПУЭ 7-го изд., напряжение на шинах  напряжением 3–20 кВ электростанций и подстанций должно поддерживаться не ниже 105% номинального в период наибольших нагрузок и не менее 100% номинального в период наименьших нагрузок в этих сетях.

 

С учетом этих исходных положений  необходимо производить проверку выбранных  по другим условиям сечений проводников. Потеря напряжения в линиях в нормальном режиме должна быть такой, чтобы на зажимах наиболее удаленного электроприемника напряжение как при наибольших, так и при наименьших нагрузках оказывалось в пределах ±5% номинального. При выполнении проверки сечений выбранных проводников по потере напряжения необходимо учитывать положение переключателя ответвлений на трансформаторных подстанциях напряжением 6–10/0,4 кВ.

 

Виктор Шатров, референт Ростехнадзора.   

 

 

Нормативные ссылки:

 

ПУЭ 7-го издания.

Уровни и регулирование  напряжения, компенсация реактивной мощности.

1.2.22. Для электрических  сетей следует предусматривать  технические мероприятия по обеспечению  качества электрической энергии  в соответствии с требованиями  ГОСТ 13109.

1.2.23. Устройства регулирования  напряжения должны обеспечивать  поддержание напряжения на шинах  напряжением 3-20 кВ электростанций и подстанций, к которым присоединены распределительные сети, в пределах не ниже 105 % номинального в период наибольших нагрузок и не выше 100% номинального в период наименьших нагрузок этих сетей. Отклонения от указанных уровней напряжения должны быть обоснованы.

1.2.24. Выбор и размещение  устройств компенсации реактивной  мощности в электрических сетях  производятся исходя из необходимости  обеспечения требуемой пропускной  способности сети в нормальных  и послеаварийных режимах при  поддержании необходимых уровней  напряжения и запасов устойчивости.

 

ГОСТ 13109-97

Нормы качества электрической  энергии в системах ЭС общего назначения.

5.2. Отклонение  напряжения.

Отклонение напряжения характеризуется  показателем установившегося отклонения напряжения, для которого установлены  следующие нормы:

- нормально допустимые  и предельно допустимые значения  установившегося отклонения напряжения δUу на выводах приемников электрической энергии равны соответственно +/- 5 и +/- 10% от номинального напряжения электрической сети по ГОСТ 721 и ГОСТ 21128 (номинальное напряжение);

- нормально допустимые  и предельно допустимые значения  установившегося отклонения напряжения  в точках общего присоединения  потребителей электрической энергии  к электрическим сетям напряжением  0,38 кВ и более должны быть установлены в договорах на пользование электрической энергией между энергоснабжающей организацией и потребителем с учетом необходимости выполнения норм настоящего стандарта на выводах приемников электрической энергии.

 

РД 34.20.185-94

Инструкция по проектированию городских электрических  сетей.

Гл. 5.2 Уровни и регулирование напряжения, компенсация реактивной мощности

5.2.4. Предварительный выбор  сечений проводов и кабелей  допускается производить исходя  из средних значений предельных  потерь напряжения в нормальном  режиме: в сетях 10(6) кВ не более 6 %, в сетях 0,38 кВ (от ТП до вводов в здания) не более 4-6 %.

Большие значения относятся  к линиям, питающим здания с меньшей  потерей напряжения во внутридомовых  сетях (малоэтажные и односекционные здания), меньшие значения - к линиям, питающим здания с большей потерей  напряжения во внутридомовых сетях (многоэтажные многосекционные жилые  здания, крупные общественные здания и учреждения). 

 

СП 31-110-2003

Проектирование  и монтаж электроустановок жилых  и общественных зданий.

7. Схемы электрических  сетей.

7.23 Отклонения напряжения  от номинального на зажимах  силовых электроприемников и наиболее удаленных ламп электрического освещения не должны превышать в нормальном режиме ±5 %, а предельно допустимые в послеаварийном режиме при наибольших расчетных нагрузках - ±10 %. В сетях напряжением 12-50 В (считая от источника питания, например понижающего трансформатора) отклонения напряжения разрешается принимать до 10 %.

Для ряда электроприемников (аппараты управления, электродвигатели) допускается снижение напряжения в пусковых режимах в пределах значений, регламентированных для данных электроприемников, но не более 15 %.

С учетом регламентированных отклонений от номинального значения суммарные потери напряжения от шин 0,4 кВ ТП до наиболее удаленной лампы общего освещения в жилых и общественных зданиях не должны, как правило, превышать 7,5 %.

Размах изменений напряжения на зажимах электроприемников при пуске электродвигателя не должен превышать значений, установленных ГОСТ 13109.

 

ГОСТ Р 50571.15-97 (МЭК 364-5-52-93) Электроустановки зданий.

Часть 5. Выбор и  монтаж электрооборудования. Глава 52. Электропроводки.

525. Потери напряжения  в электроустановках зданий.

Потери напряжения в электроустановках зданий не должны превышать 4% от номинального напряжения установки. Временно действующие условия, например переходные процессы и колебания напряжения, [вызванные неправильной (ошибочной) коммутацией,] не учитываются. 
 
 
МЭК 60364-7-714-1996, IEC 60364-7-714 (1996) Электрические установки зданий. 
Часть 7. Требования к специальным установкам или помещениям. 
Раздел 714. Наружные осветительные установки. 
в свободном переводе автора статьи: 
714.512. Падение напряжения в нормальных рабочих условиях должно быть совместимо с условиями, возникающими от пускового тока ламп.

 
РД 34.20.501-95

Правила технической  эксплуатации электрических станций  и сетей РФ.

5. Электрическое  оборудование электростанций и  сетей.

5.12.7. Сеть освещения электростанций  должна получать питание через  стабилизаторы или от отдельных  трансформаторов, обеспечивающих  возможность поддержания напряжения  освещения в необходимых пределах.

Напряжение на лампах должно быть не выше номинального. Понижение  напряжения у наиболее удаленных  ламп сети внутреннего рабочего освещения, а также прожекторных установок  должно быть не более 5% номинального напряжения; у наиболее удаленных ламп сети наружного  и аварийного освещения и в  сети 12-42 В не более 10% (для люминесцентных ламп не более 7,5%).

 
ГОСТ  Р МЭК 60204-1-99 (МЭК 60204-1) Безопасность машин. 
Электрооборудование машин и механизмов. Общие требования. 
13 Кабели и провода. 
13.5 Падение напряжения на проводах 
В нормальных рабочих условиях падение напряжения на участке от источника питания до места приложения нагрузки не должно превышать 5 % от номинального. 

РМ 2559

Инструкция по проектированию учета электропотребления в жилых и общественных зданиях.

5.15. Сечение и длина  проводов и кабелей, используемых  для цепей напряжения счетчиков,  должны выбираться так, чтобы  потеря напряжения составляла  не более 0,5 % номинального напряжения.