Электроснабжение высотных зданий
В жилищном строительстве наметилась твердая тенденция к строительству зданий повышенной этажности — 20 и более этажей, а у владельцев квартир произошел резкий рост потребления электроэнергии — с 1 кВт в 1980 г. до 8 кВт в 2005 г. (двухкомнатные квартиры). Кроме того, высотные дома увеличили потребление электрической энергии из-за функционирования грузовых лифтов, холодного и горячего водоснабжения верхних этажей. Результатом этого явилась полная невозможность применения типовых схем внешнего электроснабжения жилых кварталов, разработанных в 80-е гг. прошлого столетия.
Сравним обеспечение 300–400 кВт на жилой дом в 80-е гг. и 3 000–5 000 кВт — на высотное здание. Кроме того, высотное здание должно иметь внешнее электроснабжение по первой категории надежности, т. е. полный автоматический резерв.
Необходимо отметить, что автор разделяет мнение специалистов Московской кабельной сети о переходе на напряжение 20 кВ для внешних сетей электроснабжения, но даже в системе Ленэнерго этот вопрос вызывает сопротивление, а также требует реконструкции существующих подстанций (ПС) 220–110 кВ.
Отсюда задача — создание внутриквартальных центров питания распределительных пунктов (РП) на 10 кВ, необходимых для электроснабжения от 2-х до 4-х высотных домов, а также подключение к РП ряда трансформаторных подстанций на 10/0,4 кВ для электроснабжения подъездов. Все сооружения электроэнергетики должны иметь минимальные размеры, максимальную степень автоматизации и диспетчеризации и не должны создавать пожароопасности.
Для решения этой задачи рядом санкт-петербургских фирм были сделаны разработки, в результате чего появились следующие предложения.
1. На базе ячеек типа ZS1 фирмы АВВ, выпускаемых в Москве ООО «АББ Силовые системы», была принята схема РП-10 кВ на 4 ввода с пропускной способностью по первой категории надежности до 30 МВА в зимнее время.
Рис. 1
2. На базе типовых блочных комплектных трансформаторных подстанций из армированного железобетона производства ООО «Сторге» (Санкт-Петербург) было разработано здание РП-10 кВ, имеющее габариты (м): 10,8х9,6х2,7. Здание «ставится» на «кабельный» поддон высотой от 1,3 до 1,8 м, внутренние перегородки которого изменяются в зависимости от «посадки» РП на кабельные трассы. Молниезащита РП решается за счет металлочерепицы, а заземление для экономии места рекомендуется делать глубинным. Здание РП показано на рис. 1, а одно из решений подвала — на рис. 2.
Рис. 2
3. Собственные нужды РП запитаны от четырех сухих трансформаторов мощностью 16 кВА каждый, с повышенным ек. С помощью двух источников бесперебойного питания обеспечивается сохранение работоспособности оборудования РП при перерыве электроснабжения всех 4-х вводов в течение 6 час. Расположение оборудования в здании РП показано на рис. 3.
Рис. 3
4. Трансформаторные подстанции 10/0,4 кВ рекомендуем комплектовать оборудованием SafeRing, SafePlus производства АВВ (Норвегия). Это элегазовые моноблоки со встроенными процессорными защитами и источниками информации («сенсорами»). Они имеют ряд преимуществ перед хорошо известными RM-6 (Франция), обладают возможностью полной автоматизации и диспетчеризации. Такие трансформаторные подстанции (ТП) имеют малые габариты и могут быть смонтированы в любом помещении подъезда при условии применения «сухих» трансформаторов 10/0,4 кВ, «тепло» которых в зимнее время может использоваться для обогрева подъезда, но, к сожалению, в летнее время должно утилизироваться. Заземление оборудования ТП может быть приведено к фундаментам здания.
5. При невозможности устройства ТП внутри подъезда данное оборудование может быть смонтировано в типовых блочных комплектных трансформаторных подстанциях производства ООО «Сторге» или ЗАО «ЭЗОИС».
6. Питание РП предлагаем выполнить медным кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена, сечением 300 кв. мм, что обеспечит пропускную способность секции 10 кВдо 15 МВА, а питание ТП — кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена необходимого сечения для данной ТП как медным, так и алюминиевым.
7. «Нижний» уровень автоматизации и диспетчеризации формируется на базе контроллера S7-200 фирмы Siemens, который устанавливается в помещении ТП и решает следующие задачи:
• поддержание микроклимата в ТП,
• измерение I, U, cosц, P, Q, S и технический учет 10 и 0,4 кВ,
• измерение Iк.з., Iзамыкания на землю, создание осциллограммы аварийных процессов,
• сигнализацию положения всех коммутационных аппаратов 10 и 0,4 кВ,
• управление всеми коммутационными аппаратами 10 и 0,4 кВ, имеющими приводы,
• архивирование всех процессов на срок не менее 30 календарных дней.
8. «Верхний» уровень диспетчеризации формируется на базе контроллера S7-300 фирмы Siemens. Контроллер устанавливается в помещении РП и кроме задач, перечисленных в п.7, выполняет две основные функции — сбор информации со всех подключенных к нему ТП и передача информации на диспетчерский пункт энергоснабжающей организации с помощью GSM-связи. Количество ТП в сети может составлять несколько десятков. GSM-связь осуществляется с помощью станции Sinaut фирмы Siemens, легко стыкующейся с контроллером S7-300.
9. Для связи «верхнего» и «нижнего» уровня рекомендуем применять оптоволоконные линии связи (т. к. реально отдаленность ТП от РП — в радиусе не более 500 м).
10. Для передачи информации и возможности управления всеми коммутационными аппаратами с диспетчерского пункта энергоснабжающей организации рекомендуем использовать GSM-связь, причем найденные решения не нарушают существующие схемы диспетчеризации.
11. На диспетчерском пункте устанавливается обычный компьютер, доукомплектованный коммуникационным процессором для связи по MPI-интерфейсу с модулем TIM, осуществляющим GSM-связь с конкретной РП. Количество модулей TIM (а значит и количество РП), одновременно подключенных по MPI-шине к одному компьютеру, может достигать 30.
12. Необходимо отметить, что всё предлагаемое электрооборудование 10 кВ имеет минимальные затраты на эксплуатацию (ячейки ZS1 — осмотр 1 раз в 4 года), срок эксплуатации — 30 лет с решенными задачами по утилизации, современную систему автоматизации и диспетчеризации. Это позволяет осуществлять эксплуатацию персоналу, не входящему в состав АО «Энерго».
Разработка данных решений производилась специалистами ООО «АББ Силовые системы» (Москва), Группы компаний «ТСН» (Москва, Санкт-Петербург), ООО «Сторге» (Санкт-Петербург), ООО «Энергетическая компания» (Санкт-Петербург).
| Автор: Л. К. Троицкий Дата: 17.05.2005 Журнал Стройпрофиль 4-05 Рубрика: электротехническое оборудование Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |