Электрическая часть проекта

3.1 Проектирование электрической части осветительной установки

Выбор системы питания производится на основании нормативного документа «Правила устройства электроустановок». Основным при выборе системы питания является требование электробезопасности .

Для осветительных приборов общего назначения разрешается применять напряжение не выше 380/220 В при глухо заземленной нейтрали и 220 Впри изолированной нейтрали и постоянном токе.

На выбор уровня напряжения для питания осветительных приборов влияют: класс помещения по опасности поражения электрическим током; класс электротехнического оборудования по способу защиты от поражения электрическим током.

Сети освещения делятся на групповые и питающие. К питающим относятся линии от трансформатора до групповых щитков, к групповым – от групповых щитков до осветительных приборов. В начале каждой питающей линии обязательно устанавливается аппарат защиты, отключающей ее в случае аварии.

3.2 Схемы питания жилых многоэтажных домов

Источником электроснабжения жилых домов служат городские трансформаторные подстанции. Комплексы электроприёмников жилых домов высотой более пяти этажей с плитами на газообразном и твердом топливе, а если в них установлены электроплиты, то независимо от этажности (кроме одно – восмиквартирных домов) относятся ко 2-й категории надежности электроснабжения. Остальные жилые дома относятся к 3-й категории. В жилых домах и общественных свыше 16 этажей группы электроприёмников

противопожарных устройств (дымозащита, пожарные насосы, пожарная сигнализация), аварийное и эвакуационное освещение, гони светового ограждения относятся к 1-й категории надежности электроснабжения. В каждом жилом доме устанавливается одно (реже два) вводно-распределительное устройство, к которому от трансформаторной подстанции прокладывается в зависимости от категории надежности один или два (в городах и крупных поселках) кабельных ввода. Вводно-распределительное устройство жилого дома, относящегося ко 2-й категории, представляет собой двухсекционный распределительный щит с двумя переключателями на вводе. Питающие линии от трансформаторной подстанции до вводно-распределительного устройства выбирают с учётом работы в послеаварийном режиме, когда выходит из строя одна питающая линия .

В жилых домах высотой 10 и более этажей устанавливаются системы дымозащиты при пожаре, питание которых производится от самостоятельного щита с автоматическим вводом резерва линиями, присоединяемыми до вводных аппаратов вводно-распределительных устройств. К такому щиту присоединяются также линии, питающие аварийное и эвакуационное освещение и огни светового ограждения, а в домах высотой 17 этажей и выше – и линии питания лифтов.

Для учёта расхода электроэнергии каждой квартиры на квартирном щитке устанавливается один однофазный счётчик.

На вводно-распределительное устройство устанавливаются приборы учёта расхода электроэнергии других потребителей рабочего освещения и аварийного и эвакуационного освещения общедомовых помещений, лифтов, устройств дымозащиты и др., причем рабочее освещение и аварийное и эвакуационное освещение общедомовых помещений присоединяются к разным вводам.

Получившая значительное распространение схема питания жилого дома, когда к одной секции вводно-распределительного устройства присоединяются в

основном силовые электроприемники, составляющие небольшую часть общей нагрузки дома, а к другой – квартиры и рабочее освещение общедомовых помещений, неэкономична и приводит к перерасходу проводникового материала и увеличенным потерям электроэнергии во внешней питающей линии. Необходимо стремиться к возможно равномерной загрузке магистралей в рабочем режиме. Для этого часть нагрузки квартир рекомендуется питать от «силового» ввода. Конечно, при этом необходимо убедиться в том, что размахи изменений напряжения в квартирах, вызванные пусковыми токами лифтов, находятся в допустимых пределах. Проведенные расчеты показывают, что требования к качеству электроэнергии выполняются в большинстве случаев при системе питания 380/220 В и при этом не требуется специально увеличивать сечение питающих сетей. При расчетах рекомендуется для многоэтажных жилых домов число пусков каждого лифта принимать равным 60 в час.

На рисунке 3.1 приведена схема питания жилого дома высотой 6-9 этажей без щита дымозащиты, а на рисунке 3.2 – схема питания дома высотой 17 и более этажей. Схема питания жилого дома высотой 10-16 этажей отличается от изображенной на рисунке 3.2 тем, что линии к лифтам присоединяются к вводу №1.

Рисунок 3.1 –Схема вводно-распределительного устройства жилого дома высотой 6-9 этажей: 1-ввод №1 от ТП; 2 – ввод №2 от ТП; 3 – граница балансового раздела с электроснабжающей организацией; 4 – расчётный счётчик электроэнергии; 5 – линии рабочего освещения общедомовых помещений; 6 – питающие линии квартир; 7 – АЭО общедомовых помещений; 8 – питающие линии лифтов

Рисунок 3.2 – Схема вводно-распределительного устройства жилого дома высотой 17 и более этажей: 1-ввод №1 от ТП; 2 – ввод №2 от ТП; 3 – граница раздела с электроснабжающей организацией; 4 – станция АВР; 5 – расчётный счетчик электроэнергии; 6 – щиток домоуправления; 7 – линии АЭО общедомовых помещений; 8 – питающие линии систем дымозащиты; 9 – питающие линии лифтов; 10 – питающие линии квартир; 11 – линии рабочего освещения общедомовых помещений

Желательность уменьшения числа расчётных счётчиков электроэнергии и имеющийся положительный опыт применения дифференцированного тарифа на электроэнергию делают целесообразным установку перед щитом дымозащиты одного счетчика, несмотря на то, что силовая и осветительная нагрузки имеют разные тарифы.

При присоединении к одной горизонтальной питающей линии нескольких стояков на ответвлении к каждому необходимо устанавливать коммутационный аппарат для ремонтных целей (обычно к шкафу первого этажа).

Для питания светильников наружного освещения функциональная схема питания, приведена на чертёже (11.03.04.750100.000 Э2), при которой световые приборы снабжаются энергией от отдельно расположенных осветительных щитов. Установленные светильники на фасаде жилого здания питают от щитов (ЩО1, ЩО2, ЩО3, ЩО4), расположенного в цокольном помещении рядом с главным входом в здание.

На первом этаже осветительные приборы питают от щита ЩО1, и объединены в семь групповых линий (группа 1-1 (правая сторона фасада – контур здания), группа 1-2 (левая сторона фасада – контур здания), группа 1-3 (задняя сторона фасада – контур здания), группа 1-4 (центральная сторона фасада – контур здания), группа 1-5 (левая сторона фасада здания), группа 1-6 (правая сторона фасада здания), группа 1-7 (задняя сторона фасада здания)).

При удачном проектировании осветительных приборов на этажах 2,4,6,8,10,12,14, их расположение идентично со всех сторон фасада здания. Конкретно рассмотрено на втором этаже. Осветительные приборы питают от щита ЩО2, расположенного на заднем фасаде здания, объединенные в четыре групповых линий (группа 2-1 (центральная сторона фасада здания), группа 2-2 (левая сторона фасада здания), группа 2 – 3 (правая сторона фасада здания), группа 2 – 4 (задняя сторона фасада здания)) (см. рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 – Функциональная схема второго этажа

Благодаря тому, что осветительные приборы на этажах – 3,5,7,9,11,13,15 установлены на одинаковых расстояниях по всему фасаду здания, конкретно рассмотрен 3 этаж здания. Осветительные приборы питают от щита ЩО3, расположенного на заднем фасаде здания, объединённые в четыре групповых линии (группа 3-1 (центральная сторона фасада здания), группа 3-2 (левая сторона фасада здания), группа 3– 3 (правая сторона фасада здания), группа 3 – 4 (задняя сторона фасада здания)) (см. рисунок 3.4).

Рисунок 3.4 – Функциональная схема третьего этажа

На последнем шестнадцатом этаже осветительные приборы питают от щита ЩО4, расположенного на заднем фасаде здания, объединённые в четыре групповых линии (группа 4-1 (центральная сторона фасада здания-контур), группа 4-2 (левая сторона фасада здания), группа 4– 3 (правая сторона фасада здания), группа 4 – 4 (задняя сторона фасада здания-контур)) (см. рисунок 3.5).

Рисунок 3.5 – Функциональная схема шестнадцатого этажа

3.3 Выбор сечений линий осветительной сети

Для выбора сечения линии осветительной сети необходимо определить расчетную мощность и определить рабочий ток. Выбор сечения по допустимому току производится по ПУЭ в Приложение А.

Зная все характеристики светильников и их количество, проведён расчёт расчётной мощности по формуле

(3.1)

где - установочная мощность

соs – коэффициент мощности

Так как фасад здания по периметру одинаковый, то будет производится расчёт на примере нескольких первых этажей. Расчёт мощности по щитам приведён в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Распределение мощности по щитам

В качестве распределительного низковольтного щитка был выбран щиток ЩРв – 36з-1 36 УХЛЗ. Для маршрутизаторов системы управления был выбран щиток ЩМП35-26-16 «Узола».

3.4 Расчёт осветительной сети по потерям напряжения

Целью данного этапа расчёта осветительной установки является проверка условия: фактические потери меньше допустимых потерь .

Потери напряжения при заданном значении сечения проводов можно определить по выражению

	(3.2)
	(3.3)

где М – момент нагрузки равный произведению мощности Р(кВт) на единицу длины приложения нагрузки L(м);

С – коэффициент, зависящий от параметров сети и материала проводника. Для медных проводов в четырёхпроводной сети С=72,2, двупроводной сети С=12,1;

S – сечения провода мм²

Метод определения момента нагрузки выбирается в зависимости от конфигурации сети освещения: для сети с равномерно распределенной нагрузкой момент нагрузки определяется, как произведение мощности ламп на половину длины групповой линии (см. рисунок 3.6) Проведён расчёт для ЩО1.

Рисунок 3.6 - Расстояние от щитка до светильников группы 1-3

Выбран участок, наиболее удаленный от электрического щитка, так как на него приходятся наибольшие потери. Суммарные потери для него составят

Данное значение падения напряжения ниже допустимого, следовательно выбранный тип проводки удовлетворяет требованиям по потерям напряжения.

3.5 Выбор способов прокладки и марок проводников осветительных линий

В производственных участках групповые линии следует прокладывать открыто по строительным конструкциям. Питающие и распределительные линии можно прокладывать совместно с силовыми линиями по специальным конструкциям (в кабельных каналах, в трубах под слоем штукатурки и т.д) и открыто по строительным конструкциям

Для групповых линий следует применять кабели и провода с медными жилами.

Выбор проводов и кабелей проводится исходя из следующих условий:

- обеспечение надежности питания в любых конкретных условиях окружающей среды;

- минимального расхода дефицитных материалов;

- допустимости замены проводов в процессе эксплуатации;

- достаточные устойчивости к механическим воздействиям;

- требований максимально допустимого тока.

В работе использовался кабель NYM J 3х2,5 (см. рисунок 3.7). Провод имеет ряд достоинств: позволяет легко и удобно разделывать кабель при монтаже; его можно использовать в кирпичной кладке, бетоне; возможно применение поверх штукатурки и под ней. Может применяться для прокладки в общественных зданиях и промышленных помещениях объектах с повышенными требованиями к пожарной безопасности.

Рисунок 3.7 - Провод NYM J 3х2,5

Выбираем участок с максимальной нагрузкой (гр. 1-5) на одну фазу с кабелем NYM J 3х2,5 – 271 Вт. По известной мощности определяем рабочий ток по формуле

(3.4)

По таблице ПЭУ принимаем сечение равным 2,5 м . Исходя из таблицы в Приложении А.3.4, выбранный тип провода удовлетворяет требованиям по допустимой токовой нагрузке [13].

3.6 Разновидности и обозначения систем заземления

Классификация типов систем заземления приводится в качестве основной из характеристик питающей электрической сети. ГОСТ Р 50571.2 рассматривает следующие системы заземления: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT.

В системе TN-C (см. рисунок 3.8) трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь нейтрали трансформатора с землей (глухозаземленная нейтраль). Все открытие проводящие части электроустановки здания имеют непосредственную связь с заземляющим устройством трансформаторной подстанции. Для обеспечения этой связи применяется совмещенный нулевой защитный и рабочий проводник (PEN).

Рисунок 3.8 – Система TN-C

В системе TN-S (см. рисунок 3.9) трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь токоведущих частей с землей. Все открытые проводящие части электроустановки здания имеют непосредственную связь с заземляющим устройством трансформаторной подстанции. Для обеспечения этой связи применяется отдельный нулевой защитный проводник (PE).

Рисунок 3.9 – Система TN-S

В системе TN-C-S (см. рисунок 3.10) трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь токоведущих частей с землей. Все открытые проводящие части электроустановки здания имеют непосредственную связь с точкой заземления трансформаторной подстанции. Для обеспечения этой связи на участке трансформаторная подстанция- электроустановки здания применяется совмещенный нулевой защитный и рабочий проводник (PEN), в остальной части электрической цепи – отдельный нулевой защитный проводник (PE).

Рисунок 3.10 – Система TN-C-S

В системе TT (см. рисунок 3.11) трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь токоведущих частей с землей. Все открытые проводящие части электроустановки здания имеют непосредственную связь с землей через заземлитель, электрически независимый от заземлителя нейтрали трансформаторной подстанции.

Рисунок 3.11 – Система ТТ

Система IT (см. рисунок 3.12) применяется, как правило, в электроустановках зданий и сооружений специального назначения и поэтому далее не рассматривается.

Рисунок 3.12 – Система IT

Питание электроприемников должно выполняться от сети 380/220 В с системой заземления TN-S или TN-C-S. При реконструкции жилых

и общественных зданий, имеющих напряжение сети 220/127 В или 3х220 В, следует предусматривать перевод сети на напряжение 380/220 В с системой заземления TN-S или TN-C-S.

Обозначения систем заземления.

Первая буква в обозначении системы заземления определяет характер заземления источника питания:

T – непосредственное соединение нейтрали источника питания с зем- лей;

I – все токоведущие части изолированы от земли.

Вторая буква определяет характер заземления открытых проводящих частей электроустановки здания:

T – непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания, независимо от характера связи источника питания с землей;

N – непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с точкой заземления источника питания.

Буквы, следующие через черточку за N? определяют характер этой связи – функциональный способ устройства нулевого защитного и нулевого рабочего проводников;

S – функции нулевого защитного PE и нулевого рабочего N проводников обеспечиваются раздельными проводниками;

C – функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников обеспечиваются одним общим проводником PEN.

3.7 Защита осветительной сети

Неправильное определение проектом аппаратов защиты и сечения проводов (кабелей) электрической сети зданий приводит впоследствии к пожару или к взрыву во взрывоопасных помещениях и гибели людей.

Защита электрических сетей напряжением до 1000 В в жилых и общественных зданиях должна выполняться в соответствии с гл. 3.1; 1.7; 7.1; разделом 6 ПУЭ и СП 31-110-2003 п.11.1.

Согласно ПУЭ осветительные сети в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях, служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий требуют защиты не только от токов КЗ, но и от токов перегрузки.

Аппараты защиты (автоматические выключатели и предохранители) в сетях с глухозаземлённой нейтралью напряжением 380/220 В должны:

– согласно ПУЭ по своей отключающей способности соответствовать максимальному значению тока КЗ (и обеспечивать надежное отключение одно и многофазных замыканий);

– быть выбраны по расчётному току сети (номинальному току и с учётом пускового тока электроприёмника, и напряжению сети) и не отключать установку: при перегрузках (одновременное включение: нескольких электродвигателей, группы ламп, пики технологических нагрузок, токи при самозапуске и т.п);

– соответствовать требованиям селективности.

Для данных аппаратов должно выполняться требование селективности защиты, которое заключается в том, что авария на линии не вызывает срабатывание аппаратов защиты в питающей сети более высокого звена. Исходя из рабочих токов, был выбран аппарат защиты номиналом 10 А.

Автоматические выключатели серии ВА47-63 наиболее широко используются для защиты электрических цепей от перегрузок и токов короткого замыкания с предельной коммутационной способностью в диапазоне от 4500А до 6000А. Автоматический выключатель ВА47-63 является надежным и экономичным решением для широкого спектра задач.

Автоматические выключатели серии ВА47-63 (см. рисунок 3.13) подходят для применения как в жилом секторе (квартиры, дачи, коттеджи, дома и т.д.), так и в административных зданиях и коммерческом секторе (офисы, магазины, рестораны, гостиницы и т.д.)

Рисунок 3.13 – Автоматический выключатель ВА47-63

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: