Содержание ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 3 1. Описание объекта проектирования ................................................................. 4 2. Расчёт освещения .............................................................................................. 8 2.1 Характеристика объекта ................................................................................. 8 2.2 Выбор источников света и типа светильников ............................................ 9 2.3 Светотехнический расчет рабочего освещения ......................................... 20 2.4 Определение рабочих осветительных нагрузок ........................................ 27 2.5 Расчет аварийного освещения ..................................................................... 28 2.6 Электротехническая часть ........................................................................... 31 3. Расчёт электрических нагрузок ..................................................................... 38 4. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры и кабелей в электрических сетях напряжением до 1000 В .................................................... 41 5. Расчет токов короткого замыкания ............................................................... 49 6. Заземление ....................................................................................................... 56 7. Организация учета электроэнергии .............................................................. 60 8. Охрана труда ................................................................................................... 69 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................... 76 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ .................................................. 77 2 ВВЕДЕНИЕ Сложно себе представить современную жизнь человека без электрической энергии. Современный технический прогресс невозможен без использования электроэнергии в различных сферах жизни человека.Одним из основных потребителей электрической энергии является общественная жизнь. На ее долю приходится порядка 30 % потребленных энергоресурсов. Система совокупность электроснабжения электрических детского сетей сада одного представляет уровня собой напряжения, расположенных на территории сада и предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией. При проектировании, модернизации и эксплуатации электроснабжения детского сада должны обеспечиваться системы следующие технические и экономические требования: обеспечение безопасности работ как для электротехнического персонала, так и для неэлектротехнического; надежность электроснабжения (более 60 % генерируемых мощностей и электрических сетей выработали свой энергоресурс и требуют замены); параметры качества электроэнергии, должны соответствовать требованиям ГОСТ 32144-2013; экономичность как на стадии проектирования, так и в процессе обслуживания; выполнение основных функций при определенных условиях; возможность изменения технологии производства и развития предприятия; отсутствие вредного влияния на окружающую среду. Целью выпускной работы является выбор и расчет наиболее рациональной системы электроснабжения детского сада, проектирование сети электроснабжения. 3 1. Описание объекта проектирования Детский сад – это объект с повышенными требованиями к безопасности, но при этом далеко не всегда принадлежащий к первой категории надёжности. Понятие «категория надёжности» применяется, прежде всего, к вводным распределительным устройствам, от которых запитано критичное оборудование. В любом общественном здании к «критической» категории относят следующие виды оборудования: 1. Противопожарные системы; 2. Охранную сигнализацию; 3. Системы дымоудаления и подпора воздуха. 4. Электродвигатели лифтов; 5. Эвакуационное освещение. С точки зрения проектирования, всё вышесказанное означает необходимость организации АВР для входных распределительных устройств (ВРУ), от которых запитаны критичные электроприёмники. Необходимо учитывать, что электроснабжение выполняет целый ряд важнейших функций, к основным из которых можно отнести следующие: 1. освещение; 2. обеспечение работы систем вентиляции и кондиционирования воздуха; 3. обеспечение работы компьютерной техники и другого вспомогательного оборудования; 4. обеспечение работы охранных систем. К I категории относят электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного 4 оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Электроприемники второй категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Все электроприемники (ЭП), не подходящие под определения первой и второй категории, относятся к III категории по надежности электроснабжения. К ним можно отнести ЭП во вспомогательных цехах, в цехах несерийного производства. Стабильное и бесперебойное электроснабжение детского сада относится к разряду важнейших факторов жизнеобеспечения. Нарушения в поставках электроэнергии, повреждения проводки и другие аварийные ситуации, могут приводить к самым неприятным последствиям. Электроснабжение отдельно стоящего детского сада на внутриквартальной территории, в нормальном режиме предусматривается от электрических сетей общего пользования системы централизованного электроснабжения. По степени обеспечения надежности электроснабжения согласно ПУЭ изд.7: - электроприёмники детского сада относятся ко II категории; - электроприёмники аварийного освещения, приборы ПС относятся к I категории. При наличии в здании электроприемников, требующих первой категории по степени надежности электроснабжения, рекомендуется выполнять питание всего здания от двух независимых источников с устройством АВР независимо от требуемой степени обеспечения надежности 5 электроснабжения других электроприемников. Таблица 1.1 − Величины мощностей электроприемников и расчетных коэффициентов кухни – заготовочной, стиральной – разборочной, хозблока Расчетные коэффициенты Номинальная установленная Участия в мощность, кВт максимуме Кс нагрузки КУ кухня – заготовочная Устанавливаемые электробытовые приборы Плита с жарочным шкафом 16,8 Универсальная кухонная машина 1,1 Электроводонагреватель 1,5 Розеточная сеть 2,17 0,8 0,8 0,525 Примечания 0,9 Трехфазная 0,9 Трехфазная 0,75 3 шт 0,9 3 шт 3 шт стиральная – разборочная Стиральная машина 2,0 Утюг 2,4 07 0,96 Сушильные шкафы 10 0,5 0,96 07 Вентиляция и хозблок Воздушно- тепловая завеса 4,0 0,525 0,96 Циркуляционные насосы 0,4 0,525 0,96 Вентилятор В1- В9 1,6 0,7 0,96 Приточная система 1,33 0,525 0,96 0,7 0,96 0,5 0,96 1,5 Электроводо-нагреватель Сушильные шкафы 10 6 Основными потребителями электроэнергии являются: - электрическое освещение, внутреннее и наружное; - технологическое оборудование (оборудование кухни-заготовочной, стиральной - разборочной, медицинского кабинета, сушильные шкафы в раздевальных, а также оргтехника и бытовые электроприборы в кабинетах); - оборудование хозблока (теплопункта, канализационно-насосной станции). На вводе проектируемого детского сада установлено ВРУ в виде главного распределительного щита (ГРЩ). Питание ВРУ производится по кабельной линии от отдельно стоящей ТП 10/0,4 кВ по радиальной схеме. Питание электроприемников системы противопожарной защиты (аварийное освещение, приборы ПС предусматривается по I-й категории надежности электроснабжения – от отдельной панели противопожарных устройств (панель ППУ), которая питается от вводной панели вводнораспределительного устройства (ВРУ) с устройством автоматического включения резерва (АВР). Панели ППУ и АВР имеют отличительную окраску (красную) и боковые стенки для противопожарной защиты, установленной в них аппаратуры (СП 6.13130.2013). 7 2. Расчёт освещения 2.1 Характеристика объекта Качественное освещение детского сада входит в основную группу обязательных государственных требований для дошкольных учреждений, наравне со строительными нормами, нормами безопасности и гигиены. При этом нормы освещения должны соблюдаться не только внутри помещений (групп, игровых), но и на близлежащей территории, и на лестничных площадках. Дополнительно организуется аварийное освещение и охранное в ночное время. Помимо норм, описанных в СНиПах и СанПинах, к освещению детских садов предъявляются дополнительные энергоэффективности. Рисунок 2.1 - План детского сада 8 требования по Освещенность помещений, где находятся дети, оказывает влияние не только на состояние их зрения, но и на тонус всего организма. Особенно положительное влияние на организм оказывает естественное освещение. Поэтому все помещения в здании детских учреждений, как правило, имеют естественное освещение. Для лучшего освещения детских помещений стены и мебель в них окрашивают в светлые тона — они отражают наибольшее количество света. Негативные последствия, возникающие при неправильной организации освещения в детском саду: 1. ухудшение зрения (как детей, так и взрослых); 2. появление нарушений в психике. Наиболее часто встречаются проявления раздражения и агрессии, кроме этого, они чаще плачут и хуже спят; 3. снижение активности и ухудшение общего состояния здоровья; 4. повышение травматизма. Нормы освещенности СанПин для закрытых помещений детского сада (групп, игровых, спален): - 400 лк для групп, актовых залов, игровых залов (максимальный коэффициент пульсаций 10%) - 200 лк для коридоров, раздевалок, медицинского кабинета (максимальный коэффициент пульсаций 15%) - 150 лк для спальных комнат (максимальный коэффициент пульсаций 15%). 2.2 Выбор источников света и типа светильников В процессе проводимого анализа системы освещения необходимо проверить степень использования естественного освещения, а также эффективность использования имеющегося искусственного освещения. 9 К системам освещения детских садов предъявляются следующие требования: - нормированные величины количественных, качественных показателей осветительных остановок; - экономичность установок, обеспечивающая рациональное использование электроэнергии; - надежность работы осветительных установок; - безопасность обслуживающего персонала и населения; - удобство обслуживания и управления осветительными установками. В процессе изучения имеющихся источников освещения был произведен анализ их эффективности (табл. 2.1). Проведенный анализ показал низкую эффективность применяемых источников освещения: 1. светоотдача у светильников типа ДРЛ и ЛЛ составляет всего 45 – 55 лм/Вт, в то время как у энергосберегающих аналогов (светодиодных и индукционных) она составляет порядка 90 – 110 лм/Вт; 2. срок службы лампы ДРЛ составляет 12000 – 15000 ч, в то время, как у светодиодных или индукционных аналогов достигает 100000 ч; 3. большое энергопотребление. Например, лампа ДРЛ-250 мощностью 250 Вт потребляет около 300 Вт, в то время как светодиодный аналог потребляет всего лишь 50 Вт. 10 Таблица 2.1 – Анализ эффективности работы источников освещения Тип источника света Эффективность, лм/Вт Цветовая температура, К 24002700 3000 Цветопередача, Ra Лампа накаливания Галогенная лампа Люминисцентная лампа Ртутная высокого давления (ДРЛ) Металлогалогенная высокого давления (МГЛ) Натриевая высокого давления (ДНаТ) Светодиодная лампа Индукционная лампа 8-13 60-90 27006000 80-90 45-55 2000 80-90 14-16 95-100 20003000 1000015000 8-10 0,6 29 0,8 45 1200015000 24 0,85 30006000 80-98 600012000 38 0,650,8 80-120 2000 25 20000 50 0,85 90-100 280010000 400010000 80-90 80000100000 100000 80-90 0,95 85-95 0,9 80-110 95-100 Срок Эффектив- КПД службы, ность , о.е. ч светильника, лм/Вт 1000 6-7 0,1 90-100 Кроме рассмотренных параметров одним из ключевых является процент уменьшения светового потока к концу срока службы светильника. Это необходимо учитывать при выборе источника освещения. Проведенный анализ показал, что при применении ламп типа ДРЛ в первые три месяца происходит падение светового потока на 30 % от номинального (рис. 2.1). 11 Рисунок 2.1 – Графики зависимостей падения светового потока лампы от времени эксплуатации. Помимо рассмотренных недостатков светильники с лампами типа ДРЛ необходимо чаще обслуживать (замена ламп, стартеров, дросселей, ПРА, а также чистка). Необходимость замены данного типа ламп обусловлена также подписанием в 2014 году представителями РФ Минаматской конвенции о ртути. Согласно данной конвенции с целью защиты здоровья людей от выбросов вредных веществ вводится запрет на ряд товаров, содержащих в своем составе ртуть или ее соединения. К таким изделиям относятся и ртутные лампы (ДРЛ, ДРВ, ДРШ и т.д.), производство и распространение которых на территории Российской Федерации запрещено с 2020 года. Кроме замены источников освещения еще одним перспективным мероприятием является применение схемы управления, содержащей аппаратуру, осуществляющую контроль режимов работы установки. Это позволит значительно сократить число часов максимума, и, как следствие, годовой расход энергии на освещение. Для автоматического включения и отключения освещения используем различное оборудования в помещениях с различным функциональным назначением: 12 - автоматическое включение/отключение уличного освещения будет производиться астрономическим реле времени серии РЭВ-225; - автоматическое включение/отключение освещения помещений, в которых не требуется постоянное нахождение персонала (склады, насосные, компрессорные, автостоянка, станция очистки промстоков), будет производиться датчиками движения SNS-M-04. Рассмотрим подробнее функционал и схемы подключения выбранного оборудования. 1) Астрономическое реле времени типа РЭВ-225, представляющее собой устройство микропроцессорного типа, основным назначением которого является осуществление автоматического управления системами освещения по астрономическому времени (времени восхода и заката солнца). При первом пуске осуществляется задание координат расположения устройства (географическое местоположение – широта и долгота). На основании графиков (рис. 2.2) длительности светового дня, а также ряда других параметров происходит автоматическое вычисление времени восхода и заката солнца. Рисунок 2.2 – Длительность светового дня в Центральном федеральном округе. 13 Особенности РЭВ-225: - внутренний источник питания (литиевая батарея), рассчитанный на работу в течение 3 лет; - имеется возможность опломбировки; - кнопки управления настройкой прибора; - автоматический переход на летний или зимний период времени; - имеется режим работы для выходных дней; - имеется канал управления; - возможность установки на DIN - рейку. Внешний вид и схемы подключения астрономического реле времени РЭВ-22 приведены на рисунке 2.3. а) б) Рисунок 2.3 – Внешний вид (а) и схема подключения (б) реле РЭВ-22. 2) Датчик движения типа SNS-M-04. Выбор данного типа датчика обусловлен рядом его преимуществ: - вращение по двум осям в нескольких направлениях; - наличие влагопылезащищенного корпуса; - наличие встроенных регуляторов освещенности и реле времени. 14 Основные технические характеристики SNS-M-04: - напряжение питания: 220 В, 50-60 Гц, - рабочий диапазон: 180° по горизонтали, 90° по вертикали, - нормальная температура работы: от -20°C до +40°C, - степень защиты корпуса: IP44, - освещенность: от 3 до 2000 люкс, - влажность: < 93% RH, - отключения по таймеру с задержкой: от 10 сек. до 12 мин, - высота установки: от 1,8 м до 2,5 м, - потребляемая мощность в рабочем режиме: 0,45 Вт, - потребляемая мощность в режиме ожидания: 0,1 Вт, - скорость определения движения: 0,6-1,5 м/сек, - дальность: до 12 м, - максимальная мощность нагрузки: 1200 Вт, - наибольший ток в цепи нагрузки: 5,45 А. Внешний вид и схема подключения датчика SNS-M-04 приведены на рисунке 2.4. а) б) Рисунок 2.4 – Внешний вид (а) и схема подключения (б) реле РЭВ-22. 15 Подключение датчиков осуществляется напрямую в цепь освещения производственных помещений. Территория детского учреждения состоит из нecкoлькиx зoн. Этo плoщaдь пepeд пapaдным вxoдoм, ocтpoвки зeлёныx нacaждeний, клумбы и гaзoны, пeшexoдныe дopoжки, cпopтивныe и игpoвыe плoщaдки, пoдъeзднaя дopoгa для aвтoмoбильнoгo тpaнcпopтa. Hopмaтивы, укaзaнныe в CHиП и CaнПин, тpeбуют, чтoбы уpoвeнь ocвeщённocти тeppитopии вoкpуг здaний нaxoдилcя в диaпaзoнe oт 10 дo 40 лк. Таблица 2.2 – Норма освещенности помещений. № Тип помещения 1 2 3 4 5,11 6,12 Групповые Спальни-веранды Раздевальные Туалетные Кроватные Буфетные Игральные столовые Спальни-веранды Приемные Туалетные Кабинет заведующего Мед комната Комната заболевшего ребенка Кухня заготовочная Кладовая сухих продуктов Кладовая овощей Стиральная разборочная Кладовая чистого белья Хозкладовая Санузел для персонала Тепловой пункт 7 8 9 10 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Площадь, м2 Среда 120,5 108,4 42,24 46,3 39,84 25,4 сух влажная сух влажная сух сух Норма освещенности, лк 400 150 200 200 100 200 101,2 сух 400 102,44 44,82 39,88 влажная сух влажная 150 200 200 6,61 сух 100 6,76 сух 200 14,33 сух 100 27,77 влажная 400 9,25 сух 150 4,64 влажная 100 17,2 влажная 200 7,02 сух 100 7,02 влажная 100 4,41 влажная 75 8,67 влажная 75 16 В основных помещениях зданий дошкольных учреждений, как правило, следует применять систему общего освещения. Исключением является классная доска, для освещения которой следует устанавливать специальные светильники. Для общего и общего локализованного освещения следует использовать люминесцентные лампы, компактные люминесцентные лампы: - в помещениях, где производится сопоставление цветов с высокими требованиями к цветоразличению (кабинеты рисования) – источники света с индексом цветопередачи Ra ≥ 90 и цветовой температурой Тц = 30006500 К; - в помещениях, где производится различение цветных объектов при Для освещения помещений дошкольных учреждений следует, как правило, использовать светильники рассеянного света. Следует отдавать предпочтение равномерной кривой силы света (типа М), допустимы полуширокая (типа Л) и косинусная (типа Д) кривые сил света. Таблица 2.3 – Источники света помещений № Тип помещения Норма освещенности , лк 1 Групповые 400 TL-D 2 Спальни-веранды 150 TL-D 3 Раздевальные 200 TL-D 4,10 Туалетные 200 TL-D 5,11 Кроватные 100 TL-D 6,12 Буфетные 200 TL-D 7 Игральные - столовые 400 TL-D 8 Спальни-веранды 150 TL-D 9 Приемные 200 TL-D 17 Тип источника Светильник LUGCLASSIC QUADRO LUG LUGCLASSIC QUADRO LUGCLASSIC QUADRO Gauss GU5.3 IP 54 LUG LUGCLASSIC QUADRO LUGCLASSIC QUADRO LUG LUGCLASSIC QUADRO LUGCLASSIC QUADRO -04 IP 54 LUGCLASSIC 100 200 TL-D TL-D LUGCLASSIC LUGCLASSIC 100 TL-D LUGCLASSIC 400 TL-D TLPL258 EL 150 TL-D TLPL258 EL 100 TL-D TLPL258 EL 200 TL-D TLPL258 EL 20 21 Кабинет заведующего Мед комната Комната заболевшего ребенка Кухня - заготовочная Кладовая сухих продуктов Кладовая овощей Стиральная разборочная Кладовая чистого белья Хозкладовая 100 100 TLPL258 EL TLPL258 EL 22 Санузел для персонала 75 23 Тепловой пункт 75 TL-D TL-D Aura UNIQUELong Life AURA Super EX-LL 13 14 15 16 17 18 19 Gauss GU5.3 IP 54 КАТИОН Ех В соответствии с требованиями п. 8.2.10 СП 252.1325800.2016 и п. 7.3.1 СП 52.13330.2016 использование светодиодных источников света в детских садах не разрешается. Согласно регламентирующей документации для детских садиков следует выбирать люминесцентные осветительные приборы, где источниками света могут использоваться источники естественного света, имеющие улучшенную цветопередачу. Лампа люминесцентная TL-D G13 T8 Philips предназначена для использования в составе светильников, которые эксплуатируются для освещения объектов общего назначения: офисов. торговых помещений, больниц, школ, детских садов и т.п. В настоящей работе светильник для спальни, игровой, раздевалки принимаем освещение светильниками LUG LUGCLASSIC QUADRO 600x600 с 4 лампами TL-D. Рисунок 2.5 – Светильник LUG LUGCLASSIC QUADRO с 4 лампами 18 Корпус из листовой стали, окрашен белой порошковой краской. Рассеиватель из полимерного материала с сотовыми призматическими преломляющими элементами. Устойчив к воздействию ультрафиолетового излучения. Устанавливается в корпус скрытыми пружинами.220В, 50 Гц; ЭПРА, cosφ не менее 0,96. Возможна установка блока аварийного питания. QUADRO с 4 лампами мощностью 36 Вт. В тепловом пункте применил без электродные люминесцентные лампы серии AURA Super EX-LL. Они снабжены 1-штырьковыми цоколями тина Fa6 и предназначены для включения только с электронными ПРА специально во взрывобезопасных светильниках. При Гц = 4000 К лампы имеют цветопередачу Ra = 85. Срок службы ламп 40 тыс. часов. Это достигается при 20-часовом цикле включений. Применяем взрывозащищенные светильники серии «КАТИОН Ех» для ламп Aura Super EX Long Life. Светильник состоит из алюминиевого профильного корпуса, ударопрочного стекла, боковин из полиамида, специальных профильных замков и уплотнения обеспечивающих ограниченный пропуск газов и легкость в обслуживании. Светильники в боксах подвешиваются к световым коробам. Рисунок 2.6 - Светильник «КАТИОН Ех» для ламп Aura Super EX Long Life По сравнению с обычными лампами лампа Aura Super EX Long Life имеет следующие преимущества: - Экономичное энергопотребление:58 Вт вместо 65 Вт; - Лучшая светоотдача – до 40 % больше света; 19 - Более качественный трёхкомпонентный люминофор с высокой цветопередачей Ra 85. Рисунок 2.7 – Aura Super EX Long Life, диаграмма светимости Светильники освещении входов применены настенные 1Р44 для одной галогенной лампы мощностью 100 Вт с цоколем К75 фирмы Globo типа Houston 32121. Качественные показатели освещенности: Пульсация – 20; Ослепленность – 40; Дискомфорт - 40 Обеспечены принятыми типами светильников их размещением и схемой подключения Для подключения электроприборов предусматриваются штепсельные электророзетки с заземляющим контактом со шторкой. Все электророзетки подключаются через устройства защитного отключения на ток срабатывания от токов утечки 30 мА. 2.3 Светотехнический расчет рабочего освещения Подробно рассмотрим электроосвещение групповой размером 7х9х3 м площадью 63 м2 . 20 Рисунок 2.8 – План групповой Рисунок 2.9 - Размещение светильника по высоте помещения Расчетная высота светильника формула (1): Нр=Н – (hpn+hсв); где Н – высота помещения, м; hpn – высота рабочей поверхности,0 м; hсв – высота свеса светильника, 0 м. Нр = 3−(0+0) =3 м. 21 Для светильников с кривой силы света типа Д наивыгоднейшее значение L/Н можно принять 1,4 отсюда расстояние между рядами светильников L=1,4xН=1,4x3=4,2 м. Принимаем La=4 м, LB = 4м, где La - расстояние между светильниками по длине помещения, м; LB - расстояние между светильниками по ширине помещения, м. Число рядов светильников при их расположении параллельно длинной стене торгового зала формула (2): n = В − 2lb L/ L= (В−2∙0,5 L) L +1 =(7− 2∙0,5∙4)/4+1=2 ряда Принимаем 2 ряда. Расстояние крайних рядов светильников от стены принимается в пределах lв = (0,3 ÷ 0,5)L в зависимости от наличия вблизи стен рабочих мест. lв = (LВ - L(n - 1))/2=(7- 4∙1)/2= 1,5 м Тогда lb=1 м- расстояние от стен Число светильников в ряду N определяется по формуле (3): N = (LA − 2la )/ L +1= (LA −2∙0,5 LA ) / LA +1, где la – расстояние крайних светильников в ряду до стены В. тогда в ряду: N = (9 -2 ∙0,5 ∙4)/4+1=3 светильника Выбираем N' = 3. lа = (LА - L(n - 1))/2=(9- 4∙2)/2= 1 м Итого светильников 2х2=4 шт LUG LUGCLASSIC QUADRO. С учетом светового потока, падающего от светильников непосредственно на поверхность и с учетом отраженного от потолка, стен и рабочей поверхности, производим расчет освещенности горизонтальной поверхности. Определим разряд зрительной работы. Характеристика зрительной работы – высокой точности. Разряд – III. 22 Подразряд – в. Общее освещение – En = 400 лк Выбираем коэффициент запаса 1,5. Определяем коэффициенты отражения в зависимости от характера отделки помещения: ρр=70%, ρс=80%, ρп=40%. Рассчитываем индекс помещения по выражению: i LЦ BЦ 63 1,4 Hp ( LЦ BЦ ) 3 (9 7) где Нр – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м; Lц – длина помещения, м; Вц – ширина помещения, м. Коэффициент использования η=0,84 Общее освещение производственного помещения выполняем люминесцентными лампами, поэтому сначала необходимо определиться с количеством рядов светильников n. В выражении для определения светового потока (2.3) количество рядов обозначено буквой N. В этом случае величиной потока Ф является поток ламп от одного ряда. Определяем световой поток одного ряда светильников с люминесцентными лампами по выражению (формула (4)): Ф Ен К зап F z 400 1,5 63 1,1 24750 лм, N 2 0,84 где Еср – средняя освещенность, F – площадь, м²; Кзап – коэффициент запаса; z– коэффициент минимальной освещенности (z = 1,1 – для люминесцентных ламп; лк); N – число рядов светильников; η – коэффициент использования светового потока источника света, доли единиц. 23 Для указанного типа светильников выбираем люминесцентные лампы мощностью 36 Вт. Световой поток от лампы Ф = 2050 лм. Тогда количество ламп в ряду: N = 24750 / 2050= 12,07 12,0 шт. если учесть, что в светильнике по 4 лампы, то получим 3 светильника в ряду. Рисунок 2.10 - Размещение светильников в групповой Осветительная нагрузка по методу удельной мощности определяется по формуле (5): Рном.о * S , где - значение удельной мощности освещения, Вт/м2; для нормы освещенности Ен, лк; S - освещаемая площадь, м2. В таблицах значение удельной мощности освещения дается при 100 лк. 24 В документе ВСН 196-83 «Отраслевые нормы проектирования искусственного освещения основных цехов промышленных предприятий Минтрасстроя» описаны нормы освещенности разных производственных и складских помещений. Удельная мощность общего равномерного освещения светильниками с люминесцентными лампами для 100 лк W= 4,5 Вт/ м2 При норме освещенности Ен 100 лк удельную мощность освещения определяем по формуле (6): * Ен 100 , где - табличное значение удельной мощности освещения при норме освещенности Ен = 100 лк. Индекс комнаты заболевшего ребенка: i 2 14,33 1,25 3 (4 3,5) коэффициент использования светового потока η=28% Количество светильников комнаты заболевшего ребенка: N СВ 3 14,33 1,5 1,1 1шт 2050 0,28 4 Суммарная (установленная) мощность освещения хозяйственного блока составит 364·1=144 Вт. Для остальных помещений расчет аналогичен. Результаты расчета остальных помещений заносим в таблицу 2.4, 2.5. Таблица 2.4 - Светотехническая ведомость детских помещений Параметр Наименование помещения Раздевалка S, м2 Игральные столовые 50,6 Буфетные Туалетная 8 Спальниверанды 54,2 6 12 Нр, м 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 25 Eнорм, лк 400 200 150 200 200 СП LUGCLASSI C QUADRO Gauss GU5.3 IP 54 TL-D36 Вт/54 LUGCLASS IC QUADRO TL-D 36 LUGCLASSIC QUADRO ИС LUGCLASS IC QUADRO TL-D36 TL-D 36 Вт/54 TL-D36 Вт/54 Вт/54 Вт/54 nл, шт 12 4 12 4 4 Рл, Вт 36 36 18 36 36 Фст, лм 2050 2050 1050 2050 2050 i 1,2 0,38 0,63 0,24 0,43 %, п ,ст ,рп 80 80 80 80 80 70 70 70 70 70 20 20 20 20 20 η, % 49 28 49 28 28 Nсв, шт 6 1 6 1 4 Руст, кВт 288 144 х 2= 288 216 144 х 2= 288 144 х 2= 288 Помещения площадью меньше 10 м2 не рассчитываем и устанавливаем по 1 светильнику. Таблица 2.5 - Светотехническая ведомость медицинских и технических помещений Параметр Наименование помещения Приемные S, м2 44,82 Кабинет заведующего 6,6 Нр, м 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Eнорм, лк 200 200 150 400 150 СП ИС LUGCLASSIC QUADRO TL-D36 Вт/54 LUGCLASSIC QUADRO TL-D36 Вт/54 LUGCLASSIC QUADRO TL-D 36 Вт/54 LUGCLASSIC QUADRO TL-D 36 Вт/54 Gauss GU5.3 IP 54 TL-D36 Вт/54 nл, шт 16 4 4 8 4 Рл, Вт 18 36 36 36 36 Фст, лм 1050 2050 1050 2050 2050 i 1,2 0,38 0,63 0,24 0,43 80 80 80 80 80 26 Мед комната 6,76 Кухня заготовочная 27,77 Кладовая сухих продуктов 9,25 %, п ,ст ,рп 70 70 70 70 70 20 20 20 20 20 η, % 49 28 49 28 28 Nсв, шт 4 1 1 2 1 Руст, кВт 288 144 144 288 144 Таблица 2.6 - Светотехническая ведомость медицинских и технических помещений Параметр Наименование помещения Сиральнаяразборочная 17,2 Кладовая чистого белья 6,76 Хозкладовая Тепловой пункт S, м2 Кладовая овощей 4,64 27,77 9,25 Нр, м 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Eнорм, лк 100 200 150 400 150 СП TLPL258 EL TLPL258 EL TL-D36 Вт/54 TL-D36 Вт/54 LUGCLASSIC QUADRO TL-D 36 Вт/54 КАТИОН Ех ИС LUGCLASSIC QUADRO TL-D 36 Вт/54 nл, шт 4 4 4 8 AURA Super EX-LL 4 Рл, Вт 36 36 36 36 36 Nсв, шт 1 1 1 2 1 Руст, кВт 144 144 144 288 144 2.4 Определение рабочих осветительных нагрузок Расчетная нагрузка Рр.о питающей осветительной сети детского блока 1 и 2 (№№1-6) определяется умножением установленной мощности Руст ламп на коэффициент спроса Кс, а для газоразрядных ламп – еще и умножением на коэффициент КПРА, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА): Рр,о = Руст·Кс·КПРА = (1152+ 216 + 432)·0,95·1,2= 2052 Вт где Кс = 0,95 – для производственных зданий, состоящих из отдельных крупных пролетов; КПРА = 1,2. Расчетная нагрузка Рр.о питающей осветительной сети детского блока 3 27 и 4 (№№7-12) Рр,о = Руст·Кс·КПРА=1800 · 0,95·1,2= 2052 Вт Итого по остальным помещениям 13-22: Рр,о = Руст·Кс·КПРА=2160·0,95·1,2= 2462,4 Вт Суммарная мощность освещения составит: Рр,о =2052∙4+ 2462,4 = 10670,4 Вт 2.5 Расчет аварийного освещения Эвакуационное аварийное освещение в групповых и игральныхстоловых детских дошкольных учреждений предусматривается для решения следующих задач: - антипаническое освещение; - освещение путей эвакуации; - освещение зон повышенной опасности. Для аварийного освещения детских садов могут использоваться следующие типы решений: -автономные светильники аварийного освещения с аккумуляторными батареями; - системы аварийного освещения с центральным аккумулятором. В своем проекте я применяю аварийные антипанические светильники для открытых пространств ONTEC C M1, M2 TM Technologie Круглый светодиодный встраиваемый светильник антипанического освещения серии ONTEC C M1, M2 для аварийного эвакуационного освещения открытых пространств с нормативным уровнем освещенности 0,5 Люкс. 28 Рисунок 2.11 - Светильник антипанического освещения серии ONTEC. Светильник предназначен для встраиваемого монтажа в подвесные потолки типа «Армстронг» или потолки из гипсокартона. Компактные размеры светильника позволяют устанавливать его в любые интерьеры. Оптическая система антипанического светильника позволяет создавать равномерное заливающее освещение на всей площади помещения. Модификации светильника различаются цветом корпуса, мощностью светодиодов, световым потоком, режимом действия и временем работы в аварийном режиме. В зависимости от требований проекта антипанические светильники ONTEC C M1, M2 поставляются в модификациях с кнопкой ручного тестирования, c функцией авто-тестирования или для подключения к центральной батарее. Светильники аварийного эвакуационного освещения выходов и средств пожарной защиты ONTEC C W1 TM Technologie устанавливаем в коридорах и на лестницах. Рисунок 2.12 - Светодиодный встраиваемый светильник аварийного эвакуационного освещения серии ONTEC C W1. Число ламп: 29 Ен К зап F z 30 1,5 63 1,15 0,43св, ФНОМ 13000 0,57 N Принимается 1 светильник. Световой поток ламп в каждом светильнике, необходимый для создания заданной минимальной освещенности: Ф Ен К зап F z 30 1,5 63 1,15 5917 лм, N 1 0,57 По значению Ф выбирается стандартная лампа (Ф=13000 лм; P=75 Вт типа LED -75). По одному светильнику в служебные помещения. Рав,о = Руст·Кс=(1·75)·0,95=71 Вт Для аварийного освещения выбираем светильники IP65 на суперконденсаторах или централизованного типа. Всего 4 комнаты, поэтому мощность аварийного освещения 284 Вт. Питание аварийного освещения будет осуществляться по сети 24 В постоянного тока. Для преобразования напряжения из 24 в 220 В применяется инвертор мощностью до 1000 Вт. Емкость аккумуляторной батареи определяется по выражению: C р. P t , Uб k где P – активная мощность, подлежащая питанию, Вт; t – число часов питания нагрузки, ч; Uб – напряжение батареи, В; k – коэффициент учеты снижения емкости в процессе работы (принимается равным 0,9), о.е.; C р. 500 3 69,44 А ч. 24 0,9 Принимаем аккумуляторные батареи типа 10КН70Р емкостью 70 А·ч и 30 номинальным напряжением 12 В. Количество параллельных ветвей в данном случае будет определяться по выражению: n n C р. Cф ; 69,77 0,99 шт. 70 Количество блоков, которые надо соединить последовательно, чтобы получить 24 В, будет равно: mпосл mпосл nном ; nф 24 2 шт. 12 Значение тока будет определяться по выражению: Ip Ip Pp. k3 U ; 500 0,9 18,75 А. 24 Выбираем кабель марки ВВГнг 3х4 мм2. 2.6 Электротехническая часть Электрическая сеть освещения выполняется на напряжение до 1000 В. Согласно ГОСТу, номинальные напряжения электрических сетей в установках до 1000 В должны соответствовать: - при трехфазном переменном токе - 220, 380, 660 В; 31 - при постоянном токе - 110,220,440 В. В соответствии с существующей шкалой напряжения в электрических осветительных сетях источники света, предназначенные для общего освещения, выпускаются на номинальные напряжения 127, 220 и 380 В. Выбор напряжения для осветительной установки производится одновременно с выбором напряжения для силовых потребителей. При этом для отдельных частей этой установки учитываются также требования техники безопасности. Для светильников общего освещения рекомендуется напряжение не выше 380/220 В переменного тока при заземленной нейтрале и не выше 220 В переменного тока при изолированной нейтрале. Для питания общего освещения могут быть применены напряжения 220/127 и 380/220 В. Для проектируемого детского сада принимаем напряжение 380/220 В с глухозаземлённой нейтралью. Принимаем осветительный щиток ОЩВ с вводным дифференциальным автоматом Legrand RX3 4R . На отходящих линиях выбираем автоматы Legrand RX3 2R. В нашем случае питание осуществляется от вводно-распределительного устройства, от которого запитываются щитки общего освещения. По требованиям ПУЭ, СП и МГСН электрические сети должны выполняться кабелями и проводами с медными жилами 32 Рисунок 2.13 - Схема питающей и групповой осветительной сети Расчётная нагрузка наиболее загруженной фазы одного кабеля, с учетом потерь в ПРА (10 %): РРВ 1,1 n РНОМ где n – количество ламп в фазе; Pном – номинальная мощность лампы, кВт. Осветительную нагрузку блока 1 делим на 3: 2052/ 3=684 Вт 1 гр освещения по 16 ламп или по 4 светильника 4-хламплвых: РРА 1,1 4 4 36 633,6 Вт ГОСТ Р 53315-2009 предусматривает в детских садах кабель ВВГнг–LS кабели силовые, повышенной пожарной безопасности. Томсккабель. Расчет сетей освещения по потере напряжения ВРУ А питающая сеть ЩО В групповая сеть С самый удаленный участок Рисунок 2.14 - Схема осветительной сети 33 Сечение при заданной потере напряжения вычисляется по формуле (7): n n M I m j ai i 1 q i 1 C U где q - сечение провода, мм2; ΔU - потеря напряжения в линии, В или %; С- - коэффициент сети, зависящий от её напряжения, материала проводов и единиц измерения входящих в формулу величин; а- коэффициент приведения моментов, принимаем равным 1; ∑Мi - сумма моментов нагрузки, т. е. сумма произведений активных нагрузок, передаваемых по участкам линии, на длины этих участков; ∑тi а- сумма приведенных моментов ответвлений, имеющих отличное сечение Для внутренних осветительных сетей при номинальном напряжении на вводе допустимая потеря равна 2,5%. Сумма произведений нагрузок на длины участков линии: М РР l Для питающей сети кабель от ВРУ до ЩО: М SР l 10670,4 0,001 11ВА м 0,96 Для групповой сети блока 1 633,6 0,016 10,56 ВА м 0,96 Для самого удаленного светильника: 144 0,01 1,5 ВА м 0,96 Моменты нагрузок групповой сети определяются с учётом того, что нагрузка является равномерно распределённой. В этом случае всю нагрузку групповой линии можно считать сосредоточенной в одной точке, совпадаю щей с серединой ряда. Считаем, что групповой щиток расположен на высоте 34 1,5 м от пола и в коридоре. Обозначив расстояния между рядами как R = 4 м, находим M1 = М3= РРГР (А + R + Н – 1,5) = 633,6· (7 + 4 + 3+9) = 14572,8 Вт·м; M 2 = 633,6· (0 + 3+9) = 7603,2Вт·м; Сумма расчётных моментов всех групповых линий: m = 14572,8 +7603,2= 22176 Вт·м Для питающей сети сечение кабеля q 11 10,56 1,5 22176 0,05 мм 2 57 7 Выбираем из стандартного ряда по каталожным данным кабель ВВГнг LS -(5х1,5) мм2 с IД = 21 А. Выбор кабеля для подвода питания к щиту освещения ЩО: I P ,O PP ,O 3 U Л cos 10670,4 16,9 А, 3 380 0,96 IДОП ПИТ = 21·0,92= 19А >16,9 А Находится фактическая потеря напряжения на питающем участке U 22,2 0,25% 57 1.5 Определяется допустимая потеря напряжения на последующих участках – в групповых линиях: ∆UВС = ∆U - ∆UАВ = 7 -0,25= +6,75% Для групповой сети сечение кабеля q 22,176 0,057 мм 2 57 6,75 Выбираем из стандартного ряда по каталожным данным кабель ВВГнг HFLTx -(3х1,5) мм2 с IД = 21 А. Находится фактическая потеря напряжения на групповой сети U 22,176 0,26% 57 1.5 По потерям напряжения выбранное сечение проходит 35 Проверяем сечение групповых линий по длительно допустимому току нагрузки. Расчётный ток наиболее загруженной фазы одного кабеля: Ф PP 633,6 3 А, U Ф cos 220 0,96 I P ,O IДОП = 21·0,92= 19А > 3 А Номинальные токи автомата I н.а. и его расцепителей I н. р. выбирают по длительному расчётному току линии: Ток расцепителя срабатывания I ср.э I н.а . I р ; I н. р. I р . электромагнитного или комбинированного проверяется по максимальному кратковременному току линии: I ср.э 1,25 I р ; При кратности пуска Кп = 5: I кр 5 I ср.э. 6,25 I р Автоматические выключатели Legrand RX3, имеют полюсные варианты от одного до четырех с номинальными токовыми величинами от 1 до 63А. Все устройства обладают отключающей способностью 4500А. Устройство защитного отключения (УЗО) серии Legrand RX3 4R имеет уставку то току утечки 30 мА. Принимаем осветительный щиток ОЩВ с вводным дифференциальным автоматом Legrand RX3 4R на ток 20 А. Уставка электромагнитного расцепителя 240 А. Выполняем проверку: I кр 6,25 16,9 105,6А 105,6 А 250 А 36 На отходящих линиях выбираем автоматы Legrand RX3 2R. Таблица 2.7 - Выбор защитных аппаратов осветительной сети Потребитель Рном (Вт) I раб. (А) Аппарат защиты I НОМ. А I Э.Р. А Щиток блока 1 2052 3,25 Legrand RX3 2R 5 60 ГР1 663,6 3 Legrand RX3 2R 5 60 ГР2 ГР3 ЩО ЩАО 663,6 663,6 7260 284 3 3 11,5 0,43 Legrand RX3 2R Legrand RX3 2R Legrand RX3 3R Legrand RX3 3R 5 5 16 1,5 60 60 160 18 37 3. Расчёт электрических нагрузок Определение электрических нагрузок производится для того, чтобы произвести выбор и проверку линий электропередач, аппаратов и трансформаторов по нагреву и экономическим соображениям с последующее проверкой сети на отклонение и колебание напряжения. Расчет электрических нагрузок городских потребителей производится от низших к высшим ступеням системы электроснабжения и включает этапы: 1) определение нагрузки на вводе к каждому потребителю; 2) расчет на этой основе нагрузок отдельных элементов сети. Для определения расчетных нагрузок по методу коэффициента спроса необходимо знать установленную мощность Рном группы электроприемников и коэффициенты мощности cosφ и спроса kc данной группы. Расчетную активную, реактивную и полную нагрузки группы электроприемников определяют по формулам: Pр k с Рном , кВт Q р Р р tg , квар , S р Pр2 Q р2 , кВА где tgφ соответствует cosφ данной группы электроприемников. Расчетный ток группы определяем по формуле: I расч. S расч. 3 U ном где SРАСЧ − расчетная мощность группы, кВА Uном – номинальное напряжение группы. Расчетная нагрузка Рр.р, кВт, групповых и питающих линий от электроприемников, подключаемых к розеткам, определяется по формуле: Рр.р = Руд nр Ко.р, где Руд - удельная мощность на 1 розетку. nр - число розеток; 38 Ко.р - коэффициент одновременности для сети розеток, определяемый в зависимости от числа розеток. Расчет приведем в табличной форме. Результаты расчета в таблице 3.1. Таблица 3.1 – Расчет силовой нагрузки № п/п Потребители электроэнергии Установленная мощность Руст, кВт Коэффициент спроса Кс cosφ/tgφ Расчетная нагрузка Активная, Реактивная Полная, кВт квар кВА Ррасч Qрасч Sрасч Расче тный ток А Iрасч, Щит ЩР-1.1 (Кухня - заготовочная) 1 Плита с жарочным шкафом 16,8 0,9 0,96/0,29 15,12 4,3848 2 Универсальная кухонная машина 1,1 0,9 0,8/0,75 0,99 0,7425 3 Водонагреватель 1,6×3=4,8 0,9 0,96/0,29 4,32 1,2528 ИТОГО 26,57 0,77 0,95/0,31 20,43 6,3801 21,384 32,4 15,068 22,92 1,21 5,5 Щит ЩР-1.2 (Стиральная - разборочная) 1 2 3 Стиральная машина 2,0×3=6,0 0,7 0,9/0,48 4,2 2,016 Утюг 2,4×3=7,2 0,7 0,96/0,29 5,04 1,4616 10 0,5 0,96/0,29 5,0 1,45 23,2 0,93 0,945/0,34 14,24 4,927 Сушильные шкафы ИТОГО Щит ЩР-1.3 (Вентиляция) 1 Вентилятор 1,6 0,725 0,96/0,29 1,16 0,3364 ИТОГО 1,6 0,725 0,96/0,29 1,16 0,3364 Общая нагрузка ВРУ 1 Рабочее освещение 7,2 1,0 0,96/0,29 7,2 2 Розеточные сети 1,68 0,1 0,92/0,43 0,168 0,07224 3 Наружное освещение Оборудование Кухнязаготовочная Оборудование Стиральная разборочная Оборудование 3,184 1,0 0,96/0,29 3,184 0,9234 26,57 0,77 0,95/0,31 20,43 6,3801 9,95 0,93 0,94/0,38 9,24 3,4776 1,6 0,525 0,96/0,29 0,84 0,2436 4 5 6 39 2,1 вентиляция 7 8 9 10 11 Приточная система Циркуляционные насосы Воздушнотепловая завеса Электроводонагреватель Сушильные шкафы ИТОГО 1,33 0,525 0,96/0,29 0,69825 0,2025 0,4 0,525 0,8/0,75 0,21 0,1575 4,0 0,525 0,96/0,29 2,1 0,609 1,5 0,525 0,96/0,29 0,79 0,228 10 0,5 0,96/0,29 5,0 1,45 65,53 0,73 0,95/0,32 47,98 15,29 50,5 76,5 Расчетная нагрузка потребителей I категории составляет Рр=9,3 кВт. Питание потребителей I-й категории выполняется через самостоятельные ящики АВР на два ввода с автоматическим включением резервного питания при исчезновении напряжения нормального питания. 40 4. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры и кабелей в электрических сетях напряжением до 1000 В Так как подстанция находится на расстоянии от детского сада, необходимо предусмотреть вводно-распределительное устройство ВРУ -0,4 кВ. Расстояние от ТП -10/0,4 до ВРУ-0,4 детского сада 400 м. От ВРУ запитываем распределительные шкафы. Защита электрических сетей предусматривается автоматическими выключателями с комбинированными расцепителями в щитах. Все розетки должны быть предусмотрены с защитным зануляющим контактом, должны быть снабжены защитным устройством, закрывающим гнезда при вынутой вилке. Подключение линий питания розеток, к которым могут подключаться переносные электроприёмники и в помещениях повышенной опасности должно быть предусмотрено через устройства защитного отключения (УЗО) с автоматическим выключателем с током утечки 30 мА. Рабочая характеристика любого защитного устройства, защищающего кабель от перегрузки, должна отвечать условиям: При выборе должно соблюдаться условие: I н.доп I р , где I доп - допустимый длительный ток. I Р - расчетный ток линии, А. Ток кабеля необходимо согласовать с током защитного аппарата. Автоматические выключатели выбираются по условиям: 1. Номинальное напряжение автоматического выключателя: U ном U ном. уст. , где U ном.уст. - номинальное напряжение уставки. 41 2. Номинальный ток расцепителя: I ном. I р.ф. I р. max , где Iр.max - рабочий максимальный ток; Iр.ф. - расчетный ток форсированного (послеаварийного) режима. 3. Номинальный ток автоматического выключателя I ном.а I ном . 4. Ток срабатывания расцепителя: а) выбор тока срабатывания по пиковому току: I сраб . 1,25 I пик . , где Iпик - кратковременный пиковый ток в линии при пуске двигателя. при Кп=7: I кр 7 I ср.э. 8,75 I р б) проверка тока срабатывания расцепителя на отключение тока однофазного короткого замыкания: - для сетей в не взрыво- и не пожароопасных помещениях и для автомата, имеющего обратно зависимую характеристику: I к(1) 3I сраб . ; - для автомата, имеющего только электромагнитный расцепитель: I к(1) 1,1I сраб . 5. Отключающая способность выключателя: I к( 3) i у( 3) где I откл. - предельный , ток, отключаемый автоматическим выключателем; I(3) к - ток трехфазного короткого замыкания. 6. Динамическая стойкость к токам трехфазного короткого замыкания: iдин i у( 3) , 42 где iдин. - ток электродинамической стойкости; i(3) у - ударный ток трехфазного короткого замыкания. Номинальный ток электроприемника определяется по выражению: ' PНОМ 3 U HOM cos IH Пиковый ток группы двигателей определяем как арифметическую сумму наибольшего из пусковых токов двигателей, входящих в группу, и расчетного тока всей группы приемников за вычетом расчетного тока двигателя, имеющего наибольший пусковой ток: I ПИК I n.max I p k и.а * Iном.max , где In.max K П * Iном. - наибольший из пусковых токов двигателей группы приемников, А; Кп - коэффициент пуска, Iр - расчетный ток группы приемников, А; k и.а - коэффициент использования двигателя, имеющего наибольший пусковой ток; Iном.max - номинальный ток двигателя с наибольшим пусковым током. Выбор сечения проводников по нагреву длительным током нагрузки сводится к сравнению расчетного тока с допустимым табличным значением для принятых марок провода или кабеля и условий их прокладки. При выборе должно соблюдаться условие: Iн.доп Iр , где I доп - допустимый длительный ток, I Р - расчетный ток линии, А. и обеспечения защиты от токов перегрузки: Iдоп К3I3 /Кпрокл 43 где Кпрокл - поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей; К3- коэффициент защиты или кратность защиты, т.е. отношение длительно допустимого тока для провода или кабеля к току уставки срабатывания защитного аппарата при перегрузке или КЗ. Для электроприемников ЩР-1.1. Плита с жарочным шкафом I ном. ДВ 16,8 26,5 А 3 0,38 0,96 Выбираем дифференциальный автоматический выключатель Schneider Electric EasyPact дифференциального тока DPN 3Р+N 3ф с IН.А. 32А , IЭ.Р. 500 А -ток электромагнитного расцепителя DPN. Выбираем кабель марки ВВГнг-FRLS-5х4 с допустимым током Iд=36А. Универсальная кухонная машина I ном. ДВ 1,1 2,1А 3 0,38 0,8 Выбираем автоматический выключатель DPN 3ф с I Н.А. 3А , IЭ.Р. 50 А -ток электромагнитного расцепителя. Выбираем кабель марки ВВГнг-FRLS-5х1,5 с допустимым током Iд=21А. Водонагреватель: I ном. ДВ 1,6 7,57 А 0,22 0,96 Выбираем автоматический выключатель С60 1ф Число полюсов: 2, Номинальное напряжение: 230 В, с I Н.А. 8А , IЭ.Р. 100 А -ток электромагнитного расцепителя. Выбираем кабель марки ВВГнг-FRLS-3х1,5 с допустимым током Iд=21А. 44 В ЩР-1.1 по расчетному току 32 А (табл.3.1) выбираем автоматический выключаель OptiDin VD63-43C40-A 3ф, с I Н.А. 40А , IЭ.Р. 250 А -ток электромагнитного расцепителя OptiDin VD63. Пиковый ток группы двигателей определяем по току плиты с жарочным шкафом. Тогда для рассматриваемого случая получаем: IПИК 26,5 7 32 0,9 26,5 193,68А. Выполняем проверку: 1,25 193,68 242 250 А Выбираем кабель марки ВВГнг-FRLS-5х10 с допустимым током Iд=66А. Внутри здания устанавливаем щит ВРУ серии Pragma F встраиваемого исполнения со степенью защиты IP65. ВРУ осуществляет питание потребители непосредственно коттеджа и потребители на всем приусадебном участке. Щит ВРУ со счетчиком располагаем, при входе. Установки щита производится на высоте 1.5 метра от пола. Для защиты стационарные и людей от переносные поражения электрическим электроприемники, током стальные все трубы, металлоконструкции подлежат защитному заземлению. С этой целью в ВРУ установлена шина РЕ. Устройства дифференциальной защиты с чувствительностью 30 мА, предназначенные для защиты людей, установлены на все основные группы потребителей и климатизатор, который должен быть дополнительно заземлен. В ВРУ по расчетному току 76,5А (таблица 3.1) выбираем − NSX250N 3P 3d 200A 4- полюсный автоматический выключатель Schneider Electric Compact. Номинальный ток автомата 200A 3P+N, I Э. Р. 1500 А - ток электромагнитного расцепителя. Ics номинальная рабочая 45 отключающая способность 50 кА, серия Acti 9. Не содержит ртути и токсичных тяжелых металлов. − ограничитель перенапряжения 4-хполюсный STH 3P+N с выключателем С60H – для защиты от перенапряжения. - трансформаторы тока типа ARJP−0,4-2/0,5, номинальный первичный ток – 100А, номинальный вторичный ток – 5А, - модуль АВР на да ввода − дифференциальный выключатель нагрузки NG200 − автоматический выключатель С60H на ток 63А - для защиты ШР-1.1 − автоматический выключатель С60H на ток 25А - для защиты ШР-1.2 − автоматический выключатель С60H на ток 16А - для освещения фасада здания (3,5 кВт, 6,7 А) − дифференциальный выключатель нагрузки типа ID 4P+N на ток 16А– для освещения фасада здания (3,18 кВт, 6,7 А) − сумеречный выключатель IС200 − импульсное реле TL 16А – две штуки − автоматический выключатель С60а 16А – две штуки Сводим все выбранные аппараты и кабели в таблицу 4.1. Таблица 4.1 − Выбор кабелей и автоматических выключателей Группа, щит Iр.макс, А Автоматический выключатель ЩР-1.1 32,4 OptiDin VD63-43C40 40 А 3ф 66 Тип и сечение кабеля ВВГнг5х10 ЩР-1.2 14,96 OptiDin VD63 20А 3ф 28 ВВГнг5х2,5 ЩР-1.3 5,0 OptiDin VD10 8А 3ф 28 ВВГнг5х2,5 ЩР-1.1 Гр1 26,5 VD63 20А 3ф 32 А 28 ВВГнг5х4 ЩР-1.1 Гр2 2,1 VD63 20А 3ф 3 А 28 ВВГнг5х2,5 ЩР-1.1 Гр3 7,57 C60 1ф 8 А 28 ВВГнг3х2,5 ЩР-1.2 Гр1 10,1 VD63 16А 1ф 16 А 28 ВВГнг3х2,5 46 Iдл.доп, А ЩР-1.2 Гр2 ЩР-1.2 Гр3 ЩР-1.3 Гр1 7,8 11,4 20 C60 1ф 10 А C60 1ф 16 А C60 1ф 25 А 66 28 36 ВВГнг3х2,5 ВВГнг3х2,5 ВВГнг3х2,5 ЩР-1.3 Гр2 27,2 C60 1ф 30 А 36 ВВГнг3х4 ВРУ ЩР-1.1 32,4 C60 63 А 3ф 66 ВВГнг5х10 ВРУ ЩР-1.2 14,96 C60 25А 3ф 28 ВВГнг5х2,5 ВРУ ЩР-1.3 5,0 C60 10А 3ф 28 ВВГнг5х2,5 ВРУ Гр7 5,83 C60 8 А 1ф 28 ВВГнг3х2,5 ВРУ Гр8 1,1 C60 1,5 А 1ф 28 ВВГнг3х2,5 C60 20 А 1ф 28 ВВГнг3х2,5 7,1 C60 10 А 1ф 28 ВВГнг-3х1,5 11,4 C60 1ф 16 А 28 ВВГнг3х2,5 ВРУ Гр9 ВРУ Гр10 ВРУ Гр11 19 Расчетный ток ВРУ: I расч. 76,5 А. Определим фактически длительно допустимый ток: I доп где 1 - температура почвы; 2 - влияние свойств и I расч. мах 1 2 3 4 , состояния почвы, определяющих ее теплопроводность; 3 - при прокладке непосредственно в земле; 4 - влияние количества кабелей, лежащих в одной траншее. Где для почвы, температурой 100С - 1 1,1; при прокладке непосредственно в земле - 3 1; влияние свойств и состояния почвы, определяющих теплопроводность (для сырой почвы) - 2 1,05; количество кабелей в одной траншее – 4шт - 4 0,8. 47 ее Определим фактически длительно допустимый ток: I доп 76,5 82,8 А. 1,1 1,05 1 0,8 Выбираем кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена и оболочке из ПВХ пластиката, не распространяющие горение - N2XH. Сечение кабеля F=35 мм2: длительно допустимый ток Iдоп.табл. =178А. 48 5. Расчет токов короткого замыкания Для установок напряжением до 1 кВ при расчетах токов КЗ считают, что мощность питающей системы не ограничена и напряжение на стороне высшего напряжения цехового трансформатора является неизменным. Это условие выполняется, если мощность системы примерно в 50 раз превосходит мощность цехового трансформатора: S НОМ .Т . S C / 50, где SС- мощность питающей системы. Сопротивления элементов цепи КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ Основную часть общего сопротивления цепи КЗ составляет сопротивление трансформатора: rТ 2 РК * U ном , 2 S ном .т где Р К - потери КЗ в трансформаторе, кВт; U ном.т - номинальное напряжение сети, кВ; Sном.т - номинальная мощность трансформатора, кВ*А. 2 2 u К % РК U ном хТ * , 100 1000 S ном.т 2 где и К % - напряжение КЗ трансформатора, %. Активное и индуктивное сопротивления кабелей линий определяются по формулам: r r0 * , х х0 * , где r, х - активное и индуктивное сопротивление кабеля, мОм; r0 , x 0 - удельные активные и индуктивные сопротивления кабелей, мОм/м; 49 l - длина кабеля, м. Расчет токов трехфазного, двухфазного и однофазного КЗ производят по формулам: I К(3) U ном 3 * r2 x 2 I К( 2 ) I К(1) , 3 ( 3) * IК , 2 U ном.ф. * 10 3 zТ(1) zП 3 , где Iном , Uном.ф - номинальные линейное и фазное напряжения сети, кВ; r , х - суммарные активные и индуктивные сопротивления цепи КЗ, мОм; z П rП2 х П2 - полное сопротивление петли фаза-ноль, которое включает в себя сопротивление шин, шинопроводов, проводов и кабелей, аппаратов и контактов, мОм; z (1) Т - полное сопротивление трансформатора при однофазном КЗ, мОм; значение z (1) Т определяют по таблице. Ударный ток КЗ определяют по формуле: i у К у * 2 * I К(3) , где Ку - ударный коэффициент; значения Ку определяем кривой по отношению r / х ; I(3) К - значение трехфазного тока КЗ, кА. Проверка коммутационно-защитной аппаратуры на устойчивость к токам КЗ производится сравнением полученных значений токов КЗ с каталожными данными. 50 ВРУ детского сада подключено к подстанции с трансформатором мощностью 1000 кВА. Для расчета величин токов КЗ составляем расчетную схему цепи (рис. 5.1), а затем - схему замещения (рис. 5.2). Рисунок 5.1 - Расчетная схема. Рассчитаем параметры схемы замещения. Сопротивление цехового трансформатора определяем: 51 7,3*0,42 rТ 1,6 мОм; 10002 2 2 6,0 7,3 0,42 хТ 9,47 мОм. * 100 1000 1000 Рисунок 5.2 - Схема замещения. Ток КЗ в точке К1: I(3) К1 400 3 * 16,6 9,47 2 Определим ударный ток в точке К1 52 2 12,10 кА; i уК1 1,0* 2 *12,10 17,11 кА; Проверка коммутационно-защитной аппаратуры на устойчивость к токам КЗ производится путем сравнения полученных значений токов КЗ с каталожными данными. Определяем сопротивления выключателей: rSF1 = 0 мОм; rSF2 = 0 мОм; rSF3 = 0,6 мОм. Сопротивление кабельных линий: rw1=0,17*400=68 мОм; хw1=0,06*400=24 мОм; rw2=0,17*20=3,4 мОм; хw2=0,06*20=1,2 мОм. Суммарное активное сопротивление до указанных точек КЗ составит: r К1 rТ rSF1 rдоб1 1,6 0 68 15 84,6 мОм; Длина кабеля от ВРУ до ЩР1.1 мала, пренебрегаем сопротивлением этого кабеля: r К 2 rТ rSF1 rw1 rSF2 rдоб2 1,6 0 68 0 15 84,6 мОм; r К 3 rТ rSF1 rШ rw1 rSF2 rw 2 rSF3 rдоб3 1,6 0 68 0 3,4 20 93 мОм. Суммарное реактивное сопротивление до указанных точек КЗ составит: x К1 х Т = 9,47+24 = 33,47 мОм; x К 2 х Т х w1 9,47+24 = 33,47 мОм; x К 3 х Т х w1 x w 2 33,47+1,2 = 34,67 мОм. Токи трехфазного КЗ: I(3) К1 400 3 * 84,62 33,47 2 53 2,541 кА; 400 I(3) К2 3 * 84,6 33,47 2 400 I(3) К3 3 * 932 34,67 2 2 2,541 кА; 2,33 кА. Значения ударного тока: i уК1 1,0* 2 * 2,541 3,6 кА; i уК2 1,0* 2 * 2,541 3,6 кА; i уК3 1,0* 2 * 2,33 3,3 кА. Токи двухфазного КЗ: I(2) К1 3 *2,541 2,2 кА; 2 I(2) К2 3 *2,541 2,2 кА; 2 I(2) К3 3 *2,33 2,03 кА. 2 Результаты расчетов токов КЗ сведем в таблицу 5.1. Таблица 5.1 - Расчет токов короткого замыкания. № точки 1 1 2 3 Для х∑, мОм 2 33,47 33,47 34,67 проверки Rдоб, мОм 3 15 15 20 r∑, мОм 4 надежности 84,6 84,6 93 I(3)к, кА 5 2,541 2,541 2,33 срабатывания i(3)у, кА 6 3,6 3,6 3,3 I(2)к, кА 7 2,5 2,5 2,03 защитной аппаратуры определяют ток однофазного КЗ в конце защищаемого участка. Для определения величины тока однофазного короткого замыкания в точке К3 рассчитаем значение полного сопротивления цепи фаза-нуль до этой точки: Одной жилы кабеля сечением 35 мм2: 54 rПР1 r0 l 0,7 400 280 мОм x ПР1 x0 l 0,16 400 64 мОм , Нулевой жилы кабеля сечением 35 мм2: rПР1 r0 l 0,7 400 280 мОм x ПР1 x0 l 0,16 400 64 мОм , Одной жилы кабеля сечением 2,5 мм2: rПР 2 r0 l 1,12 20 22,4 мОм x ПР 2 x0 l 0,208 20 4,16 мОм , Нулевой жилы кабеля сечением 2,5 мм2: rПР 2 r0 l 1,12 20 22,4 мОм x ПР 2 x0 l 0,208 20 4,16 мОм , Определим суммарное активное и реактивное сопротивления петли фаза-ноль: r rПР1 rПР1( 0 ) rПР 2 rПР 2 ( 0 ) 280 280 22,4 22,4 604,8Ом , x x ПР1 x ПР1( 0 ) x ПР 2 x ПР 2 ( 0 ) 64 64 4,16 4,16 136,32 мОм , Определим полное суммарное сопротивление петли фаза-ноль: z ПK 3 (604,8) 2 136,32 2 620 мОм. Ток однофазного КЗ в точке К3 составит: I К(13) 0,230 * 10 3 0,365 27 620 3 55 Заземление 6. Для заземления электроустановок различных назначений и напряжений применяется одно общее заземляющее устройство, рассчитанное на наименьшее сопротивление из числа требуемых. Для заземляющих устройств любого назначения должны использоваться в первую очередь естественные заземлители и заземляющие проводники. К естественным заземлителям относятся: - металлические каркасы зданий и сооружений, имеющие непосредственный контакт с землей; - свинцовая бронированная оболочка кабеля; - металлические трубопроводы, проходящие в земле. Применение искусственных заземлителей может быть обоснованно с экономической точки зрения только в двух случаях: - при отсутствии естественных заземлителей; - при отсутствии требуемого эффекта от применения естественных заземлителей. В качестве искусственных заземлителей обычно применяют стержни из угловой стали или газовые трубы. Для электроустановок напряжением до 1000 В с глухим заземлением нейтрали согласно ПУЭ сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генераторов и трансформаторов, должно быть не более 4 Ом. В качестве вертикальных заземлителей был выбран уголок 60×60×6 мм, длиной l равной 2,5 м. Число заземлителей определяется по формуле: l n 1, a1 56 где l1– периметр контура с учетом удаления контура от здания на 1,5 м с каждой стороны, м; а1 – шаг, принимается равным 4 м, м; n 246 62 шт. 4 Определяется соотношение a1/l: a1 2. l Сопротивление одиночного заземлителя растеканию тока будет вычисляться по формуле: R0=0,00298∙ρ∙Кс, где ρ равное 2∙104– удельное сопротивление чернозема, Ом·см; Кс равный 1,4 – стержневой коэффициент сезонности; R0=0,00298∙2∙104∙1,4=83,44 Ом. Определяется сопротивление всех заземлителей по выражению: Rc R0 , n c где ηc - коэффициент использования вертикальных стержневых заземлителей (в зависимости от числа заземлителей, а также отношения расстояния между электродами к их длине принимается равным 0,52); Rc 83,44 2,588 Ом. 62 0,52 В качестве горизонтальных соединений принимается круглая сталь диаметром 6 мм. При намеченном числе вертикальных заземлителей и принятых расстояниях между ними длина горизонтальных соединений (с учетом ответвлений от контура до опоры) составит около 250 м. 57 Глубину заложения горизонтальных соединений принимаем t равной 50 см. Определяется сопротивление горизонтального соединения без учета экранирующего влияния вертикальных заземлителей: 0,366 L2 K п lg , L dt R п.п. где Кn равный 2 - протяженный коэффициент сезонности; 0,366 (250 102 )2 4 R п.п 2 10 2 lg 0,043 Ом. 250 102 0,6 50 Действительное сопротивление растеканию тока у горизонтальных соединений будет вычисляться по формуле: Rп где ηc - коэффициент R п.п. , п использования горизонтальных протяженных заземлителей (в зависимости от числа вертикальных электродов и отношения расстояния между электродами к их длине принимается равным 0,024); R п 0,043 1,786 Ом. 0,024 Сопротивление всего заземляющего устройства будет определяться по выражению: Rи Rи Rс Rп ; Rс Rп 2,588 1,786 1,057 Ом. 2,588 1,786 Так как Rи равное 1,057 Ом меньше 4 Ом, то расчет заземления выполнен верно. Таким образом, в качестве вертикальных заземлителей берем уголок 60×60×6 мм, глубина погружения вертикальных заземлителей – 3 м, длина – 58 2,5 м, глубина заложения – 50 см, число вертикальных заземлителей – 62, расстояние между ними – 4 м, в качестве горизонтальных заземлителей выбираем круглую сталь диаметром 6 мм. 59 7. Организация учета электроэнергии Энергосбережение является одним из важнейших направлений политики РФ, отраженной в Энергетической стратегии России на период до 2035 года. В рамках данной политики определяется нормативная энергоемкость как отдельных технологических процессов, так и целых производств и производится сравнение с фактическим значением энергоемкости. Для определения фактического значения энергоемкости необходимо осуществлять контроль потребления энергоресурсов. Контроль позволить определить наименее эффективные с точки зрения энергопотребления участки. Различают два вида учета и контроля электрической энергии на объектах: коммерческий и технический учет. Под коммерческим учетом электроэнергии понимается процесс поучения данных о потребленной электроэнергии и передачи этих данных в энергоснабжающую организацию с целью определения денежных средств, которые предприятие должно оплатить за предоставленную услугу. Приборы коммерческого учета в обязательном порядке должны устанавливаться на границе балансовой принадлежности. Т.е. коммерческий энергоснабжающей учет организацией является взаимоотношением (продавцом) и детским между садом (покупателем). Коммерческий учет необходим для оптимизации расходов за потребленную электроэнергию. В случае, если в детском саду не установлены приборы коммерческого учета, то предприятие платит по максимальному тарифу, т.е. по значению энергии, которая могла быть потреблена в максимальном режиме, что значительно завышает стоимость электрической энергии. При установке приборов коммерческого учета детский сад будет платить за фактическое значение потребленной электроэнергии. Коммерческий учет имеет ряд особенностей: 60 - одна точка контроля электрической энергии, устанавливаемая на границе балансовой принадлежности. Лишь в отдельных случаях допускается установка двух или более точек контроля электрической энергии; - требования к классу точности измерительных приборов (класс точности применяемых приборов должен быть не меньше 0,5s); - счетчики, применяемые для коммерческого учета, должны быть внесены в госреестр измерительных приборов; - части и блоки измерительных приборов коммерческого учета должны быть опломбированы; - при проведении ремонтных работ, связанных со снятием пломб, требуется вызов специалистов энергоснабжающей организации для проведения повторной опломбировки. Для энергоснабжающей организации требуется осуществлять контроль следующих параметров: - годовые значения отпущенной и потребленной активной мощности и энергии; - ежемесячные значения отпущенной и потребленной активной мощности и энергии; - потери активной и реактивной электроэнергии в линиях, обслуживаемых энергоснабжающей организацией (до границы балансы принадлежности); - значения потребленной и сгенерированной реактивной мощности и электроэнергии; - показатели качества электроэнергии (оценка их осуществляется на границе балансовой принадлежности). Под техническим учетом электроэнергии понимается процесс получения данных о потребленной электроэнергии отдельными группами потребителей, запитанных от одного распределительного устройства. 61 Технический контроль по сравнению с коммерческим имеет ряд особенностей: - большее количество точек контроля потребления электроэнергии. Помимо установки приборов учета на распределительных устройствах и трансформаторных подстанциях зачастую требуется установка приборов учета на распределительных пунктах отдельных потребителей; - низкие требования к точности применяемых измерительных приборов, обусловленная отсутствием необходимости в передачи данных; - отсутствие необходимости вызова представителей сторонних организаций при проведении ремонтных работ, поскольку отсутствует опломбировка приборов; - имеется возможность расширения системы контроля и учета за счет установки приборов учета на отдельных участках цехов или даже на отдельных наиболее энергоемких потребителях. Основным назначением технического учета электроэнергии в детском саду может служить контроль за потреблением электроэнергии с целью минимизации потерь на участках сети, а также оптимизации режимов работы как отдельных элементов системы электроснабжения, так и всей системы в целом. В детском саду будем осуществлять коммерческий учет потребленной электрической энергии. В качестве системы контроля и учета электрической энергии выбираем автоматическую систему контроля и учета электрической энергии (АСКУЭ). В России с началом проведения энергетической политики внедрение систем АСКУЭ на различных объектах, а также на объектах бытового сектора, стало актуальным. АСКУЭ представляет собой сложнейшую систему учета, контроля, а также управления потреблением энергоресурсов. Данная система включает в себя средства сбора и обработки информации, а также ее передача по линиям 62 связи и хранение на серверах. Структурная схема АСКУЭ приведена на рисунке 7.1. Рисунок 7.1 – Структурная схема АСКУЭ Представленная схема отражает четырехуровневую систему АСКУЭ. На первом уровне находится блок первичных измерительных приборов, т.е. то счетчики с измерительными трансформаторами напряжения и тока. К первому уровню относятся приборы, установленные либо непосредственно у потребителя, либо в распределительных пунктах или трансформаторных подстанциях. Информация со счетчиков передается на второй уровень – уровень сбора и передачи данных, представляющий собой концентраторы, которые осуществляют сбор и сортировки информации по определенному критерию с дальнейшей передачей на следующий уровень (уровень трансформаторных подстанций или распределительных устройств). 63 Третий уровень – центр сбора и обработки данных первого уровня. На данном уровне производится анализ полученной информации с целью выявления участков с высоким энергопотреблением (уровень распределительных устройств или ГПП). Четвертый уровень – центр сбора и обработки данных второго уровня. На данном уровне производится анализ результатов предыдущего уровня с целью установления энергопотребления предприятия (уровень ГПП или энергоснабжающей организации). Основными задачами АСКУЭ является: - обеспечение автоматического учета потребляемых энергоресурсов; - контроль качества электрической энергии и сигнализация в случае превышения допустимых параметров электрической сети; - планирование энергопотребления на основе данных об энергопотреблении и создании систем прогнозирования. Осуществим выбор счетчиков для системы учета электроэнергии детского сада. Так как система АСКУЭ осуществляет передачу данных не только внутри объекта, но и в энергоснабжающую организацию, то при выборе измерительных счетчиков необходимо учитывать их соответствие ГОСТ 2005, а также проверить наличие данных приборов в Государственном реестре средств измерений, допущенных к установке энергоснабжающими организациями. На основании анализа был произведен отбор ряда счетчиков: - SL-7000; - Евро-Альфа 1600; - Альфа; - АСЕ-6000; - Элвин; - Меркурий; - счетчик EMS; 64 - электросчетчик EPQS; - Энергия-9 и ряд других. В качестве измерительных приборов были выбраны счетчики Альфа А800, предназначенные для учета активной и реактивной энергии в трех и четырех проводных сетях. Внешний вид счетчика приведен на рисунке 7.2. Рисунок 7.2 – Внешний вид счетчика Альфа А800 Технические характеристики счетчика Альфа А800 приведены в таблице 7.1. 65 Таблица 7.1 – Технические характеристики счетчика Альфа А800 Наименование величины Значение 1 2 Класс точности по активной энергии (ГОСТ 5232305, 52322-05) по реактивной энергии (ГОСТ 26035-83) 0,2S; 0,5S 0,5; 1,0 Номинальные напряжения, В 3х57/100, 3х220/380, 3х127/220, 3х100, 3х220 Номинальные (максимальные) токи, А 1(10), 5 (10) Стартовый ток (чувствительность) по отношению к номинальному 0,001 Номинальная частота сети, Гц 50 ± 2,5 Количество тарифов 4 в сутках, 4 типа дней недели, 12 сезонов, летнее и зимнее время Погрешность хода внутренних часов ± 0,5 с/сутки Рабочий диапазон температур, °C от -40 до +65 Относительная влажность (не конденсирующаяся), % 0 … 95 Запись графиков нагрузки с 3 интервалами до 40 Запись параметров сети с 2 интервалами до 32 Длительность интервалов записи 1, 2, 3, 5, 10, 15, 30, 60 мин. Количество хранимых авточтений до 35 Количество импульсных каналов до 6-ти Постоянная счетчика по импульсному выходу, имп./кВт∙ч (квар∙ч) от 100 до 20000 66 Длительность выходных импульсов, м/с от 10 до 255 Цифровые интерфейсы RS-232, RS-485 Скорость обмена информацией при связи со счетчиком по цифровым интерфейсам, бод 300 - 19200 Самодиагностика счетчика есть Степень защиты корпуса IP 54 Средняя наработка до отказа, ч, не менее 120000 Межповерочный интервал, лет 12 Данный счетчик выполняет следующие функции: - измерение активных и реактивных энергии и мощности; - измерение параметров электросети; - фиксация максимальных значений параметров сети; - фиксация временных параметров (даты и времени), а также времени максимальных нагрузок предприятия; - хранение графиков нагрузок за длительный период времени; - передача параметров сети в систему АСКУЭ; - контроль заданных параметров электрической сети; - контроль потерь в линиях и трансформаторах. Структурная схема счетчика Альфа А800 приведена ни рисунке 7.3. 67 Рисунок 7.3 – Структурная схема счетчика Альфа А800 68 8. Охрана труда Электробезопасность — это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества. Охрана труда представляет собой согласованности нормы и правил, устанавливающих систему технических, санитарно-гигиенических, организационных мероприятий, направленных на обеспечение безопасных и здоровых условий труда. Вопрос безопасности в эксплуатации электрооборудования имеет особое значение и решает улучшение условий труда, улучшение защиты персонала от риска поражения электрическим током. Все мероприятия, направленные на улучшение условий труда, осуществляемые инженерами, имеющими вопросы безопасности и экономической безопасности. В данном разделе рассматриваются технические работы по обеспечению безопасной, безаварийной и высокопроизводительной работы электроустановок. Случаи поражения электрическим током человека являются результатом его прикосновения как минимум в двух точках электрической дуги. Опасность такого прикосновения зависит от нескольких факторов, таких как: - схема включения человека в электросеть; - напряжение сети; - схема самой сети; - режимы нейтрали сети; - степень изоляции токоведущих частей относительно земли. Двухфазное касание более опасно, поскольку большинство применений к человеческому телу в этой сети, сетевое напряжение и ток являются 69 максимальными: Ih UЛ 3 UФ * , Rh Rh где Rh - сопротивление тела человека, Ом. В соответствии с условиями безопасности прикосновения к фазовому проводу при нормальной работе сети более безопасная сеть с изолированной нейтралью. Эта схема применяется на участках с повышенным риском поражения электрическим током, в тех случаях, когда существует возможность поддерживать высокий уровень проводов изоляции относительно земли и когда мощность заземляющих проводов несущественна (передвижные установки, короткая сеть). Сеть с глухозаземленной нейтралью применяется там, где невозможно обеспечить хорошую изоляцию проводов, когда нет возможности быстро найти или устранить повреждение изоляции, или когда токи емкостной токи при замыкании достигают высоких значений, опасных для жизни человека (сети крупных промышленных предприятий). Правила выполнения системы уравнивания потенциалов определены стандартом МЭК 364-4-41. Электробезопасность людей в зависимости от условий окружающей среды и степени опасности поражения электрическим током обеспечивается благодаря ограждению токоведущих частей электроустановок, занулению, применению усиленной изоляции, пониженного напряжения и другим мерам. Во всех помещениях присоединены открытые проводящие части светильников общего освещения и стационарных электроприемников (электрических плит, кипятильников, бытовых кондиционеров, электрополотенец и т.д.) к нулевому защитному проводнику. Для защиты групповых линий, питающих штепсельные розетки для переносных электрических приборов, защитного отключения (УЗО). 70 предусматривается устройство При установке УЗО последовательно выполняются требования селективности. При двух- и многоступенчатой схемах УЗО, расположенное ближе к источнику питания, имеет уставку и время срабатывания не менее чем в 3 раза большие, чем у УЗО, расположенного ближе к потребителю. Система уравнивания потенциалов (рис. 8.1) на вводе реализуется с помощью главной заземляющей шины, размещаемой в отдельном шкафу. К этой шине подключаются проводники от всех заземлителей, металлических конструкций и трубопроводов. Рисунок 8.1 − Система уравнивания потенциалов На вводах в здание выполнена система уравнивания потенциалов путем объединения следующих проводящих частей: - основной (магистральный) защитный проводник; 71 - основной (магистральный) заземляющий проводник или основной заземляющий зажим; - стальные трубы коммуникаций зданий и между зданиями; - металлические части строительных конструкций, молниезащиты, системы центрального отопления, вентиляции и кондиционирования. Такие проводящие части соединены между собой на вводе в здание. Произведем расчет молниезащиты детского сада. Под молниезащитой объекта понимается комплекс мероприятий, направленных на предотвращение прямых ударов молний в здания, а также минимизации опасных последствий, возникающих при попадании ударов молний в объект (поражение персонала и детей электрическим током). Число грозовых часов области не превышает 50 в год. Число ожидаемых поражений молнией определяется на основании формулы для прямоугольных зданий: N = [(S+6·h)(L+6·h) -7,7·h2]·n·10-6; где S – ширина защищаемого объекта, м; L – длина защищаемого объекта, м; h - максимальное значение высоты защищаемого объекта, м; n – число ударов молний в год, принимаемое по усредненным характеристикам, шт; N = [(12+6·6)(42,5+6·6)-7,7·62]·50·10-6 = 0,175 шт. Так как число годовых ударов в защищаемый объект на превышает 0,2, а здания относятся к общественнным объектам, то по категории молниезащиты относится к III категории. Согласно все объекты, относящие к III категории по молниезащите должны быть защищены как от прямых ударов молний в объект, так и от заносов высоких потенциалов через металлические и конструкции надземного и подземного расположения. 72 Сопротивление молниезащиты объекта согласно нормам не должно превышать 20 Ом. Защита зданий может выполняться сеткой с двумя типоразмерами ячеек – 12 х 12 или 6 х 24 м. С учетом габаритных размеров защищаемых объектов выбираем сетку с размером рабочей ячейки 6х12. Сетка должна выполнятся из металлического прутка диаметром не менее 50 мм2. Предварительно выбираем для заземляющего устройства уголки вертикального типа размером 50х50 мм. Длина уголков должна состоять не менее 3 метров. Верхние концы вертикальных уголков соединяются между собой при помощи горизонтальных уголков. Способ соединения – сварка. Глубина заложения горизонтальных уголков – 0,5 м. Сопротивление одного вертикального электрода будет определяться по выражению: rв 0,16 K сез 2 lв 1 4 h lв ln ln , lв 0,95 b 2 4 h lв где ρ - удельное сопротивление чернозема, принимаемое равным 100 Ом·м, Ом·м; Ксез – поправочный коэффициент, учитывающий сезонное изменение грунта (принимается равным 1,4), о.е.; lв – длина вертикального заземлителя, м; b – ширина полки уголка, м; h – глубина заложения до средней точки электрода, м; rв 0,16 100 1,4 23 1 4 1,75 3 ln ln 39,55 Ом. 3 0,95 0,05 2 4 1,75 3 Необходимое количество вертикальных электродов будет определяться по выражению: 73 nв rв , Rз в где ηв - коэффициент использования вертикальных электродов (принимается равным 0,68); nв 39,55 2,91 шт. 20 0,68 Таким образом, устанавливаем 3 вертикальных заземлителя с промежутками по 1 м. Общее сопротивление вертикального заземлителя вычисляется по формуле: Rв Rв rв ; nв в 39,55 19,38 Ом. 3 0,68 Сопротивление горизонтального электрода будет равно: 0,16 Kсез lг2 rг ln ; lг d t 0,16 100 1,4 22 rг ln 57,42 Ом. 2 0,0475 0,5 Общее сопротивление горизонтального заземлителя определяется по выражению: r Rг г ; г Rг 57,42 114,84 Ом. 0,5 Сопротивление всего заземляющего устройства будет вычисляться по формуле: 74 Rв Rг ; Rв Rг Rз.г . Rз.г . 19,38 114,84 16 ,58 Ом. 19,38 114,84 Так как Rз.г. равное 16,58 Ом меньше 20 Ом, то расчет молниезащиты здания детского сада выполнен верно. 75 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В данной работе выполнено проектирование системы электроснабжения детского сада. На первом этапе на основании анализа современных трендов в сфере освещения был произведен расчет осветительной нагрузки детского сада, подобраны типы применяемых светильников и места их установки. На основании метода коэффициента спроса произведен расчет суммарной нагрузки детского сада как на отдельных щитках, так и на ВРУ в целом. Произведен выбор и проверка на основании расчета токов короткого замыкания коммутационно-защитной аппаратуры и кабельных линий. Произведен расчет контура заземления и молниезащиты детского сада, сопротивление которых соответствует установленным нормам. На последнем этапе осуществил внедрение системы автоматизированной системы контроля и учета электроэнергии в детском саду, позволяющей осуществлять коммерческий и технический учет потребленных энергоресурсов на объекте. Основным назначением технического учета электроэнергии на объекте является контроль за потреблением электроэнергии с целью минимизации потерь на участках сети, а также оптимизации режимов работы как отдельных элементов системы электроснабжения, так и всей системы в целом. В качестве счетчиков выбраны счетчики типа Альфа А800, входящие в Госреестр измерительных приборов. 76 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2035 года [Текст]: Государственная программа Российской Федерации. 2. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. – М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2003. – 304 с 3. Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок. – М.: Издательство ЦЕНТРМАГ, 2021. – 154 с 4. Правила устройства электроустановок. 7-ое изд., переработанное и дополненное. М.: Энергоатомиздат, 2006. - 692 с. 5. СП 52.13330.2016. Свод правил. Естественное и искусственное освещение, 2016. - 74 с. 6. РД 34.20.185-94. Инструкция по проектированию городских электрических сетей, 1994. - 48 с. 7. СП 256-1325800.2016. Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий, 2016. - 86 с. 8. 2013 Минаматская конвенция о ртути. Текст и приложения/ Октябрь г. - [Электронный ресурс]. URL: http://www.mercuryconvention.org/Portals/11/documents/Booklets/Minamata_ convention_Russian.pdf 9. Виктор Баев: Светотехника. Электрическое освещение и облучение. Колос, 2021 г. – 320 с. 10. ПР200 программируемое реле с дисплеем [Электронный ресурс]. Режим доступа – https://www.owen.ru/product/pr200. 11. Г. Ополева: Электроснабжение промышленных предприятий и городов. Учебное пособие. Форум, 2024 г. – 416 с. 12. Кольниченко, Усачев, Тарлаков: Основы электроснабжения. Учебник для СПО. Лань, 2022 г. – 252 с. 77 13. Синенко, Л.С. Электроснабжение [Электронный ресурс]: учеб. пособие по курсовому проектированию / Л.С. Синенко – Красноярск: ИПК СФУ, 2008 – 140 с. 14. Электротехнический справочник: В 4 т. Т.2. Электротехнические изделия и устройства [Текст] / Под общей ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. И.Н. Орлов) – 9 – е изд. Стер. – М.: Издательство МЭИ, 2003. – 518 с. 15. Кабышев А.В. Электроснабжение объектов. Ч.1. Расчет электрических нагрузок, нагрев проводников и электрооборудования: учебное пособие/ А.В. Кабышев. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2007. – 185 с. 16. Кабышев А.В., Обухов С.Г. Расчет и проектирование систем электроснабжения: Справочные материалы по электрооборудованию Учеб. пособие/ Том. политехн. ун-т. – Томск, 2005. – 168 с. 17. Долин, П. А. Основы техники безопасности в электроустановках: учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по энерг. спец. / П. А. Долин. - 2-е изд., перераб. и доп. - М: Энергоатомиздат, 1994. - 448 с. 78
