Проект электрики технопарка⁠⁠

Электроснабжение технопарка нельзя проектировать по принципу «поставим щит и разведём кабели по помещениям». В одном здании здесь обычно соседствуют офисы, лаборатории, мастерские, серверные, инженерные установки, зарядные станции и оборудование с совершенно разными требованиями к питанию.

Главная сложность начинается не с выбора автомата, а с понимания того, какие потребители есть на объекте, как они работают и что произойдёт при отключении электричества. От этого зависят категории надёжности, структура сети, резервирование, состав щитового оборудования и сечение кабелей.

С чего начинается проектирование

Первым делом составляют ведомость электрических нагрузок. Для каждого потребителя фиксируют установленную мощность, режим работы, коэффициенты спроса и одновременности, напряжение, характер нагрузки и требования к бесперебойности.

Например, компьютерные рабочие места сами по себе не создают большой нагрузки. Но серверная с кондиционированием, системой хранения данных и резервным питанием может потреблять существенно больше и при этом быть гораздо чувствительнее к перерывам электроснабжения.

У производственного оборудования ситуация другая. Электродвигатели имеют пусковые токи, сварочное оборудование может создавать значительные кратковременные нагрузки, а частотные преобразователи и импульсные блоки питания способны ухудшать качество электроэнергии.

Что часто забывают на этом этапе

• резервные розеточные группы для будущего оборудования;

• кондиционеры и вентиляционные установки;

• насосы и другие инженерные системы;

• серверные стойки и сетевое оборудование;

• зарядные станции для электромобилей;

• наружное освещение и оборудование территории;

• системы безопасности, контроля доступа и связи;

• оборудование, которое нельзя просто отключить при аварии.

Хороший проект учитывает не только то, что заказчик покупает сегодня, но и разумный резерв. При этом закладывать огромный запас на всякий случай тоже неправильно: это приводит к неоправданно дорогим кабелям, аппаратам и трансформаторному оборудованию.

Схема электроснабжения

После определения нагрузок формируют структуру сети. Обычно она включает вводное устройство, распределительные щиты, этажные или зональные щиты и конечные групповые линии. Конкретная схема зависит от размеров технопарка и требований к надёжности.

Для крупного объекта может применяться несколько вводов с автоматическим вводом резерва. Часть потребителей при этом получает питание от независимых источников, а особо критичные нагрузки дополнительно подключаются через ИБП или другие системы гарантированного питания.

Резервирование — это не просто второй кабель. Если оба кабеля проходят через одно помещение, одну кабельную шахту или один участок трассы, единственная авария может вывести из строя оба ввода.

Поэтому при проектировании резервных систем смотрят не только на электрическую схему, но и на физическое разделение трасс, вводов и оборудования.

Расчёт кабелей и защитных аппаратов

Сечение кабеля выбирают не по принципу «чем больше, тем лучше». Проверяют длительно допустимый ток, способ прокладки, температуру окружающей среды, группировку кабелей, падение напряжения и условия аварийного отключения.

Автоматический выключатель также подбирают не просто по номинальному току кабеля. Необходимо обеспечить согласование кабеля и защиты, а для конечных линий — корректную работу защиты при коротком замыкании. Для длинных линий проверка петли и отключения может оказаться особенно важной.

Типичная ошибка — поставить автомат большего номинала, потому что «старый постоянно выбивает». Если причина отключения заключается в перегрузке, увеличение номинала без проверки кабеля превращает проблему с комфортом в проблему с безопасностью.

Разделение потребителей

В технопарке желательно не сваливать всё в одну систему групповых линий. Освещение, розеточные сети, технологическое оборудование и инженерные системы распределяют таким образом, чтобы неисправность одного участка не обесточивала соседние помещения без необходимости.

Отдельные линии позволяют нормально обслуживать оборудование, искать неисправности и модернизировать помещение. Например, при замене станка не приходится отключать питание всего производственного блока.

Серверные и чувствительное оборудование

Для серверных, лабораторных комплексов и другой чувствительной техники необходимо учитывать качество питания. Одного стабилизатора недостаточно, если проблема заключается в кратковременных провалах или полном исчезновении напряжения.

ИБП выбирают с учётом реальной мощности нагрузки, требуемого времени автономии и характера оборудования. Отдельно оценивают работу системы охлаждения: бесперебойное питание серверов без обеспечения вентиляции и кондиционирования проблему не решает.

Заземление, молниезащита и защита от перенапряжений

Проект электрики технопарка обязательно рассматривают совместно с системой заземления и защитными устройствами. Наличие PE-проводника само по себе ещё не означает, что вся система выполнена корректно.

Подбирают аппараты защиты от сверхтоков, устройства защитного отключения или дифференциальные автоматы там, где они требуются, а также устройства защиты от импульсных перенапряжений. Их установка должна быть согласована с системой заземления и конструкцией вводного устройства.

Отдельное внимание уделяют молниезащите. Для большого здания последствия импульса могут затронуть не только силовую сеть, но и слаботочные системы, автоматику, связь и дорогостоящее технологическое оборудование.

Кабельные трассы

На стадии проектирования трассы желательно увязывать с архитектурой, вентиляцией, водоснабжением, пожарными системами и конструкциями здания. Кабель, который прекрасно выглядит на электрической схеме, иногда физически невозможно проложить без пересечения десятка других инженерных систем.

Для технопарка особенно полезно заранее предусмотреть резерв свободного пространства в лотках и шахтах. Через несколько лет помещение почти наверняка получит новые рабочие места или оборудование.

При проходках через противопожарные конструкции учитывают требования к огнестойкости и восстановлению противопожарных преград. Нельзя считать, что обычная заделка монтажной пеной решает эту задачу.

Типичные ошибки проекта

• расчёт только установленной мощности без анализа режима работы;

• отсутствие запаса для развития объекта;

• объединение слишком большого количества потребителей в одну линию;

• неучёт пусковых токов двигателей;

• непроверенное резервирование вводов;

• недостаточное внимание к селективности защит;

• забытые нагрузки вентиляции и кондиционирования;

• отсутствие координации кабельных трасс с другими разделами проекта.

Есть и более незаметная ошибка: проект делают под красивую однолинейную схему, но не проверяют её на реальном объекте. В итоге щит физически не вмещает оборудование, кабельные вводы расположены неудобно, а выбранные трассы конфликтуют с конструкциями здания.

Что должно получиться на выходе

Полноценный проект электрики технопарка — это не один чертёж. В нём должны быть увязаны расчёт нагрузок, схемы электроснабжения, планы сетей, спецификации оборудования и кабелей, решения по заземлению и защитам, а также решения по резервному питанию там, где оно необходимо.

Качественный проект отличается не количеством линий на плане, а тем, насколько предсказуемо система будет работать после ввода здания в эксплуатацию. Электроэнергия должна доходить до каждого потребителя с нужными параметрами, защита — отключать только повреждённый участок, а расширение сети через несколько лет не должно превращаться в полную переделку электрохозяйства.

Пост подготовлен по материалам статьи: https://energy-systems.ru/proekt-elektriki