В этой статье рассматриваются электрические системы в зданиях (включая распределительные) на самом базовом уровне. Мы обсудим общие принципы того, как электричество перемещается от инженерных сетей к удобной розетке в комнате. Компоненты системы различаются в зависимости от размера здания, поэтому мы рассмотрим системы для малых и больших зданий.
Электроэнергия от энергетической компании
Электроэнергетические предприятия наиболее эффективно передают мощность от электростанции при очень высоком напряжении. В Соединенных Штатах энергетические компании обеспечивают электричеством средние и большие здания напряжением 13,800 13.8 вольт (XNUMX кВ). Для небольших коммерческих зданий или бытовых потребителей энергетические компании снижают напряжение с помощью трансформатора на опоре или на земле. Оттуда электричество по счетчику подается в здание.
Распределение электроэнергии в небольших зданиях
Небольшие коммерческие или жилые здания имеют очень простую систему распределения электроэнергии. Коммунальное предприятие будет владеть трансформатором, который будет установлен на площадке снаружи здания или прикреплен к опоре. Трансформатор снижает напряжение с 13.8 кВ до 120/240 или 120/208 вольт, а затем подает электроэнергию на счетчик, который принадлежит коммунальному предприятию и ведет учет энергопотребления.
После выхода из счетчика мощность передается в здание, после чего вся проводка, панели и устройства являются собственностью владельца здания. Провода передают электричество от счетчика на щит, который обычно находится в подвале или гараже дома. В небольших коммерческих зданиях панель может располагаться в подсобном помещении. Панель управления будет иметь главный выключатель и ряд автоматических выключателей, которые контролируют подачу электроэнергии к различным цепям в здании. Каждая ответвленная цепь будет обслуживать одно устройство (некоторые приборы требуют большой нагрузки) или несколько устройств, таких как розетки или освещение.
Распределение электроэнергии в больших зданиях
Большие здания имеют гораздо более высокую электрическую нагрузку, чем небольшие здания; поэтому электрооборудование должно быть больше и надежнее. Владельцы крупных зданий также будут покупать электроэнергию высокого напряжения (в США 13.8 кВ), потому что она дешевле. В этом случае владелец предоставит и будет обслуживать собственный понижающий трансформатор, который снижает напряжение до более приемлемого уровня (в США 480/277 вольт). Этот трансформатор может быть установлен на площадке снаружи здания или в трансформаторной комнате внутри здания.
Затем электричество передается на распределительное устройство. Роль распределительного устройства заключается в безопасном и эффективном распределении электроэнергии по различным электрическим шкафам по всему зданию. Оборудование имеет множество функций безопасности, включая автоматические выключатели, которые позволяют прерывать подачу электроэнергии ниже по течению — это может произойти из-за неисправности или проблемы, но это также может быть сделано намеренно, чтобы позволить техническим специалистам работать на определенных ветвях энергосистемы.
Следует отметить, что очень большие здания или здания со сложными электрическими системами могут иметь несколько трансформаторов, которые могут питать несколько распределительных устройств. Мы делаем эту статью простой, делясь основными понятиями.
Электроэнергия покинет распределительное устройство и пойдет по первичному фидеру или шине. Шина или фидер представляет собой проводник большого сечения, способный безопасно и эффективно передавать ток большой силы по всему зданию. Шина или фидер подключаются по мере необходимости и проводится проводник к электрощитку, который обслуживает зону или этаж здания.
В каждом электрическом шкафу будет еще один понижающий трансформатор — в США это снизит напряжение с 480/277 вольт до 120 вольт для удобных розеток. Этот трансформатор будет питать ответвительную панель, которая управляет серией ответвленных цепей, покрывающих часть здания. Каждая ответвленная цепь покрывает подмножество электрических потребностей области, например: освещение, удобные розетки для ряда комнат или электричество для части оборудования.
Системы аварийного питания
Одним из компонентов системы распределения электроэнергии в здании является аварийная или резервная система, которая обеспечивает электроэнергию в случае прерывания подачи электроэнергии на уровне сети. Мы не освещали это на диаграммах выше, но у нас есть статья, посвященная аварийным и резервным системам электроснабжения зданий.
Помогите сделать Archtoolbox лучше для всех. Если вы обнаружили ошибку или устаревшую информацию в этой статье (даже если это всего лишь незначительная опечатка), сообщите нам об этом.
Полезные инструменты для архитекторов и проектировщиков зданий
BBToolsets
Инструменты и шаблоны Bluebeam для архитекторов — адаптированы архитекторами для архитекторов.
Платные инструменты разработки
Руководство Archtoolbox и шаблоны для разработки платы за архитектурные услуги.
Лучшие книги по архитектуре
Наш список лучших справочников для архитекторов. Это те, что есть у нас на полке.
Схема электропроводки в квартире, доме, офисе: все варианты
Распределение электроэнергии в вашем здании: как дифференцировать конфигурации распределения
Брайан МакДивитт, PE – Распределение электроэнергии в здании зависит от того, какие электрические услуги предоставляет местная коммунальная компания. В Соединенных Штатах системы распределения электроэнергии в зданиях подразделяются на три основные конфигурации. Первое различие проводится между однофазным и трехфазным, причем трехфазные дополнительно различаются как звезда (Y) или треугольник (Δ).
Примечание редактора: Это вторая статья из серии из трех частей, посвященных системам распределения электроэнергии. Читать Первая часть и Часть третья.
Счетчик электроэнергии отображает информацию о рабочем напряжении.
Как описано в разделе Часть 1, напряжение измеряется как линейное (ВLL) или фаза-нейтраль (VLN). Эти обозначения будут использоваться здесь.
Один этап
Большинство жилых домов на одну семью и некоторые небольшие коммерческие здания имеют однофазное питание 120/240 В. Эта услуга предоставляет две горячие линии (L1 и L2), отстоящие друг от друга на 180 градусов, одну нейтральную (N) и одну заземленную, и называется 3-проводной системой. В этой конфигурации доступны два напряжения: VLN = 120 В, требуется только 1-полюсный выключатель, а ВLL = 240 В, для чего требуется 2-полюсный выключатель. Большинство розеток в доме питаются от сети 120В. Некоторым приборам, таким как духовка или сушилка для белья, требуется сеть 240 В. На приведенной ниже схеме показана эта однофазная конфигурация.
Типичные бытовые сушилки для белья требуют 240 В.
Трехфазный, звезда (Y)
Существует два типа трехфазных конфигураций: звезда (Y) и треугольник (Δ). Y-образная конфигурация предусматривает три линии «горячего» и одну нейтральную, которая обычно подключается к земле и называется 4-проводной системой. Три линии (L1, L2, L3) равномерно разнесены на 120 градусов друг от друга. Следующая диаграмма иллюстрирует VLL и VLN для Y-конфигурации.
Типичные трехфазные Y-образные конфигурации, которые мы видим, это 480Y/277V и 208Y/120. В каждом из этих названий конфигураций большее напряжение обозначает VLL и меньшее напряжение VLN. Например, конфигурация 480Y/277V имеет VLL = 480В, и ВLN = 277В.
Трехфазный, треугольник (Δ)
Для общего подхода к пониманию этого типа конфигурации, трехпроводной системы, рассмотрим типовую Δ-конфигурацию 208 В, как показано ниже. Во-первых, обратите внимание, что нейтрали нет. В этой конфигурации VLL = 208 В, но VLN отсутствует. Еще один важный аспект, который следует отметить, заключается в том, что дельта-конфигурация не имеет заземления. Часто одна ножка дельты привязана к земле. Заземленная ветвь обеспечивает защиту системы от заземления, а VLL остается 208В.
На многих фабриках и в магазинах есть оборудование, такое как этот воздушный компрессор, для которого требуется подключение трехфазного напряжения треугольником.
Некоторые коммерческие здания и фабрики используют треугольную конфигурацию, где VLL = 240В. Хотя эта конфигурация обеспечивает трехфазное и однофазное напряжение 240 В для оборудования, в этих зданиях по-прежнему требуются стандартные розетки на 120 В. Чтобы получить В.LN = 120 В, одна фаза треугольника имеет отвод от середины с заземленной нейтралью.
Какая конфигурация лучше?
Здесь были объяснены общие конфигурации напряжения, но является ли одна конфигурация более выгодной, чем другие? В части 3 я объясню важные аспекты этих конфигураций, чтобы помочь вам понять их плюсы и минусы.
Какую конфигурацию следует использовать? В третьей части этой серии будут изложены плюсы и минусы, чтобы помочь вам решить, что лучше всего подходит для вашего проекта.
Брайан МакДивитт, PE, является профессиональным инженером с опытом проектирования электрических систем распределения электроэнергии в зданиях, схемы освещения и управления, систем пожарной сигнализации и телекоммуникационной инфраструктуры. Его проектный опыт включает в себя широкий спектр типов зданий, таких как офисы, учебные заведения, библиотеки, терминалы аэропортов, кондоминиумы, склады и историческую реставрацию. Он работает в офисе Morrison-Maierle в Миссуле.
Чем мы занимаемся
Нужна помощь в проектировании, планировании, геодезии или науке? Чтобы лучше понять наши услуги, изучите наши проекты и опыт.
Построй свою карьеру
У нас есть возможности карьерного роста в Монтане, Вайоминге, Вашингтоне и Орегоне.
