1 Расчет схемы вводного устройства и стояка многоэтажного дома .4

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………..…..3

1 Расчет схемы вводного устройства и стояка многоэтажного дома...……....4

2 Выбор кабельных линий 0,4 кВ…………………………...…………….........6

3 Расчет электроснабжения жилого дома……. ……………..…………….......7

4 Выбор электрооборудования линий питающих квартиры…………............8

5 Выбор электрооборудования групповой квартирной сети………...……..10

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………….......13

ЛИТЕРАТУРА………..…………………………………………………….......14

ВВЕДЕНИЕ

В данной работе рассматриваются основные особенности направлений расчета схемы вводного устройства и стояка многоэтажного дома при обеспечении электробезопасности в электрических сетях напряжением до 1000 В.

В заключительной части работы анализируется схема вводного устройства и стояка многоэтажного дома. Определены основные направления при расчете электрических сетей напряжением до 1000 В.

Задание:

В работе необходимо рассчитать нагрузки каждого стояка, каждого питающего кабеля, нагрузку дома (послеаварийный режим), выбрать защитные аппараты.

По варианту 354 дом имеет 4 подъезда, 5 этажей, 60 квартир (по 15 квартир с электроплитами в каждом подъезде). Питание осуществляется от 2 вводных устройств (ВРУ – 1, ВРУ – 2), по 2 подъезда на ВРУ.

При выполнении работы следует руководствоваться следующим:

· расчеты выполнить для жилого дома, с параметрами заданного варианта;

· при выборе аппаратов защиты следует учесть, что стояки защищаются от токов короткого замыкания и перегрузки, а питающие кабели только от токов короткого замыкания.

Решение:

1 Расчет схемы вводного устройства и стояка многоэтажного дома

На рисунке дана схема электроснабжения 4-х подъездного жилого дома. Питание дома выполнено по двум кабельным линиям (Кл1, Кл2). На вводе в здание предусмотрен переключатель, который позволяет осуществить переключение питания на один ввод при отключении одного из вводов. Защита сети дома выполнена предохранителями (FU1, FU2) и автоматическими выключателями (QF1…QF4). Питание квартир осуществляется от четырех стояков (Ст1…Ст4), которые подключены к двум секциям шин (СШ1, СШ2).

Рисунок 1 – Схема электроснабжения 4-х подъездного жилого дома

Проведем расчеты для одного ВРУ, т.к. количество квартир получающих электроснабжение от ВРУ идентично.

Расчетные нагрузки потребителей определяются по указаниям СП 31 – 110 – 2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий» [6].

Определяем расчетную нагрузку на питающей линии.

Расчетная электрическая нагрузка жилого дома в целом определяется по формуле (1):

(1)

где – расчётная нагрузка электроприёмников квартир, кВт;

– расчётная нагрузка силовых электроприёмников, кВт.

Расчетная электрическая нагрузка квартир Р_кв, приведенная к вводу жилого дома, определяется по формуле (2):

(2)

где – удельная нагрузка электроприёмников квартир (таблица 6.1 [6]); ;

n – количество квартир, присоединённых к линии; n = 30.

Расчетную нагрузку силовых электроприемников, приведенную к вводу жилого дома не определяем, т.к. в доме не установлены лифтовые установки, насосные установки санитарно-технического оборудования, вентиляционные установки.

Определяем расчетную нагрузку жилого дома в целом:

(3)

где Р_{р ж д} – расчетная нагрузка жилого дома, кВт.

Произведём расчёт реактивной мощности:

(6)

По таблице 2.1.4 [5] определяем tgj:

Потребитель электроэнергии	cosj	tgj
Квартиры с электрическими плитами	0,98	0,2

квар.

Полная нагрузка жилого дома:

(7)

кВА.

2 Выбор кабельных линий 0,4 кВ

Сечение кабелей напряжением 0,4 кВ определяется по длительно допустимому току кабеля в максимальном режиме работы с учетом условий его прокладки и проверяется по потерям напряжения в послеаварийном режиме:

(8)

где I_{дл доп} – длительно допустимый ток кабеля, определяется по справочной литературе, А;

I_{max КЛ} – максимальный ток кабельной линии в послеаварийном режиме, А.

Для выбора кабеля, необходимо определить максимальный ток кабельной линии в послеаварийном режиме, когда ВРУ питается от одной кабельной линии. В нормальных условиях электроснабжение ВРУ осуществляется по 2 кабельным линиям.

Расчетный ток вводной кабельной линии в нормальном режиме:

(9)

где n_k – число параллельных кабельных линий.

Максимальный ток кабельной линии в послеаварийном режиме:

(10)

По справочной литературе в соответствии с требованиями ПУЭ (табл.1.3.7), выберем кабель АВБбШв 4×70 мм² с длительно допустимым током 210 А (для трехжильного кабеля).

Допустимые длительные токи для четырехжильных кабелей на напряжение до 1 кВ могут выбираться как для трехжильных но с коэффициентом 0,92.

Кабельные линии проложены в земле в одной траншее, расстояние между ними 100 мм. Поправочный коэффициент для 4 кабелей = 0,8 по табл. 1.3.26 [3].

(11)

,

это не соответствует условию (8), следовательно, надо увеличить сечение кабельной линии.

Выберем кабель АВБбШв 4×95 мм² с длительно допустимым током 255 А (для трехжильного кабеля).

По условию (8):

Проверка сечения кабеля по экономической плотности тока.

Согласно ПУЭ, экономически целесообразное сечение S, мм², определяется из соотношения:

(12)

где I – расчетный ток в час максимума энергосистемы, А;

J_эк – нормированное значение экономической плотности тока, А/мм², для заданных условий работы по табл. 1.3.36 [3]; J_эк=1,6 А/мм².

Сечение кабеля по экономической плотности тока соответствует требуемым нормам.

Выбранное сечение кабеля проходит проверку по длительно допустимым токам в послеаварийном режиме.

Для защиты питающих кабелей от токов короткого замыкания устанавливаем предохранители ПН-2–250. По расчётному току питающих линий в послеаварийном режиме выбираем токи предохранителей и его плавких вставок по условиям:

(13)

(14)

Проверим принятое сечение на соответствие току защитного аппарата:

(15)

.

Так как условие (15) выполняется, то оставляем выбранное сечение кабеля.

На вводе устанавливаем предохранитель ПН2 – 250/160.

Потери напряжения в кабельной линии в послеаварийном режиме определим по формуле:

(16)

Значения r₀ и x₀ для кабельной линии сечением 95 мм² берем из справочной литературы.

Допустимые потери напряжения в кабельных линиях укладываются в допустимые 5%.

3 Расчет электроснабжения жилого дома

Рассмотрим распределение электрической энергии внутри жилого здания принадлежащего ко II категории по надежности электроснабжения.

На первом этаже первой рядовой секции в помещении электрощитовой устанавливается вводное распределительное устройство для присоединения внутренних электрических сетей здания к внешним питающим линиям, а также для распределения электрической энергии внутри здания и защиты отходящих линий от перегрузок и КЗ.

Выберем вводную панель типа ВРУ1-13-20УХЛ4 и распределительную панель типа ВРУ1-50-00УХЛ4 с двумя секциями по 2 автоматических выключателя ВА 51-35 на каждую секцию (панели комплектуются по заявкам заказчика и другими автоматическими выключателями).

4 Выбор электрооборудования линий питающих квартиры

К автоматическим выключателям ВРУ подключаются стояки по одному на каждый автоматический выключатель.

Определим расчетную нагрузку на вертикальную питающую магистраль (стояк) для рядовых секций:

(17)

где – удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников квартир (зданий), кВт/квартира;

n – количество квартир.

При количестве квартир n = 15, присоединённых к одному стояку, по табличным данным берем Р_кв.уд.= 2,47 кВт/кв. Тогда расчётная нагрузка на один стояк:

Расчетный ток в стояках подъездов определяем по формуле:

(18)

где U_л = 380 В – линейное напряжение сети;

cosφ = 0,98 – коэффициент мощности для квартиры с электрическими плитами.

По току нагрузки из условий допустимого нагрева выбираем сечение проводов для стояка, выполненного проводами марки ПВ и проложенных в каналах панелей. Согласно таблицы 1.3.4 [3] принимаем сечение токопроводящей жилы 25 мм² (I_доп.=105 А).

Для защиты одного стояка устанавливаем автоматический выключатель
серии ВА 51-35. Выключатели трехполюсные одноклавишные на номинальный ток 100 А с комбинированным расцепителем, рассчитанные на подключение проводов и кабелей до 150 мм². Проверим принятое сечение проводов на соответствие току защитного аппарата:

(19)

.

Так как это условие выполняется, то оставляем выбранное сечение провода.

Применение выключателей в распределительных устройствах жилых и общественных зданий регламентировано ГОСТ Р 51732-2001.

Рисунок 2 – Схема линии питания стояка жилого дома

Принятые номинальные токи предохранителей, плавких вставок и автоматических выключателей обеспечивают в сети селективную работу защиты.

Произведем расчет стояка дома на потерю напряжения без учета индуктивного сопротивления проводов по выражению:

(20)

где ρ – удельное сопротивление провода (для меди 0,0175 Ом×мм² / м);

l – расчетная длина стояка, м.

Расчет произведем для самой удаленной квартиры, запитанной от стояка.

Определим потери напряжения в стояке с проводом сечением 16 мм², начиная от автоматического выключателя.

Потери напряжения в 1 стояке (подъезд № 1).

Потери напряжения во 2 стояке (подъезд № 2).

Суммарная потеря напряжения от ВРУ1 до наиболее удаленного ввода в квартиру составляет:

Суммарная потеря напряжения 1,4% для провода сечением 16 мм² удовлетворяет нормам (2,5%).

Определим потерю напряжения для ВРУ-2 в самой удаленной квартире, как сумму потерь на отдельных участках.

Потери напряжения в 3 стояке (подъезд № 3).

Потери напряжения в 4 стояке (подъезд № 4).

Суммарная потеря напряжения от ВРУ-2 до наиболее удаленного ввода в квартиру составляет:

Полученное значение потерь напряжения для ВРУ-2 соответствует норме.

5 Выбор электрооборудования групповой квартирной сети

В квартирах жилых домов рекомендуется предусматривать отдельные линии для питания розеточной сети, сети освещения. Применение выключателей в квартирах и этажных щитках регламентировано ГОСТ Р 51628-2000.

Удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников жилых зданий для квартир с электрическими плитами 3-5 этажной застройки составляет 18,2 Вт/м² на квартиру (таблица 3-7 [1]). Напряжение сети 380/220 В.

Определим ток для кабельной линии сети освещения квартиры:

.

Выберем кабель ВВГнг 3×1,5 мм² с I_доп = 18 А, автоматический выключатель ВА 47-63-1 С6 А однополюсный одноклавишный на номинальный ток 6 А с характеристикой С и комбинированным расцепителем, рассчитанные на подключение проводов и кабелей до 25 мм².

Проверим принятое сечение на соответствие току защитного аппарата по (8):

I_{дл доп} = 18 A ≥ I_расц. = 6 А.

Так как условие (8) выполняется, то оставляем выбранное сечение провода.

Определим ток для кабельной линии розеточной сети квартиры.

.

Выберем кабель ВВГнг 3×2,5 мм² с I_доп = 25 А, автоматический выключатель ВА 47-63-1 С16 А однополюсный одноклавишный на номинальный ток 16 А с характеристикой С и комбинированным расцепителем, рассчитанные на подключение проводов и кабелей сечением до 25 мм².

Проверим принятое сечение на соответствие току защитного аппарата по (8):

I_{дл доп} = 25 A ≥ I_расц. = 16 А.

Так как условие (8) выполняется, то оставляем выбранное сечение провода.

Число штепсельных розеток, устанавливаемых в квартире, регламентировано нормами и составляет:

· в жилых комнатах квартир – одна розетка на каждые полные и неполные 6 м² площади комнаты;

· в коридорах квартир – одна розетка на каждые полные и неполные 10 м² площади;

· в кухнях квартир – четыре розетки на ток 6 А для подключения холодильника, надплитного фильтра, динамика трехпрограмного радиовещания и бытовых электроприемников мощностью до 1,3 кВт, одна розетка на ток 10 (16) А для подключения бытового прибора мощностью до 2,2 (2,5) кВт, требующего заземление.

Для питания электрической плиты мощностью до 8,5 кВт в помещении кухни предусмотрена установка розетки с заземляющим контактом на ток 25 А и выше.

Определим ток для кабельной линии питания электрической плиты квартиры.

.

Выберем кабель ВВГнг 3x6 мм² (п. 9.2 [6]) с I_доп = 49 А, автоматический выключатель ВА 47-63-1 С40 А однополюсный одноклавишный на номинальный ток 40 А (рекомендации заводов-изготовителей электрических плит) с характеристикой С и комбинированным расцепителем, рассчитанные на подключение проводов и кабелей сечением до 25 мм².

Проверим принятое сечение на соответствие току защитного аппарата по (8):

Так как условие (8) выполняется, то оставляем выбранное сечение провода.

В нишах электропанелей на этажах устанавливаются металлоконструкции щитов ЩЭ-3402 с автоматическим выключателями ВА 47-100 С50 А для отключения каждой квартиры в отдельности и счетчики учета электроэнергии.

Электротехническая ведомость для типовой квартиры типового подъезда 5 этажного дома приведена в таблице 1.

Таблица 1 – Электротехническая ведомость

Группа	Расчетные величины	Электрические сети	L, м	∆U, %	Защитные аппараты	Примечание
Рр, кВт	Iр, А	Способ прокладки	Марка и сечение	Iдл, А	тип	Iуст,А
Освещение	1,0	2,68	скрытый	ВВГ 3×1,5 мм^2			0,6	ВА 47-63		L1, N, PE
Силовая нагрузка	3,5	9,37	скрытый	ВВГ 3×2,5 мм^2			1,77	ВА 47-63		L1, N, PE
Электрическая плита	8,5	22,76	скрытый	ВВГ 3×6 мм^2			1,02	ВА 47-63		L1, N, PE
Итого квартира	13,0	34,81	скрытый	ВВГ 3×10 мм^2			0,39	ВА 47-63		ЩЭ 3402

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В проведенных расчетах определено электроснабжение квартир, стояков подъездов и жилого дома в целом. Выбраны питающие кабельные линии, кабельные линии сети освещения и розеточной сети. Определено электрооборудование вспомогательных помещений. Проведен выбор коммутационных аппаратов для защиты кабельных линий и электрооборудования от токов КЗ и перегрузок.

ЛИТЕРАТУРА

1. И.Е. Цигельман. Электроснабжение гражданских зданий и коммунальных предприятий. – М.: Высшая школа, 1982 г.

2. Козлов В.А. Электроснабжение городов. – Л.: Энергоатомиздат, 1988 г.

3. Правила устройства электроустановок. – 7-е изд. – М.: ЗАО «Энергосервис», 2000.

4. В.А. Козлов. Городские распределительные электрические сети. – Л.: Энергоиздат, 1982 г.

5. РД 34.20.185-94. Инструкция по проектированию городских электриче-ских сетей.

6. СП 31-110-2003. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий.

Дата добавления: 2015-08-29