На дипломное проектирование 3 страница

4. Выбор питающих и распределительных сетей.

Схемы электрических сетей должны строиться исходя из требований, предъявляемых к электробезопасности и надежности электроснабжения электроприемников зданий.

Количество вводно-распределительных устройств или главных распределительных щитов (ВРУ, ГРЩ), предназначенных для приема электроэнергии от городской сети и распределения ее по потребителям зданий, выбирается по соображениям обеспечения надежности электроснабжения с учетом конструкции здания и по построению схемы внешнего электроснабжения.

В жилых домах ВРУ рекомендуется размещать в средних секциях.

В общественных зданиях ГРЩ или ВРУ должны располагаться у основного абонента независимо от числа предприятий, учреждений и организаций, расположенных в здании.

4.1Расчет и выбор сечения проводов и жил кабелей

Выбор площади сечения по нагреву. Надежная работа прово­дов и кабелей определяется длительной допустимой температу­рой их нагрева, значение которой зависит от вида изоляции. Учитывая условия надежности, безопасности и экономичности, ПУЭ устанавливают допустимую температуру нагрева в зависи­мости от материала проводника, изоляции, длительности прохо­ждения тока.

Длительно протекающий по проводнику ток, при котором устанавливается длительно допустимая температура нагрева, на­зывается допустимым током по нагреву. Длительно допустимые токи нагрузки проводов, кабелей, шин указаны в таблицах ПУЭ для температуры воздуха 25 °С и почвы 15 ^СС.

Выбор площади сечения по нагреву длительным током сво­дится к сравнению силы расчетного тока I_р с допустимым таблич­ным значением I_доп для провода или кабеля принятых марок и условий их прокладки:

I_доп ≥ I_р·К_т;

где К_т– поправочный температурный коэффициент, вводимый в формулу, если температура воздуха отличается от 25 °С, а зем­ли — от 15 °С. При нормальных условиях К_т=1.

При параллельной прокладке кабелей в земле или трубах условия их охлаждения ухудшаются, что учитывается поправоч­ным коэффициентом на прокладку К_п.Тогда

I_доп ≤ I_рК_т∙ К_п;

Значения К_ти К_пприводятся в справочной литературе.

Выбор площади сечений по экономической плотности тока. Для выбора оптимального варианта электрической сети прово­дят технико-экономическим расчетам сравнением капи­тальных вложений и ежегодных эксплуатационных затрат для нескольких вариантов. Сумма приведенных годовых затрат при выборе площади сечения будет иметь минимум при так называ­емой экономической площади сечения:

S_эк=

где I_р–сила расчетного тока линии, А;

J_эк–экономическая плотность тока, А/мм².

Однако в сетях напряжением до 1000 В площадь сечения, выбранная по экономической плотности тока, в 2 — 3 раза превышает площадь сечения, выбранную по нагреву, поэтому проверке по экономической плотности подлежат не все сети напряжением до 1000 В, а лишь те, в которых годовое число часов Т_м превышает 4000.

Выбор площади сечений по условию соответствия выбранному аппарату защиты:

I_{норм.доп} ≥(I_н.р·К_щ)/ К_п;

где:I_н.р–номинальный ток расцепителя автоматического выключателя,А;

К_щ–кратность длительно допустимого тока для провода или кабеля по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата.

4.1.1Обеспечение защиты кабелей от перегрузок.

Защиты от перегрузки требуют все сети 0,4 кВ, выполненные проложенными открыто незащищенными изолированными проводами с горючей оболочкой внутри любых помещений; все осветительные сети независимо от конструкции и способа прокладки проводов или кабелей в жилых и общественных зданиях, в служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий, в пожароопасных зонах, все сети для питания бытовых и переносных электроприборов; все силовые сети в промышленных предприятиях, жилых и общественных помещениях, если по условиям технологического процесса может возникнуть длительная перегрузка проводов и кабелей; все сети всех видов во взрывоопасных помещениях и взрывоопасных наружных установках независимо от режима работы и назначения сети.

Сети внутри помещений, выполненные открыто проложенными проводниками с горючей наружной оболочкой или изоляцией, должны быть защищены от перегрузки.

Кроме того, должны быть защищены от перегрузки сети внутри помещений:

осветительные сети в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях, служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников (утюгов,

чайников, плиток, комнатных холодильников, пылесосов, стиральных и швейных машин и т. п.), а также в пожароопасных зонах;

силовые сети на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях - только в случаях, когда по условиям технологического процесса или по режиму работы сети может возникать длительная перегрузка проводников; сети всех видов во взрывоопасных зонах.В сетях, защищаемых от перегрузок, проводники следует выбирать по расчетному току, при этом должно быть обеспечено условие, чтобы по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам, приведенным в таблицах ПУЭ аппараты защиты имели кратность не более:

80 % для номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку), - для проводников с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией; для проводников, прокладываемых в невзрывоопасных производственных помещениях промышленных предприятий, допускается 100 %;

100 % для номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку), - для кабелей с бумажной изоляцией;

100 % для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки) - для проводников всех марок;

100 % для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависящей от тока характеристикой - для проводников с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией;

125 % для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависящей от тока характеристикой - для кабелей с бумажной изоляцией и изоляцией из вулканизированного полиэтилена.

Длительно допустимая токовая нагрузка проводников ответвлений к короткозамкнутым электродвигателям должна быть не менее: 100 % номинального тока электродвигателя в невзрывоопасных зонах; 125 % номинального тока электродвигателя во взрывоопасных зонах.

Например, защиту от перегрузки требуют кабели питания двигателей транспортеров, так как эти механизмы подвержены перегрузкам; не требуют защиты от перегрузки кабели питания центробежных насосов с легкими условиями пуска (установленные в невзрывоопасных помещениях), так как по технологическим причинам эти механизмы не перегружаются.
Для защиты проводников и кабелей от перегрузки должны быть обеспечены следующие соотношения между допустимым током проводника. Определяется по таблицам ПУЭ и током срабатывания защиты.
При применении выключателей только с электромагнитными расцепителями и током срабатывания отсечки:
для проводников поливинилхлоридной, резиновой другой аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией внутри помещений

I_о. ≤ 0.8I_{доп.пров.}

для невзрывоопасных производственных помещений, также кабелей с бумажной изоляцией допускается

I_.о. ≤ I_{доп.пров.}
При применении выключателей с нерегулируемой обратнозависимой от тока характеристикой для проводников всех марок

I_н.р ≤ I_{доп.пров.}
где I_н.расц. — номинальный ток расцепителя.

4.2 Расчет и выбор автоматических выключателей

В качестве защитных аппаратов используем автоматические выключатели серии ВА, так как они наиболее современные и применяются в комплектных распределительных устройствах в виде различных комбинаций.

Автоматические выключатели выбираются по следующим условиям.

1. Номинальному напряжению

U_ном ≥ U_{ном уст}

где U_{ном уст} - номинальное напряжение установки.

2. Номинальному току расцепителя

I_н.р.≥I_р; I_.о.≥I_м –для линии без ЭД.

I_н.р.≥1,25I_н.д; I_.о.≥1,25I_пуск–для линии с одним ЭД.

I_н.р.≥1,1I_м; I_.о.≥1,25I_пик–для линии с группой ЭД.

I_.о.≥1,3Q_ку/√3 U_л–для линии с КУ.

I_пуск= К_п∙ I_н.д

где К_п -кратность предельный ток, отключаемый автоматическим выклю­чателем;

I_н.д – номинальный ток двигателя,А.

3. Номинальному току автоматического выключателя

I_ном.а.≥I_р

1. Отключающей способности автоматического выключателя:

I_к(³⁾ < I_откл

где I_откл - предельный ток, отключаемый автоматическим выклю­чателем;

I_к⁽³⁾ - ток трехфазного КЗ.

5. Динамической стойкости токам трехфазного КЗ:

ί_дин < ίу ⁽³⁾;

где ί_дин - ток электродинамической стойкости,

ίу ⁽³⁾ - ударный ток трехфазного КЗ.

В основном, в общежитии№2 используются автоматические выключатели марки АЕ 2044 и АЕ 2056.

Однополюсный автоматический выключатель серии А3161 предназначен для применения в электрических цепях напряжением до 380В и частотой 50, 60 Гц для коммутаций в нормальном режиме и отключения в режиме, способном привести к аварии (т. е. при токах перегрузки и токах короткого замыкания), обеспечения безопасности изоляции проводников в части термических перегрузок. Степень защиты оболочки выключателя IP20. Климатические исполнения и размещения по ГОСТ 15150-69: УХЛ, 04, ТЗ. Номинальные токи 6, 10, 16, 20, 25А. Трехфазный автоматический выключатель А3114 как правило устанавливается на вводе в групповой щит освещения. С электромагнитным, тепловым и независимым расцепителем. Степень защиты IP 20.

Данные автоматические выключатели на текущий момент практически исчерпали свой срок эксплуатации, и их рекомендуется поменять на новые модели серии ВА 47-29, ВА 47-100, ЭЛЬФ 101, 102, 103 и ЭЛЬФ201 и т.п.

От общего ВРУ допускается питание потребителей, расположенных в других зданиях, при условии, что эти потребители связаны функционально.

Нагрузка каждой питающей линии, отходящей от ВРУ, не должна превышать 250 А.

Силовые распределительные пункты, щиты и щитки следует располагать, как правило, на тех же этажах, где размещены присоединенные к ним электроприемники.

Присоединяемые к силовым распределительным пунктам, щитам и щиткам электроприемники рекомендуется объединять в группы с учетом их технологического назначения.

В силовых распределительных сетях для питания электроприемников рекомендуется использовать радиальные схемы, допускается при насыщенности помещений однотипным оборудованием использовать магистральные схемы питания.

В радиальных схемах допускается присоединение шлейфом (РЕ проводники должны присоединяться с помощью ответвления) второго электроприемника, если это не противоречит требованиям по подключению конкретного оборудования, при этом тип и сечение проводников перемычек должны соответствовать проводникам основной питающей линии, в обоснованных случаях допускается подключение шлейфом до трех дополнительных электроприемников, при этом суммарная нагрузка по току не должна более чем в два раза превосходить значение номинального рабочего тока вводного аппарата головного (первого) электроприемника. Совместное питание по магистральной схеме электроприемников холодильного и технологического оборудования не допускается.

Аппараты управления силовыми электроприемниками должны устанавливаться возможно ближе к месту расположения управляемых механизмов:

рассредоточено или группами на специальных конструкциях в шкафах станций управления;

в напольных или навесных шкафах, устанавливаемых в нишах строительных конструкций, или открыто.

В схемах автоматического управления электродвигателями, при необходимости, должны быть предусмотрены устройства, исключающие их одновременное включение (например, путем отстройки по времени их включения).

В общественных зданиях питание штепсельных розеток для подключения электрических уборочных механизмов и рукосушителей (электрополотенец) должно осуществляться от силовой сети. Допускается подключение указанных электроприемников к сети электрического освещения.

5.Расчет электрических нагрузок.

Определение электрических нагрузок является первым этапом при построении схем электроснабжения. Определение ожидаемых нагрузок позволяет решить технико-экономические вопросы при проектировании систем электроснабжения, при расчетах расходов цветного метала (кабеля, провода), потерь электроэнергии и эксплуатационных расходов.

Нагрузка определяет технические характеристики элементов системы электроснабжения, электрических сетей, мощность и тип трансформаторов, электрическое оборудование и его параметры и параметры электрических аппаратов.

Увеличение величины нагрузки влечет перерасход проводов и кабельного материала.

Уменьшение электрической нагрузки ведет к излишним потерям в цепях и нагреву проводников, повышенный тепловой износ трансформатора.

Обычно при определении ожидаемых электрических нагрузок, допустимыми считаются нагрузки ±10% (т.к. нет точной информации, не учитываются случайные факторы). Все методики определяются на теоретические и экспериментальные исследования.

Приемники электроэнергии могут быть разделены на группы по сходству режимов работы, т.е. по сходству графиков нагрузки. Деление приемников электроэнергии на группы позволяет более точно находить среднюю и расчетную нагрузку узла системы электроснабжения, к которому присоединены группы различных по режиму работы приемников. Различают три характерные группы приемников электроэнергии:

1) приемники, работающие в режиме с продолжительной неизменной или маломеняющейся нагрузкой.

2) приемники, работающие в режиме кратковременной нагрузки.

3) приемники, работающие в режиме повторно-кратковременной нагрузки.

Данные на автоматические выключатели:

Таблица 5.1.1. Силовые ШР на 2 этаже.

ШР – 11, СУ – 9444
Гр.	Групповые	I, А	Кабель	№ Кабинета	I, А	Р, Вт
	Отсут-т
	А3163		ВВГ-3х2,5
ВВГ-3х1,5	209а
ВВГ-3х1,5
	А3163		ВВГ-3х1,5
АПВ-2х2,5
АПВ-2х2,5
	А3163		АПВ-2х2,5
АПВ-2х2,5
ВВГ-3х2,5	216,218
	А3163		АПВ-2х2,5	АВ 1,2,3
ВВГ-3х1,5
АПВ-2х2,5	АВ 4,5,6
Итого:

ШР – 11-1, от вводного автоматического выключателя ШР – 11
Гр.	Групповые	I, А	Кабель	№ Кабинета	I, А	Р, Вт
	ВА 101-1/16		ВВГ-3х2,5	203А	1,36
	ВА 101-1/16		ВВГ-3х2,5	203 лево	1,63
	ВА 101-1/16		ВВГ-3х2,5	203 прямо	1,63
	ВА 101-1/16		ВВГ-3х2,5	203 право	1,63
	ВА 101-1/25		ВВГ-3х2,5	213 лево
	ВА 101-1/16		ВВГ-3х2,5	213 право	2,1
Итого:	19,7

Таблица 5.1.2 ЩО 2этаж.

ЩО – 9, ОЩВ – 12
Ввод. Автом выключатель	№ группы	Групповой автомат. выключатель	Ток расц. на линиях, А	Марка и сечение кабеля	№ Кабинета	Приёмник	Номин. ток I, А	Номин. мощн. Р Вт
А3114, I=100 А		А3163		АВВГ-3х1,5	Читальный Зал	Освещение
	А3161		ВВГ-3х1,5	Читальный Зал	Розетки у стойки	1,1
	А3161		Резерв	-	-	-	-
	А3161		Резерв	-	-	-	-
	А3161		ВВГ-3х1,5	Книгохран-ще	Розетки КХ	1,6
	А3161		ВВГ-3х1,5	Читальный Зал	Розетки	3,3
ВВГ-3х1,5	Читальный Зал	Розетки	3,3
ВВГ-3х1,5	Читальный Зал	Розетки	3,3
	А3161		Резерв	-	-	-	-
	А3163		ВВГ-3х1,5	Книгохран-ще	Освещение
Итого:

ЩО – 9-1, от вводных шин ЩО – 9
Гр.	Групповые	I, А	Кабель	№ Кабинета	Приёмник	I, А	Р, Вт
	ВА 101-1/16		ВВГ-3х2,5	Читальный Зал	Кондиционер	9,1
	ВА 101-1/16		ВВГ-3х2,5	Читальный Зал	Кондиционер	9,1
	ВА 101-1/16		ВВГ-3х2,5	Читальный Зал	Кондиционер	9,1
Итого:	27,3

ЩО – 10, ОЩВ – 12
Ввод автом. выключатель	№ группы	Группо автомат выключатель	Ток расц. на линиях, А	Марка и сечение кабеля	№ Кабинета	Приёмник	Номин. ток I, А	Номин. мощн. Р Вт
А3114, I=100 А		А3161		АПВ-2х2,5	Туалет	Освещение	1,8
	А3161		ВВГ-2х1,5		Освещение	2,9
	А3161		АПВ-2х1,5		Освещение	1,9
	А3161		АПВ-2х2,5		Освещение	3,1
	А3161		АПВ-2х2,5		Освещение	3,7
	А3161		АПВ-2х2,5	Кор. НТА	Освещение	1,9
	А3161		ВВГ-3х1,5	Коридор	Освещение
	А3161		ВВГ-3х1,5	Лестничная площадка	Освещение	1,7
	А3161		ВВГ-3х1,5		Освещение	1,9
	А3161		ВВГ-3х2,5	?	-	-	-
	А3161		КГ-3х2,5		Освещение	4,25
	Отсут-т		КГ-3х2,5		Освещение	1,9
Итого:

ЩО – 10-1, от вводных шин ЩО – 10
№ группы	Групповой автомат. выключатель	Ток расц. на линиях, А	Марка и сечение кабеля	№ Кабинета	Приёмник	Номин. ток I, А	Р, Вт
	ВА 101-1/16		ВВГ-3х2,5		?
	ВА 101-1/16		ВВГ-3х2,5	203а	?
	ВА 77-29-1		ВВГ-3х2,5	Читальный Зал	Розетки
	ВА 101-1/16		ВВГ-3х2,5	Читальный Зал	Розетки
	ВА 47-29-1		ВВГ-3х2,5	?
Итого:

ЩО – 11, ОЩВ – 12
Ввод. автом. выключатель	№ группы	Групповой автомат. выключатель	Ток расц. на линиях, А	Марка и сечение кабеля	№ Кабинета	Приёмник	Номин. ток I, А
А3114, I=100 А		А3161		ВВГ-3х1,5
	А3161		ВВГ-2х1,5
	А3161		АПВ-2х1,5	220,220а
	А3161		ВВГ-3х1,5
	А3161		АПВ-2х2,5
	А3161		АПВ-2х2,5
	А3161		ВВГ-3х1,5
	А3161		АПВ-2х2,5
	А3161		ВВГ-3х1,5	209а
	А3161		ВВГ-3х2,5
	А3161		КГ-3х2,5
	А3161		АПВ-2х2,5
Итого:	9,5

6. Система заземления электроустановок

Дата добавления: 2015-09-02