Проектирование системы электроснабжения многоэтажного жилого здания

---

Страницы:   1   2   3

---

СОДЕРЖАНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА С ИСХОДНЫМИ ДАННЫМИ НА РАЗРАБОТКУ ПРОЕКТА
• 1.1. Общая характеристика проектируемого объекта
• 1.2. Исходные данные для проектирования
• 1.3. Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения
• ГЛАВА 2. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ МНОГОКВАРТИРНОГО ЖИЛОГО ДОМА
• 2.1. Наружное освещение
• 2.2. Расчет электрических нагрузок
• 2.3. Выбор мощности силовых трансформаторов
• 2.4. Выбор сечения шинопровода
• 2.5. Выбор схемы электроснабжения
• 2.6. Выбор сечений питающих кабелей
• 2.7. Проверка сечений питающих кабелей по потере напряжения
• 2.8. Расчет токов короткого замыкания
• 2.9. Проверка правильности выбора защитной аппаратуры
• 2.10. Распределительные сети многоквартирного жилого дома
• 2.11. Электроосвещение
• ГЛАВА 3. ОПТИМИЗАЦИЯ РАСХОДА И УЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
• 3.1. Мероприятия по снижению потерь электрической энергии в городских электрических сетях
• 3.2. Автоматизированная система контроля, учета и управления электропотреблением
• 3.3. Уровни автоматизированной системы учёта электроэнергии
• 3.4. Варианты организации и построения АСКУЭ
• 3.5. Построение автоматизированной системы учёта
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

В стране опережающими темпами продолжает осуществляться грандиозная программа жилищного строительства. С помощью распределительных сетей обеспечиваются электричеством жилые дома, общественно-коммунальные учреждения, промышленные предприятия. Через городские и сельские распределительные сети передастся основная часть вырабатываемой в стране электрической энергии.[5]

Развитие распределительных сетей связано также с беспрерывным проникновением электричества во все сферы жизнедеятельности городского населения.

С увеличением электропотребления предъявляются все более высокие требования к надежности электрических сетей и качеству электроснабжения.

Рост электропотребления связан с беспрерывным проникновением электрической энергии во все сферы жизнедеятельности человека появилась потребность ее в больших количествах. Современные жилые дома энергоснащены большим количеством электрооборудования (электроплиты, электробойлеры, вентиляционные системы и насосы, дорогой бытовой электроникой, слаботочные системы). Новое оборудование требует качественно нового подхода — точного расчета, умелого планирования при рациональных затратах, современных систем защиты и автоматики.

В условиях развития рынка электроэнергии рыночной, возникла необходимость повышения управления электропотреблением. Одним из направлений решения данной задачи является точный контроль и учет электроэнергии, именно это направление должно обеспечить значительную часть общего энергосбережения. Одним из самых важных компонентов рынка электроэнергии является его инструментальное обеспечение, которое представляет собой совокупность систем, приборов, устройств, каналов связи, алгоритмов и т. п. для контроля и управления параметрами энергопотребления. Базой формирования и развития инструментального обеспечения являются автоматизированные системы контроля и учета потребления электроэнергии (АСКУЭ).

В связи с вышеизложенным, вопрос подачи электроэнергии и обеспечения качества и надежности электроснабжения электроустановок жилого дома является актуальным.

Цель представленной выпускной квалификационной работы – построение рациональной системы электроснабжения многоквартирного жилого дома, обеспечивающей требуемый уровень надежности электроснабжения потребителей и отвечающей экономическим интересам поставщиков и потребителей электроэнергии.

Исходя из этого, выделены следующие задачи разработки проекта:

— провести расчеты электрических нагрузок и обосновать выбор силового трансформатора;

— выбор схемы электроснабжения;

— определить сечения и марки кабелей, питающих кабельных линий (КЛ-0,4кВ) и сечение кабелей на освещение территории;

— провести расчет тока короткого замыкания (КЗ);

— выбрать и проверить коммутационные и защитные аппараты для питающих и распределительных сетей;

— рассмотреть вопрос повышения эффективности управления энергопотреблением.

Сложность проектирования системы электроснабжения состоит в соблюдение многочисленных норм и требований, точности расчета электрических нагрузок,  и выполнении задачи рационального использования электроэнергии. Электроприемники многоквартирного жилого дома относятся к первой или второй категории надежности электроснабжения и требуют подключения от двух независимых источников.

Предметом исследования являются расположение всех элементов электросети на объекте, нормативные документы и требования, которыми необходимо руководствоваться при проектировании электроснабжения многоквартирного жилого дома

В качестве объекта проектирования выбран строящийся многоквартирный жилой дом со встроенными (пристроенными) помещениями.

При проектировании систем электроснабжения важным является вопрос о наиболее выгодном расположении источника питания потребителей электроэнергии. Наиболее оптимальным расположением источника питания (главная понизительная подстанция, центральная подстанция и др.) является точка, в которой находится центр электрических нагрузок (ЦЭН).

Если источник питания находится в ЦЭН, то затраты на систему электроснабжения достигают наименьшего значения, когда нагрузки приёмников распределены симметрично относительно этого центра. [8]

Построение рациональной электрической схемы электроснабжения, грамотный подбор необходимого оборудования, точный расчет электрических нагрузок и сечений проводников, согласование защит на всех ступенях проектируемой сети электроснабжения обеспечит в дальнейшем удобство, простоту эксплуатации и высокую электро- и пожаробезопасность объекта.

 

ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА С ИСХОДНЫМИ ДАННЫМИ НА РАЗРАБОТКУ ПРОЕКТА

1.1. Общая характеристика проектируемого объекта

Жилой дом со встроенными (пристроенными) помещениями полукруглой конфигурации со сквозным проездом, образует внутри дворовое пространство. Жилой дом состоит из восьми секций различной этажности от 7 до 12 этажей.

Электроснабжение жилого района поступает от  ПС -196 110/35/6 кВ  по кабельным линиям 6 кВ на распределительный пункт РП — 228. От РП-228 происходит распределение электроэнергии по району на трансформаторные подстанции ТП. Схема районной распределительной сети представлена в Приложении 1.

Электроснабжение многоквартирного жилого дома предполагается осуществлять от проектируемой двухтрансформаторной подстанции 2БКРТП6/0,4кВ.

Ввод, учет и распределение электроэнергии выполняется в пяти проектируемых двухсекционных (на 2 ввода) главных распределительных щитах (ГРЩ1-5).

ГРЩ устанавливаются на первом этаже здания в помещениях электрощитовых.

Для электроприемников жилой части здания:

— ГРЩ1 – секции А,Б,В1;

— ГРЩ2 – секции В2, Г, Д;

— ГРЩ3 – секции Е,Ж.

Для электроприемников встроено-пристроенных помещений ГРЩ4, ГРЩ5.

Потребителями электроэнергии жилой части дома являются:

• электроприемники квартир (с электроплитами мощностью 10 кВт);
• рабочее освещение;
• аварийное освещение;
• противопожарные устройства (пожарные насосы, системы подпора воздуха, дымоудаления, пожарной сигнализации и оповещения о пожаре);
• лифтовое оборудование;
• насосное оборудование;
• наружное освещение;
• электроприемники ИТП.

Для распределения электроэнергии и защиты вводов в квартиры на каждом этаже  предусмотрены навесные совмещенные этажные щитки (ЩЭ) с клеммниками защитного заземления.

В квартирах устанавливается квартирный щиток (ЩК) навесного типа.

Первый и цокольный этажи жилого дома занимает торговое предприятие с административными помещениями. Торговое предприятие осуществляет торговлю промтоварами:  бытового электрооборудование, товары сотовой связи, фото-видео техника и т.д.

Потребителями электроэнергии торгового предприятия являются:

— электрическое освещение;

— бытовые розетки;

— кондиционеры;

— тепловые завесы;

— вентиляционные установки.

Для распределения электроэнергии встроено-пристроенных помещений предусмотрены щиты вводно-учетные (ЩВУ).

Внутреннее электроснабжение встроенных (пристроенных) помещений в данном проекте не рассматривается.

1.2. Исходные данные для проектирования

Вид строительства – новое строительство.

Напряжение питающей сети – 380/220В.

Ввод в квартиры – однофазный 220В.

Система заземления TN-C-S.

Общее количество квартир 406.

Площади торгового предприятия:

— торговая площадь S=2908м²;

— офисные помещения S=3490м²

Площадь прилегающей к зданию территории Sт=12620м².

Песчанно-глинистая почва (суглинок) влажностью более 1%.

Удельное сопротивление грунта 100 Ом∙м.

1.3. Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения

Важнейшим вопросом рационального построения распределительных сетей является установление требуемого уровня надежности электроснабжения потребителей. В зависимости от этих требований определяется объем резервных элементов в системе их питания, что влияет непосредственным образом на все технико-экономические показатели сетей.

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории.

Электроприемники первой категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения. [1]

Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров. [1]

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. [1]

Электроприемники третьей категории — все остальные электроприемники, не подпадающие под определения первой и второй категорий. [1]

Электроприёмники жилого здания подразделены на две основные группы: электроприёмники квартир и электроприёмники общедомового назначения. К первым относятся осветительные и бытовые электроприборы. Ко вторым относятся светильники лестничных клеток, технических подпольев, чердаков вестибюлей, холлов, служебных и других помещений, лифтовые установки, различные противопожарные устройства, элементы диспетчеризации, переговорно-вызывные устройства (домофоны), кодовые замки и т.п.

В жилом доме имеются электроплиты, противопожарные устройства, лифты, эвакуационное и аварийное освещение, а согласно ПУЭ жилые дома с электроплитами относятся к электроприемникам второй категории, перерыв электроснабжения которых приводит к нарушению нормальной деятельности значительного количества городских жителей.

Электроприемники противопожарных устройств, лифты, эвакуационное и аварийное освещение относятся к электроприемникам I категории, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, нарушение функционирования особо важных элементов городского хозяйства. 
Для электроприемников I категории обязательно питание от двух независимых источников, к числу которых могут быть отнесены и силовые трансформаторы, если они подключены к различным, не связанным между собой, секциям распредустройства высшего напряжения. При этом резервное питание электроприемников должно иметь автоматическое включение (АВР). Перерыв в электроснабжении первой категории допускается лишь на время срабатывания АВР, а перерыв в электроснабжении II категории допустим на время необходимое для включения резервного питания действиями оперативно дежурного персонала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 2. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ МНОГОКВАРТИРНОГО ЖИЛОГО ДОМА

2.1. Наружное освещение

Система наружного освещения предназначена для обеспечения необходимого уровня освещенности на территории многоквартирного жилого дома.

Подключение электроприемников наружного освещения предусмотрено от ГРЩ-1, ГРЩ-2, ГРЩ-3 через распределительные щиты ЩНО1-3. Щиты ЩНО устанавливаются в электрощитовых помещениях.

Управление наружным освещением предусмотрено:

— дистанционное — с диспетчерского пульта;

— ручное (местное) – непосредственно со щитов ЩНО1-3, с помощью кнопок.

— автоматическое – с помощью реле времени.

2.1.1. Нормы освещенности и выбор источников света

Основной задачей уличного освещения является создание достаточной яркости на проезжей части улиц и на тротуарах, т.е. на горизонтальной поверхности. Средняя горизонтальная освещенность определяется согласно СНиП23-05-95:

— физкультурные площадки и площадки для игр детей Е_ср=10лк;

— проезды основные Е_ср=4лк;

— проезды второстепенные, в том числе тротуары-подъезды  Е_ср=2лк.

Средняя ширина проезжей части 10м.

В установках наружного освещения следует использовать светильники с разрядными источниками света высокого давления, в том числе для установок освещения улиц и дорог с транспортным движением — преимущественно с натриевыми лампами высокого давления. [5]

В качестве источника света в светильнике используется натриевая лампа ДНаТ150 мощностью 150Вт. Светильники типа ЖКУ 33-150-00.

Над проезжей частью улиц, дорог и площадей светильники должны устанавливаться на высоте не менее 6,5 м. [1]

Освещение производится с опор высотой 7,5м. Опоры конические изготовляются из листовой стали методом гибки, с одним продольным сварным швом типа (ОГККВ-7,5).

Крепление светильника к опоре осуществляется с помощью кронштейна типа К20-0,5-0-0 (для одного светильника), К21-0,5-0-0 и К21(90)-0,5-0-0 (для двух светильников), наклон светильника к горизонтали под углом 15°.

2.1.2. Расчет наружного освещения

Расчет наружного освещения заключается в определении расстояния между светильниками (шага светильников).

Светотехнический расчет выполняется по методу коэффициента использования светового потока по формуле:

где  L – нормируемая яркость покрытия, кд/м²(определяется по таблице 11 СНиП 23-05-95);

К_с  –  коэффициент запаса ;

η_L – коэффициент использования светового потока (определяется в зависимости от типа ламп, угла наклона светильника, характеристики покрытия, отношения дороги к высоте установки светильников).

По рассчитанному световому потоку Ф и световому потоку выбранных ламп Фл определяется расстояние между светильниками:

l = S / b ,м    (2)

S – площадь, которую могут осветить лампы, м²;

b – ширина проезда (улицы), м.

Расчеты проводились при коэффициенте запаса – 1,5. Данный коэффициент учитывает спад светового потока в связи с уменьшением потока лампы в течение срока службы и наружное загрязнение стекла светильника.

Световой поток выбранной лампы Фл=1500лм, может осветить площадь:

что при ширине проезжей части b=10 м соответствует:

Площадь освещаемой территории Sт=12520м². Исходя из этого, определяется необходимое количество светильников:

Таким образом, для освещения территории жилого дома необходимо 39 светильников ЖКУ 33-150-001.  Шаг расстановки светильников 30-35м. Данный шаг расстановки позволит не только добиться требуемых значений по освещённости, но и получить равномерное освещение по всей территории, без явных провалов.

2.1.3. Расчет электрических нагрузок наружного освещения

Установленная мощность (Р_у) определяется как сумма мощности всех ламп (Р_л). Расчетная мощность определяется:

где КС-коэффициент спроса.

Определяется реактивная мощность:

где tgφ — коэффициент реактивной мощности.

Полная нагрузка составит:

Расчётный ток определяется:

Результаты расчетов сведены в таблицу1.

Таблица 1. Расчет электрических нагрузок на наружное освещение.

 

2.2. Расчет электрических нагрузок

Важным этапом проектирования любой системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. Электрической нагрузкой называют мощность или ток, потребляемые электроприёмником, либо потребителем в установленные моменты или интервалы времени. Нагрузка может измеряться полной, активной и реактивной мощностью либо полным, активным или реактивным током.

Расчет электрических нагрузок поможет определиться с выбором силовых коммутирующих устройств внутри дома и на трансформаторной подстанции, а также, чтобы подобрать сечение кабельной линии  от подстанции Расчет электрических нагрузок производится в целях защиты от перегрузки по потребляемой мощности, определяет выбор всех элементов и технико-экономические показатели проектируемой системы электроснабжения.

В основу расчета положена Инструкция по проектированию городских электрических сетей (РД 34.20.185-94) с учетом удельных значений, приведенных в СП 31-110-2003.

Расчетная нагрузка питающих линий, вводов и на шинах РУ — 0,4 кВ ТП от электроприемников квартир повышенной комфортности (Р_р.кв) определяется по формуле:

где Р_кв — нагрузка электроприемников квартир повышенной комфортности, кВт;

n — количество квартир;

К_о – коэффициент одновременности для квартир повышенной комфортности, принимаем согласно таблице 6.3 СП31-110-2003.

Удельные расчетные нагрузки квартир, согласно СП31-110-2003, включают в себя нагрузку освещения общедомовых помещений (лестничных клеток, подполий, технических этажей, чердаков и т. д.), а также нагрузку слаботочных устройств и мелкого силового оборудования.

Согласно РД 34.20.185-94 удельные расчетные нагрузки не учитывают общедомовую силовую нагрузку, осветительную и силовую нагрузку встроенных (пристроенных) помещений общественного назначения.

Расчетная нагрузка линии питания лифтов и прочих силовых электроприемников жилого дома  определяем по формуле:

где  К_с – коэффициент спроса, определяем по табличным данным СП31-110-2003, в зависимости от числа электроприемников;

Р_у – установленная мощность электроприемника по паспорту, кВт.

Мощность резервных электродвигателей, а также электроприемников противопожарных устройств и уборочных механизмов при расчете электрических нагрузок питающих линий и вводов в здание не учитывается.

Р_р.жд — расчетная нагрузка жилого дома определяется по формуле :

где Р_кв – расчетнапя нагрузка электроприемников квартир, кВт;

Р_с – расчетная нагрузка силовых электроприемников, кВт.

Полная нагрузка составит:

где Q_р.жд — реактивная мощность определяется:

Расчётный ток определяется:

Коэффициенты мощности электроприемников жилых зданий принимаем по СП31-110-2003.

Расчетную нагрузку питающих линий, вводов и на шинах РУ — 0,4 кВ ТП от электроприемников встроенных (пристроенных) помещений определяем:

где Р_уд – удельная нагрузка, кВт/м²;

S – площадь помещения, м².

Согласно таблице 6.14 СП31-110-2003 определяем удельную нагрузку:

-для офисных помещений Руд=0,054кВт/м²

— для торговых помещений Руд=0,16кВт/м²

Расчеты электрических нагрузок будем производить на примере ГРЩ1, остальные расчеты аналогичны, результаты расчетов сведены в таблицы 2.1-2.6.

Определяем нагрузку электроприемников квартир секции А, секции Б и секции В1 ГРЩ1:

Определяем нагрузку лифтового оборудования секции А, секции Б и секции В1:

Для потребителей жилых и общественных зданий компенсация реактивной нагрузки, как правило, не требуется.[2]

 

Таблица 2.1 Расчет электрических нагрузок ГРЩ1

 

Таблица 2.2 Расчет электрических нагрузок ГРЩ2

 

Таблица 2.3 Расчет электрических нагрузок ГРЩ3

 

Таблица 2.4 Расчет электрических нагрузок ГРЩ4

 

Таблица 2.5 Расчет электрических нагрузок ГРЩ5

 

Таблица 2.6 Расчет электрических нагрузок здания

---

Страницы:   1   2   3

---