Opis ogólny projektowania instalacji


Opis ogólny projektowania instalacji

Projekt obejmuje instalację siły oraz oświetlenia w hali produkcyjnej, jak również projekt linii zasilającej i aparatów rozdzielnicy głównej nn w stacji transformatorowo-rozdzielczej Dla zasilania instalacji siły w budynku projektuje się linię ,która będzie zasilać rozdzielnicę główną oddziałową. Z rozdzielnicy RO projektuje się wyprowadzenia zasilania do czterech rozdzielnic oddziałowych , z których są zasilane pozostałe odbiory.

Instalacja jest projektowana przewodem YDY ułożonym w korytkach , które znajdują się w podłodze. Przekroje przewodów podane są w tabeli , a trasy ich podejścia przedstawia rysunek. Wszystkie silniki zabezpieczone są od zwarć i przeciążeń podobnie jak linie zasilające. Przy silnikach o mocy większej od
10 [kw] zastosowane zostały układy rozruchowe gwiazda-trójkąt. System ochrony przed porażeniem realizowany jest przez wyłączniki różnicowo prądowe.

Obliczenia techniczne instalacji siły

  1. Dobór transformatora

  1. Dane:

UGN =15000 [ V ]

UDN =380 [ V ]

Pmax =1200 [kw ]

cosϕ =0,83

  1. Obliczam jaką moc powinien mieć transformator, aby spełniał warunki zasilania.

0x08 graphic
c) Dobieram transformator: typ TOb 1600/15

SN = 1600 [ kVA ]

UGN = 15750 [ V ]

U DN = 400 [ V ]

napięcie zwarcia: uZ =6[%]

układ połączeń: Dyn50x08 graphic

straty jałowe: ΔP0 = 2,9 [kw]

straty obciążeniowe: ΔPz =15 [kw]

prąd jałowy: 1,2[%]

zakres regulacji: cztery stopnie regulacji po stronie górnego napięcia,

od +5[%] do -2×2,5 [%]

d) Obliczone parametry transformatora wykorzystywane w dalszych obliczeniach:

0x08 graphic
2. Dobór linii zasilającej rozdzielnię główną oddziałową ROG

a) Moc zainstalowaną w hali stanowią odbiory silnikowe oraz oświetlenie.

Po uwzględnieniu współczynnika zapotrzebowania moc obliczeniowa wynosi: 176,7 [kw], z czego 18,5[kw] stanowi oświetlenie.

b) Prąd obciążenia:

Dla odbiorników silnikowych prąd obciążenia (suma prądów poszczególnych odbiorów ), wynosi 276,1 [A] ,natomiast prąd pobierany przez oświetlenie wynosi 31,2 [A].

Razem więc prąd obciążenia wynosi: I0 =307,3 [A]

Ze względu na prawidłową ochronę przewodu przed prądem przeciążeniowym został zainstalowany przewód YDY 4×120, którego prąd długotrwały Idd =327 [A] i będzie on prawidłowo chroniony przez wyłącznik samoczynny.

3.Dobór aparatury w polu rozdzielni głównej NN

a) Warunki zwarciowe:

0x08 graphic
Reaktancja zastępcza sieci:

0x08 graphic
Impedancja zwarcia na szynach rozdzielni głównej NN:

b) Prąd zwarciowy początkowy:

0x08 graphic
0x08 graphic
Wartość szczytowa prądu udarowego:

0x08 graphic

c) Dóbr wyłącznika

Dobieram wyłącznik automatyczny: WZO − 400A

Dane znamionowe wyłącznika:

UN =500V

IN =400A

IWYŁ = 100 kA

zakres wyzwalaczy zwarciowych (600 − 900)A

zakres przeciążeniowy 325A

Spełnione są warunki dobrego doboru zabezpieczenia przeciążeniowego kabla zasilającego:

Warunek 1: I0 < Inast < Idd

307,3 < 325 < 327

Warunek 2: Iż < 1,45×Idd

1,45×325 < 1,45×327

Zabezpieczenia zwarciowe realizowane jest przez wyzwalacz elektromagnetyczny o zakresie od 600 do 900 i nastawie 600.

d) Obliczenia całki Joule'a

Czas wyłączania zwarcia dla WZO :

twył = 40ms

0x08 graphic
Czas przez jaki może płynąć prąd w zabezpieczonym przewodzie:

k = 115 − współczynnik dla przewodów o żyłach miedzianych

S = 120 − przekrój kabla

IP = 17200 − prąd zwarciowy początkowy

Warunek : twył < tP jest spełniony

40ms < 643ms

4. Dobór linii zasilającej rozdzielnię oddziałową R01 w rozdzielni głównej oddziałowej NN

a) Obliczam prąd początkowy zwarcia w rozdzielni oddziałowej RO1:

0x08 graphic
0x08 graphic
ZZ − impedancja zwarcia policzona dla szyn RO1

Rt − rezystancja transformatora

RPZ − rezystancja przewodu zasilającego rozdzielnię główną NN (RGNN)

RPRO − rezystancja przewodu zasilającego rozdzielnię RO1 z RGNN

XS − reaktancja zastępcza sieci

Xt − reaktancja zastępcza transformatora

XPZ − reaktancja zastępcza przewodu zasilającego RGNN

XPRO − reaktancja zastępcza przewodu zasilającego RO1

Ip. − prąd początkowy zwarcia

b) Prąd obciążenia rozdzielni RO1 jest to suma prądów znamionowych sześciu silników przyłączonych do tej rozdzielni i wynosi: 127,2 A.

Prąd obliczeniowy po uwzględnieniu współczynnika jednoczesności, który dla sześciu odbiorów wynosi 0,9 jest równy 114,5 A.

c) Dobór przewodu ze względu na obciążenie długotrwałe:

Dobieram przewód YDY 5×35, którego długotrwały prąd obciążenia wynosi przy ułożeniu pojedynczo wynosi 154 A.

d) Dobór przewodu ze względu na dopuszczalny spadek napięcia:

Obliczam spadek napięcia:

0x08 graphic

Dopuszczalny spadek napięcia nie jest przekroczony ponieważ jest mniejszy od 3%. Jak wynika z przeprowadzonych obliczeń dobrany przewód spełnia oba warunki doboru przewodów, jak również warunek na wytrzymałość mechaniczną. Ze względu na wytrzymałość mechaniczną przewód musi mieć średnicę minimalną 1,5 mm2

5. Dobór zabezpieczenia linii zasilającej rozdzielnię RO1 w rozdzielni głównej NN

Ponieważ konieczna jest możliwość odłączenia linii w dwóch miejscach, aby dobrać zabezpieczenia muszę znać warunki zwarciowe w rozdzielni głównej NN.

a) Obliczam początkowy prąd zwarcia w RGNN.

0x08 graphic
0x08 graphic

Obliczam czas przez jaki może płynąć prąd zwarciowy 17,2 kA w dobranym wyżej przewodzie:

0x08 graphic

b) Dobieram wyłącznik, który spełnia wymagania tego obwodu :

Do załączania rozdzielni oddziałowej RO1 w rozdzielni głównej dobieram wyłącznik kompaktowy HFB 150 o danych znamionowych :UN = 660 VIN = 160 A IW = 22 kA

Nastawa wyzwalacza termicznego wynosi 125 A

Wyzwalacze zwarciowe nienastawialne, działają w granicach od 6 do 50×Iterm

W polu rozdzielni oddziałowej RO1 będzie znajdował się wyłącznik FB 150, który różni się od poprzedniego granicznym prądem wyłączalnym IW =12 kA., wynika to z tego, iż prąd początkowy zwarcia na szynach RO1 wynosi 11 kA, co obliczono wcześniej.

6. Dobór przewodów zasilających poszczególne odbiory w rozdzielni RO1

a) Dobór przewodów

Ponieważ, każdy z odbiorników tej rozdzielni jest zasilany oddzielnym przewodem, dla każdego przewodu współczynnik jednoczesności wynosi 1.

Zakładam, że w korytku znajdują się najwyżej dwa przewody znajdujące się blisko siebie, a więc przyjmuję współczynnik poprawkowy kg =0,8. Przyjmując powyższe założenia dobieram przewód do silnika nr 1.

Moc znamionowa silnika 5,5 kW

Prąd znamionowy silnika 12 A

Ze względu na obciążalność długotrwałą dobieram przewód YDY 5× 1,5

Którego prąd Idd po uwzględnieniu współczynnika kg wynosi 17,6 A.

Spełniony jest warunek

Iobl < Idd × kg

12 A < 22 × 0,8=17,6 A

Przewód spełnia również warunek na dopuszczalny spadek napięcia, który wynosi ΔU% = 0,37%.

b) Dobór zabezpieczenia:

Ze względu na wartość prądu zwarciowego początkowego w tej rozdzielnicy, która jest równa 11kA dobieram wyłącznik typu FB 150 o nastawie termicznej 15 A.
Wyłączniki te, posiadają charakterystyki typu C , co zapewnia prawidłowe działanie wyłącznika podczas rozruchu silnika tzn. prąd zadziałania wyzwalacza elektromagnetycznego jest większy od 1,2×Imax.

Np.

Dla silnika 5,5 kW IN = 12A, a IMAX = 4,5×12=54A

Spełnione są warunki :

IMAX < 5×Inast.

54 < 5×15=75

Iobl < Inast. < Idd

12 < 15 < 17,6

I2 <1,45× Idd

1,45×15 < 1,45×17,6

Do zabezpieczenia silników przed przeciążeniem oraz zwarciem zastosowałem wyłączniki samoczynne typu M 250, których nastawy termiczne są nastawione na prąd znamionowy silnika. Odpowjednym zakresom nastawy termicznej odpowiadają określone nastawy wyzwalaczy elektromagnetycznych.

Np. Dla silnika 5,5 kW

Dobieram wyłącznik M250T16 o zakresie termicznym 10÷16 i prądzie wyzwalacza elektromagnetycznego 224 A.

IN = Inast.

12 =12

Dla silnika o mocy 10kW i większej zastosowano urządzenia rozruchowe gwiazda − trójkąt typu BGSLA 32+TSA45P, które posiadają zabezpieczenia bezpiecznikowe o działaniu zwłocznym i szybkim, przycisk „start”, którym dokonujemy rozruchu.

Np. Silnik 10 kW IN =19,3 A IMAX = 117,7 A

Dobieram rozrusznik BGSLA 32+TSA45p.

Odpowiednie wyniki obliczeń przedstawione zostały w tabeli.

Jako zabezpieczenie przeciwporażeniowe zastosowane zostały wyłączniki różnicowoprądowe czułe na różnicowy prąd przemienny sinusoidalny typu NFIN. Wszystkie zabezpieczenia w rozdzielniach i przy silnikach zostały dobrane w taki sam sposób jak wyżej. Wyniki pozostałych obliczeń zostały przedstawione w tabelach.

7. Obliczenia oświetleniowe.

a) Dane wejściowe :wymagany poziom natężenia oświetlenia EŚR = 300 Lx

b) Dobór zródła światła :

dobieram świetlówkę LF − C o mocy znamionowej 40 W, której strumień świetlny znamionowy wynosi 2600 Lm.

Jako oprawę do wybranych świetlówek dobieram oprawę typu OHSP − 3×40, której sprawność wynosi η'OPR = 0,77 Podstawowe obliczenia :

0x01 graphic

gdzie : φo − strumień świetlny wytworzony przez wszystkie gole zródła światła

EŚR − wymagane średnie natężenie oświetlenia

S− powierzchnia oświetlanego pomieszczenia

K− współczynnik zapasu odczytwany z tabeli

− sprawność oświetlenia ogólnego

ηOPR − sprawność oprawy obliczeniowa

η'OPR − sprawność oprawy rzeczywista

Liczba opraw :

0x01 graphic

Przyjąłem liczbę rzędów równą 6

Odległość między oprawami c = 5,5

Liczba opraw w rzędzie równa się 20

Moc pobierana przez oświetlenie :

0x01 graphic

Prąd pobierany przez oświetlenie przy zasilaniu trójfazowym :

0x01 graphic

8.Dobór rozdzielnic:

Dobieram rozdzielnicę o oznaczeniu W9500 − M93 która jest dostosowana do wyłączników typu FB 150

Dane znamionowe rozdzielnicy:

Zestawienie materiałów