Анализ режимов работи системы электроснабжения СумГУ

освещение (Б).dwg

БР 3.6.050701.160 ГЧ
Схема электроосвещения
светильник настенный
светильник потолочный
выключатель одноклавишный
выключатель двухклавишный
Выпускная работа бакалавра

модернизация (В).dwg

БР 3.6.050701.160 ГЧ
Модернизация электроснабжения аудитории ЭТ-304
Выпускная работа бакалавра

розетки (А).dwg

БР 3.6.050701.160 ГЧ
Схема электроснабжения
штепсельная розетка трехполюсная
штепсельная розетка двухполюсная
Выпускная работа бакалавра

Бакалавр.docx

Министерство образования науки молодежи и спорта Украины
Сумский государственный университет
Факультет электроники и информационных технологий
Кафедра электроэнергетики
Зав. кафедрой электроэнергетики
Выпускная работа бакалавра
тема "Анализ режимов работи системы электроснабжения СумГУ
по направлению 6.050701 «Электротехника и электротехнологии»
Руководитель Лебедка С.Н.
Пояснительная записка: 59 страницы 2 рисунка 20 таблиц 3 приложения 12 источников.
Название документа: Выпускная работа бакалавра на тему " Анализ режимов работи системы электроснабжения СумГУ
Основное содержание роботы: Приведены характеристики объекта электроснабжения выполнено определение электрических нагрузок параметров и характеристик электроснабжения объекта. Выполнен расчет и проверка сечения кабелей уставок и отключающей способности аппаратов защиты. Проведена модернизация кабелей и автоматических выключателей в аудитории ЭТ-304.
Ключевые слова: Энергетика потребители электрическая энергия электрические сети электроснабжение электроосвещение автоматические выключатели кабели.
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ СИМВОЛОВ
ЕДИНИЦ СОКРАЩЕНИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЙ
АСУЭ – автоматизированная система учета энергопотребления
ВТХ – времятоковая характеристика
ГОСТ – государственный стандарт
КЗ – короткое замыкание
ПЗО – последовательное защитное устройство
ПТЭЭП – Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей
ПУЭ – Правила устройства электроустановок
СНиП – Строительные нормы и правила
УЗО – устройство защитного отключения
Характеристика объекта
1 Общая характеристика объекта
2 Силовые электроприемники
3 Электроприемники электроосвещения
4 Вводно-распределительные устройства
6 Щиты электроосвещения
7 Кабельная сеть силовых электроприемников
8 Кабельная сеть электроосвещения
9 Заземляющие устройства и устройства выравнивания потенциала
Анализ электроснабжения объекта
1 Соответствие конструкции режимов работы силовой сети и сети электроосвещения требованиям ПУЭ и ПТЭЭП
2 Проверка сечения проводов и кабелей в силовой сети
3 Проверка сечения проводов и кабелей в сети электроосвещения
4 Проверка потерь напряжения в силовой сети
5 Проверка потерь напряжения в сети электроосвещения
6 Проверка аппаратуры защиты силовой сети
7 Проверка аппаратуры защиты сети электроосвещения
Модернизация обьекта
1.1 Исходные данные объекта
1.2 Характеристика электропитания объекта
2 Расчет розеточной сети электроприемников
2.1 Расчет сечения провода розеточной сети
2.2 Проверка потерь напряжения в силовой сети
2.3 Проверка аппаратуры защиты силовой сети
3 Расчет сети электроосвещения
3.1 Расчет сечения проводов сети электроосвещения
3.2 Проверка потерь напряжения в сети освещения
3.3 Проверка аппаратуры защиты осветительной сети
4 Расчет аппаратуры силового щита
5 Расчет кабеля питающего щит освещения
5.1 Расчет сечения кабеля питающего щит освещения
5.2 Проверка потерь напряжения в кабеле питающем щит освещения
Приложение А. Схема электроснабжения
Приложение Б. Схема электроосвещения
Приложение В. Модернизация электроснабжения аудитории ЭТ-304
Список использованной литературы
Основные требования к электроустановкам помещений отражены в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ) стандартах Украины Строительных нормах и правилах (СНиП) Сводах правил (СП) инструкциях рекомендациях указаниях выпускаемых Держстандартом Энергонадзором Энергосбытом и другими уполномоченными государственными органами. Все требования направлены на обеспечение надежности электро- пожаробезопасности и экономичности электроустановок при соблюдении условий комфортной работы людей.
Надежность электроснабжения общественных зданий должна соответствовать требованиям ПУЭ СП31-110–2003 и других нормативных документов. По классификации ПУЭ это как правило потребители II и III категорий надежности. Для некоторых зданий допускается использование в качестве резервного источника электроэнергии автономного дизель-генератора. Электроснабжение общественных зданий с установленной мощностью электроприемников более 11 кВт следует как правило осуществлять от трехфазной сети. Неравномерность нагрузки при распределении ее по фазам не должна превышать 15%.
В общественных зданиях как правило предусматривается:
-установка приборов учета (однофазных и трехфазных счетчиков) на вводе в помещения;
-включение потребителей в автоматизированную систему учета электропотребления (АСУЭ) (по техническим условиям Энергосбыта);
-установка не менее одной розетки на ток 10 (16) А на каждые полные и неполные 4 м периметра помещения;
-установка в коридорах холлах прихожих не менее одной розетки – на каждые полные и неполные 10 м2. Розеточная сеть выполняется трехпроводной (фаза основной или рабочий нулевой проводник и защитный нулевой проводник).
-установка в санузлах розеток специального назначения предназначенных для этих помещений. Вся сеть розеток обязательно подключается к системе распределительных сетей через автомат с УЗО;
-устройство рабочего и эвакуационного искусственного освещения.
При проектировании электроустановок должны быть предусмотрены мероприятия и технические средства обеспечивающие электробезопасность и пожарную безопасность. К таким мероприятиям и средствам относятся: применение устройств защитного отключения; применение электрических розеток с защитными шторками; заземление; защитное зануление; система уравнивания потенциалов.
Проект электроснабжения должны обеспечивать энергоэффективность эстетичность и функциональность электроустановок.
Под энергоэффективностью подразумевается рациональное использование электроэнергии. Энергоэффективность достигается например: применением наиболее эффективных источников света т.е. обладающих наибольшей световой отдачей и сроком службы; построением схемы сети искусственного освещения таким образом чтобы обеспечивалось отключение части светильников; оснащение терморегуляторами устройств электроотопления помещений.
Одним из условий комфортности является архитектурно-художественное оформление интерьеров помещений поэтому электроустановки в этих помещениях не должны нарушать общих дизайнерских решений. Это в первую очередь относится к электропроводкам различным выключателям и розеткам светильникам и пр.
Функциональность электроустановок определяется удобством их использования. Учитывая этот фактор при проектировании необходимо размещать различную электроаппаратуру в наиболее удобных для человека местах и максимально использовать возможности дистанционного управления.
Характеристика объекта.
1 Общая характеристика объекта.
Исходными данными для проектирования системы электроснабжения и электроосвещения являются:
план помещений с указанием мест размещения основных электроприемников (светильников розеток);
перечень электроприемников с указанием их количества и мощности.
План помещений показан в приложении А. Перечень помещений и электропотребителей в них приведен в таблице 1.1.1.
Перечень помещений и электропотребителей.
Наименование и назначение помещения
Силовые электроприемники
Электроприемники освещения
Кол-во мощность (ток)
Светильники общего освещения
люминесцентные 2шт 2х36 Вт
люминесцентные4шт 1х36 Вт
Светильники местного освещения
накаливания 31х60 Вт
люминесцентные 31шт 1х36 Вт; 5шт 2х36 Вт ; накаливания 61х500 Вт
люминесцентные2шт 2х36 Вт
аудитория ЭТ-302в (зав.каф.)
накаливания 24х60 Вт
люминесцентные2шт 4х18 Вт
накаливания 11х60 Вт12х60 Вт
аудитория ЭТ-302г (кладовая)
накаливания 22х60 Вт
Продолжение таблицы 1.1.1
люминесцентные 6шт 4х18 Вт
люминесцентные 81шт 2х36 Вт
люминесцентные 4шт 4х18 Вт
люминесцентные 2шт 4х18 Вт
люминесцентные8шт 4х18 Вт
люминесцентные 2шт 4х36 Вт; накаливания
люминесцентные4шт 4х18 Вт
люминесцентные20шт 4х18 Вт
люминесцентные4шт. 4х18 Вт
люминесцентные6шт. 4х18 Вт
люминесцентные3шт 2х36 Вт
накаливания 91х250 Вт; люминесцентные18шт 2х36 Вт
люминесцентные1шт 2х36 Вт
Коридор (кафедра СУ)
Коридор (левое крыло)
люминисцентные1шт 2х36 Вт; накаливания
люминисцентные2шт 2х36 Вт
люминисцентные5шт 2х36 Вт
Коридор (правое крыло)
люминисцентные4шт 2х36 Вт
накаливания 81х40 Вт
накаливания 21х60 Вт
2 Силовые электроприемники.
Расчетная нагрузка на вводе в помещение определяется суммированием номинальных мощностей всех групп электроприемников розеточной и осветительной сети с учетом коэффициента спроса:
где n – количество однотипных электроприемников в группе;
Pз – заявленная мощность электроприемника;
Кс – коэффициент спроса который зависит от вида электроприемника и возможного количества одновременно включенных электроприемников в группе.
При отсутствии данных основанных на специальных обследованиях значение коэффициента спроса следует принимать:
— для небольших производственных зданий;
5 — для производственных зданий состоящих из отдельных крупных пролетов;
5 — для производственных зданий состоящих из многих отдельных помещений;
— для административно-бытовых инженерно-лабораторных и других корпусов;
— для складских зданий состоящих из многих отдельных помещений;
— для линий питающих отдельные групповые щитки.
По известной заявленной и расчетной мощности определяются заявленный и расчетный ток группы электроприемников:
где U – напряжение источника питания
Расчетная нагрузка и расчетный ток электропримеников приведены в таблице 1.2.1.
Расчетная нагрузка и расчетный ток электроприемников
наименов. и назначение помещений
наименов. эл. приемников
Продолжение таблицы 1.2.1
наимен. и назначение помещений
наимен. эл. Приемников
наимен. эл. приемников
Розетка(кондиционер местное освещ.)
Светильники общего освещения(W1-1)
Светильники общего освещения (W2-1)
3 Электроприемники электроосвещения.
В помещениях используется общее и местное освещение характеристики которого приведены в таблице 1.3.1.
Электроприемники электроосвещения
Наименование электроприемника электроосвещения
Потолочный светильник общего эл. освещения
Настольный светильник местного эл.освещения
Настенный светильник общего эл.освещения
Продолжение таблицы 1.3.1
Встроенный светильник общего эл. освещения
Настенный светильник местного эл. освещения
Настольный светильник местного эл. освещения
Настенный светильник общего эл. освещения
Настенный светильник местного эл.освещения
4 Вводно-распределительные устройства.
Питание электроприёмников выполняется от сети 380220В с системой заземления PEN. В качестве вводно–распределительного устройства используются модульные щиты. В щитах установлены автоматические выключатели типа АП-50 или А3161. Линии силовых электропотребителей и потребителей электроосвещения защищаются общим аппаратом защиты.
На этаже имеется 10 силовых щитов. В щитах смонтированы автоматические выключатели на отходящих линиях.
6 Щиты электроосвещения.
На этаже имеется 8 щитов электроосвещения которые совмещены с силовыми щитами выполненными по модульному принципу. В щитах смонтированы автоматические выключатели на отходящих линиях электроосвещения.
7 Кабельная сеть силовых электроприемников.
Кабельная сеть силовых электроприемников выполнена проводом АВВГ или АППВ расположенными под штукатуркой. Соединение проводов силовой сети выполнено в распределительных коробках расположенных под потолком. Розетки силовой сети выполнены встроенными.
8 Кабельная сеть электроосвещения.
Кабельная сеть электроосвещения выполнена проводом АППВ расположенным под штукатуркой и в пустотах перекрытия. Соединение проводов сети электроосвещения выполнено в распределительных коробках расположенных под потолком. Выключатели электроосвещения проходы выходы из помещений и лестничные площадки не снабжены светильниками эвакуационного освещения и световыми указателями.
9 Заземляющие устройства
Заземляющее устройство выполнено общим для всего здания.
1 Соответствие конструкции режимов работы силовой сети и сети электроосвещения требованиям ПУЭ и ПТЭЭП.
Соответствие конструкции режимов работы силовой сети и сети электроосвещения требованиям ПУЭ и ПТЭЭП показано в таблице 2.1.1.
Соответствие сети требованиям ПУЭ и ПТЭЭП.
Требование ПУЭ и ПТЭЭП
Соответствует или нет
7.61 Питание электроустановок напряжением до 1кВ как правило выполняют с использованием системы заземления TN.
Сети прокладываемые при электромонтаже от групповых щитков до штепсельных розеток и светильников с металлическими корпусами должны выполняться трёхпроводными (фазный нулевой рабочий N и нулевой защитный РЕ проводники). Заземление корпуса светильника ответвлением от рабочего проводника внутри светильника – запрещается.
В щите должны быть предусмотрены раздельные зажимы для нулевого и защитного проводников.
7.76 Дополнительной мерой защиты от поражения электрическим током в случае прямого прикосновения в электроустановках напряжением до 1кВ является применение УЗО с номинальным дифференциальным током отключения не более 30мА.
Нулевой рабочий проводник в цепи защищаемой УЗО не должен соединяться с заземлёнными корпусами электрооборудования с защитными контактами штепсельных розеток.
7.77 Корпуса электрических машин аппаратов светильников и др. следует соединять с PE-проводником.
7.78 В помещениях где применяют такие меры защиты как автоматическое отключение питания или защитное заземление необходимо выполнять защитное уравнивание потенциалов.
При выполнении электромонтажных работ должна быть выполнена система уравнивания потенциалов соединяющая между собой следующие проводящие части:
защитный проводник РЕN питающей сети;
заземляющий проводник присоединённый к искусственному заземлителю;
металлические трубы коммуникаций входящие в данные помещения (трубы холодного водоснабжения канализации газопроводов и т.п.). Соединение указанных проходящих частей между собой следует выполнить при помощи главной заземляющей шины.
7.82 В системе TN время автоматического отключения питания в групповых цепях с рабочим током до 32А не должно превышать 04 секунды.
Продолжение таблицы 2.1.1
1.3 Аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать максимальному току КЗ в начале защищаемого участка электрической сети.
1.4 Номинальные токи уставок автоматических выключателей служащих для защиты отдельных участков сети во всех случаях следует выбирать по возможности наименьшими по расчетным токам этих участков или по номинальным токам электроприемников.
1.14 Аппараты защиты следует располагать в доступных для обслуживания местах. Аппараты защиты с открытыми токоведущими частями должны быть доступны для обслуживания только квалифицированному персоналу.
1.21 Эвакуационное освещение должно обеспечивать освещенность на полу главных проходов и на лестницах 05лк.
1.22 Светильники и световые указатели эвакуационного освещения в общественных зданиях следует присоединять к сети не связанной с сетью рабочего освещения.
2.6 Линии сети питания рабочего освещения и эвакуационного освещения должны иметь в распределительных устройствах от которых эти линии отходят самостоятельные аппараты защиты и управления для каждой линии.
При питании нескольких штепсельных розеток от одной групповой линии ответвления защитного проводника к каждой штепсельной розетке должны выполняться в ответвительных коробках или (при питании розеток шлейфом) в коробках для установки розеток одним из принятых способов:
Электропроводка должна обеспечивать возможность легкого распознавания по всей длине проводников по цветам:
голубого цвета – для обозначения нулевого рабочего проводника;
двухцветной комбинации зелёно – жёлтого цвета – для обозначения нулевого защитного проводника;
черного коричневого красного фиолетового серого розового белого оранжевого бирюзового цвета – для обозначения фазного проводника.
Проверка сечения провода осуществляется по допустимому длительному току для конкретного типа провода или кабеля в зависимости от условий его прокладки. Расчетные значения токов приведены в таблице 2.
Допустимый длительный ток для кабеля должен превышать величину
где К1 – учитывает влияние температуры окружающей среды отличной от 300С в зависимости от типа изоляции. Принимаем K1=1.
К2 – учитывает влияние способа прокладки. Принимаем K2=08.
К3 – учитывает взаимное влияние проложенных рядом кабелей (расстояние между кабелями менее двух диаметров большего из двух кабелей). Принимаем K3=068.
По типу изоляции кабеля или провода материалу жилы и допустимому длительному току выбираем минимальное сечение провода.
Результаты проверки сечения проводов и кабелей силовой сети приведены в таблице 2.2.1.
Проверка сечения проводов и кабелей силовой сети.
Допустимый длительный ток
расчетное сечение провода
Фактическое сечение провода
Светильники эл.освещения
Продолжение таблицы 2.2.1
Проверка сечения провода осуществляется по допустимому длительному току для конкретного типа провода или кабеля в зависимости от условий его прокладки. По условиям обеспечения механической прочности принимается минимальное сечение 15мм2 для медных проводников и 25мм2 для алюминиевых проводников.
Результаты проверки сечения проводов и кабелей сети электроосвещения приведены в таблице 2.3.1.
Проверка сечения проводов и кабелей сети электроосвещения.
Наименование Электроприемника
Расчетное сечение провода
Фактичес-кое сечение провода
коридор(левое крыло)
Проверка проводов и кабелей осуществляется по величине падения напряжения
где U - падение напряжения в системе электроснабжения;
P Q- активная и реактивная составляющие мощности передаваемой потребителю;
R и X - активное и индуктивное сопротивления сети.
Действительная часть формулы называется потерей напряжения и характеризует изменение величины напряжения. Мнимая часть формулы характеризует фазовый сдвиг напряжения у потребителя относительно напряжения источника питания. При проектировании электроснабжения и электрооборудования важна величина действительной части т.е. потеря напряжения.
Проверка выбранных проводников по потере напряжения из условия обеспечения необходимых (регламентированных стандартами) уровней напряжения у самых удаленных от источника питания потребителей осуществляется следующим образом.
Выполняется расчет потери напряжения (%) по формуле:
Индуктивным сопротивлением проводников сечением менее 50 мм2 можно пренебречь т.е. Х = 0. Активное сопротивление определяется по справочным данным в зависимости от материала и сечения кабеля. Таким образом падение напряжения можно рассчитать по формуле
где Iр – расчетная сила тока;
– удельное сопротивление жилы кабеля в зависимости от его материала для медной жилы =00175 Оммм2м для алюминиевой жилы =0028 Оммм2м;
S – сечение провода;
Uн – напряжение питания.
Допустимым падением напряжения считается 5%. Расчет потери напряжения в силовой сети приведен в таблице 2.4.1.
Проверка потерь напряжения в силовой сети.
Аудитория ЭТ-302в (завкаф)
Аудитория ЭТ-302г(кладовая)
Продолжение таблицы 2.4.1
Спортзал (правая часть)
Спортзал (левая часть)
Расчет потери напряжения в сети электроосвещения приведен в таблице 2.5.1.
Проверка потерь напряжения в сети электроосвещения.
Номинальный ток автоматического выключателя защищающего проводник должен быть равен или больше максимального тока нагрузки.
Автоматические выключатели выбираются по максимальному току нагрузки. Выбор осуществляется согласно стандартного ряда значений 05; 1; 2; 25; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 А.
Розеточные группы должны защищаться с помощью УЗО с дифференциальным током срабатывания 30мА. Номинальный рабочий ток УЗО должен быть на ступень выше чем номинальный ток последовательного защитного устройства (ПЗО) который в случае разветвленной распределительной сети определяется суммарным током всех автоматических выключателей группы электроприемников. Номинальный ток нагрузки In выбирается из ряда: 6 10 16 25 40 63 80 100 125 А.
Чувствительность расцепителя описывается время-токовой характеристикой – это зависимость времени отключения коммутируемой цепи от тока протекающего в этой цепи. Ток как правило указывается не в абсолютной величине а отношением к номинальному току IIном т.е. во сколько раз ток превышает номинальный для данного выключателя.
На рисунке 2.6.1 представлена типичная ВТХ для выключателя с характеристикой типа С. Две линии изображаются для крайних значений рабочих температур аппарата (как правило для -10 и +60 градусов Цельсия).
Рисунок 2.6.1 Время-токовая характеристика выключателя с характеристикой типа С.
В таблице 2.6.1 представлены возможные сферы применения выключателей с различными время-токовыми характеристиками.
Характеристики автоматических выключателей.
Для размыкания цепей с большой протяженностью электропроводки и для защиты полупроводниковых устройств.
Для осветительных сетей общего назначения
Для осветительных цепей и электроустановок с умеренными пусковыми токам (двигатели и трансформаторы)
Для цепей с активно-индуктивной нагрузкой а также
для защиты электродвигателей с большими пусковыми токами
Для индуктивных нагрузок
Для электронных устройств
Во время расцепления контактов может возникнуть электрическая дуга поэтому контакты имеют особую форму и находятся в дугогасительной камере которая представляет собой набор металлических пластин скрепленных между собою в виде этажерки. Эти пластины «рубят» электрическую дугу на части тем самым снижая ее разрушающее воздействие. Потому чем больше пластин в дугагосительной решетке тем больший ток короткого замыкания способен погасить автоматический выключатель либо тем большей отключающей способностью он обладает.
Отключающая способность является основным параметром для выбора автоматического выключателя. Отключающая способность - это действующее значение установившегося тока короткого замыкания (при отсутствии автоматического выключателя – выключатель условно заменен проводником с бесконечно малым сопротивлением) который способен отключить выключатель без нарушения его работоспособности. Иными словами если отключающая способность заявлена 6 кА то при прохождении тока 6000А через автомат он должен практически мгновенно отключиться и при этом сохранить свою работоспособность.
Автомат должен обладать номинальной наибольшей отключающей способностью Icn перекрывающую максимальный ток КЗ в данной цепи.
Не менее важным параметром при выборе АВ является класс токоограничения. Выключатель с токоограничением не позволяет току КЗ принять его максимальное значение и быстрее производит отключение. По показателю токоограничения автоматические выключатели подразделяются на три класса – 123.Чем выше класс выключателя тем большую энергию он способен пропустить тем меньше термическое действие тока короткого замыкания в защищаемой цепи. Класс токоограничения 2 ограничивает по времени короткое замыкание в пределах полупериода класс 3 ограничивает короткое замыкание в пределах 13 полупериода. Если автомат с токоограничением но не указан класс то должна предоставляется интегральная характеристика I²t.
Для определения отключающей способности автоматического выключателя необходимо провести расчет токов короткого замыкания по формуле
где Zc – сопротивление системы принимаем Zc=05Ом;
r0 – удельное сопротивление жилы кабеля в зависимости от его материала;
Результаты проверки аппаратуры защиты силовой сети приведены в таблице 2.6.2.
Проверка аппаратуры защиты силовой сети.
Продолжение таблицы 2.6.2
Используя чувствительность автоматического выключателя определим время отключения. По ВТХ показанной на рисунке 2 время отключения автоматического выключателя для всех электроприемников не превышает 04с.
Результаты проверки аппаратуры защиты силовой сети приведены в таблице 2.7.2.
Проверка аппаратуры защиты осветительной сети.
Используя чувствительность автоматического выключателя определим время отключения. По ВТХ показанной на рисунке 2 время отключения автоматического выключателя для всех электроприемников не превышает 04с.
Модернизация объекта
план помещения с указанием мест размещения основных электроприемников (светильников и розеток);
План помещения показан в приложении В. Перечень электропотребителей в помещении приведен в таблице 3.1.1.
Электропотребители аудитории ЭТ-304
Питание электроприёмников выполняется от сети 220В с системой заземления TN-C-S. В качестве вводно–распределительного устройства используется модульный щит. В щите установлены автоматические выключатели типа ВА 47-29. Линии силовых электропотребителей и потребителей электроосвещения защищены собственными аппаратами защиты.
В помещении имеется 1 силовой щит в котором смонтирован автоматический выключатель на отходящей линии бытовых розеток. Также смонтирован защитный автомат на отходящей линии к щиту электроосвещения который находится в аудитории. В щите освещения смонтированы 9 автоматических выключателей на отходящих линиях электроосвещения.
Кабельная сеть силовых электроприемников выполнена кабелем ВВГ расположенным под штукатуркой. Соединение проводов силовой сети выполнено в распределительных коробках расположенных под потолком. Розетки силовой сети выполнены встроенными.
Кабельная сеть электроосвещения выполнена проводом ППВ расположенным под штукатуркой и в пустотах перекрытия. Соединение проводов сети электроосвещения выполнено в распределительных коробках расположенных под потолком. Функцию выключателей электроосвещения выполняют автоматические выключатели смонтированные в щите освещения. Выходы из помещения снабжены светильниками эвакуационного освещения и световыми указателями.
Заземляющее устройство выполнено общим для всего здания. Схема заземления TN-C-S показана на рисунке 3.1.2.
Рисунок 3.1.2 Схема заземления.
ИП – источник питания; L1 L2 L3 – линейные (фазные) проводники; N – нулевой провод; PE – защитный провод; 1 – заземлитель; 2 – электроприемник; 4 – защитный заземляющий проводник.
Рассчитаем сечение проводов питающих электроприемники а также выберем необходимый защитный автомат.
Так как в аудитории не расположены стационарные электропотребители подключаемые к расположенным в аудитории розеткам то считаем что в розетку может быть подключен приемник потребляющий ток на который и рассчитаны розетки. К розеткам подключаем трехжильный однофазный провод с рабочим и защитным нулем.
где – допустимый длительный ток протекающий по кабелю;
– расчетный максимальный ток электроприемника
К1 – коэффициент учитывающий влияние температуры окружающей среды отличной от 300С в зависимости от типа изоляции. Принимаем K1=1.
К2 – коэффициент учитывающий влияние способа прокладки. Принимаем K2=08.
По типу изоляции кабеля или провода материалу жилы и допустимому длительному току выбираем минимальное сечение провода из таблицы 3.2.1.1.
Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами в поливинилхлоридной изоляции
сечение токопроводящей жилы
Ток А для проводов и кабелей
При определении количества проводов прокладываемых в одной трубе (или жил многожильного проводника) заземляющие и нулевые защитные проводники в расчет не принимаются.
Из таблицы видно что при длительно допустимом токе трехжильный провод нужно взять сечением .
Для обеспечения механической прочности принимается минимальное сечение для медных проводников и для алюминиевых проводников поэтому выбранный провод удовлетворяет условиям механической прочности.
Проверка проводов и кабелей осуществляется по величине падения напряжения. Индуктивным сопротивлением проводников сечением менее 50 мм2 можно пренебречь т.е. Х = 0. Активное сопротивление определяется по справочным данным в зависимости от материала и сечения кабеля. Таким образом падение напряжения можно рассчитать по формуле
где – падение напряжения в сети %;
– расчетная сила тока А;
S – сечение провода мм2;
– напряжение питания В.
Длина провода к наиболее отдаленной розетке составляет 20 метров а его сечение – 15 мм2.
Допустимым падением напряжения считается 5%. Рассчитанное падение напряжения удовлетворяет этому условию.
Параметры кабеля в розеточной сети покажем в таблице 3.2.2.1.
Параметры кабеля силовой сети
Наименование электроприемника
Расчетная сила тока Ip
Удельное сопротивление провода
Фактическое сечение провода S
Падение напряжения ΔU
Выбираем кабель ВВГ 3х15-220.
где – длительно допустимый ток кабеля А;
– расчетный максимальный ток электроприемника А;
– номинальный рабочий ток автоматического выключателя А.
Расчетный ток создаваемый возможными электроприемниками обеих розеток рассчитаем через коэффициент спроса.
где – расчетный ток А;
n – количество однотипных электроприемников в группе шт.;
– заявленный ток электроприемника А;
– коэффициент спроса который зависит от вида электроприемника и возможного количества одновременно включенных электроприемников в группе.
Для данной группы розеток
Максимальный ток нагрузки составляет 16 А поэтому выбираем автоматический выключатель с номинальным рабочим током 16 А.
Аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать максимальному току короткого замыкания в начале защищаемого участка электрической сети.
где – трехфазный ток короткого замыкания А;
– напряжение питания В;
– сопротивление системы принимаем ;
– сопротивление контактов принимаем
Чувствительность автоматического выключателя расчитаем по формуле
– расчетная уставка автоматического выключателя А.
Данные о выбранном автоматическом выключателе в розеточной сети покажем в таблице 3.2.3.1.
Параметры защитного автомата в розеточной сети
Расчетный ток короткого замыкания I(3)
Расчетная уставка автома-тического выключателя
Фактическая отключающая способность автоматического выключателя кА
Чувствительность автоматического выключателя
Выбираем автоматический выключатель ВА 47-29
В аудитории находятся стационарные потолочные светильники общего электроосвещения расположенные по 9 штук в 9-ти рядах. Сеть электроосвещения разобьем на 9 одинаковых групп где каждая группа – это ряд светильников. Каждую группу светильников подключаем отдельным двужильным проводом через отдельный защитный автомат. Дальнейший расчет проводим для одной группы которая наиболее отдалена от щита освещения считая что расчеты подходят и для остальных групп.
По известной расчетной мощности определяются расчетный ток группы электроприемников:
– количество однотипных приемников в группе шт.;
– расчетная мощность электроприемника Вт;
– напряжение источника питания В;
– коэффициент мощности электроприемника.
По типу изоляции кабеля или провода материалу жилы и допустимому длительному току выбираем минимальное сечение провода из таблицы 3.2.1.1 которая была приведена выше в пункте 3.2.1.
Из таблицы видно что при длительно допустимом токе двужильный провод нужно взять сечением .
Длина провода к наиболее отдаленному светильнику составляет 30 метров а его сечение – 15 мм2.
Параметры провода в осветительной сети покажем в таблице 3.3.2.1.
Параметры провода осветительной сети
Светильники общего электроосвещения
Выбираем провод ППВ 2х15-220.
Максимальный ток нагрузки составляет 655 А поэтому выбираем автоматический выключатель с номинальным рабочим током 8 А.
Данные о выбранном автоматическом выключателе в осветительной сети покажем в таблице 3.3.3.1.
Параметры защитного автомата в осветительной сети
Светильники общего эл.освещения
В щите смонтированы 2 автоматических выключателя. Параметры автомата стоящего на отходящей линии силовых электропотребителей рассчитаны в пункте 3.2.3 и предоставлены в таблице 3.2.3.1. Требуется рассчитать параметры автомата смонтированного на линии отходящей к щиту освещения.
где – расчетный максимальный ток автомата смонтированного в распределительном щите А;
– количество автоматов в щите освещения шт.;
– расчетный ток автомата смонтированного в щите освещения А;
Максимальный ток нагрузки составляет 5895 А поэтому выбираем автоматический выключатель с номинальным рабочим током 63 А.
Данные о выбранном автоматическом выключателе на линии отходящей к ЩО покажем в таблице 3.4.1.
Параметры защитного автомата на отходящей к ЩО линии
Выбор проводим по длительно допустимому току который рассчитывается по формуле :
По типу изоляции кабеля или провода материалу жилы и допустимому длительному току выбираем минимальное сечение провода из таблицы 3.5.1.1
Длина провода к ЩО составляет 3 метра а его сечение – 16 мм2.
Параметры кабеля питающего ЩО покажем в таблице 3.5.2.1.
Параметры кабеля питающего ЩО
Выбираем кабель ВВГ 2х16-220.
В работе исследовалась система электроснабжениия и электроосвещения учебных аудиторий 3-го этажа корпуса ЭТ. Проанализированы общие характеристики системы электроснабжения и электроосвещения состав и характеристики силовых электроприемников и электроприемников электроосвещения.
В результате исследования проанализировано соответствие конструкции режимов работы системы требованиям ПУЭ и ПТЭЭП. Установлено что конструкция и режимы работы системы не соответствуют требованиям нормативных документов.
Выполнена проверка сечения проводов и кабелей силовой сети и сети электроосвещения. Установлено что сечения некоторых кабелей не соответствуют нормативам по допустимому длительному нагреву и механической прочности. Падение напряжения в некоторых кабелях и проводах силовой и осветительной сети превышает допустимую величину 5%.
Выполнена проверка аппаратуры защиты силовой сети и сети электроосвещения. Установлено что аппаратура защиты не соответствует нормативам по уставкам и отключающей способности аппаратов защиты.
Таким образом исследуемая система электроснабжениия и электроосвещения учебных аудиторий 3-го этажа корпуса ЭТ соответствует всем требованиям и нормативам предъявляемым к системам электроснабжения и электроосвещения только частично и требует модернизации.
Проведена модернизация кабелей и защитных автоматов в учебной аудитории ЭТ-304.
Василега П.О. Електропостачання: Навчальний посібник. – Суми: ВТД «Університетська книга» 2008. – 415 с.
Внутрицеховое электроснабжение курсовое проектирование. Сумы: ВТД университетская книга . Рудницкий В. Г. 2007.
Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках. М.: Энергоатомиздат 1984.
Инструктивные указания Министерства энергетики Украины от 18.02.98 г. №0732 – 209 «О применении методики расчета потерь электроэнергии в электрических сетях»
Кирик С.В. Костин Ю.Д. Анализ причин потерь электроэнергии в Украине и пути их снижения Энергетика и электрификация. - 2000. - №7. - С. 15-19.
Лесман Е.А. Освещение административных зданий и помещений. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние 1985.
Наскрізна (типова) програма практики для студентів спеціальностей 6.050701 7.05070103 «Електротехнічні системи електроспоживання» укладач М.А. Никифоров. – Суми: Сумський державний університет 2010.
Пособие по курсовому и дипломному проектированию для энергетических специальностей. Под ред. В.М.Блок. – М.: Высш. школа 1981
Правила безопасной работы с инструментом и приспособлениями
Правила безопасной эксплуатации электроустановок.
Правила устройства электроустановок.
Правила эксплуатации электрозащитных средств. Киев 2001.