Проектирование схемы трехфазного электроснабжения для частного дома на 15 кВт

В условиях современной жизни невозможно обойтись без бытовых приборов и электронной аппаратуры, количество которой с каждым годом непрерывно растет. Это приводит к росту потребления энергии от действующей электросети и необходимости контроля ее рабочих параметров. Особое значение приобретает этот вопрос в загородном жилье, где допускается использовать 380 Вольт. По этой причине различные варианты схем подключения трехфазного электричества в частных домах подлежат серьезному исследованию.

Однофазное и трехфазное подключение

Схема трехфазной цепи

При выяснении различий в качестве двух типов энергоснабжения (с одно- и трехфазным подключением) и связанными с ними схемными решениями необходимо отметить следующее:

  • при использовании трехфазной системы для прокладки линии потребуется кабель с 4-мя жилами, при наличии заземляющего контура – с 5-ю, а для однофазного способа достаточно трех жил;

    Схема однофазного подключения
  • в первом случае возрастут расходы на кабельную продукцию, а также на приобретение обслуживающего оборудования – трехфазный электрический счетчик, автоматы и УЗО стоят дороже своих однофазных аналогов;
  • заметно увеличится потребляемая от подстанции мощность, что объясняется значительно возросшими нагрузками в сети 380 Вольт.

Указанные отличия учитываются при подготовке проекта электроснабжения частного дома. Принимаются во внимание и такие важные факторы, как особенности распределения тока и потери мощности в трехфазной нагрузке из-за ее реактивного характера.

Проект подключения и необходимая документация

Проект электроснабжения частного дома 15 кВт 3 фазы включает в себя несколько разделов, каждый из которых касается определенного этапа реализации. На подготовительной стадии проводятся следующие обязательные мероприятия:

  • подготовка и согласование разрешительной документации;
  • прорисовка электрической схемы и выбор потребителей по мощности в реактивной нагрузке;
  • разбивка их на отдельные группы.

Без основательной предварительной проработки всех тонкостей проекта утвердить комплект рабочей документации вряд ли удастся. Поэтому каждый из этапов его подготовки нуждается в отдельном рассмотрении.

Подготовка документации

Документы оформляются на основании технических условий подключения трехфазной сети

Пакет разрешительной документации комплектуется на основе ТУ, определяющих порядок обустройства и эксплуатации трехфазной сети. Они выдаются представителями местного «Энергосбыта». На основании технических условий оформляются следующие документы:

  • договор с поставщиком электроэнергии в регионе;
  • акт осмотра эксплуатируемого оборудования;
  • заключение по функциональности схемы, выбранной для конкретного объекта;
  • акт разграничения действующих электросетей по их балансовой принадлежности.

Помимо этого на данном этапе проектирования учитываются особенности эксплуатации конкретных потребителей электроэнергии – насосного и станочного оборудования в частности.

Схема и выбор мощности

Схема трехфазного электроснабжения

При прорисовке схем подключения трехфазного электричества в частных домах необходимо учитывать следующие детали:

  • На ней обязательно указание трассы прокладки, типа и основных характеристик кабеля электропроводки, а также мест расположения электроустановочных изделий.
  • То же самое проделывается в отношении защитного оборудования: счетчика электроэнергии, вводного и распределительных автоматов, а также УЗО.
  • В схеме также указывается тип используемой системы защиты от поражения током (способ разводки PE и N проводников), а также необходимость повторного заземления.

Кроме того, дается ссылка на использование дополнительного защитного оборудования – реле контроля напряжения в частности.

Расчет потребляемой мощности в киловаттах производится по типовому алгоритму, согласно которому все показатели по предполагаемым нагрузкам просто складываются.

Для «реактивных» потребителей (трехфазных насосов, станков и другого оборудования, оснащенного асинхронными двигателями), вводится поправочный коэффициент, называемый косинусом мощности. Его усредненное по нагрузкам значение составляет 0,97-0,98.

Разбивка на группы

Подключение электричества на участке

Все потребители, указанные на схеме электроснабжения дома 15 кВт (розетки и осветительные приборы) разделяются на отдельные группы. Такое разбиение очень удобно для ремонта и обслуживания обустраиваемой системы электропитания. За функционирование каждой из этих группа «ответственен» отдельный автоматический выключатель, устанавливаемый в электрическом щитке. С его помощью при необходимости ремонта, например, можно отключать только данную ветвь электропроводки, оставляя все другие в рабочем состоянии.

Для каждой такой группы расчет максимальной мощности потребления делается отдельно. Исходя из полученных данных, выбирается подходящий по номинальному току автомат. Кроме того, они являются основой для выбора сечения проводников для этого ответвления домашней электросети.

Линии освещения прокладываются типовым проводом с сечением жил не менее 1,5 мм2, а в электропроводке для подсоединения розеток потребуется увеличить этот параметр до 2,5 мм2.

Все эти данные необходимы, чтобы в соответствии с требованиями ПУЭ подключить обслуживаемый объект к энергосистеме. При их наличии определиться с количеством расходных материалов, защитных приборов и других образцов электрооборудования будет значительно проще.

Особенности обустройства распределительного щитка

Трехфазный щит учета

Однолинейная схема щита учета 15 кВт 380В (как частный случай) – самый распространенный вариант построения этой части системы энергоснабжения. При ее обустройстве рассматриваются следующие варианты комплектации, учитывающие различия однофазного и трехфазного питаний:

  • Использование в качестве защитного оборудования стандартных однополюсных автоматов и УЗО (по одному на каждую фазу).
  • Применение в схеме одних 4-хполюсных дифференциальных приборов.
  • Установка в щитке двухполюсных автоматов, дополненных кросс-модулем и УЗО.
  • Монтаж однополюсных линейных автоматов совместно с 4-х полюсным УЗО и кросс модулем.

Каждый из этих вариантов при наличии места в щитке подходит для обустройства и подключения полноценной трехфазной системы энергоснабжения. Выбор конкретного набора коммутирующих устройств зависит от предпочтений и финансовых возможностей хозяина загородного жилья.

Испытание электропроводки

Проверка и испытание электропроводки

По окончании монтажа электропроводки обязательна ее проверка на работоспособность, сводящаяся к следующим операциям:

  1. Прежде всего, следует «примерить» выбранные расчетным путем параметры по току и предельной мощности к реальным условиям эксплуатации электрооборудования.
  2. Для этого потребуется включить все обозначенные в проекте электроприборы одновременно и проверить электропроводку на нагрев изоляции.
  3. Если проводники на ощупь чуть теплые, а автоматы не выбиваются постоянно – можно с уверенностью сказать, что все параметры выбраны правильно и система готова к эксплуатации в штатном режиме.

Когда программа испытаний полностью исчерпана, переходят к окончательному обустройству элементов энергоснабжения. На завершающем этапе еще раз проверяются все контактные соединения в монтажных колодках и выставляются пределы срабатывания УЗО и реле напряжений, скорректированные по результатам тестовых процедур.