Однолинейная схема электроснабжения – назначение и виды

В соответствии с «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей», однолинейная схема электроснабжения − это один из видов исполнительной документации, которая должна быть в наличии у организации и частного лица, эксплуатирующих электросети и оборудование в обязательном порядке. В этой статье редакции HomeMyHome.ru подробно расскажем о том, что представляет собой такая схема, что она должна включать в себя, а также правила её оформления согласно всем нормативным документам.

Однолинейная схема электроснабжения загородного дома

Что такое однолинейная схема электроснабжения и зачем нужна

Однолинейная схема электроснабжения является техническим документом, на котором отображаются все элементы электрической сети объекта с указанием их характеристик и параметров, а также установленная и расчётная мощности объекта в целом. Термин «однолинейная» означает, что все электрические соединения, существующие на объекте, вне зависимости от их фазности, на схеме отображаются одной линией. Правила оформления однолинейных схем регламентированы ГОСТ 2.702-2011 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Правила выполнения электрических схем». Основное предназначение подобной исполнительной документации – информативность и предоставление визуального восприятия о конфигурации электрической сети объекта, необходимого для принятия решений при эксплуатации энергетического хозяйства.

Виды однолинейных электрических схем

В зависимости от того, на каком этапе выполнения работ по созданию электрической сети объекта составляется однолинейная схема, зависит её вид и прямое предназначение. На этапе разработки проектной документации составляется расчётная однолинейная схема, служащая основным документом для расчёта параметров системы электроснабжения. Именно этот документ необходим для последующих согласований с органами, выдающими технические условия для подключения объекта строительства к действующим электрическим сетям, каковыми являются электросетевые организации в месте размещения объекта-потребителя электрической энергии.

К сведению! Порядок получения технических условий на подключение к электрическим сетям регламентирован рядом документов. Среди них: Постановление Правительства РФ № 861 от 27.12.2004 «Об утверждении Правил недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих , «Правил недискриминационного доступа к услугам администратора торговой системы оптового рынка и оказания этих . Все нормативные документы должны быть учтены при разработке документации обязательно.

К сведению! На объектах различной формы собственности за ведение технической документации и её соответствие предъявляемым требованиям отвечает лицо, ответственное за энергохозяйство (ПТЭЭП гл.1.2 «Обязанности, ответственность потребителей за выполнение правил»).

Принципы проектирования однолинейной схемы электроснабжения

При разработке и оформлении исполнительной документации необходимо выполнять требования к подобным документам, отражённым в нормативной литературе, а также ПТЭЭП и ПУЭ («Правила устройства электроустановок»).

Что должна включать однолинейная схема электроснабжения

На однолинейных схемах электроснабжения должна быть отражена следующая информация, а именно:

• граница зоны ответственности организации, поставляющей электрическую энергию, и её потребителя;

К сведению! Граница зоны ответственности отображается в Договоре на электроснабжение конкретного объекта.

• вводно-распределительные устройства (ВРУ) или ГРЩ, а также трансформаторные подстанции, стоящие на балансе потребителя с отображением устройств АВР (автоматическое включение резерва), если таковые имеются;

Важно! При наличии в системе электроснабжения автономного источника питания он должен быть отражён на однолинейной схеме в обязательном порядке.

• приборы учёта электрической энергии с указанием коэффициента трансформации трансформаторов тока при использовании счётчиков, работающих на вторичном токе в 5 Ампер;
• информация обо всех имеющихся на объекте распределительных шкафах как силового оборудования, так и системы освещения;
• длины магистральных электрических линий с указанием марки кабелей, проводов и способов их прокладки;
• технические параметры и состояние в рабочем положении всех устройств автоматического отключения, к которым относятся автоматические выключатели, УЗО и предохранители;
• данные обо всех электрических нагрузках, подключаемых к отображаемому на схеме оборудованию, с указанием их мощности, тока и cos ϕ.

Этапы проектирования

Наличие однолинейной схемы электроснабжения является обязательным условием для получения разрешения на подключение объекта строительства к сетям электроснабжающей организации, поэтому прежде, чем приступать к её разработке, необходимо запросить технические условия.

В связи с этим все работы по проектированию схемы электроснабжения можно разбить на несколько этапов:

1. Запрос и получение технических условий;
2. Разработка однолинейной схемы электроснабжения на основании полученных документов;
3. Согласование разработанной документации в организации, выдавшей технические условия.

Правила оформления, требования ГОСТов

При оформлении однолинейной схемы электроснабжения необходимо соблюдать требования ГОСТов, регламентирующих этот процесс, а именно:

• ГОСТ 2.709-89 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные проводов и контактных соединений электрических элементов, оборудования и участков цепей в электрических схемах»;
• ГОСТ 2.755-87 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения»;
• ГОСТ 2.721-74 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения (с Изменениями №№ 1, 2, 3, 4)»;
• ГОСТ 2.710-81 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах (с Изменением № 1)».

Вариант оформления однолинейной схемы электроснабжения в соответствии с данными ГОСТами приведён наследующем рисунке.

Условные обозначения, используемые при составлении однолинейных схем

Все элементы системы электроснабжения отображаются на схеме в виде графических изображений, которые регламентированы нормативной литературой, указанной в предыдущем разделе статьи. Электрические коробки и шкафы различного назначения изображаются следующим образом.

Способы передачи электроэнергии

Осуществить передачу электроэнергии можно двумя способами:

• Методом прямой передачи.
• Преобразуя электричество в другой вид энергии.

В первом случае электроэнергия передается по проводникам, в качестве которых выступает провод или токопроводящая среда. В воздушных и кабельных ЛЭП применяется именно этот метод передачи. Преобразование электричества в другой вид энергии открывает перспективы беспроводного снабжения потребителей. Это позволит отказаться от линий электропередач и, соответственно, от расходов, связанных с их монтажом и обслуживанием. Ниже представлены перспективные беспроводные технологии, над совершенствованием которых ведутся работы.

К сожалению, на текущий момент возможности транспортировки электричества беспроводным способом сильно ограничены, поэтому об эффективной альтернативе методу прямой передачи говорить пока рано. Исследовательские работы в этом направлении позволяют надеяться, что в ближайшее время решение будет найдено.

Схема передачи электроэнергии от электростанции до потребителя

Ниже на рисунке представлены типовые схемы, из которых первые две относятся к разомкнутому виду, остальные — к замкнутому. Разница между ними заключается в том, что разомкнутые конфигурации не являются резервированными, то есть, не имеют резервных линий, которые можно задействовать при критическом увеличении электрической нагрузки.

Обозначения:

1. Радиальная схема, на одном конце линии находится электростанция производящая энергию, на втором — потребитель или распределительное устройство.
2. Магистральный вариант радиальной схемы, отличие от предыдущего варианта заключается в наличии отводов между начальным и конечным пунктами передачи.
3. Магистральная схема с питанием на обоих концах ЛЭП.
4. Кольцевой тип конфигурации.
5. Магистраль с резервной линией (двойная магистраль).
6. Сложнозамкнутый вариант конфигурации. Подобные схемы применяются при подключении ответственных потребителей.

Теперь рассмотрим более подробно радиальную схему для передачи вырабатываемой электроэнергии по ЛЕП переменного и постоянного тока.

Обозначения:

1. Генератор, где вырабатывается я электроэнергия с синусоидальной характеристикой.
2. Подстанция с повышающим трехфазным трансформатором.
3. Подстанция с трансформатором, понижающим напряжение трехфазного переменного тока.
4. Отвод для передачи электироэнергии распределительному устройству.
5. Выпрямитель, то есть устройство преобразующее трехфазный переменный ток в постоянный.
6. Инверторный блок, его задача сформировать из постоянного напряжение синусоидальное.

Как видно из схемы (А), с источника энергии электричество подается на повышающий трансформатор, затем при помощи воздушных линий электропередач производится транспортировка электроэнергии на значительные расстояния. В конечной точке линия подключается к понижающему трансформатору и от него идет к распределителю.

Метод передачи электроэнергии в виде постоянного тока ( В на рис.6) от предыдущей схемы отличается наличием двух преобразовательных блоков (5 и 6).

Закрывая тему раздела, для наглядности приведем упрощенный вариант схемы городской сети.

Обозначения:

1. Электростанция, где электроэнергия производится.
2. Подстанция, повышающая напряжение, чтобы обеспечить высокую эффективность передачи электроэнергии на значительные расстояния.
3. ЛЭП с высоким напряжением (35,0-750,0 кВ).
4. Подстанция с понижающими функциями (на выходе 6,0-10,0 кВ).
5. Пункт распределения электроэнергии.
6. Питающие кабельные линии.
7. Центральная подстанция на промышленном объекте, служит для понижения напряжения до 0,40 кВ.
8. Радиальные или магистральные кабельные линии.
9. Вводный щит в цеховом помещении.
10. Районная распределительная подстанция.
11. Кабельная радиальная или магистральная линия.
12. Подстанция, понижающая напряжение до 0,40 кВ.
13. Вводный щит жилого дома, для подключения внутренней электрической сети.

Передача электроэнергии на дальние расстояния

Основная проблема, связанная с такой задачей – рост потерь с увеличением протяженности ЛЭП. Как уже упоминалось выше, для снижения энергозатрат на передачу электричества уменьшают силу тока путем увеличения напряжения. К сожалению, такой вариант решения порождает новые проблемы, одна из которых коронные разряды.

С точки зрения экономической целесообразности потери в ВЛ не должны превышать 10%. Ниже представлена таблица, в которой приводится максимальная протяженность линий, отвечающих условиям рентабельности.

Таблица 1. Максимальная протяженность ЛЭП с учетом рентабельности (не более 10% потерь)

Напряжение ВЛ (кВ)	Протяженность (км)
0,40	1,0
10,0	25,0
35,0	100,0
110,0	300,0
220,0	700,0
500,0	2300,0
1150,0*	4500,0*

* — на текущий момент ультравысоковольтная ВЛ переведена на работу с напряжением в половину от номинального (500,0 кВ).

Программы для оформления исполнительной документации

В настоящее время чтобы оформить разработанную однолинейную схему в соответствии с требованиями ГОСТ, достаточно просто только наличия персонального компьютера и специального программного обеспечения, позволяющего выполнить эту работу. Существует несколько видов компьютерных программ, предназначенных для этих целей:

1. «Компас-Электрик» – бесплатная программа, достаточно проста в использовании, пользуется популярностью среди инженерно-технических работников, трудящихся в службах главного энергетика предприятий различного профиля.

2. «Microsoft Visio» – бесплатная программа, которой, как правило, пользуются люди при составлении схемы электроснабжения частного дома или квартиры в разовом случае.
3. «1-2-3 схема» − бесплатная программа, популярная среди студентов и начинающих специалистов в этой области техники.
4. «Eagle» − программа реализуется в бесплатном и платном пакетах, различающихся по своим техническим возможностям.
5. «DipTrace» − программа используется для составления электрических схем и рисования печатных плат, используемых при изготовлении электронных устройств.
6. «AutoCAD Electrician» − одна из наиболее известных и распространённых программ, используемых как профессиональными проектировщиками, так и простыми пользователями, имеющими достаточный опыт работы на компьютерной технике.

Разбор схем электропроводки

Рассмотрим несколько типовых схем, которые используют при строительстве или капремонте. Все варианты объединены наличием защитной группы: делением разводки электрики на контуры, каждый из которых подключен к отдельному автомату.

Вариант #1 – общая схема-план для всего дома

Это не монтажная схема, а перечисление всех электроустройств, которые планируется расположить в доме. По ней можно вычислить, сколько потребуется автоматов и УЗО, подсчитать общее количество электролиний, ведущих к щиту.

Здесь следует указать тип питающей сети, чтобы правильно выбрать кабель. Для 3-фазной сети берут 5-жильный кабель, для 1-фазной – 3-жильный.

Электрощит располагают в отдельном помещении внутри дома, в коридоре, в находящемся рядом гараже. Там же устанавливают стабилизаторы напряжения и резервный генератор, который снабжает дом электроэнергией в периоды отключения централизованной линии.

Для удобства обслуживания двух- или трехэтажного особняка на каждом этаже также монтируют электрощиток. Все распределительные щиты подключены к вводному кабелю – медному проводу с сечением 15-35 мм².

Если в отдельной комнате планируется расположить несколько светильников и розеток, то на входе нужно смонтировать распределительную коробку. В ней соединяют вводный кабель с линией освещения и розеточной группой.

Вариант #2 – образец монтажной схемы

Чтобы начертить монтажную схему, нужно взять план дома и обозначить на нем места установки электроустройств.

Этот документ становится основой для составления сметы – по нему легко сосчитать не только количество выключателей, розеток и дополнительных материалов, но и подсчитать метраж проводов.

Обязательно обозначается точка ввода силовой линии в дом и место установки электрощита. Затем, на отдельных линиях, следует отметить распределительные коробки, электроустановки, осветительные приборы.

Устройства высокой мощности также нужно обозначить, так как они запитаны от индивидуальных линий.

Если к зданию подключены хозяйственные постройки – баня, гараж, мастерская – это тоже должно быть отражено на схеме, так как является частью разводки электрики в конкретном частном доме.

Для схем, нарисованных от руки, специальных условных знаков нет, главное, чтобы владелец дома и монтажники понимали, что кроется за каждым символом. Однако лучше использовать общепринятые обозначения электросхем, чтобы впоследствии самому разобраться в проекте.

Вариант #3 – техническое решение для небольшого дома

Все планы и схемы похожи, так как строятся по одному и тому же принципу, однако могут различаться количеством установленных розеток и контуров освещения, следовательно, и числом подключенных к ним защитных устройств.

Перед сетью устанавливают входной рубильник, которым при необходимости можно обесточить весь дом и отключить прибор учета электроэнергии. Затем следует счетчик, и уже после него – защитные группы.

Для мощных агрегатов, таких как котел отопления или стиральная машинка, устанавливают автоматы на 25-40 А. Сечение проводов тоже должно быть увеличено до 3,5-5 мм².

С помощью такой схемы не подсчитать метраж проводов, но количество розеток, распредкоробок, выключателей, УЗО, автоматов высчитать легко.

Вариант #4 – электросхема для подвала/гаража

Нередко подвал частного дома становится подсобным помещением, где устанавливают стиральную машину и оборудуют сушилку, погребом для хранения урожая или даже теплым гаражом. Гораздо удобнее, когда подобное помещение полноценно оборудовано розетками и светильниками.

Если не брать в учет счетчик, на электрощитке останутся входные автоматы защиты, шина заземления, УЗО на 20 А, три контурных автомата: на линии освещения, для розеток и для компрессора. Дополнительное мощное оборудование также нуждается а автоматической защите.

Вариант #5 – принципы кухонной разводки

Схема электрики для кухни в частном доме практически не отличается от аналогичной схемы для городской квартиры.

Ее особенностью является большое количество подключенных электроприборов, следовательно, потребуется выделить несколько электролиний с отдельными автоматами защиты.

При составлении вертикально ориентированной схемы необходимо отобразить на бумаге мебельный гарнитур с расстановкой всей техники.

Безрозеточные соединения, например, у духового шкафа, производят под столешницей, возле стены, тогда как розетки для тостера, электрочайника, мультиварки, комбайна лучше вынести над рабочим столом.

Небольшие бытовые приборы легче отключать от сети, если электроустановочное устройство находится под рукой. Розетки, монтируемые около раковины, должны обладать степенью защиты от IP44 или выше.