Электротехнические решения. Объём проектирования в составе ПД

Электротехнические решения без стеснения можно назвать основополагающим разделом при проектировании электрической подстанции. Без этого раздела не обходится практически ни один проект. Охватывает он, как правило, не только основное оборудование подстанции, но и низковольтные цепи его питания, освещение, собственные нужды (СН) подстанции и систему оперативного постоянного тока (СОПТ).

Существует несколько документов, определяющих содержание электротехнических решений в составе проекта. Эти документы можно найти во вкладке НТД⎘. Их состав немногочислен: Положение [1], ГОСТ [2] и [3], Требования [4] и [5].

Некоторые из них фундаментальны и занимают высокие ступени в иерархии НТД, но все они при ближайшем рассмотрении оказываются невероятно скудны в решении данного вопроса. Попытаемся заполнить этот пробел, посвятив статью стадии ПД.

РАСПОЛОЖЕНИЕ В СОСТАВЕ ПРОЕКТА:

1. Расположение электротехнических решений в составе проекта

Согласно Положению [1] подраздел «Система электроснабжения» располагается внутри раздела 5⎘ «Сведения об инженерном оборудовании, о сетях и системах инженерно-технического обеспечения».

Состав проекта

№ тома	Обозначение	Наименование	Примечание
1	2	3	4
	ПИР-5685/2023-СП	«Состав проектной документации»
Раздел 1 «Пояснительная записка»
1	ПИР-5685/2023-ПЗ	«Пояснительная записка»
Раздел 3 «Объёмно-планировочные и архитектурные решения»
3	ПИР-5685/2023-АР	«Архитектурные решения»
Раздел 4 «Конструктивные решения»
4	ПИР-5685/2023-КР	«Конструктивные решения»
Раздел 5 «Сведения об инженерном оборудовании, о сетях инженерно-технического обеспечения»
Подраздел 1 «Система электроснабжения»
5.1	ПИР-5685/2023-ИОС1	Книга 1 «Электротехнические решения»
		...

Несмотря на то, что и раздел 5, и указанный подраздел уже не являются основными в составе проекта («Технологические решения» с 1 сентября 2022 года вынесены в отдельный раздел 6), для основного оборудования ПС место отведено только в нём. Собственные нужды, включая низковольтные цепи и освещение, а также СОПТ, в случае большого объёма проектирования, выносят в отдельные тома.

Допускается сквозная нумерация томов в составе раздела (ИОС1, ИОС2... — в таблице).

ТЕКСТОВАЯ ЧАСТЬ:

2. Основание для проектирования

Здесь указывается задание на проектирование, инвестиционная программа, технические условия на присоединение или иные документы, имеющие отношение к проектируемому титулу .

3. Краткая характеристика объекта

Глава содержит общую информацию о подстанции, включая:

• основное функциональное назначение;
• основные характеристики;
• описание электрических схем;
• состав СН и СОПТ;
• тип оперативного обслуживания.

4. Проектные технические решения

В главу включают информацию об основных технических решениях, принятых в проекте. В случае необходимости в эту главу также вносят обоснование того или иного решения.

5. Определение расчётных параметров работы сети для выбора проектируемого оборудования

По результатам расчётов определяются:

• номинальные параметры оборудования (например, максимальный рабочий ток присоединения);
• динамическое действие аварийного тока (ударный ток КЗ);
• термическое действие аварийного тока (тепловой импульс КЗ);
• изоляция, включая длину пути утечки оборудования (в соответствии с ГОСТ [6], РД [7] или СТО [8], [9]), а также количество (п. 1.9.12 ПУЭ⎘ [10]) и тип (ГОСТ [11]) подвесных изоляторов;
• параметры ОПН;
• соответствие ошиновки длительно допустимому току, термической и динамической стойкости, условиям короны (на ОРУ 35 кВ и выше);
• соответствие высоковольтных кабелей длительно допустимому току и их термическая стойкость;
• динамическая стойкость опорной изоляции;
• максимальное тяжение на фазу в нормальном режиме.

6. Выбор и проверка основного электротехнического оборудования

Вся информация по выбору оборудования представляется в табличном виде. Помимо выбора проектируемого оборудования, в главу может быть включена проверка существующего, если того требует задание на проектирование или сложные расчётные условия. Параметры выбора высоковольтных выключателей (как пример) отражены ниже.

Выбор выключателя

Расчётные величины		Каталожные данные выключателя	Условие выбора
Наименование параметра	Значение
Uуст, кВ	110	Uном = 110 кВ	Uном ≥ Uуст
Iраб.маx, А	1193	Iном = 2000 А	Iном ≥ Iраб.маx
Iп.0, кА	34,5	Iном.откл = 40 кА	Iном.откл ≥ Iп.0
iуд, кА	84	iдин = 100 кА	iдин ≥ iуд
Вк, кА2‧c	136	I2терм‧tтерм = 402‧3 = 4800 кА2‧c	I2терм‧tтерм ≥ Вк
ia,t, кА	10,8	√2‧Iном.откл‧βнорм/100 = √2‧40‧40/100 = 22,6 кА	√2‧Iном.откл‧βнорм/100 ≥ ia,t

7. Ведомость основного электротехнического оборудования и материалов

Ведомость оборудования также представляется в табличном виде и должна быть достаточной для учёта всех материальных ресурсов в сметной документации.

Ведомость основного электротехнического оборудования и материалов

№ п/п	Наименование	Тип	Ед. изм.	Кол-во	Примечания
1.	Выключатель элегазовый колонковый	Uном = 110 кВ Iном = 2000 А Iном.откл = 40 кА	шт.	7	трёхполюсный
2.	Шинная опора 110 кВ	Uном = 110 кВ	шт.	3
3.	Провод сталеалюминиевый	АС 300/39	м	246
4.		АС 185/24	м	60
5.	Зажим аппаратный прессуемый	А4А-300-2 Т	шт.	57
6.		А4А-185-2 Т	шт.	18
7.		2А4А-300-3 Т	шт.	3
8.		2А4А-300-4 Т	шт.	6

Ввиду того, что распространённое понятие «спецификация» до недавнего времени не находила своего отражения в Положении [1], эксперты настойчиво не допускали таким образом называть данную ведомость. Изменился ли этот подход после появления «спецификации» в Положении (в редакции, вступившей в силу с 1.09.2022) — узнаем позже.

8. Прочая информация

Прочая информация может содержаться как в одной, так и нескольких главах, включающих в себя описание:

• СН переменного тока;
• СОПТ;
• освещения;
• компенсирующих устройств;
• молниезащиты и заземления;
• кабельного хозяйства;
• электромагнитной совместимости.

Информация излагается в повествовательной форме с отражением сведений и обоснованием их применения. В виду того, что большинство этих вопросов обычно выносится в отдельные тома, здесь их касаться не будем.

ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

9. Схема электрическая принципиальная ПС

Встречаются несколько типов схем, отражающих электрическую взаимосвязь подстанции. Это может быть нормальная схема ПС, главная схема ПС, схема электрических соединений или принципиальная схема. В качестве основной в проекте выступает — только принципиальная.

Если объём проектирования затрагивает лишь один уровень напряжения ПС (например, замена выключателей 110 кВ), то достаточной может быть отрисовка лишь схемы ОРУ 110 кВ. Если производится комплексная реконструкция с изменением схемы ПС, то необходимо её полное отражение в проектном (после проведения реконструкции) варианте. Эта схема в дальнейшем пойдёт на согласование со всеми заинтересованными сторонами.

Правила оформления электрических принципиальных схем можно найти в распоряжении ФСК [12], СТО [13] и Требованиях [4]. Опишем их вкратце:

• изображение элементов на схеме должно соответствовать ГОСТ [14] и [15];
• заполняют схему сверху — вниз, от высшего класса напряжения — к низшему, стараясь расположить РУ друг относительно друга в соответствии с их фактическим расположением;
• расцветка элементов выполнятся в строгом соответствии с уровнем напряжения РУ;
• существующая часть отображаются тонкой сплошной линией, проектируемая — жирной;
• параметры оборудования и присоединений представляются в табличном виде, напротив соответствующей позиции;
• на шинах каждого РУ дополнительно указываются перспективные расчётные токи КЗ;
• в примечаниях указывается: на основании какой схемы она выполнена.

Задание на проектирование также может потребовать выполнение указанной схемы с применением современных программных комплексов. Данный вопрос заслуживает отдельной статьи.

Помимо главной, электротехнические решения могут содержать прочие электрические схемы: ЩСН, обогрева, освещения. К ним предъявляют менее строгие требования при оформлении.

10. План ПС

Расстановка оборудования на плане выполняется по осям. Расстояния между осями задаются в типовых проектах на основе допустимых изоляционных расстояний по гл.4.2 ПУЭ⎘ [10]. Существующая часть отображается тонкой сплошной линией, проектируемая — жирной. Сносками обозначают проектируемое оборудование с расшифровкой его в ведомости, располагаемой здесь же, либо на отдельном листе. Оборудование на плане чаще всего детально не прорисовывают.

Как и электрическая схема, план ПС может выполняться в виде фрагмента, если в результате реконструкции не затрагивается прочая его часть.

Проектируемую часть допускается наносить на геодезическую подоснову в соответствии с вышеуказанными правилами.

11. 3D модель ОРУ

Для правильного пространственного построения ОРУ иногда требуется трёхмерное изображение оборудования. В помощь могут прийти современные программные комплексы и наработки производителей.

12. План и разрез ячеек

Для правильного и всеобъемлющего отображения информации на данных листах лучше использовать повторно применяемые (типовые) чертежи.

Лист должен включать в себя:

• разрез ячейки;
• план ячейки;
• поясняющую схему;
• спецификацию оборудования и материалов.

На плане и разрезе ячейки важно показать не только проектируемое оборудование, но и привязку к существующему. Помимо основных размеров по осям оборудования на листе должны быть показаны изоляционные расстояния (по ПУЭ [10]) и высота мест подключения ошиновки. По возможности показывают монтажные стрелы провеса провода в пролётах. Обязательной является маркировка фаз, цветом и (или) буквенным обозначением «А-В-С». По осям на разрезе ячейки наносят обозначения оборудования, автомобильных проездов, порталов, кабельных лотков и прочего: обозначение оборудования должно совпадать с обозначением на поясняющей схеме. Спецификацию допускается размещать на отдельном листе с обязательной отсылкой на неё в примечаниях.

13. Схема установки оборудования

Изображение отдельной единицы проектируемого оборудования на чертеже позволяет понять:

• его размеры;
• способ крепления к фундаменту;
• составные его части;
• условия безопасного обслуживания;
• установочные и присоединительные размеры;
• места и способ заземления.

Установка оборудования должна быть показана в трёх аксонометрических проекциях или трёх проекциях с 3D видом, но может ограничиваться двумя или даже одним видом, если они (он) позволяют однозначно оценить все указанные выше особенности.

Для исключения загромождений на чертеже некоторые детали условно не показывают, о чём делается соответствующая ремарка в примечаниях.

ПРИЛОЖЕНИЯ:

14. Технические требования на оборудование

Таблицы технических требований заполняются на основе типовых и могут дополняться по указанию заказчика в виду индивидуальных особенностей объекта. Таблицы могут включаться в состав текстовой части, если имеют незначительный объём.

Типовые технические требования на любое электротехническое оборудование можно найти на странице НТД⎘.

15. Расчёты

В качестве обоснования принимаемых технических решений к проекту могут прилагаться расчёты:

• токов КЗ;
• выбора и проверки оборудования;
• загрузки ТСН;
• проверки низковольтных аппаратов защиты;
• падения напряжения в низковольтных цепях;
• проверки кабелей на термическую стойкость и невозгорание.

16. Прочие прилагаемые документы

К таким документам могут относиться письма о согласовании или отдельные указания заинтересованных сторон, оказавшие влияние на решения, принятые в данном томе ПД.

СЛУЧАЙ ИЗ ПРАКТИКИ. В составе тома «Сети связи» выполнена электрическая схема питания оборудования. В ходе согласования проекта к многократно скорректированной схеме получены новые замечания. Большинство замечаний следующего характера:

• недопустимо объединять три фазы в одну линию;
• каждую фазу показать отдельным цветом L1 — коричневым, L2 — чёрным, L3 — серым, N — бирюзовым, PE — жёлто-зелёным по ГОСТ Р 50462-2009 (ГОСТ⎘ на электрооборудование и кабельную продукцию — прим.);
• вводные выключатели показать над отходящими, расположение в ряд — недопустимо;
• в наименовании напряжения придерживаться унифицированных решений: или 220VAC, или ~220В — вариант АС230В недопустим;
• вводные автоматические выключатели показать как xQS1, выводные — yQFz, где x, y, z — переменные величины (QS — разъединитель, согласно маркировкам действующего ГОСТ 2.710-81⎘ — прим. ).

Но всю красоту полученных замечаний может выразить только картинка

Отсюда следует, что, даже соблюдая все каноны НТД в своём проекте, Вы не застрахованы от неожиданностей на этапе согласования.