Разработка системы внутреннего электроснабжения административного здания малой этажности

Введение

Современное административное здание невозможно представить без надежной и безопасной системы электроснабжения, поэтому грамотно спроектированная система здания – залог его долговечности

Система электроснабжения должна быть надежной, экономичной и безопасной. Немаловажную роль при этом играет правильное определение электрических нагрузок в процессе проектирования элементов системы электроснабжения.

Решение указанных задач является не полным без всестороннего рассмотрения вопросов безопасности электроснабжения, поэтому задача модернизации электроснабжения с применением современных технологий и материалов при одновременном повышения уровня безопасности является весьма актуальной.

Вопросы электроснабжения предприятий и гражданских зданий отражены в работах: Князевского Б.А., Липкина Б.Ю., Постникова Н.П., Рудакова Р.М. Данные работы могут послужить основой разработки более современных систем электроснабжения.

В настоящей работе решается актуальная задача проектирования системы электроснабжения административного здания малой этажности отвечающей не только требованиям повышенной элекробезопасности но и требованиям надежности и экономичности

Анализ электрических нагрузок

1.1Анализ характеристик потребителей электроэнергии и категории электроснабжения

Основными потребителями электроэнергии административного здания являются бытовые электроприемники, компьютерное оборудование, вентиляционное оборудование, кондиционирование и освещение. Осветительные установки работают в длительном режиме с коэффициентом мощности . Здание малой этажности при числе работающих более 50 человек по степени обеспечения надежности относится к потребителям второй категории к приемникам первой категории относят серверную, электроприемники противопожарных устройств, охранной сигнализации и лифтов.

Защита от электромагнитных полей, статического электричества, излучений

При работе с ПЭВМ человек подвергается воздействию различных техногенных излучений. Основным источником излучений является

монитор. В рассматриваемых офисных помещениях установлены мониторы Samtron 55E, 17″ разработанные фирмой Samsung Electronics. Мониторы удовлетворяют требованиям стандарта ТСО99, регламентирующего взаимодействие ПЭВМ с окружающей средой и направленного на уменьшение вредного влияния излучений до технически возможного уровня.

Для уменьшения влияния электростатических полей, возникающих из-за конструкции электронно-лучевой трубки, поверхность экрана покрыта кварцем с антиэлектростатическими свойствами. Дополнительно рекомендуется периодически протирать экран монитора, тем самым снимая значительную часть электростатического заряда.

Следует помнить, что максимальные значения напряженности электромагнитного поля наблюдаются возле задней крышки монитора, и учитывать это при размещении рабочих мест в помещении.

Для снижения рентгеновского излучения в стекло экрана монитора обычно добавляются соли тяжелых металлов.

Установленные мониторы удовлетворяют требованиям эргономики и безопасности, поэтому никаких дополнительных мер защиты не предусматривается.

Молниезащита

Данное административное здание относится к сооружениям II категории. В качестве защиты от прямых ударов молнии зданий и сооружений II категории с неметаллической кровлей может быть выполнена либо отдельно стоящими или установленными на защищаемом объекте стержневыми или тросовыми молниеотводами, либо молниеприемная сетка. Уклон кровли здания не более 1:8, поэтому может быть использована молниеприемная сетка. Молниеприемная сетка должна быть выполнена из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм и уложена на кровлю сверху или под несгораемые или трудносгораемые утеплитель или гидроизоляцию. Шаг ячеек сетки должен быть не более 6х6 м. Узлы сетки должны быть соединены сваркой. Выступающие над крышей металлические элементы (трубы, шахты, вентиляционные устройства) должны быть присоединены к молниеприемной сетке, а выступающие неметаллические элементы оборудованы дополнительными молниеприемниками, также присоединенными к молниеприемной сетке. Токоотводы от молниеприемной сетки должны быть проложены к заземлителям не реже чем через 25 м по периметру здания.

В качестве токоотводов следует использовать металлические конструкции зданий и сооружений (колонны, фермы, рамы, пожарные лестницы и т.п., а также арматуру железобетонных конструкций) при условии обеспечения непрерывной электрической связи в соединениях конструкций и арматуры с молниеприемниками и заземлителями, выполняемых, как правило, сваркой. Токоотводы, прокладываемые по наружным стенкам зданий, следует располагать не ближе чем в 3 м от входов или в местах, недоступных для прикосновения людей.

Функции заземлителей, защиты от прямых ударов молнии во всех возможных случаях должны выполнять железобетонные фундаменты зданий и сооружений.

При невозможности использования фундаментов должны быть предусмотрены искусственные заземлители; В зданиях большой площади наружный контур заземления может также использоваться для выравнивания потенциала внутри.Для защиты зданий и сооружений от вторичных проявлений молнии должны быть предусмотрены следующие мероприятия:

а) металлические корпуса всего оборудования и аппаратов, установленных в защищаемом здании (сооружении), должны быть присоединены к заземляющему устройству электроустановок, либо к железобетонному фундаменту здания.

б) внутри здания между трубопроводами и другими протяженными металлическими конструкциями в местах их взаимного сближения на расстояния менее 10 см через каждые 30 м должны быть выполнены перемычки.

в) во фланцевых соединениях трубопроводов внутри здания должна быть обеспечена нормальная затяжка не менее 4 болтов на каждый фланец.

Для защиты наружных установок от вторичных проявлений молнии металлические корпуса установленных на них аппаратов должны быть присоединены к заземляющему устройству электрооборудования или к заземлителю защиты от прямых ударов молнии.

Защита от заноса высокого потенциала по подземным коммуникациям должна быть выполнена путем их присоединения на вводе в здание или сооружение к заземлителю защиты от прямых ударов молнии.

Защита от заноса высокого потенциала по внешним наземным (надземным) коммуникациям должна быть выполнена путем их присоединения на вводе в здание или сооружение к заземлителю защиты от прямых ударов молнии, а на ближайшей к вводу опоре коммуникации - к ее железобетонному фундаменту. При невозможности использования фундамента должен быть выполнен искусственный заземлитель, состоящий из одного вертикального или горизонтального электрода длиной не менее 5 м.

Для защиты от заноса высокого потенциала по воздушным линиям электропередачи, сетям телефона, радио и сигнализации должна быть выполнены следующие условия. Ввод в здания воздушных линий напряжением до 1 кВ, сетей телефона, радио, сигнализации должен осуществляться только кабелями длиной не менее 50 м с металлической броней или оболочкой либо проложенными в металлических трубах.

На вводе в здание металлические трубы, броня и оболочки кабелей, в том числе с изоляционным покрытием металлической оболочки (например, AАIIIв, ААIIIп), должны быть присоединены к железобетонному фундаменту здания либо к искусственному заземлителю.

В месте перехода воздушной линии в кабель металлические броня и оболочка кабеля, а также штыри или крючья изоляторов воздушной линии должны быть присоединены к заземлителю. К такому же заземлителю должны быть присоединены штыри или крючья изоляторов на опоре воздушной линии, ближайшей к месту перехода в кабель.

Кроме того, в месте перехода воздушной линии в кабель между каждой жилой кабеля и заземленными элементами должны быть обеспечены закрытые воздушные искровые промежутки длиной 2-3 мм или установлен низковольтный вентильный разрядник, например, РВН0,5.В соответствии с ПУЭ помещения, предназначенные для эксплуатации вычислительной техники, относятся к разряду помещений без повышенной опасности, т.к. электробезопасность обеспечивается конструкцией электроустановок, а также техническими способами и средствами защиты. Технические способы и средства обеспечения электробезопасности разделяются на две группы: обеспечивающие защиту от случайного прикосновения к токоведущим частям и защищающие от поражения током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции.

Для обеспечения электробезопасности в помещениях, оборудованных компьютерной техникой, предусмотрено заземление.

Согласно ПУЭ для защиты от поражения током в случае повреждения изоляции необходимо применять по крайней мере одну из следующих мер: заземление, зануление, защитное отключение, малое напряжение, двойную изоляцию, выравнивание потенциалов.

Пожарная безопасность

Категория производства по пожаровзрывоопасности – Д в соответствии

Процесс проектирования программного обеспечения, а также эксплуатация ПЭВМ согласно СНиП 2.01.0285 относится к категории Д по взрывопожарной и пожарной опасности. Здание имеет степень огнестойкости не ниже третьей, в соответствии со СНиП 2.09.0285.

Причины возникновения пожара в помещениях с ПЭВМ чаще всего носят электрический характер (короткое замыкание, перегрузки, большое переходное сопротивление; искрение, электрическая дуга).

Для предупреждения пожара необходимо обеспечить:

обучение сотрудников; проведение инструктажей, лекций с последующей аттестацией;

правильную эксплуатацию машин, оборудования, зданий и территорий;

соблюдение противопожарных правил и норм при устройстве систем отопления, вентиляции;

запрещение курения в не установленных местах.

Для обнаружения начала пожара используется пожарная сигнализация. Например, можно применять дымовые фотоэлектрические извещатели – датчики типа ИДФ - М, срабатывающие при изменении светового потока частицами дыма. Они выдают сигнал тревоги на станцию пожарной сигнализации при появлении дыма в месте расположения извещателя. Устанавливаются извещатели над рабочими местами.

В качестве первичных средств пожаротушения используются ручные углекислотные огнетушители, например ОУ5. Углекислота не электропроводна и пригодна для тушения электроустановок, находящихся под напряжением.

Эвакуация людей производится через дверь, которая открывается по направлению выхода из здания.

Заключение

В работе получены следующие результаты:

Проведен анализ характеристик потребителей и категории электроснабжения. Установлено, что в здании находятся потребители электроэнергии, работающие в режиме длительной нагрузки. Здание относится ко второй категории электроснабжения требующей двух трансформаторной подстанции.

Проведен анализ методов расчета электрических нагрузок. Установлено, что для решения поставленной задачи наиболее целесообразно воспользоваться методом коэффициента спроса.

Спроектирована система электроснабжения. Процесс проектирования включал в себя следующие этапы.

3.1. Расчет и выбор электрических аппаратов, кабелей и проводов для схемы электроснабжения

3.2. Выбор и обоснование счетчиков электрической энергии и трансформаторов тока вводного распределительного устройства.

3.3. Расчет токов короткого замыкания

Осуществлен экономический расчет, который включал в себя следующие этапы

4.1. Оценка экономической эффективности использования различных типов светильников

4.2. Сметный расчет электромонтажных работ

Проработаны вопросы охраны труда и окружающей среды, которые включали в себя следующие этапы.

5.1. Защита от электромагнитных полей, статического электричества, излучений

5.2. Расчет осветительной сети

5.3. Молниезащита

5.4. Расчет заземляющих устройств

5.5. Пожарная безопасность