Реферат по теме выпускной работы
Содержание
- Введение
- 1.Актуальность темы
- 2.Цель и задачи исследования
- 3.Электроснабжение высотных зданий
- 4.Описание проекта внутреннего электроснабжения 17- этажного жилого дома со встроено-пристроенными помещениями
- 5.Выбор аккумуляторных батарей аварийных источников питания
- Список источников
Введение
Разработка системы электроснабжения городского района с учетом потребителей особой группы надежности необходима для обеспечения стабильного и безопасного электроснабжения, особенно для учреждений и объектов, от работы которых зависит жизнь и здоровье людей, функционирование критической инфраструктуры и работа важных для общества систем.
1. Актуальность темы
Разработка системы электроснабжения городского района с учетом потребителей особой группы надёжности Для достижения этой цели необходимо решить ряд задач, включающих в себя оптимизацию структуры сети, использование современного оборудования и технологий, учесть внедрение эффективных решений для управления и мониторинга. Важным аспектом является резервирование электроснабжения для объектов особой важности, что достигается за счет использования нескольких автономных источников питания, автоматического переключения на резервные линии и применения ИБП.При проектировании и эксплуатации системы электроснабжения необходимо учитывать особенности городской среды, такие как высокая плотность застройки, наличие подземных коммуникаций и ограничения по площади для размещения оборудования. Важно также обеспечить экологическую безопасность системы, минимизируя выбросы и отходы, а также снижая уровень шума и электромагнитного излучения.
2. Цель и задачи исследования
Является проектирование системы электроснабжения жилого комплекса городского района в соответствии с требованиями действующих нормативно-технических документов, а также требованиям к гарантированному питанию потребителей особой группы I-й категории надежности.
3. Электроснабжение высотных зданий
Эффективная система электроснабжения городского района должна быть гибкой и адаптивной, способной быстро реагировать на изменения в потребностях потребителей и внешних условиях. Актуальность обусловлена тем, что производится постройка и ввод в эксплуатацию жилых комплексов и многоэтажных жилых домов, для которых необходимо выполнять современные требования [1]. В частности, зданий с повышенными нагрузками требуются новые типовые схемы электроснабжения с 3 или 4 независимыми источниками питания. Задачи разработки системы это обеспечение надёжности электроснабжения, разработка схемы с резервированием для потребителей I и II категорий, использование автоматических систем переключения на резервные источники питания (например, дизельные генераторы или аккумуляторные системы). В жилищном строительстве крупных городов наметилась тенденция к возведению многоэтажных зданий. Внедрение интеллектуальных систем управления электроснабжением позволяет оптимизировать распределение энергии, снижать потери и повышать общую эффективность системы. Это достигается за счет мониторинга в реальном времени, анализа данных и автоматической корректировки параметров работы оборудования. Использование возобновляемых источников энергии, таких как солнечные панели и ветрогенераторы, также способствует повышению устойчивости и экологичности системы электроснабжения. Особое внимание следует уделять выбору оборудования для систем электроснабжения высотных зданий. Оно должно соответствовать высоким требованиям по надежности, безопасности и энергоэффективности. Важно учитывать особенности нагрузки, условия эксплуатации и возможности интеграции с другими инженерными системами здания. При проектировании систем электроснабжения необходимо учитывать перспективы развития городского района, прогнозировать рост потребления электроэнергии и предусматривать возможность расширения и модернизации системы. Это позволит обеспечить надежное и качественное электроснабжение потребителей в долгосрочной перспективе. Таким образом, эффективная система электроснабжения городского района является сложным и многогранным комплексом, требующим комплексного подхода к проектированию, строительству и эксплуатации. Она должна быть гибкой, адаптивной, надежной и экологически устойчивой, способной удовлетворять потребности потребителей в настоящем и будущем.
Современное высотное строение может потреблять 3000-5000 кВт и должно иметь внешний источник питания первой категории надежности, то есть полностью автоматический резерв. В Донецке есть несколько зданий, которые можно отнести к категории высотных, например, жилой комплекс "Роял Тауэр" (Донецк) имеет высоту 112 м, Бизнес-комплекс "Северный" (Донецк) (110 м), Офисный комплекс "Конгресс-холл" (106 м).. Оборудование для обеспечения электроснабжения высотных зданий делится на оборудование с первой и второй категорией по степени надежности электроснабжения. К оборудованию 1 категории относятся: -лифты для перевозки пожарных подразделений, эвакуационное освещение; -система пожаротушения; -оборудование дымовых заслонов. Для электроприемников особой группы 1-й категории должен быть предусмотрен третий, автономный источник питания, обеспечивающий работу электроприемников в течение 180 минут. Электрогенераторы, которые используются для подачи электроэнергии в высотные здания, делятся на внешние и внутренние [45, 78]. К внешним относятся распределительные подстанции RP-10 кВ, ТП, которые подают электроэнергию в многоэтажный дом [2]. ТП может входить в состав высотного здания. К внутренним относятся: электростанции, работающие на дизельном топливе или на газе; источники бесперебойного питания (ИБП); другие источники. Расположение электростанций (RP, TP, DES, UPS и другие) не должно оказывать негативного влияния на находящихся в здании людей и нормальное функционирование инженерных систем.
4. Описание проекта внутреннего электроснабжения 17 - этажного жилого дома со встроено-пристроенными помещениями
Описание схемы многоэтажного жилого здания со встроенными и пристроенными помещениями по степени надежности электроприемники жилого здания подразделяются на те, что относятся к первой категории (охранно-пожарная сигнализация, пожарный насос, система дымоудаления и подачи воздуха, лифты, аварийное освещение) и второй категориям электроснабжения [3] Общая номинальная нагрузка: – 1320,0 кВА. Напряжение сети ~380/220 В. Частота 50 Гц. Заземление по схеме TN-C-S. Питание жилого дома осуществляется по взаимно резервируемым кабелям от вновь построенной ТП к ГРЩТ No 1, расположенной в секции No1, и ГРЩТ №2, находящейся в секции № 2 (рис. 1).
Электроснабжение жилого дома осуществляется по взаиморезервируемым кабельным линиям от вновь построенной ТП к ГРЩ №1, расположенному в секции №1 и ГРЩ №2 расположенному в секции №2 на первом этаже.
Рис.1 – Внешнее электроснабжение 17 этажного жилого дома. 
Рис. 2 – План дома с электрощитовыми ГРЩ1 и ГРЩ2 в секциях 1 и 2. 5. Выбор аккумуляторных батарей аварийных источников питания
Оценив время необходимой работы от аккумуляторов и используя потребляемую мощность потребителей посчитаем необходимое количество аккумуляторов, которые необходимо использовать в системе гарантированного электроснабжения операционного блока хирургии [4] Приблизительно время автономной работы можно определить, разделив емкость батареи на количество энергии, потребляемой нагрузкой. Необходимое время непрерывной работы от аккумуляторов - 1 час. Потребляемая объектом мощность 25000 единиц в час. Выбираем источник бесперебойного питания (ИБП) воспользовавшись общим потреблением. Источники бесперебойного питания нужны для предотвращения сбоев в оборудовании рабочих станций, серверов, приборов автоматики, наблюдения и контроля, медицинской аппаратуры и другой нагрузки, которая требует постоянного энергопотребления. Нужная мощность 25 кВт. В ИБП установлены 6 аккумуляторов, напряжение каждого из которых 12 В, емкость каждой батареи 9 А/ч [5]. Определим необходимую емкость по формуле:
где E_(общ.расч.) - необходимая емкость батареи, Ач; P_пот - суммарная мощность потребления или время необходимой непрерывной работы, кВт; U_(бат.ибп) - напряжение батареи, В; T_рез – время необходимой работы, ч; 0,8 - коэффициент запаса (20% запас гарантирует сохранность работы батарей).
Определяем необходимое количество энергии:
Определим необходимый запас энергии АКБ, встроенных в ИБП:
Определим сколько нужно дополнительно энергии дополнить в ИБП аккумуляторным батареям:
По полученным результатам выберем дополнительные аккумуляторные батареи напряжением 12 В и ёмкостью 24 А/ч [6]. Аккумуляторная батарея должна быть герметичная, необслуживаемая и свинцово- кислотная общего применения со сроком службы не менее 6 лет со дня производства. Рассчитаем количество энергии одной батареи по формуле:
Находим нужное количество аккумуляторных батарей:
Находим количество энергии, которое необходимо для обеспечения 106 аккумуляторных батарей:
Находим количество энергии, которое необходимо для обеспечения гарантированного питания:
Для обеспечения надежного электроснабжения потребителей особой группы I-й категории надежности необходимо предусмотреть систему автоматического включения резерва (АВР) с возможностью быстрого переключения на аккумуляторные батареи при пропадании основного питания [7]. Важно также учесть потери энергии в проводах и коммутационных аппаратах при вычислении общей емкости аккумуляторных батарей.
При выборе места установки аккумуляторных батарей необходимо обеспечить достаточную вентиляцию для отвода выделяющихся газов. Необходимо также предусмотреть контроль за поддержанием оптимальной температуры аккумуляторных батарей для продления срока их службы [8]. Для повышения надежности системы электроснабжения целесообразно использовать несколько параллельно соединенных аккумуляторных батарей. Это позволит увеличить общую емкость и уменьшить вероятность выхода из строя всей системы при отказе одной из батарей. В заключение, разработка системы электроснабжения городского района с учетом потребителей особой группы надежности требует комплексного подхода, включающего выбор надежных источников питания, резервирование, автоматизацию переключения, а также правильный расчет и размещение аккумуляторных батарей. Соблюдение всех требований нормативно-технических документов позволит обеспечить бесперебойное электроснабжение потребителей в любых условиях.
Список источников
- Яхонтова, О. Электроснабжение и электропотребление в строительстве: Учебное пособие / О. Яхонтова, Л. Валенкевич, Я. Рутгайзер. - СПб.: Лань, 2012. - 512 c.
- Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое руководство для курсового проектирования.— М.:ФОРУМ:ИНФРА—М, 2014.—214 стр.
- Лещинская, Т.Б. Электроснабжение сельского хозяйства / Т.Б. Лещинская, И.В. Наумов. – М.: КолосС, 2008. – 655 c.
- Колесник, Г. П. Электрическое освещение: основы проектирования: учеб. пособие /Г. П. Колесник; Владим. гос. ун-т.– Владимир : Изд-во Владим. гос.ун-та, 2019. – 127 с.
- Афонин В. В. Электрические станции и подстанции учеб. пособие. В 3 ч. Ч. 1 / В. В. Афонин, К. А. Набатов ; Тамбовский гос. техн. ун-т. - Тамбов : ТГТУ : ЭБС АСВ, 2015. - 90 с.
- Киреева Э.А. Электроснабжение и электрооборудование промышленных предприятий: [Текст]: Учебное пособие / Э.А. Киреева. М.: КНОРУС, 2011. – 368 с.
- Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: [Текст]: Учебник для студентов высших учебных заведений/ Б.И. Кудрин. М.: Интермет Инжиниринг, 2006. – 672с.
- Балашов О.П. Электроснабжение: Учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника» всех форм обучения /Рубцовский индустриальный институт. – Рубцовск, 2014. – 126 с.