Ильин.Реконструкция освещения общежития. Отзыв на дипломный проект студента группы мэ41718 по специальности
 Скачать 2.46 Mb.
|
|
2.6.2. Определение расчетных силовых нагрузок Расчетная нагрузка штепсельных розеток на этажах определяется последующей формуле P O P УД Р P K n P I , (8) где P УД – удельная мощность одной розетки, кВ n P – количество розеток, шт K O.P. – коэффициент одновременности для сети розеток. Находим расчетную силовую нагрузку питающей розеточной сети для каждого этажа 85 , 5 9 , 0 13 5 , 0 1 Л Р Р P кВт Расчетный ток силовой сети I Р.Р. , А, для трехфазной сети при равномерной нагрузке фаз определяется по формуле н Р P Р P U P I 3 (9) где Н – номинальное напряжение сети, В Р - расчетная мощность силовой сети, Вт. 9 , 8 380 3 10 85 , 5 3 1 Л Р P I А Аналогичным образом рассчитываем мощность и токи силовой нагрузки штепсельных розеток жилых и служебных помещений. Изм Лист № докум. Подп. Дата Лист. 25 Инв № подл. Подп и дата Подп и дата Вз ам .инв. Инв № дубл ДП 08.02.08.00.000.4194 ПЗ Таблица 11 – Распределение силовой нагрузки и токов поэтажным щитам Номер щита Р Р P , кВт. Р, А. Количество потребителей Количество розеток в помещениях ЩЭ Л 5,85 8,9 6 служебных помещений, туалет, умывальник 13 ЩЭ П 15,75 24 Учебный класс, 2 специальных помещения 8 жилых комнат (м, 4 жилые комнаты м, кухня 35 ЩЭ Л 17,6 26,7 Туалет, умывальник, 6 жилых комнат м, 12 жилых комнат (м, кухня 39 ЩЭ П 12,6 19,1 6 жилых комнат (м, 12 жилых комнат м, кухня 38 ЩЭ Л 17,6 26,7 Туалет, умывальник, 6 жилых комнат м, 12 жилых комнат (м, кухня 39 ЩЭ П 12,6 19,1 6 жилых комнат (м, 12 жилых комнат м, кухня 38 ЩЭ Л 17,6 26,7 Туалет, умывальник, 6 жилых комнат м, 12 жилых комнат (м, кухня 39 ЩЭ П 12,6 19,1 6 жилых комнат (м, 12 жилых комнат м, кухня 38 ЩЭ Л 17,6 26,7 Туалет, умывальник, 6 жилых комнат м, 12 жилых комнат (м, кухня 39 ЩЭ П 12,6 19,1 6 жилых комнат (м, 12 жилых комнат м, кухня 38 2.6.3. Определение расчетных нагрузок кухонного оборудования Расчетная нагрузка электрических варочных поверхностей на этажах определяется последующей формуле (5) 14 85 , 0 3 5 , 5 ПЛ P Р кВт Расчетный ток питающих линий кухонных помещений I Р.ПЛ , для трехфазной сети при равномерной нагрузке фаз определяется по формуле н ПЛ P ПЛ P U P I 3 (10) 37 , 8 380 3 5 , 5 ПЛ P I А Мощность и токи других этажей рассчитаны и представлены в таблице 12. Изм Лист № докум. Подп. Дата Лист. 26 Инв № подл. Подп и дата Подп и дата Вз ам .инв. Инв № дубл ДП 08.02.08.00.000.4194 ПЗ Таблица 12 – Расчетная мощность и токи щитов кухонных помещений Номер щитка Расчетная мощность, кВт Расчетный ток, А Коэффициент спроса, Кс Щит П 5,5 8,37 1 Щит Л 14 21,3 0,85 Щит П 14 21,3 0,85 Щит Л 14 21,3 0,85 Щит П 14 21,3 0,85 Щит Л 14 21,3 0,85 Щит П 14 21,3 0,85 Щит Л 14 21,3 0,85 Щит П 14 21,3 0,85 2.6.4. Определение нагрузок противопожарного оборудования совместно с оборудованием повышения давления в системе водоснабжения Для расчёта линий питания одновременно работающих электроприёмников пожарных устройств К с принимается равным 1.[4] Расчетная нагрузка противопожарного оборудования совместно с оборудованием повышения давления в системе водоснабжения определяется по формуле (5) Находим расчетную нагрузку противопожарного оборудования совместно с оборудованием повышения давления в системе водоснабжения 5,5 1 1 РО кВт 2, 2 1 1 2, РО кВт 5,5 2, 2 7, общ кВт Расчетный ток рассматриваемой сети РО, А, для трехфазной сети при равномерной нагрузке фаз определяется по формуле .О .О 3 P P н P I U (11) где Н – номинальное напряжение сети, В Р - расчетная мощность рассматриваемой сети, Вт. . 1 7700 12 3 380 P Р Л I А 2.7. Выбор солнечных батарей В последние годы в свете растущих ценна энергоносители и тех масштабных задач, которые диктует нам изменение климата, тема Изм Лист № докум. Подп. Дата Лист. 27 Инв № подл. Подп и дата Подп и дата Вз ам .инв. Инв № дубл ДП 08.02.08.00.000.4194 ПЗ возобновляемых источников энергии стала одной из определяющих в мире. Возобновляемые виды энергии опираются на неисчерпаемые источники, включающие энергию ветра, биоэнергию, солнечную энергию, гидроэнергию и геотермию. Все они вместе взятые потенциально способны в ближайшем будущем заменить ископаемые энергоносители, за счёт автономного использования обеспечить электроэнергией людей, проживающих вдали от коммунальных сетей, ив дополнение к этому - в регионах, страдающих от недостатка воды - гарантировать вполне надёжное снабжение питьевой водой. Возобновляемые виды энергии можно использовать для производства электроэнергии и тепла, а также для передвижения. К сожалению, в городских условиях нашей области эффективными можно считать только фотоэлектрические установки. 2.7.1. Расчет количества аккумуляторных батарей Для накопления электроэнергии применяем гелевые аккумуляторные батареи Challenger G12-200. К особенностями преимуществам этих АБ можно отнести устойчивость к глубоким разрядам, температурная стабильность характеристик, гарантируется безопасная эксплуатация с другим оборудованием, отсутствует газовыделение, достаточно естественной вентиляции, нет необходимости в контроле уровня. Корпус выполнен из негорючего пластика ABS. Таблица - Технические данные АБ Тип аккумулятора GEL (гелевый) Напряжение, В. 12 Емкость, А×ч. 200 Вес, кг. 60 Срок службы в циклическом режиме 1650 циклов при разряде на 30%; 430 циклов при разряде на 100%; Рабочий температурный диапазон, Сот до +50 Метод заряда Заряд постоянным током Рекомендуемый ток заряда, А. 20,0 Максимальный ток заряда, А. 40,0 Максимальный ток разряда (пусковой, А. 2000 Изм Лист № докум. Подп. Дата Лист. 28 Инв № подл. Подп и дата Подп и дата Вз ам .инв. Инв № дубл ДП 08.02.08.00.000.4194 ПЗ Определение энергопотребления и емкости АБ с учетом того что источником служит солнечная панель, а в отсутствии заряда на аккумуляторах сеть, время резервирования будет составлять 12 часов. Таблица 14 - Состав нагрузки Состав нагрузки Осветительная нагрузка (коридор) Суммарная мощность, Вт. 1300 Время работы в течение суток, ч. 12,5 Суммарное потребление за сутки, кВт×ч 16,25 Требуемая мощность,кВт×ч 8,5 Требуемая мощность с учетом потерь в инверторе ПОЛН, (12) где W – потребление за сутки, Вт×ч; K – коэффициент, отражающий потери в инверторе. K=1,1 W полн 8500 1,1 = 9,350 Вт ч Количество ампер-часов аккумуляторных батарей АБ U C полн W (13) 9350 =195 48 C А×ч С учетом того, что максимальный допустимый разряд АБ будет составлять 30% от номинальной емкости приблизительная емкость батареи составит % 30 % 00 С (14) где C – емкость аккумуляторных батарей. 100 195 650 30 Cnp , А×ч Теперь необходимо рассчитать количество, напряжение, способ включения и тип аккумуляторов. При этом надо учитывать, что при параллельном включении аккумуляторов в цепь суммируется емкость, а при последовательном напряжение. Количество последовательно соединенных вряд АБ: (15) Изм Лист № докум. Подп. Дата Лист. 29 Инв № подл. Подп и дата Подп и дата Вз ам .инв. Инв № дубл ДП 08.02.08.00.000.4194 ПЗ Количество параллельно соединенных рядов (16) , округляем до 4 Суммарная емкость АБ: (17) A ч Выдаваемая мощность четырьмя АБ составит 9,6 кВт ч. 2.7.2. Расчет фотоэлектрических модулей Среднее количество пиковых солнечных часов для Калининграда – t=6 часов. Число ампер-часов, которые должна вырабатывать солнечные батареи t C C (18) 800 133 6 C А×ч Ток фотоэлектрического модуля в точке максимальной мощности 8,01 А Для определения количества модулей, соединенных параллельно M I C N 2 , (19) где С – количество ампер-часов, вырабатываемых солнечными панелями M I - максимальный ток фотоэлектрического модуля, А. 2 133 16,6 8,01 N , округляем до 17 шт. Изм Лист № докум. Подп. Дата Лист. 30 Инв № подл. Подп и дата Подп и дата Вз ам .инв. Инв № дубл ДП 08.02.08.00.000.4194 ПЗ Таблица 15 – Характеристики солнечной панели HH-POLI240W Тип элементов поликристалические солнечные элементы Grade A++ 156x156 мм. Число элементов и соединений 72 (6x12) Эффективность элементов (КПД 17.15% Максимальная мощность при стандартных условиях, Вт 240 Напряжение разомкнутой цепи, В 45.40 Ток короткого замыкания, А 8.6 Напряжение в точке максимальной мощности, В 36.70 Ток в точке максимальной мощности, А 8.01 Размер солнечного модуля, мм 1640х992х40 Вес, кг 25.0 Температура эксплуатации от -40°C до +85°C Максимальное напряжение системы 1000 В постоянного тока Температурный коэффициент напряжения, К -0.34 Температурный коэффициент тока, К +0,06 Солнечная панель имеет площадь 1,63 ми выполнена в прочной алюминиевой раме со структурированным закаленным стеклом. В распечатанной коробке, расположенной на обратной стороне солнечной панели, установлены 3 защитных диода для защиты элементов от частичного затенения. Кроме того, фотоэлектрическая панель укомплектована специальными кабелями и разъемами MC4, что облегчает ее подключение. При помощи этой батареи и контроллера заряда, подходящего по напряжению и току, можно заряжать аккумуляторы емкостью от 50 до 200А×ч и напряжением 48 В. 2.7.3 Выбор инвертора Выбор инвертора производится исходя из пиковой мощности энергопотребления стандартного напряжения 220В/50Гц. Существует два режима работы инвертора. Первый режим – это режим длительной работы. Данный режим соответствует номинальной мощности инвертора. Второй режим – это режим перегрузки. В данном режиме большинство моделей инверторов в течение нескольких десятков минут (до 30) могут отдавать мощность в 1,5 раза больше, чем номинальная. В течение нескольких секунд большинство моделей инверторов могут отдавать мощность в 2,5-3,5 раза больше, чем номинальная. Исходя из Изм Лист № докум. Подп. Дата Лист. 31 Инв № подл. Подп и дата Подп и дата Вз ам .инв. Инв № дубл ДП 08.02.08.00.000.4194 ПЗ условий нормальной работы выбираем инвертор с напряжением в виде чистой синусоиды инвертор SINPRO В кВт. Таблица 16 - Параметры инвертора SINPRO В кВт Номинальная выходная мощность, кВт 1,4 Пиковая выходная мощность, кВт 3 Количество входов 220 Вольт 2 Максимальный рабочий ток реле переключения по первому входу В, А 100 Количество выходов 220 Вольт 2 Максимальный ток по первому выходу В, А 100 Максимальный ток по второму выходу В, А 50 (выход отключается, если на входах инвертора нет 220 В) Форма выходного напряжения чистый синус Номинальное входное напряжение, В 48 Рабочий диапазон входных напряжений, В 38.0 — 66.0 Максимальная эффективность 96% Собственное потребление без нагрузки, Вт 35 Потребление без нагрузки в режиме ожидания, Вт 10 Максимальный зарядный ток, А 140 Вес, кг 45,0 Температура эксплуатации от -40°C до +50°C Инверторы, аккумуляторные батареи и другое вспомогательное оборудование будет располагаться в чердачном помещении. Солнечные модули будут установлены на крыше общежития. Для контроля уровня заряда аккумуляторных батарей будет установлен Контроллер заряда ECO Энергия MPPT Pro приложение 3) Выбор оборудования автоматизации и управления Автоматизация — одно из направлений научно-технического прогресса, использующее саморегулирующие технические средства и математические методы с целью освобождения человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов, изделий или информации, либо существенного уменьшения степени этого участия или трудоёмкости выполняемых операций.Внедрение автоматизации в систему электроснабжения общежития позволит снизить затраты на электроэнергию и повысить уровень комфорта в жилых и коридорных помещениях. Датчик движения – это электронное устройство, которое работает посредством регистрации инфракрасного излучения объектов. Изм Лист № докум. Подп. Дата Лист. 32 Инв № подл. Подп и дата Подп и дата Вз ам .инв. Инв № дубл ДП 08.02.08.00.000.4194 ПЗ Таймер включения нагрузки – это электронное устройство, которое способно коммутировать нагрузку по заданному временному отрезку. Датчик присутствия – это электронное устройство, работающее по типу датчика движения, но данное устройство имеет более высокую чувствительность, чем и отличается от датчика движения. Терморегулятор – это электронное устройство, которое способно коммутировать нагрузкой в зависимости от температуры регистрируемой датчиком. Ниже описано применение оборудования автоматизации в общежитии. Таймер включения нагрузки (PCZ-522) может включать и выключать нагрузку в любое время. С этой целью данный таймер будет установлен для коридорного освещения. Он будет включать освещение в коридоре автоматически с наступлением темноты. Настройку таймера будет осуществлять оператор, который разв месяц будет корректировать время включения и выключения освещения. Таймер будет отключать освещения около 2:00, так как в данное время проходимость в коридорах крайне мала. Чтобы осуществлялось автоматическое включение, после этого времени, на каждом этаже будет установлено несколько датчиков движения (ДД 010), которые будут регистрировать присутствие движения и автоматически включать освещение. Рисунок 4 – Датчик движения и таймер включения нагрузки Помимо этого в каждой жилой комнате будет установлен датчик присутствия (SPHINX 104-360 АР, который отличается более высокой Изм Лист № докум. Подп. Дата Лист. 33 Инв № подл. Подп и дата Подп и дата Вз ам .инв. Инв № дубл ДП 08.02.08.00.000.4194 ПЗ чувствительностью и будет сопоставлять присутствие в комнате людей и величину естественного светового потока. Атак же для удобства и регулирования микроклимата в каждой жилой комнате будет установлен вентилятор (WE150), встроенный в шахту вентиляции с терморегулятором (BALLUBMT-1) с диапазоном температур от +5 до +30 градусов Рисунок 5 – Схема подключения коридорного освещения 2.9. Проверка оборудования 2.9.1. Расчет токов короткого замыкания. Шины Вру К1 Rкл=0,1044 Rmp=0,1440 Xкл=0,032 Xкл=0,028 Рисунок 6 – Схема замещения для расчетов тока КЗ Расчётная точка короткого замыкания К. Среднее номинальное напряжение сети 0,4 кВ определяется по формуле Изм Лист № докум. Подп. Дата Лист. 34 Инв № подл. Подп и дата Подп и дата Вз ам .инв. Инв № дубл ДП 08.02.08.00.000.4194 ПЗ ном ном ср U U 05 , 1 (20) 4 , 0 38 , 0 05 , 1 ном ср U кВ Определяем активные сопротивления элементов l R R уд 1 (21) где R уд – удельное сопротивление кабеля, Ом/км; l – длина кабельной линии, км. 261 , 0 уд R Ом/км 1044 , 0 4 , 0 261 , 0 Ом 0,1440 1 ТР R Ом кл тр R R R , (22) где кл , R тр активные сопротивления участков кабельной линии и трансформатора, Ом. Определяем индуктивные сопротивления элементов l Х Х уд 1 (23) 08 , 0 уд Х Ом/км 032 , 0 4 , 0 08 , 0 1 Х Ом 0,0288 1 ТР X Ом кл тр Х Х Х , (24) где Х кл ,Х тр индуктивные сопротивления участков кабельной линии и трансформатора, Ом. Определяем полное сопротивление ветвей 2 2 ) ( ) ( X R Z ; (25) 2557 , 0 0608 , 0 2484 , 0 Ом Действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания в начальный момент времени определяется по формуле Z E I эк П 3 ) 0 ( , (26) где Z полное сопротивление ветви Изм Лист № докум. Подп. Дата Лист. 35 Инв № подл. Подп и дата Подп и дата Вз ам .инв. Инв № дубл ДП 08.02.08.00.000.4194 ПЗ Е эк эквивалентное ЭДС ветви, В. 2 , 904 2557 , 0 ПА. 2.10. Выбор и проверка кабельных линий 2.10.1. Выбор кабельных линий Сечения кабелей напряжением до 1 кВ выбираются в соответствии с главой 2.3 ПУЭ по условию нагрева длительным расчетным током в нормальном и послеаварийном режимах и проверяются по потере напряжения.[15] Освещение на этажах ив помещениях будет питаться через этажные щиты. Рабочий ток в линии определяется по формуле cos P O P Л н P I U ,где (27) где Н – номинальное напряжение сети, В cosφ – коэффициент мощности нагрузки P P.O - расчетная мощность осветительной сети, кВт. 0,146 0,7 220 Р Л А Ток послеаварийного режима 2 Л Р АВ П I I (28) 2 0,7 1, ПАВА Сечение кабеля должно удовлетворять допустимому длительному току, определенному по формуле ДОП П АВ I I (29) 1, 4 ДОП I А Согласно ГОСТ 50571.5.5.52 – 2011/МЭК 60364-5-52:2009 для групповой прокладки с учетом объема горючей загрузки в кабельных сооружениях и помещениях внутренних электроустановок, в том числе в жилых и общественных зданиях должны использоваться кабельные сети в исполнении нг-LS. Для питания освещения выбираем кабель ВВГнг-LS х 21 ДОП I А. Изм Лист № докум. Подп. Дата Лист. 36 Инв № подл. Подп и дата Подп и дата Вз ам .инв. Инв № дубл ДП 08.02.08.00.000.4194 ПЗ Выбор по условию нагрева длительным расчетным током в нормальном и послеаварийном режимах других кабелей представлен в таблице 17. Таблица 17 – Условия выбора кабелей Марка кабеля Активная мощность, кВт. Расчетный допустимо длительный ток, А Допустимый ток кабеля, А Назначение кабельной трассы ВВГнг-LS х 0,146 1,4 21 Питание освещения левого крыла от ЩЭ1 ВВГнг-LS х 0,914 8,8 21 Питание освещения правого крыла от ЩЭ1 ВВГнг-LS х 0,764 7,4 21 Питание освещения левого крыла от ЩЭ2 ВВГнг-LS х 0,825 7,8 21 Питание освещения правого крыла от ЩЭ2 ВВГнг- LS5х95 79,182 240 274 Магистраль левого крыла для питания щитов силовой нагрузки и щитов освещения ВВГнг- LS5х70 70,364 214 226 Магистраль правого крыла для питания щитов силовой нагрузки и щитов освещения ВВГнг- LS3х1,5 5,85 17,8 21 Питание силовой нагрузки левого крыла от ЩЭ1 ВВГнг- LS3х10 15,75 48 66 Питание силовой нагрузки правого крыла от ЩЭ1 ВВГнг- LS3х10 17,6 53,4 66 Питание силовой нагрузки левого крыла от ЩЭ2 ВВГнг- LS3х6 12,6 38,2 49 Питание силовой нагрузки правого крыла от ЩЭ2 ВВГнг-LS х 7,7 24 28 Питание теплопункта ВВГнг-LS х 56 170 177 Магистраль левого крыла для питания щитов кухонного оборудования ВВГнг-LS х 61,5 186 226 Магистраль правого крыла для питания щитов кухонного оборудования ВВГнг-LS х 5,5 16,74 28 Питание электроплит правого крыла от ЩЭ1 ВВГнг-LS х 14 21,3 28 Питание электроплит левого крыла от ЩЭ2 |