Aleksandra Kazimierczak Gdańsk, 28.06.2005r.

WILiŚ gr 9 sem IV

INSTALACJA ELEKTRYCZNE

-PROJEKT ZALICZENIOWY-

ZAKRES OPRACOWANIA

I. PARAMETRY TECHNICZNE OBIEKTU

1.Charakterystyka obiektów budowlanych

2. Założenia techniczno-ekonomiczne

2.1 Założenia wynikające z zadanych warunków wstępnych

2.1.1 Parametry techniczne zasilającej stacji transformatorowej

2.1.2 Parametry techniczne wynikające z obowiązujących norm

II. ZASILANIE GŁÓWNE OBIEKTU

1. Moc zainstalowana i moc szczytowa

1.1 Moc zainstalowana

1.2 Moc szczytowa

1.3 Prąd szczytowy

1.4 Prąd znamionowy zabezpieczenia

2. Dobór kabla zasilającego złącze kablowe ZK

2.1 Dobór kabla ze względu na długotrwałe przeciążenie

2.2 Dobór zabezpieczenia linii kablowej zasilającej

2.3 Dobór ze względu na dopuszczalne spadki napięć

2.4 Rezystancja złącza kablowego

2.5 Sprawdzenie przekroju kabla ze względu na rzeczywisty spadek napięcia

2.6 Zestawienie

III. ROZDZIAŁ POBIERANEJ MOCY

1. Rozdzielnia główna RG

1.1 Pełnione funkcje

1.2 Linia kablowa zasilająca rozdzielnie

1.3 Zabezpieczenie linii kablowej zasilającej rozdzielnię

1.4 Kompensacja mocy biernej

1.5 Ochrona od porażeń

1.6 Ochrona przepięciowa

2. Rozdzielnia wydziałowa R1

2.1 Pełnione funkcje

2.2 Linia kablowa zasilająca rozdzielnię

2.3 Dobór wartości wkładek zabezpieczających WLZ

I. PARAMETRY TECHNICZNE OBIEKTU

1. Charakterystyka obiektów budowlanych

Opracowanie projektowe dotyczy obiektów o nazwach:

Hala H1: Obiekt Gospodarczo - Przemysłowy

Hala H2: Obiekt Gospodarczo - Przemysłowy

Hala H3: Obiekt Gospodarczo - Przemysłowy

Hala H4: Obiekt Gospodarczo - Przemysłowy

Są to obiekty budowlane:

- o konstrukcji lekkiej, bez dodatkowej izolacji termicznej

- o wymiarach 60m x 40m x 5m oraz 70m x 50m x 5m

- bez specjalnych wymagań co do pewności zasilania

- zlokalizowane w terenie przemysłowym miejskim

płaskim, utwardzonym

z utwardzonymi drogami dojazdowymi

w bezpośredniej bliskości transformatorowej stacji zasilającej

- posadowione na gruncie ilastym lekko wilgotnym

- pomieszczenia

o niskim poziomie wilgotności

z dużymi wahaniami temperatury

bez jakichkolwiek zagrożeń

wybuchem,

pożarem,

środkami żrącymi

2. Założenia techniczno-ekonomiczne

1. Założenia wynikające z zadanych warunków wstępnych

1. Parametry techniczne zasilającej stacji transformatorowej

a) napięcie znamionowe stacji trafo U_nI / U_nII = 15/0,4 kV

2.1.2Parametry techniczne wynikające z obowiązujących norm

Projekt został opracowany na podstawie norm i obowiązujących przepisów dotyczących projektowania instalacji przemysłowych o napięciu do 1kV oraz w zakresie ochrony przeciwporażeniowej, ochrony przeciwprzepięciowej i ochrony przeciwpożarowej.

Przyjęto zgodnie z obowiązującymi normami i przepisami, następujące parametry:

- dopuszczalne spadki napięcia zasilania

całkowity ΔU_%max = 10%

linia kablowa zasilająca 3%

wlz + do końca instalacji odbiorczej 7%

II. ZASILANIE GŁÓWNE OBIEKTU

1. Moc zainstalowana i moc szczytowa

1.1 Moc zainstalowana

W opracowaniu do ustalenia mocy szczytowej i szczytowego obciążenia opracowano bardzo szczegółowy harmonogram pracy zainstalowanych urządzeń w każdej godzinie doby.

	H1	H2	H3	H4
Ps	220	250	140	80	kW
Pt	120	145,5	89	57	kW
Pc	340	395,5	235	137,5	kW

Moc zainstalowana maszyn i urządzeń

Moc zainst. wyposażenia tech. obiektu bud.

Moc zainstalowana całkowita obiektu

1.2 Moc szczytowa

Prace projektowe zostały oparte na przeprowadzonej analizie poboru mocy szczytowej dla przypadku najbardziej niekorzystnego, mianowicie największego poboru mocy. Sytuacja ma takie miejsce przy:

• pełnej, optymalnej produkcji

• pełnym oświetleniu obiektu dla najkrótszego dnia w roku

• załączonym ogrzewaniu

W wyniku przeprowadzonej symulacji obciążenia, otrzymano tabele dobowego obciążenia instalacji elektrycznej (dobowe zapotrzebowanie na moc elektryczną).

TABELA 1

t[h]	P-H1	P-H2	P-H3	P-H4	Suma P	Q-H1	Q-H2	Q-H3	Q-H4	Suma Q	S
1	2	2	2	10	16	1,5	1,5	2,04	13,3	18,3	24,308229
2	2	2	2	10	16	1,5	1,5	2,04	13,3	18,3	24,308229
3	2	2	2	80	86	1,5	1,5	2,04	106,4	111,4	140,73365
4	2	2	2	80	86	1,5	1,5	2,04	106,4	111,4	140,73365
5	2	2	2	80	86	1,5	1,5	2,04	106,4	111,4	140,73365
6	2	250	2	80	334	1,5	187,5	2,04	106,4	297,4	447,21668
7	90	250	100	80	520	67,5	187,5	102,0	106,4	463,4	696,5196
8	90	250	100	80	520	67,5	187,5	102,0	106,4	463,4	696,5196
9	90	250	100	80	520	67,5	187,5	102,0	106,4	463,4	696,5196
10	90	250	100	80	520	67,5	187,5	102,0	106,4	463,4	696,5196
11	90	250	100	10	450	67,5	187,5	102,0	13,3	370,3	582,77104
12	90	250	100	10	450	67,5	187,5	102,0	13,3	370,3	582,77104
13	90	250	100	10	450	67,5	187,5	102,0	13,3	370,3	582,77104
14	90	150	100	10	350	67,5	112,5	102,0	13,3	295,3	457,93241
15	220	90	140	60	510	165,0	67,5	142,8	79,8	455,1	683,53201
16	220	90	140	60	510	165,0	67,5	142,8	79,8	455,1	683,53201
17	220	90	140	60	510	165,0	67,5	142,8	79,8	455,1	683,53201
18	220	90	140	60	510	165,0	67,5	142,8	79,8	455,1	683,53201
19	220	90	140	60	510	165,0	67,5	142,8	79,8	455,1	683,53201
20	220	90	140	60	510	165,0	67,5	142,8	79,8	455,1	683,53201
21	220	90	140	60	510	165,0	67,5	142,8	79,8	455,1	683,53201
22	220	90	140	60	510	165,0	67,5	142,8	79,8	455,1	683,53201
23	2	2	2	10	16	1,5	1,5	2,04	13,3	18,3	24,308229
24	2	2	2	10	16	1,5	1,5	2,04	13,3	18,3	24,308229
	2496	2884	1936	1200	8516	1872	2163	1974,72	1596	7605,4	11427,231

Z tabeli oraz wykresów odczytano, niezbędny do dalszego opracowania, szczytowy pobór mocy.

	H1	H2	H3	H4
Pszcz	220	250	140	80	kW

Moc szczytowa dla poszczególnej hali

1.3 Prąd szczytowy

Uzyskana moc szczytowa pozwala na obliczenie prądu szczytowego:

Dla poszczególnych hal prąd szczytowy wynosi:

Inbzk1=400A

Inbzk2=500A

Inbzk3=315A

Inbzk4=200A

1.4 Prąd znamionowy zabezpieczenia

H1 H2 H3 H4

- wstępnie dobrano zabezpieczenia znamionowe I_nb : 500 630 400 250 A

2. Dobór kabla zasilającego złącze kablowe ZK

2.1 Dobór kabla ze względu na długotrwałe przeciążenie

Liczymy prąd zastępczy przetężeniowy, zależny od zastosowanego zabezpieczenia:

• dobrano zabezpieczenie WT 00 gL dla, którego współczynnik k_pb = 1,6

• prąd zastępczy przetężeniowy dobieramy z warunku:

Zatem prąd zastępczy przetężeniowy dla poszczególnych hal wynosi:

Z tablic na obciążalność długotrwałą kabli dobieramy przekrój poprzeczny żyły kabla elektroenergetycznego w izolacji polwinitowej układanego bezpośrednio w ziemi (dla 3 żył przewodzących). Już na początku zakładamy, że żyły kabla zasilającego złącze kablowe ZK będą wykonane z aluminium.

Odczytano, że dla poszczególnych prądów zastępczych można dobrać kabel o danych przekrojach:

Hala 1 185 mm² Hala 2 300 mm²

Hala 3 120 mm²

Hala 4 50 mm²

Na tej podstawie dokonano wstępnego doboru dla linii zasilanej kablami:

Hala 1 3 x YAKY 3 x 185 Idd=200A

Hala 2 3 x YAKY 3 x 300 Idd=260A

Hala 3 3 x YAKY 3 x 120 Idd=157A

Hala 4 3 x YAKY 3 x 50 Idd=94A

2.2 Dobór zabezpieczenia linii kablowej zasilającej

Z katalogu producenta bezpieczników topikowych mocy, podających typoszeregi wkładek bezpiecznikowych, dobrano wkładkę bezpiecznikową topikową:

- w rozdzielni głównej poszczególnych obiektów budowlanych, na podejściu linii kablowej

Hala 1 I_nbZK / 3 = 160A 3 x WT2 200 A gL-gG 100kA

Hala 2 I_nbZK / 3 = 160A 3 x WT2 200 A gL-gG 100kA

Hala 3 I_nbZK / 3= 125A 3 x WT2 160 A gL-gG 100kA

Hala 4 I_nbZK / 3= 125A 3 x WT2 160 A gL-gG 100kA

2.3 Dobór ze względu na dopuszczalne spadki napięć

- dopuszczalny spadek napięć między transformatorem a złączem kablowym ZK poszczególnych hal wynosi ΔU_%max = 3%

- badamy warunek:

,

gdzie: I = I_z = I_dd

ΔU_% = 3%

l - odległość hali od stacji zasilającej

cosφ - wypadkowy współczynnik mocy

x_L = 0,075 Ω/km

γ = 34,8 m/Ωmm² dla kabla YAKY

w rozwiązaniu przyjęto S₁ = 3 x 185 mm² > 140,02 mm² warunek spełniony

w rozwiązaniu przyjęto S₂ = 3 x 300 mm² > 283,16 mm² warunek spełniony

w rozwiązaniu przyjęto S₃ = 3 x 120 mm² > 122,54 mm² warunek spełniony

w rozwiązaniu przyjęto S₄ = 3 x 50 mm² > 45,31 mm² warunek spełniony

2.4 Rezystancja złącza kablowego

2.5 Sprawdzenie przekroju kabla ze względu na rzeczywisty spadek napięcia

Początek formularza

<
warunek spełniony

<
warunek spełniony

<
warunek spełniony

<
warunek spełniony

Dół formularza

2.6 Zestawienie

L.p.	Nazwa obiektu	Ps	cos	l	S
--	--	kW	--	m	mm
1	Hala H1	220	0,8	60	3 x 185
2	Hala H2	250	0,8	79	3 x 300
3	Hala H3	140	0,7	72	3 x 120
4	Hala H4	80	0,6	57	3 x 50

III.ROZDZIAŁ POBIERANEJ MOCY

1. Rozdzielnia główna RG

1.1 Pełnione funkcje

Rozdzielnia główna RG pełni następujące funkcje:

- zabezpiecza kabel zasilający (stacja trafo - rozdzielnia RG) przed skutkami zwarcia

- zapewnia ochronę przeciwprzepięciową stopnia I

- dokonuje dystrybucji, poprzez zabezpieczenia, energii elektrycznej do rozdzielni wydziałowych

- umożliwia pomiary chwilowe obciążenia (prądu)

- dokonuje pomiaru rozliczeniowego energii elektrycznej

- współpracuje z baterią kondensatorów BK kompensującą pobieraną energię bierną

1.2 Linia kablowa zasilająca rozdzielnie

Ponieważ rozdzielnie główne RG posiadają praktycznie te same parametry zasilania co złącze kablowe ZK. Dlatego zasilanie odbywa się:

kablem:

Hala 1 3 x YAKY 3 x 185

Hala 2 3 x YAKY 3 x 300

Hala 3 3 x YAKY 3 x 150

Hala 4 3 x YAKY 3 x 50

1.3 Zabezpieczenie linii kablowej zasilającej rozdzielnię

Z katalogu producenta bezpieczników topikowych mocy, podających typoszeregi wkładek bezpiecznikowych, dobrano wkładki bezpiecznikowe topikowe:

Hala 1 I_nbRG /3 = 160A -> 3 x WT2 200 A gL-gG 100kA

Hala 2 I_nbRG /3 = 160A -> 3 x WT2 200 A gL-gG 100kA

Hala 3 I_nbRG /3 = 125A -> 3 x WT2 160 A gL-gG 100kA

Hala 4 I_nbRG /3 = 125A -> 3 x WT2 160 A gL-gG 100kA

1.4 Kompensacja mocy biernej

W układzie zastosowano centralną kompensację mocy biernej dla której należy spełnić warunek:

gdzie: P - moc szczytowa dla poszczególnej hali

tgφ₁ - współczynnik mocy przed kompensacją

tgφ₂ - współczynnik mocy przed kompensacją

Hala 1:

1.5 Ochrona od porażeń

Jako dodatkową ochronę od porażeń, w rozdzielni zastosowano szybkie odłączenie napięcia. Wszystkie połączenia elektryczne muszą być wykonane wyjątkowo starannie i solidnie. Warunkiem skutecznej ochrony od porażeń jest zastosowanie w przewodach żyły ochronnej PE.

Badamy warunek:

gdzie: U_L - dopuszczalne napięcie dotykowe

U_d - napięcie dotykowe

Z_z - impedancja pętli zwarcia

I_nb - prąd znamionowy zabezpieczenia

k_b - współczynnik zadziałania zabezpieczenia

Każdy projektowany obwód został sprawdzony na powyższy warunek dla U_L = 50V.

1.6 Ochrona przepięciowa

Zgodnie z wymaganiami normy w rozdzielni zastosowano III kategorię wytrzymałości udarowej poprzez ograniczenie fali przepięciowej do 4 kV za pomocą iskierników półprzewodnikowych.

2. Rozdzielnia wydziałowa R1

2.1 Pełnione funkcje

Rozdzielnia wydziałowa R1 pełni następujące funkcje:

- zabezpiecza kabel zasilający (rozdzielnia RG - rozdzielnia R1) przed skutkami zwarcia

- zapewnia ochronę przeciwprzepięciową stopnia II

- dokonuje dystrybucji, poprzez zabezpieczenia, energii elektrycznej do odbiorników zgromadzonych w jej obrębie

- umożliwia automatyczne załączanie oświetlenia zewnętrznego

- umożliwia automatyczne załączanie oświetlenia nocnego

2.2 Linia kablowa zasilająca rozdzielnię

W projekcie przyjęto, że każda z hal ma takie same odbiorniki obciążające wewnętrzną linię zasilającą. A mianowicie są to:

- 5 podgrzewaczy 3-fazowych x 4 kW k_j = 1

- 8 podgrzewaczy 1-fazowych x 2 kW k_j = ⁷/₈

- 9 gniazd ∑ 4 kW

- oświetlenie ∑ 0,25 kW

Równomierny podział obciążenia na 3 fazy kabla WLZ:

- pierwsza faza WLZ: 2 x podgrzewacz 1 faz. + ½ gniazd

- druga faza WLZ: 3 x podgrzewacz 1 faz. + ½ gniazd

- trzecia faza WLZ: 3 x podgrzewacz 1 faz. + oświetlenie

- obciążenie równomierne 5 x 4 kW x 1 = 20 kW

Obliczenie obciążenia poszczególnych żył WLZ:

- pierwsza faza =

- druga faza =

- trzecia faza =

wynik ten nie uwzględnia symetrii

wynik ten nie uwzględnia jednoczesności

- prąd w jednej żyle przy mocy szczytowej

2.3 Dobór wartości wkładek zabezpieczających WLZ

- prąd znamionowy wkładki bezpiecznikowej WLZ

I_nbWLZ = 63A

- prąd zastępczy przetężeniowy

Z tablic na obciążalność długotrwałą kabli dobieramy przekrój poprzeczny żyły kabla elektroenergetycznego w izolacji polwinitowej układanego bezpośrednio w tynku lub w rurkach (dla 3 żył przewodzących).

Odczytano, że dla prądu zastępczego można dobrać kabel o danych przekrojach:

podtynkowy YAKY 5 x 16 mm²

^lub YKY 5 x 10 mm²

w rurkach YAKY 5 x 35 mm²

lub YKY 5 x 16 mm²

5

---