Лучкин Дмитрий Григорьевич

Факультет Электротехнический
Специальность: Электрические системы электропотребления

Тема выпускной работы:

Особенности проектирования электроснабжения жилых зданий с системой TN-C-S

Реферат по теме выпускной работы

    Актуальность темы:

    В настоящее время число новостроек увеличивается с каждым днем. Однако после выхода в свет седьмого издания "Правил устройства электроустановок", необходимой методики расчетов, собранной воедино, еще нет. Информацию приходится собирать по крупицам из массы различных источников. Поэтому разработка единого пособия была бы очень полезна для многих проектировщиков.

    Практическая ценность:

    В данной работе приведен пример расчета нагрузок, сечений проводников, выбор средств защиты для семнадцатиэтажного жилого дома со встроенными офисными помещениями с системой питания TN-С-S. На основе данной работы могут быть проведены аналогичные расчеты электроснабжения жилых многоэтажных домов.

    Система питания TN-C-S:

    В соответствии с ПУЭ в помещениях жилых зданий должны присоединяться к защитным проводникам металлические корпуса электроприемников, а розеточные сети выполняются, соответственно, трехпроводными. То есть, в жилых зданиях регламентировано применение системы питания TN-C-S (рис. 1)

     В системе с глухозаземленной нейтралью TN-С-S электроэнергия от подстанции к потребителю подается с помощью четырехпроводного кабеля - три фазных проводника и один нейтральный (РЕN) проводник, объединяющий функции рабочего и защитного нейтрального проводников.

    В системе TN-С-S нейтральный (РЕN) проводник разделяется на рабочий (N) и защитный (PE) проводники в распределительном щитке.

    Система TN-С-S, как и система TN-S, обеспечивает эффективную защиту от прямых и косвенных прикосновений и позволяет применять трехпроводные розетки.

     Основным недостатком подсистемы TN-C-S является то, что в результате обрыва или перегорания PEN -проводника корпус элктрооборудования (в случае нарушения изоляции) может оказаться под напряжением относительно земли. Ее особенностью является наличие изолированного от земли (в месте подключения потребителя) PEN -проводника. Так как в случае замыкания фазы на землю (в аварийном режиме) ток не протекает через заземляющий проводник источника электроснабжения, то снижается опасность возникновения пожара. При расширении уже существующих сетей рекомендуется прокладывать дополнительный РЕ-проводник, который подключается в распределительном щитке к PEN -проводнику.

    Электроснабжение жилого 17 этажного дома:

    Жилой дом имеет 3 секции, в каждой секции на первом этаже находятся офисные помещения. На каждом этаже по 4 квартиры. На каждую секцию приходятся 2 лифта.

    Для жилья 1-го вида (квартир в много- и малоквартирных домах, домов на одну семью и домиков на участках обществ садовников) устанавливаются пять уровней электрификации и соответствующие им нормативные расчетные удельные нагрузки:

    I - жилье (квартиры) с плитами на природном газе;

    II - жилье (квартиры) с плитами на капнувшем газе;

    III - жилье (квартиры) с электрическими плитами мощностью до 8,5 кВт;

    IV - жилье (квартиры) с электрическими плитами мощностью до 10,5 кВт;

    V - домики на участках обществ садовников.

    Исследуемый дом относится к III уровню электрификации.

    Расчет будет приводиться для одной секции, нагрузки остальных секций - аналогичны.

    Расчетная нагрузка группы жилья с одинаковой удельной электрической нагрузкой, приведенная к линии питания, вводу в жилой дом, шин напряжением 0,4 кВ ТП:

     где - удельная расчетная электрическая нагрузка одного жилья (квартиры), которое выбирается из таблицы 1 в зависимости от принятого уровня электрификации и количества квартир, присоединенных к данному звену электросети, кВт/квартира;

    N - количество квартир, присоединенных к вводу, линии, ТП.

    Удельные расчетные электрические нагрузки жилья охватывают нагрузку освещения общедомовых помещений.

    Расчетная нагрузка силовых электроприемников жилого дома, приведенная к вводу, линии или шинам, напряжением 0,4 кВ ТП, Рсил определяется по формуле:

    где Рл1 …Рлп - установленая мощность электродвигателя каждого из лифтов по паспорту, кВт;

    Кпоп.л- коэффициент спроса для лифтов;

    Рсан1 …Рсанп - установлена мощность каждого электродвигателя сантехнических установок по их паспортам, кВт;

    Кпоп.сан -коэффициент спроса для электродвигателей сантехнических установок.

    Расчетная нагрузка жилого дома в целом (от жилья, силовых электроприемников и встроенных или пристроенных помещений) из условия, когда наибольшей составляющей является нагрузка от жилья, Рбуд.ж определяют по формуле:

Ргр1…Ргрп - расчетные нагрузки встроенных или пристроенных общественных помещений, кВт.

     Нагрузками в офисных помещениях (без кондиционирования помещений), явлются розетки и светильники.

    Расчетная нагрузка линий, которые питают рабочее освещение общественных домов (помещений) и сооружений, административных и бытовых домов (помещений) предприятий, Рос.р определяется по формуле:

    где- установленая мощность рабочего освещения, кВт;

-коэффициент спроса рабочего освещения в зависимости от его установленной мощности.

    В данной формуле:

    78 и 0,036 - 78 светильников мощностью 0,036 кВт;

    0,06 - 1 светильник мощностью 0,06 кВт;

    8 и 0,01 - 8 светильников мощностью 0,01 кВт.

     Расчетная электрическая нагрузка линий, которые питают розетки, следует определять по формуле:

    где Рроз.ус- установлена мощность розетки;

    Nроз - количество розеток.

    Кпоп.рез - расчетный коэффициент спроса

    В офисных помещениях установлено 50 розеток мощностью 0,5кВт и 33 розетки мощностью 0,2кВт.

    Выполним выбор линий стояков:

    Питание осуществляется по двум стоякам, каждый из которых несет 50% от общей нагрузки квартир.

    Выбираем кабель марки ВВГнгLS-4х70 + 1х35 с Iдоп=185А.

    Электропроводка в доме выполняются следующим образом:

    1. в офисах:

    1.1 к выключателям, установленным на стене со стороны дверной ручки на высоте 1.5 м. от уровня пола - применять провод марки ПВС - 3х2.5 мм2 и ПВС - 2х2.5 мм2.

    1.2 к розеткам внутренней установки в стенах на высоте 0.3 м. от уровня пола - применять провод марки ПВС - 3х2.5 мм2.

    1.3 к светильникам рабочего и аварийного освещения коридоров, холлов лифтов, лестничных клеток, кабинетов офисов - проводами марки ПВ3 - 1х2.5 мм2 в ПВХ трубах, заложенных в процессе возведения монолитных плит перекрытий данного этажа.

    2. На этажах квартир:

    2.1 к выключателям, установленным на стене со стороны дверной ручки на высоте 1 м. от пола проводом марки ПВС - 3х2.5 мм2 и ПВС - 2х2.5 мм2 в штрабах по месту.

    2.2 к розетке для ванной - проводом марки ПВС-3х2.5 мм2 в штрабах по месту.

    2.3 к розеткам, установленным в кухнях на высоте 1 м. от пола (со стороны столов), на высоте 0.3 м. от пола (на противоположной стене и для электроплиты), в комнатах - на высоте 0.3 м. от пола, для ванной - на высоте 1.7 м. от пола - проводом марки ПВС - 3х2.5 мм2 в штрабах по месту.

    2.4 к светильникам - проводами марки ПВ3-3х(1х2.5) мм2 в ПВХ трубах, заложенных в процессе возведения монолитных плит для перекрытий данного этажа.

    2.5 к ящику ЯК от этажного щитка - проводами марки ПВ3-3х(1х10) мм2 в ПВХ трубах в подготовке пола данного этажа.

    2.6 к светильникам аварийного и эвакуационного освещения коридоров, холлов лифтов, лестничных клеток - проводами марки ПВ3 в ПВХ трубах, заложенных в процессе возведения монолитных плит перекрытий данного этажа.

    Выводы:

     Некоторые элементы для квартир и коттеджей являются обязательными. А именно:

    1. Безусловное требование законодательства - наличие автоматов защиты в распределительном щитке. Они должны быть установлены на каждую входящую и выходящую линию, и защищать электроустановку от коротких замыканий и длительных перегрузок. Главная их задача - при возникновении аварийного случая отключить линию так быстро, чтобы не успела загореться проводка. Время отключения должно быть не более 0,4 сек. Таким образом, выбор автоматов должен быть обоснован расчетами.

    2. Кроме автоматов максимального тока, обязательно применение автоматов дифференциального тока - УЗО, которые служат для защиты как людей от прикосновения к токоведущим частям оборудования или проводки, так и самой электроустановки от различного рода утечек на землю. Последние, весьма неприятны, возникают в самых неожиданных местах и могут вызвать воспламенение оборудования, проводки. Задача УЗО - отключить линию при возникновении утечки. Количество и номиналы этих автоматов рассчитываются проектировщиком. Желание сэкономить на УЗО приводит как к резкому снижению безопасности, так и к частым, хаотическим отключениям частей электроустановки.

    3. Электропроводка квартиры или коттеджа выполняется только медными проводами определенных типов. Алюминиевые провода применяются лишь для внешних кабельных или воздушных линий. В коттеджах из горючих материалов проводка должна быть открытой, т.е. находиться снаружи стен в специальных кабельных каналах. Электропроводка квартиры выполняется обычно скрыто внутри стен. В случае ошибки, её замена весьма накладна.

    Литература

1. Громадський Ю.С. , Ямпольський В.Б. ПРОЕКТУВАННЯ ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ ОБ'ЄКТІВ ЦИВІЛЬНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ // (ДБН В. 2.5-23-2003)ДЕРЖАВНІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ УКРАЇНИ, Держбуд України, 2004р.
2. Тульчин И.К., Нудлер Г.И. Электрические сети и электрооборудование жилых и общественных зданий // М: Энергоатомиздат, 1990.
3. Киреева Э.А., Цырук С.А. Электроснабжение жилых и общественных зданий // Москва. НТФ "Энергопрогресс", "Энергетик", Выпуск 8(80), 2005.
4. Конюхова Е. А. Электроснабжение объектов // М.: Издательство «Мастерство», 2002.
5. Правила устройства электроустановок // Х.: Издательство "ИНДУСТРИЯ", П-68, 2007.
6. Система заземления TN-C(TN-C-S) //Электромонтажные работы, электропроводка, электрика http://el-line2.ru/shems_zazemlen.shtml
7. Схемы вводно-распределительных устройств. // Проектирование инженерных систем, сетей и коммуникаций http://www.ing-proekt.ru/
8. Выбор кабеля по току нагрузки // Проект Мицар http://www.mitsar.ru/ssylki/tehnicheskaya-informatsiya/toki-i-nagruzki-kabelei.html/
9. ИНСТРУКЦИЯ ПО РАСЧЕТУ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ // Электрощит Проект http://www.elektro-proekt.ru/