Проектирование системы электроснабжения многоэтажного жилого здания (на примере ООО «ВСК») - Дипломная работа

Содержание

ВВЕДЕНИЕ….….3

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ МНОГОЭТАЖНОГО ЖИЛОГО ЗДАНИЯ….….6

1.1. Определение расчетных значений электрической нагрузки для жилого многоэтажного здания….….6

1.2. Выбор схемы питания городских трансформаторных подстанций и определение номинальной мощности и количества установленных на ТП силовых трансформаторов в многоэтажном доме….….12

1.3. Расчет параметров кабельных линий…17

2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ В ЦЕЛЯХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖИЛОГО МНОГОЭТАЖНОГ ЗДАНИЯ….21

2.1. Выбор и проверка установленного в многоэтажном жилом здании электрооборудования…21

2.2. Выбор параметров групповой и распределительной сетей жилого многоэтажного здания….….37

2.3. Система искусственного освещения….40

2.4. Вопросы электробезопасности….…44

2.5. Система молниезащиты….46

ЗАКЛЮЧЕНИЕ….49СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ….52

ПРИЛОЖЕНИЯ….57

Введение (выдержка)

Актуальность темы исследования определяется тем, что в любую систему электроснабжения будь то система электроснабжения предприятия и города входят электротехнические устройства и проводники, обеспечивающие прием электроэнергии из системы ее трансформацию по уровню напряжения и передачу до конечных потребителей.

Система электроснабжения просто вынуждена постоянно развиваться, чтобы обеспечить постоянно растущее потребление электроэнергии современным городом, наполненным самыми разными электроприемниками и многочисленными средствами электроники и автоматизации, которые с каждым годом предъявляют все более высокие требования к поставляемой электрической энергии при этом зачастую сами становятся источниками помех для других электроприемников.

Системы электроснабжения жилых домов создаются для обеспечения питания электроэнергией бытовых приёмников электрической энергии, к которым относятся электродвигатели различной бытовой техники, электрические печи (духовые шкафы), осветительные установки и другие бытовые приёмники электроэнергии.

В то время как мощность отдельных потребителей и систем снижается, как например мощность светодиодных ламп в системах искусственного освещения квартир и общественных зданий и даже наружного освещения жилых кварталов, с другой стороны появляются новые мощные потребители электрической энергии в жилых квартирах, которые раньше не имели широкого распространения, например системы электрического обогрева, кондиционирования, сушки белья и т.д., что приводит к общему росту потребления электроэнергии в жилом секторе и усложнению электрических сетей.

С точки зрения возникающих последствий при перерывах электроснабжения потребителей решающую роль играет внезапность возникновения этих перерывов.

Последнее определяется характером работоспособности электрооборудования, используемого в системах электроснабжения.

Невзирая на профилактические меры по поддержанию работоспособного состояния электрооборудования и наличия предупредительной сигнализации в процессе эксплуатации систем электроснабжения, возникают внезапные отказы электроснабжения и отключения части или системы целиком.

Возникающий при этом перерыв электроснабжения касается соответствующего круга потребителей, связанного с рассматриваемой системой электроснабжения.

Продолжительность перерывов зависит от особенностей повредившегося оборудования, определяющих время, необходимое для восстановления его работоспособного состояния или его замены».

Вместе с ужесточением требований к надежности электроснабжения и невозможности обеспечения элементарных потребностей в жилище при отсутствии электроснабжения все острее встает вопрос качества электрической энергии, причем как по нормируемым параметрам, таким как искажение синусоидальности кривой напряжения, не симметрия и медленные изменения напряжения, так и по случайным явлениям, например провалам, импульсам и перенапряжениям, которые в нормативных документах не нормируются, но так же способны оказать самое негативное влияние на работоспособность электроприемников.

Объект исследования – система электроснабжения многоэтажного жилого здания.

Предмет исследования – подходы и методы, применяемые для проектирования системы электроснабжения многоэтажного жилого здания, применяемые ООО «ВСК».

Цель работы заключается в совершенствовании система электроснабжения многоэтажного жилого здания.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

- определить расчетные значения электрической нагрузки для жилого многоэтажного здания;

- рассмотреть выбор схемы питания городских трансформаторных подстанций и определить номинальную мощность и количество установленных на ТП силовых трансформаторовна для многоэтажного жилого здания;

- осуществить расчет параметров кабельных линий;

- проанализировать выбор установленного в многоэтажном жилом здании электрооборудования;

- исследовать выбор параметров групповой и распределительной сетей многоэтажного жилого здания;

- рассмотреть систему искусственного освещения;

- исследовать особенности электробезопасности;

- рассмотреть систему молниезащиты.

Методами в исследовании послужили численное моделирование, методы планирования и обработки экспериментальных исследований.

Теоретическая значимость исследования заключается в совершенствовании системы электроснабжения многоэтажного жилого здания.

Практическая значимость исследования заключается в следующем: предложен методический подход к определению эффективности внедрения системы электроснабжения многоэтажного жилого здания, применяемый ООО «ВСК».

Структура и объем работы. ВКР состоит из введения, двух глав, разделенных на параграфы, заключения, списка использованных источников, приложения.

Основная часть (выдержка)

1. Теоретические основы системы электроснабжения многоэтажного жилого здания

1.1. Определение расчетных значений электрической нагрузки для жилого многоэтажного здания

Рассматриваемый в выпускной квалификационной работе объект является вновь возводимым жилым многоэтажным домом высотою 10 этажей с расположением 4-х квартир на одном этаже включая первый.

Полностью система электроснабжения, а также работы по выравниванию стяжек цементно-песчаных толщиной 15 мм; устройство выравнивающих стяжек; монтаж лестниц прямолинейных и криволинейных, пожарных с ограждением; армирование подстилающих слоев и набетонок - (молниезащита); кладка стен кирпичных наружных простых при высоте этажа до 4 м; устройство выравнивающих стяжек цементно-песчаных толщиной 15 мм; устройство выравнивающих стяжек на каждый 1 мм изменения толщины добавлять или исключать к расценке; устройство кровель плоских из наплавляемых материалов в один слой - (пароизоляция);утепление покрытий плитами из пенопласта полистирольного на битумной мастике в один слой; устройство выравнивающих стяжек цементно-песчаных толщиной 15 мм; огрунтовка оснований из бетона или раствора под водоизоляционный кровельный ковер битумной грунтовкой с ее приготовлением; устройство примыканий кровель из наплавляемых материалов к стенам и парапетам высотой до 600 мм без фартуков; смена обделок из листовой стали; устройство кровель плоских из наплавляемых материалов в два слоя; монтаж лестниц прямолинейных и криволинейных, пожарных с ограждением; окраска металлических огрунтованных поверхностей эмалью ПФ-115; окраска масляными составами ранее окрашенных поверхностей радиаторов; смена внутренних трубопроводов из стальных труб диаметром до 32 мм; масляная окраска металлических поверхностей решеток, переплетов, труб диаметром менее 50 мм и т.п; прокладка труб гофрированных ПВХ для защиты проводов и кабелей; затягивание провода в проложенные трубы и металлические рукава первого одножильного или многожильного в общей оплетке; прокладка кабеля и другие работы проводились Обществом с ограниченной ответственностью «Вадинская строительная компания» (далее по тексту - ООО «ВСК»).

Заключение (выдержка)

По результатам проведенного исследования представляется необходимым обозначить следующие выводы и предложения.

Основной целью выпускной квалификационной работы являлась проектирование системы электроснабжения многоэтажного жилого дома.

Полностью система электроснабжения, а также другие виды работ проводились Обществом с ограниченной ответственностью «Вадинская строительная компания».

В результате проведенных расчетов по определению нагрузок жилого многоэтажного жилого здания было установлено, что суммарное значение нагрузки по двум вводам, создаваемой как жилыми квартирами, так и силовыми установками с учетом коэффициента участия в максимуме нагрузки составит 88,4 кВт.

При этом потери напряжения в питающей линии не превысят значения 2,04%. Для питания потребителей предусматривается наличие напряжений 380/220В, при этом в квартиры заводится по одной фазе.

Нейтраль глухо заземляется и сеть в каждом подъезде выполняется пятипроводной с раздельными проводниками N и PE, в то время как от трансформаторной подстанции до ВРУ в целях экономии прокладывается совмещенный проводник PEN.

В ВРУ жилого дома устанавливаются приборы учета и коммутационно-защитная аппаратура.

После анализа применяемых в городских сетях схемных решений, одной из наиболее надежных схем признана двухлучевая схема электроснабжения, которая позволяет обеспечить резервирование питающих линий и выбрать сечения кабеля, соответствующие их продолжительным нагрузкам.

Поскольку в жилом доме и расположенных рядом объектах имеется ряд электроприемников, отнесенных к первой категории по надежности электроснабжения, то к установке на ТП принято 2 силовых трансформатора и выбрана их номинальная мощность таким образом, чтобы было обеспечено значение коэффициента загрузки менее 0,7 в нормальном режиме работы при включении обоих трансформаторов и равномерном распределении нагрузки по ним.

По расчетной нагрузке рассматриваемых в выпускной квалификационной работе потребителей и с учетом отсутствия возможности подключения к уже существующим трансформаторным подстанциям, было определено целесообразное значение номинальной мощности силовых трансформаторов для их размещения на ТП.

Была выбрана стандартная ближайшая большая мощность из выпускаемых силовых трансформаторов равная 63 кВА, тип трансформатора принят масляным герметичным ТМГ.

Произведены расчеты питающей ТП линии напряжением 10 кВ проложенной от главной понизительной подстанции и имеющей протяженность 2 км.

Определены значения расчетного тока, протекающего в линии при работе обоих проводников и при отключении одной из линий при аварийной ситуации или для проведения других видов работ. По полученной токовой нагрузке выбрано ближайшее большее сечение кабеля. Для прокладки в траншее выбран бронированный кабель марки ПвБП.

Выполнен расчет потерь напряжения в рассматриваемой линии в нормальном и аварийном режимах. Установлено, что на потери напряжения в кабеле оказывает влияние только протекающей по линии ток, все остальные параметры линии остаются неизменными.

Расчетные потери напряжения не превышают установленного в нормативном документе значения в 10%.

Был произведен анализ характеристик УЗО 22-16-2-030, их функционального назначения и особенностей эксплуатации и монтажа.

Рассмотрены схемы подключения счетчика электрической энергии Меркурий 230A-01CL, который устанавливается во ВРУ жилого дома для общедомового учета электрической энергии.

Рассмотрены функциональные возможности программного обеспечения для программирования счетчика и считывания показаний. На вводе в здание устанавливается вводно-распределительные устройства ВРУ1-23-56 УХЛ4.

На каждом этаже жилого дома устанавливаются специальные этажные щитки типа ЩЭУГ 2-4х40Д(100)/Сч/5/2 УХЛ4 в которых размещаются приборы учета потребляемой каждой квартирой электроэнергии (для считывания показаний предусмотрены прозрачные окошки), а также автоматические выключатели и дифференциальные автоматы.

Выбраны электрические сети питания отдельных квартир, потребители поделены на группы, питание которых осуществляется кабелями ВВГнг различных сечений.

В жилых помещениях применяется срытая прокладка электрических сетей, а для электроснабжения общедомовых нужд где не важна эстетическая составляющая, на первое место выходит удобство визуального осмотра и обслуживания - используется открытая прокладка сетей.

Определены основные тезисы по организации энергоэффективного освещения общественных пространств в жилом доме.

Предполагается использовать светодиодные светильники, обладающие внушительным сроком службы, выдерживающие большое число включений, способные работать при отрицательных температурах, а также используемые в светильниках антивандального исполнения.

Общее управление включением системы освещения общественных пространств жилого дома, в особенности системой наружного освещения, осуществляется по сигналам датчика освещенности.

Для обеспечения электробезопасности жителей дома все металлические части, не находящиеся в нормальном режиме эксплуатации под напряжением, подлежат обязательному заземлению и соединяются с защитным проводником.

Литература

Нормативные правовые акты

1. Федеральный закон от 26.03.2003 № 35-ФЗ «Об электроэнергетике» // Собрание законодательства РФ. 2003. № 13. ст. 1177.

2. Приказ Министерства регионального развития Российской Федерации от 17.05.2011 № 224 «Об утверждении требований энергетической эффективности зданий, строений, сооружений». URL: https://base.garant.ru/. Текст официально не был опубликован.

3. Стандарт организации СТО НОП 2.01-2014 «Требования к содержанию и расчету показателей энергетического паспорта проекта жилого и общественного здания». Издание Национального объединения проектировщиков. - Москва, 2014. - 188 с.

4. Межгосударственный стандарт. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях: ГОСТ 30494-2011: принят Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве (МНТКС), (Протокол № 39 от 8 декабря 2011 г.): дата введения 2013-01-01. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200095053 (по состоянию на 05.01.2025).

5. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: СП 60.1330.2020: утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 30 декабря 2020 г. N 921/пр и введен в действие с 1 июля 2021 г. : дата введения 2021-07-01. URL: https://docs.cntd.ru/document/573697256 (по состоянию на 12.01.2025).

6. Тепловая защита здания: СП 50.13330.2012: утвержден приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 30 июня 2012 г. № 265 и введен в действие с 1 июля 2013 г.: дата введения 2013-07-01 - URL: https://docs.cntd.ru/document/1200095525 (по состоянию на 25.01.2025).

Учебники, монографии, диссертации, статьи

7. Алиев И.И. Электротехника и электрооборудование : учебное пособие для вузов. - Саратов: Вузовское образование, 2022. - 1199 c.

8. Альмяшов Э. Р. Роль ресурсосберегающих технологий в повышении эффективности деятельности предприятия / Э. Р. Альмяшов, Н. В. Ерочкина // Экономика и бизнес: теория и практика. - 2019. - №7. - С. 5-7.

9. Ананьев, А. И. Комплексный подход к созданию энергоэкономичных отапливаемых зданий: учебник/ А. И. Ананьев. – М.: НИИСФ, 2021. - 168 с.

10. Антонов С.Н. Проектирование электроэнергетических систем: учебное пособие. - Ставрополь: Ставропольский государственный аграрный университет, 2021. - 104 c.

11. Анчарова Т. В., Рашевская М.А., Стебунова. Е.Д. Электроснабжение и электрооборудование зданий и сооружений: учебник , 2-е изд., перераб. и доп. - М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2018. - 415 с.

12. Арутюнян А.А. Основы энергосбережения: методы расчета и анализа потерь электроэнергии, энергетическое обследование и энергоаудит, способы учета и снижения потерь, экономический эффект: учебник/ А.А. Арутюнян. - - М.: Энергосервис, 2020. - 600 с.

13. Белов Н. В. Повышение энегроэффективности приводных систем дробильно-измельчительного оборудования / Н. В. Белов, О. А. Груздова, М. Б. Бородина // Современные проблемы горно-металлургического комплекса. Наука и производство: XVII ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ, Старый Оскол, 15–16 декабря 2020 года. - Старый Оскол: Старооскольский технологический институт (филиал) Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», 2021. - С. 206-211.

14. Богословский, В.Н. Отопление: учебник/ В.Н. Богословский, А.Н. Сканави.- М.: Стройиздат, 2021.- 81 с.

15. Брюханов, О.Н. Тепломассообмен: учебное пособие/ О.Н. Брюханов, С.Н. Шевченко.- М.: ИНФА-М, 2023. – 460 с.

16. Валеев И.М., Мусаев Т.А. Методика расчета режима работы системы электроснабжения городского района: монография. Казань : КНИТУ, 2016. - 132 с.

17. Горшков А. С. Обоснование величин базового удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий для разных регионов России // «Инженерные системы» АВОК Северо-Запад. - 2023. - № 2. – С 34-42.

18. Дулесова Н. В. Аспекты реализации мероприятий по экономии и повышению энергоэффективности предприятий горной промышленности / Н. В. Дулесова, М. Л. Шнайдер // Современная школа России. Вопросы модернизации. - 2022. - № 2-2(39). - С. 111-113.

19. Ефременко В. М. Система управления энергосбережением на угольных предприятиях / В. М. Ефременко, Р. В. Беляевский // Энергетика и энергосбережение: теория и практика: Сборник материалов I всероссийской научно-практической конференции. - 2022. - С. 40-43.

20. Забегин А. Д. Преодоление разрыва между политикой энергосбережения и реальной экономией энергоресурсов // Энергосбережение. - 2021. - № 4. - С. 45-50.

21. Кобелев А.В., Кочергин С.В., Печагин Е.А. Режимы работы электроэнергетических систем: учебное пособие для бакалавров и магистров направления «Электроэнергетика». - Тамбов: Тамбовский государственный технический университет, ЭБС АСВ, - 2020. - 80 c.

22. Ковалев И.Н. Электроэнергетические системы и сети : учебник. - М. : Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2021. - 363 с.

23. Комков В.А., Тимахова Н.С. Энергосбережение в жилищнокоммунальном хозяйстве: учебное пособие, 2-e изд. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2019. - 204 с.

24. Кудрин Б.И. Электроснабжение: учебник. - М.: Феникс, 2018. - 382 с.

25. Мастепаненко М.А. Введение в специальность. Электроэнергетика и электротехника : учеб. пособие. - Ставрополь : СтГАУ, 2023. - 116 с.

26. Михайлов В.Е. Современная электросеть. - СПб. : Наука и Техника, 2023. - 256 c.

27. Основные направления энергосбережения на предприятиях и оборудование, используемое для энергосбережения / В. И. Самохин, Д. В. Самохин, И. В. Сухоставский, Е. Е. Бабкин // Электронные информационные системы. - 2020. - № 1(24). - С. 63-76.

28. Пикулин Ю. Г. Ресурсо- и энергосбережение : Электронный учебник / Ю. Г. Пикулин. - Краснодар: Индивидуальный предприниматель Кабанов Виктор Болеславович (Издательство «Новация»), 2022. - 136 с.

29. СП 31-110-2003. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий. - М.: Госстрой РФ, - 2003.

30. Ушаков В.Я. Современные проблемы электроэнергетики [Электронный ресурс]: учебное пособие. Томск: Томский политехнический университет, 2022. 447 c.

31.Ушаков В.Я., Чубик П.С. Потенциал энергосбережения и его реализация на предприятиях ТЭК: учебное пособие. - Томск: Изд-во Томского политех. университета, 2021. - 388 с.

32. Хорольский В.Я., Таранов М.А. Надежность электроснабжения : учеб. пособие. - М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2017. - 127 с.

33.Хорольский В.Я., Таранов М.А., Жданов В.Г. Организация и управление деятельностью электросетевых предприятий: учебное пособие. - М.: Форум, НИЦ ИНФРА-М, 2022. - 144 с.

Интернет - ресурсы

34. Автоматические выключатели серия «Электрон». URL: http://www.kontak–tor.ru/auto_breakers/detail_page.php?ID=201 (по состоянию на 04.01.2025).

35. Вакуумные выключатели типа ВВЭ. URL: http://www.konstalin.ru/?star–tid=3&id=161 (по состоянию на 11.01.2025).

36. Выключатель элегазовый баковый на напряжение 110 кВ типа ВЭБ–110. URL: http://www.uetm.ru/files/katalog_VEB–11.pdf (по состоянию на 14.12.2024).

37. Измерительные трансформаторы тока на различные классы напряжений. URL: http://www.cztt.ru/transformator_toka.html (по состоянию на 24.12.2024).

38. Комплектные распределительные устройства внутренней установки 6–10 кВ. URL: http://www.moselectro–yug.ru/prod/pdf/2_kru2006.pdf (по состоянию на 11.01.2025).

39. Преобразователь частоты ATV950 37/30кВт 380В 3ф /ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ – ЛАНИТ НОРД. URL: https://www.lanitnord.ru/product/preobrazovatel-chastoty-atv950- 37-30kvt-380v-3f/ (по состоянию на 25.12.2025).

40. Преобразователь частоты ATV950 132/110кВт 380В 3ф шкафной / Schneider Electric. URL: https://www.se.com/ru/ru/product/ATV950C119 (по состоянию на 25.01.2025).

41. Преобразователь частоты ATV950 160/132кВт 380В 3ф шкафной / Schneider Electric. URL: https://www.se.com/ru/ru/product/ ATV950C16N4F (по состоянию на 29.01.2025).

42. Общие сведения об Обществе с ограниченной ответственностью «Вадинская строительная компания». Официальный сайт. URL: https://https://checko.ru/company/vsk-1185835001000 (по состоянию на 23.01.2025).