613

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный

университет»

Н.Л. Александрова, В.П. Костров

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ

Учебно-методическое пособие к выполнению РГР по дисциплине «Электроснабжение высотных и большепролетных зданий и сооружений» для обучающихся по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация – Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений.

Нижний Новгород

2016

УДК 621.3

Александрова Н.Л. Электроснабжение высотных зданий [ Электронный ресурс ]: учеб. – метод. пос. [ Н.Л. Александрова, В.П Костров] : Нижегор. гос. архитектур. – строит. ун-т – Н. Новгород : ННГАСУ, 2016 - 16с.электрон.опт. диск (CD-RW)

Приведены указания по выполнению расчетно-графической работы по дисциплине «Электроснабжение высотных и большепролетных зданий и сооружений», рассмотрены содержание и последовательность работы, даны рекомендации по выбору внешней и внутренней электрической сети электроснабжения, приведена типовая электрическая схема.

Предназначено обучающимся в ННГАСУ для выполнения расчетнографической работы по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация – строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений

2

Особенности электроснабжения высотных зданий

Электроснабжение высотных зданий осуществляется от трансформаторных подстанций с понижающими трансформаторами 10/0,4 кВ.

По степени бесперебойности питания электроприемники согласно ПУЭ (ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК), подразделяются на следующие категории:

Электроприемники 1 категории – это приемники, внезапный перерыв питания которых вызывает опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение оборудования и т.п. Они должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания: перерыв их электроснабжения может быть допущен лишь на время автоматического ввода резервного питания.

Электроприемники 2 категории - приемники допускают перерыв электроснабжения время, необходимое для включения питания дежурным персоналом. Большинство потребителей промышленного предприятия строительной индустрии относится к потребителям 2 категории.

Электроприемники 3 категории допускают перерывы электроснабжения на время, необходимое для ремонта или замены поврежденного элемента электроснабжения, но не свыше суток. К таким потребителям относятся электроприемники ремонтно-механических и вспомогательных участков.

Электроприёмники высотных зданий относятся к потребителям первой категории и особой группы первой категории.

Для обеспечения надежности электроснабжения на подстанции должно быть установлено 2 трансформатора одинаковой мощности, питающихся от отдельных вводов 10 кВ. Нормальный режим работы - раздельная работа трансформаторов, это предусматривается в целях уменьшения токов короткого замыкания и позволяет применить более легкую и дешевую аппаратуру на стороне низшего напряжения трансформаторв, а главное – позволяет осуществлять резервирование с помощью АВР ( автоматического ввода резерва)

Для резервного электроснабжения потребителей особой группы первой категории необходимо, согласно действующим нормативным документам, предусматривать третий источник электроснабжения - резервный дизель - генератор.

3

Содержание расчетной работы

1.Определение расчетной нагрузки жилого дома ( домов).Данные для каждого варианта приводятся в таблице 1

2.Выбор ВРУ и схемы внутреннего электроснабжения здания

3.Выбор мощности трансформаторов и типа комплектной трансформаторной подстанции

4.Составление однолинейной схемы питающей сети

5.Определение сечения питающего дом кабеля

4

1. Расчет нагрузки жилого многоэтажного дома с одним подъездом

1.1Расчетная нагрузка всех квартир одного подъезда РП рассчитывается из следующего соотношения:

Рп э Руд уд уд ) кВт,

где Руд – удельная расчетная нагрузка квартиры, принимаемая равной 2кВт для однокомнатной квартиры;

Руд - удельная расчетная нагрузка квартиры, принимаемая равной 3 кВт для двухкомнатной квартиры;

Руд - удельная расчетная нагрузка квартиры, принимаемая равной 4 кВт для трёхкомнатной квартиры;

– число однокомнатных квартир на этаже;

– число двухкомнатных квартир на этаже;

– число трехкомнатных квартир на этаже;

э – число этажей.

Рп э 2 3 4 кВт

1.2 Общедомовая нагрузка освещения

Рос создается светильниками лестничных клеток, технических подпольев, чердаков, вестибюлей, служебных помещений и рассчитывается по формуле

Рос = Рп * 0,25 кВт

5

1.3 Общедомовая силовая нагрузка

Общедомовой нагрузкой является также нагрузка, создаваемая лифтовыми установками, вентиляционной системой, насосами, подающими горячую и холодную воду и различными противопожарными устройствами, а также домофонами и др.

В подъезде предусмотрено два лифта (пассажирский и грузовой). Установленную мощность пассажирского лифта принять

Рпас.л. = 7,5 кВт,

грузового лифта принять

Ргр.л = 17,5 кВт

Принять коэффицент спроса Кс для дома до 12 этажей равным 0,8, для дома свыше 12 этажей равным 0,9

Тогда активная нагрузка лифтов определяется из соотношения

Рл = (Рпас.л. Ргр.л.) * Кс , кВт,

а реактивная

л = Рл !л квар.

Коэффиценты мощности двигателей лифтов принять равными cos !л = 0,6.

6

Установленную мощность насосов водоснабжения и вентиляционных установок можно принять равными для домов до 16 этажей

Рн= 20кВт, cos !н = 0,85

н= н t !нквар;

для домов свыше 16 этажей

Рн= 28 кВт, cos !н = 0,86

н= н t !н квар

Итого общая нагрузка дома рассчитывается

= п+ ос л+ н кВт

= л+ нквар

Полную мощность нагрузки дома определяем по формуле

S='( кВ*А

Полная мощность всех домов )*

Определяется по формуле )*опрделяется по формуле

)*= S * m;

где m – количество домов при условии одинаковой нагрузки всех домов.

2. Выбор ВРУ и схемы внутреннего электроснабжения здания

Питание многоэтажного здания с одним подъездом осуществляется от двухтрансформаторной подстанции с резервированием на стороне 0,4 кВ с помощью АВР. От этой же подстанции могут получать питание и несколько домов.

Два питающих кабеля прокладываются от двух трансформаторов, работающий независимо.

ВРУ (вводно-распределительное устройство) имеет несколько секций, к которым подключаются питающие линии квартир и осветительные

7

установки общедомовые ( однофазные потребители), питающие линии трехфазных силовых приемников (лифтов, насосных и вентиляционных установок), а также противопожарные установки, огни светового ограждения, эвакуационное и аварийное освещение, кодовые замки и др. ВРУ снабжается АВР.

Выбор количества питающих линий, отходящих от ВРУ и число электростояков (пожарных отсеков), присоединяемых к одной питающей линии в многоэтажных зданиях, является многовариантной задачей.

Для здания с одним подъездом и одним ВРУ рекомендуется прокладка двух, трех или четырех стояков.

Изготовление стояков может быть выполнено шинами или кабелями.

Шинопровод - комплектное устройство, в виде системы проводников, размещенных внутри лотка, трубы или иной подобной оболочки, которое состоит из разделенных промежутками шин, которые в свою очередь опираются на изоляционный материал. Шинопровод, может состоять из следующих частей : секции с местами для присоединения ответвительных устройств либо без них, секции транспозиции фаз, гибкие компенсационные переходные или присоединительные секции.

В высотных зданиях применяются кабели, не поддерживающие горение – кабель огнестойкий типа FR.

Квартирные щитки всех этажей присоединяются к электростоякам таким образом, чтобы нагрузка на каждую фазу была примерно одинаковой, причем по нормам фазный ток каждого стояка не должен превышать 250А, что соответсвует нагрузке Р = U*I = 220* 250=5500Вт = 55кВт

Пример выбора числа стояков

При нагрузке квартир дома Р= 400кВт и выборе 2-х стояков на каждый стояк приходится 200 кВт, а на одну фазу 200:3 = 66,6 кВт.

+ Р .... 0

Тогда фазный ток ф = - = /. = 303А, что 250А;

От этого варианта отказываемся.

При выборе трех стояков на каждый стояк приходится 400:3 = 133 кВт, а на одну фазу – 133:3 =44,4 кВт, тогда фазный ток +1 = -2 = 33.3/. = 202А,

8

что 4 250 А.

Можно принять этот вариант.

3.Выбор мощности трансформаторов и типа комплектной трансформаторной подстанции

Необходимая мощность трансформаторов рассчитывается по полной расчетной мощности нагрузки дома. Каждый из двух трансформаторов

должен питать примерно половину всей нагрузки дома 5, если подстанция питает один дом.

Номинальная мощность трансформатора )н выбирается по средней мощности )6/2 таким образом, чтобы мощность одного трансформатора не превышала 1000 кВ. А и кроме того, при нормальном режиме работы трансформатор был загружен на 60-80%. Такой загрузкой обеспечивается наиболее экономичная работа трансформаторов. В аварийном режиме ( при отключении какого-либо трансформатора) оставшийся в работе трансформатор должен обеспечить питание ответственных потребителей с учетом допустимой его перегрузки на 40%. Таким образом, по средней мощности)/2 выбирают трансформаторы такой номинальной мощности )н, чтобы соблюдать условия:

1))/2 = (0,5-0,8) *)н

2)) 81,4 )н,

где )н – номинальная мощность одного трансформатора, выбранная из

табл. 2.

В табл. 2 приведены характеристики трехфазных двухобмоточных трансформаторов.

9

Таблица 2

Характеристика трансформаторов