Kamil Ośka 6.5 - Projekt Instalacji Elektrycznej

SAVE OFFLINE

POLITECHNIKA LUBELSKA Wydział Elektrotechniki i Informatyki

Katedra Sieci Elektrycznych i Zabezpieczeń

Laboratorium Instalacji i Oświetlenia Elektrycznego

PROJEKT INSTALACJI ELEKTRYCZNYCH

Kamil Ośka EiST 6.5

1

Opis techniczny

Ogólna charakterystyka obiektu: - Budynek mieszkalny jednorodzinny wolnostojący z garażem bez podpiwniczenia - Lokalizacja: Kozienice - Liczba kondygnacji: 2

2

Obliczenia

Do obliczeń oświetlenia zastosowano metodę mocy jednostkowej (W/m2) Pk = F • p

p – moc jednostkowa przypadająca na m2 oświetlanej powierzchni F – powierzchnia pomieszczenia.

p = 4,3 •

E śr

η

= 4,3

•

400 20

=

86

W m

2

Eśr - średnie natężenie oświetlenia

η – sprawność oświetlenia (dla oświetlenia żarówkami 20 lm/W) Pozostałe odbiorniki: - Gniazda wtyczkowe ogólnego zastosowania. Przyjęto moc zainstalowaną 2 kW dla każdego obwodu gniazd wtykowych ogólnego przeznaczenia. - Gniazdo trójfazowe w garażu - przyjęto moc

4 kW

- Odbiorniki zasilane z wydzielonych obwodów - kuchenka

6,9 kW

- silnik pompy 3-f

2,2 kW

- zestaw komputerowy - pralka

1 kW 2,2 kW

Tab.1. Tablica obciążenia oświetlenia dla poszczególnych rozdzielnic. Średnie natężenie oświetlenia

Moc jednostkowa 2 przypadająca na m

lx

W/m

Moc obliczeniowa

Moc zainstalowana skorygowana do typoszeregu żarówek

W

kW

Rozdzielni ca

l.p.

pomieszczenie

powierzchnia

-

-

-

m

1

1/1 Komunikacja

9,35

50

10,75

100,51

0,105

2

1/2 Salon

27,1

100

21,5

582,65

0,585

3

1/3 Pracownia

13,92

100

21,5

299,28

0,3

4

1/4 Kuchnia

15,32

50

10,75

164,69

0,165

5

1/5 Przedpokój

10,12

50

10,75

108,79

0,11

6

1/6 Łazienka

11,15

50

10,75

119,86

0,12

86,96

400

86

1375,79

1,385

2

2

RP

Razem 1

1/7 Garaż

31,78

50

10,75

341,64

0,345

2

1/8 Kotłownia

8,38

50

10,75

90,09

0,095

40,16

100

21,5

431,72

0,44

RGA Razem 1

2/1 Przedpokój

10,12

50

10,75

108,79

0,11

2

2/2 Pokój dzieci

16,23

100

21,5

348,95

0,35

3

2/3 Pokój gości

17,16

100

21,5

368,94

0,37

4

2/4 Sypialnia rodziców

19,13

100

21,5

411,30

0,415

5

2/5 Komunikacja

9,35

50

10,75

100,51

0,105

6

2/6 Łazienka

11,23

50

10,75

120,72

0,125

83,22

450

96,75

1459,21

1,475

RP1

Razem

Tab.2. Moc zainstalowana w poszczególnych rozdzielnicach. Rozdzielnica

nr. obwodu

Obwód odbiorczy

Moce zainstalowane

-

-

-

kW

1

Gn. 400V - kuchenka el.

6,90

2

Gn. 230V - kuchnia

2,00

3

Gn. 230V - zestaw komp.

1,00

4

Gn. 230V - pracownia

2,00

5

Obw. zas. oświetlenia

1,39

6

Gn. 230V - łazienka

2,00

RP

Razem

15,29 1

Gn. 400V - garaż

4,00

2

Silnik pompy elektrycznej

2,20

3

Gn. 230V - kotłownia, garaż

2,00

4

Obw. zas. oświetlenia

0,44

RGA

Razem

8,64 1

Gn. 230V - sypialnia rodziców

2,00

2

Gn. 230V - pokój gości

2,00

3

Gn. 230V - pokój dzieci

2,00

4

Obw. zas. oświetlenia

1,48

5

Gn. 230V - łazienka

2,00

6

Gn. 230V - pralka

2,20

RP1

Razem

11,68

Ogólnie moc zainstalowana Pi

35,61

Tab.3. Bilans mocy.

Rozdzielnica

-

Obiekty

Moc Współczyn Moc obliczenio nik zainstalow wa jednoczesn ana Pi Pobl = k·Pi ości k

-

kW

-

kW

Gn. 400V - kuchenka el.

6,90

0,8

5,52

Gn. 230V - kuchnia

2,00

0,25

0,50

Gn. 230V - zestaw komp.

1,00

0,8

0,80

Gn. 230V - pracownia

2,00

0,25

0,50

Obw. zas. oświetlenia

1,39

0,4

0,55

Gn. 230V - łazienka

2,00

0,25

0,50

Gn. 400V - garaż

4,00

0,8

3,20

Silnik pompy elektrycznej

2,20

0,8

1,76

Gn. 230V - kotłownia, garaż

2,00

0,25

0,40

Obw. zas. oświetlenia

0,44

0,4

0,18

Gn. 230V - sypialnia rodziców

2,00

0,25

0,50

Gn. 230V - pokój gości

2,00

0,25

0,50

Gn. 230V - pokój dzieci

2,00

0,25

0,50

Obw. zas. oświetlenia

1,48

0,4

0,59

Gn. 230V - łazienka

2,00

0,25

0,50

Gn. 230V - pralka

2,20

0,8

1,76

RP

RGA

RP1

Razem

Moc szczytowa Ps kW

8,00

6,00

4,00

35,61

18

2.1 Wstępny dobór kabla zasilającego budynek (kabel przyłącza do sieci elektroenergetycznej): Do obliczeń zostanie przyjęta moc szczytowa: Ps = 18 kW

IB=

Ps

18000 =

3 • U • cosφ

3 • 400 • 0,95

= 27,94 A

Kabel przyłącza jest chroniony bezpiecznikiem topikowym WTNH-2 gG63A zainstalowany w stacji transformatorowej 15/0.4 kV, zasilającej linię napowietrzną 4x50mm2 AL. Przyłącze kablowe zaprojektowano kablem YAKXs 4x50mm2, o długości l=22m.

2.2 Wstępny dobór WLZ: Na podstawie tabeli długotrwałej obciążalności prądowej kabli ułożonych bezpośrednio w ziemi (D zgodnie z normą PN-IEC 60364-5-523) zaprojektowano kabel YKY 4x10mm2, l=13m spełniający warunek długotrwałej obciążalności prądowej. Jego obciążalność prądowa wynosi Id=52A. Zabezpieczenie wewnętrznej linii zasilającej (wlz) zaprojektowano w ZK+P znajdującym się w granicy działki. Zaprojektowano bezpiecznik topikowy typu WTNH-00 gG40A wg. obliczeń: IB ≤ In ≤ Iz IB= IZ ≥

27,94

k2 • In 1,45

≤ In=

40

≤ Iz

1,6 • 40 =

= 44,14 A 1,45

I 2 ≤ k 2 • In

Kabel układać w wykopie na gł. 0,7m, na podsypce z piasku o grubości 10cm. Kabel układać linią falistą z zapasem (1-3% dł. wykopu) wystarczającym do skompensowania możliwych przesunięć gruntu. Na poszczególnych kablach przed ich zasypaniem należy nałożyć opaski zawierające informacje o typie kabla, przekroju, rok ułożenia, długość, symbol wykonawcy. Kable po ułożeniu należy zasypać warstwą piasku o grubości 10 cm, warstwą rodzimego gruntu o grubości 15 cm, ułożyć wzdłuż całej trasy taśmę kablową koloru niebieskiego i zasypać wykop.

2.3 Wstępny dobór przewodów zasilających poszczególne rozdzielnice wnękowe (RP, RP1, RGA): a) Rozdzielnica parteru RP:

I B RP =

I B RP = IZ≥

P RP

=

3 • U • cosφ 12,42

k2 • In 1,45

≤ In= =

25

1,6 • 25 1,45

8000 3 • 400 • 0,95

≤ Iz

= 12,42 A

- wkł. bezp. o char. gG

= 27,59 A

Na podstawie tabeli długotrwałej obciążalności prądowej przewód YDY 5x6 spełnia warunek długotrwałej obciążalności prądowej. I d = 41 • 0,7 = 28,7 A >

27,59 A

0,7 – jest to współczynnik zmniejszający wynikający ze sposobu ułożenia przewodu (kabel ułożony bezpośrednio w tynku) [PN-IEC 60364-5-523].

b) Rozdzielnica poddasza RP1:

I B RP1 = I B RP1 = IZ≥

P RP1

=

3 • U • cosφ 6,21

k2 • In 1,45

≤ In= =

25

1,6 • 25 1,45

4000 3 • 400 • 0,95

≤ Iz

= 6,21 A

- wkł. bezp. o char. gG

= 27,59 A

Na podstawie tabeli długotrwałej obciążalności prądowej przewód YDY 5x6 spełnia warunek długotrwałej obciążalności prądowej. I d = 41 • 0,7 = 28,7 A >

27,59 A

0,7 – jest to współczynnik zmniejszający wynikający ze sposobu ułożenia przewodu (kabel ułożony bezpośrednio w tynku) [PN-IEC 60364-5-523].

c) Rozdzielnica garażui RGA: P RGA 3 • U • cosφ I B RP1 = 9,31 ≤ I n = 25 k •I 1,6 • 25 IZ≥ 2 n = 1,45 1,45

I B RGA =

= ≤ Iz =

6000 = 9,31 3 • 400 • 0,95 - wkł. bezp. o char. gG

A

27,59 A

Na podstawie tabeli długotrwałej obciążalności prądowej przewód YDY 5x6 spełnia warunek długotrwałej obciążalności prądowej. > I d = 41 • 0,7 = 28,7 A 27,59 A 0,7 – jest to współczynnik zmniejszający wynikający ze sposobu ułożenia przewodu (kabel ułożony bezpośrednio w tynku) [PN-IEC 60364-5-523].

2.4 Wstępny dobór przewodów instalacji odbiorczej. Prąd obliczeniowy poszczególnych obwodów wyliczamy ze wzoru: - dla obwodów jednofazowych

- dla obwodów trójfazowych

a) Kuchenka

I B kuch = I B kuch = IZ≥

P kuch 3 • U • cosφ 9,96 ≤ I n = 16

6,9000 3 • 400 • 1

= ≤ Iz

k2 • In 1,45 • 16 = = 1,45 1,45

=

9,96

A

- wył. nadprądowy o char. B

16,00 A

Na podstawie tabeli długotrwałej obciążalności prądowej przewód YDY 5x2,5 spełnia warunek długotrwałej obciążalności prądowej. I d = 24 • 0,7 = 16,8 A > 16,00 A 0,7 – jest to współczynnik zmniejszający wynikający ze sposobu ułożenia przewodu (kabel ułożony bezpośrednio w tynku) [PN-IEC 60364-5-523].

b) Silnik elektryczny P sil I B sil = 3* U * η * cosφ I B sil = IZ≥

≤ In=

3,92

k2 * In

=

10

1,45 * 10 1,45

1,45

2200 3 * 400 *0,9 * 0,9

= ≤ Iz =

=

3,92

A

- wył. nadprądowy o char. C

10,00 A

Na podstawie tabeli długotrwałej obciążalności prądowej przewód YDYp 5x2,5 spełnia warunek długotrwałej obciążalności prądowej. I d = 24 * 0,7 = 16,8 A >

10,00 A

0,7 – jest to współczynnik zmniejszający wynikający ze sposobu ułożenia przewodu (kabel ułożony bezpośrednio w tynku) [PN-IEC 60364-5-523].

c) Obwód gniazd 230V P gn 2000 = = 8,70 A U * cosφ 230 * 1 I B gn = 8,70 ≤ I n = 16 ≤ I z - wył. nadprądowy o char. B k * In 1,45 * 16 IZ≥ 2 = = 16,00 A 1,45 1,45

I B gn =

Na podstawie tabeli długotrwałej obciążalności prądowej przewód YDYp 3x2,5 spełnia warunek długotrwałej obciążalności prądowej. I d = 26 * 0,7 = 18,2 A 16,00 A > 0,7 – jest to współczynnik zmniejszający wynikający ze sposobu ułożenia przewodu (kabel ułożony bezpośrednio w tynku) [PN-IEC 60364-5-523].

d)

Obwód oświetlenia poddasza RP1/4 (najbardziej obciążony obw. oświetleniowy) P ośw

I B ośw = I B gn = IZ≥

U * cosφ 6,41

k2 * In 1,45

≤ In= =

1475

= 10

1,45 * 10 1,45

230 * 1

≤ Iz =

=

6,41

A

- wył. nadprądowy o char. B

10,00 A

Na podstawie tabeli długotrwałej obciążalności prądowej przewód YDYp 3x1,5 spełnia warunek długotrwałej obciążalności prądowej. I d = 19,5 * 0,7 = 13,65 A

>

10,00 A

0,7 – jest to współczynnik zmniejszający wynikający ze sposobu ułożenia przewodu (kabel ułożony bezpośrednio w tynku) [PN-IEC 60364-5-523].

Wszystkie wybrane obwody spełniły wymagania obciążalności długotrwałej co powoduje że można założyć, że pozostałe obwody spełnią wymagania przy zabezpieczeniu równym bądź większym In= 16A.

Tab.4. Prąd obliczeniowy, typ i przekrój przewodów oraz prąd znamionowy urządzeń zabezpieczających poszczególne obwody odbiorcze.

-

Prąd znamio nowy

Obiekty

Moc obl. zainst/ szczytowa

Prąd obliczeniowy

Typ i przekrój przewodów

-

-

kW

A

mm

1

Gn. 400V - kuchenka el.

6,90

9,96

YDY 5x2,5

B16

2

Gn. 230V - kuchnia

2,00

8,70

YDYp 3x2,5

B16

3

Gn. 230V - zestaw komp.

1,00

4,35

YDYp 3x2,5

B10

4

Gn. 230V - pracownia

2,00

8,70

YDYp 3x2,5

B16

5

Obw. zas. oświetlenia

1,39

6,02

YDYp 3x1,5

B10

6

Gn. 230V - łazienka

2,00

8,70

YDYp 3x2,5

B16

15,29 / 8

12,42

YDY 5x6

25

Numer Rozdzieln obwod ica u

2

A

RP

Rozdzielnica parteru 1

Gn. 400V - garaż

4,00

5,77

YDYp 5x4

C16

2

Silnik pompy elektrycznej

2,20

3,92

YDYp 5x2,5

C10

3

Gn. 230V - kotłownia, garaż

2,00

8,70

YDYp 3x2,5

B16

4

Obw. zas. oświetlenia

0,44

1,91

YDYp 3x1,5

B10

8,64 / 6

9,31

YDY 5x6

25

RGA

Rozdzielnica garażu 1

Gn. 230V - sypialnia rodziców

2,00

8,70

YDYp 3x2,5

B16

2

Gn. 230V - pokój gości

2,00

8,70

YDYp 3x2,5

B16

3

Gn. 230V - pokój dzieci

2,00

8,70

YDYp 3x2,5

B16

4

Obw. zas. oświetlenia

1,48

6,41

YDYp 3x1,5

B10

5

Gn. 230V - łazienka

2,00

8,70

YDYp 3x2,5

B16

6

Gn. 230V - pralka

2,20

9,57

YDYp 3x2,5

B16

11,68 / 4

6,21

YDY 5x6

25

35,61 / 18

27,94

YKY 4x10

40

RP1

Rozdzielnica poddasza RGB

2.5 Sprawdzenie doboru kabli na warunki zwarciowe. Dane transformatora: TNOSLH

Typ: Moc znamionowa:

250 kVA

Napięcie górne:

15750 V

Napięcie dolne:

400 V

Układ połączeń:

Dyn5

Napięcie zwarcia:

4,5 %

Straty jałowe:

425 W 3250 W

Straty zwarciowe:

a) Impedancja systemu elektroenergetycznego i składowe:

Moc zwarciowa systemu: SKQ=250 MVA

Z KQ =

c max • U n

2

•

S KQ

X KQ = 0,995 • Z KQ =

(

U Td U Tg

)

2

=

1,1 • 15750 2 250 • 10 6

•

(

400 15750

)

2

= 0,000704 Ω

0,995 • 0,000704 = 0,00070048 Ω

R KQ = 0,1 • X KQ = 0,1 • 0,00070048 = 0,000070048 Ω

b) Obliczenia impedancji transformatora ZT, reaktancji XT oraz rezystancji RT na poziomie dolnego napięcia transformatora RT =

XT =

ZT =

∆P cu • U n

=

SN2 ∆U X% • U n 100 • S N

3250 • 400

2

(250 • 10 3 ) 2 4,5 • 400

2

=

2

= 0,0083 Ω

2

100• (250 • 10)

(R T 2 + X T 2 ) = 0,03016 Ω

3

= 0,029 Ω

c)

Składowe impedancji linii napowietrznej L1: 4xAL 50, l = 66m , 3x230V/400V

R L1 =

X L1 =

66

l =

ɣ•S

x' • l =

34 • 50

= 0,0388 Ω

0,35 • 66 = 23,1 mΩ = 0,0231 Ω

x'= 0,35 mΩ/m - reaktancja jednostkowa dla linii napowietrznych nn o przewodach gołych

Zwarcie na końcu linii zasilającej zabezpieczonej WT-2 gG/63A: R kL1 = R kQ + R kT + R L1 = 0,000070048 + 0,0083 + 0,0388 = 0,047 Ω X kL1 = X kQ + X kT + X L1 = 0,00070048 + 0,029 + 0,0231 = 0,054 Ω

Z kL1 = (R kL1 2 + X kL1 2 )= 0,0716 Ω

I k3 ''=

c max • U n 2

=

3 • ZK

ϰ = 1,02+0,98e

-3(R/X)

i p = 2 • ϰ • I k3

"

1 • 400 2

= 3,225 kA

3 • 0,0716 = 1,09

= 2 • 1,09 • 3,225 = 4,97 kA

Sprawdzenie założonego kabla przyłączeniowego pod względem wytrzymałości na nagrzewanie prądem zwarciowym.

S= S=

1 k 1 87

• •

I2• tw 1 21000 1

S = 1,666mm2