Rozvody elektrické energie a pohony

Transkript

1 A 5 M 14 RPI Min. FEL Rozsah p edm tu: Zam ení p edm tu 1. Základní koncepce rozvodu elektrické energie v obytných a administrativních budovách. 2. Struktura a dimenzování rozvodu elektrické energie. 3. Sít s nep etržitým napájením, energocentra administrativních budov. 4. Ochrana elektrických rozvod nn p ed ú inky nadproudu a zkratu. 5. Ochrana inteligentních budov p ed ú inky atmosférických výboj, spínacích p ep tí, p ep ové ochrany a jejich aplikace v energetické síti. 6. Inteligentní instala ní p ístroje. 7. Systémy pro monitorování a ízení toku elektrické energie v inteligentních budovách. 8. Polovodi ové sou ástky, usm r ova e a jejich aplikace. 9. St ídavé m ni e nap tí, stejnosm rné m ni e nap tí a jejich aplikace. 10. St ída e, frekven ní m ni e a jejich aplikace. 11. Úsporné ízení erpadel a ventilátor. 12. P ehled a stav výtahové techniky, pro výtahy a jejich ízení. 13. Pohony v domácích spot ebi ích, ru ním ná adí, po íta ích. 14. Lineární motory, piezomotory, spínané reluktan ní motory a jejich aplikace. 1

2 Koncepce rozvodu elektrické energie v budovách Základní topologie sítí ídí se: Ú elem budovy Základními požadavky bezpe nostních norem Požadavky provozovatele na zajišt ní spolehlivosti dodávky elektrické energie Finan ními možnostmi vlastníka i provozovatele Budovy dle ú elu: Obytné Administrativní Kulturn -spole enské Pr myslové Zem d lské 2

3 P enos a rozvod elektrické energie P enos elektrické energie ke spot ebi m zajiš uje: P enosová a rozvodná ást elektriza ní soustavy -elektrický rozvod složený ze sítí jednotlivých nap tí a elektrických stanic (transformovny, m nírny, spínací stanice a kompenza ní stanice) Nad azená p enosová soustava vedení zvn 400 kv a vvn 220 kv Distribu ní p enosová soustava vedení vvn110 kv, vn 22 kv nebo 35 kv Rozvodná soustava napájecí vedení vn a vedení nn 3

4 Principiální uspo ádání ásti elektrické rozvodné sít se zdroji a spot ebi i elektrické energie 4

5 Základní topologie sítí nízkého nap tí 22 kv Hv zdicová sí 230/400 V 5

6 Základní topologie sítí nízkého nap tí 22 kv 22 kv Kruhová sí 230/400V 22 kv 6

7 Základní topologie sítí nízkého nap tí 22 kv Vícesmy ková sí 230/400 V 22 kv 7

8 Schéma ásti rozvodu elektrické energie Rozvodná sí 22 kv Rozvodná sí nn pro maloodb ratele 8

9 Náhradní impedan ní schéma ásti rozvodu elektrické energie Impedan ní pom ry v jednotlivých bodech sít ur ují velikost zkratového proudu v p ípad poruchy a tím i nároky na vypínací schopnost jisticích elektrických p ístroj I = ZKR U Z n S Kde je: I ZKR Zkratový proud v míst poruchy U n Jmenovité nap tí sít Z S Impedance sít v míst poruchy Z TR Impedance transformátoru Z V Impedance vedení S n P ípojné místo (budova) 9

10 Ozna ení sít : XX - X 3. písmeno: ur uje uspo ádání st edního pracovního a ochranného vodi e S: PE a N jsou odd leny (S = séparé; odd lený) C: jsou spojeny do jednoho vodi e PEN (C = combiné; kombinovaný) 2. písmeno: ur uje zp sob ochrany neživé ásti p ístroj T: neživá ást je p ímo uzemn na (T = terré; zem ) N: neživá ást je p ipojena na ochranný vodi sít (N = neutré; neutrální) 1. písmeno: ur uje zp sob uzemn ní uzlu transformátoru T: uzel soustavy je uzemn n I: uzel soustavy je izolovaný nebo nep ímo uzemn ný (I = isolé; izolovaný 10

11 Hlavni požadavky na rozvod: - bezpe nost osob a v cí a provozní spolehlivost, - p ehlednost rozvodu a jeho p izp sobivost p i p emis ování stroj nebo zm n dispozic objektu, - možnost rychlého odstran ní poruch, - hospodárnost investi ní a provozní, - maximální využití typizovaných za ízení, optimalizace pr ez a typ kabel, - vzhled. 11

12 Základní topologie sítí nízkého nap tí v objektech Pro zajišt ní dodávky elektrické energie je rozhodující stupe dodávky podle d ležitosti provozu Pr myslový rozvod se obvykle d lí na tyto ásti: - vstupní stanice (transformovna, spínací stanice), - napájecí rozvod v etn podružných stanic, - provozní rozvody v etn rozvoden a rozvád. 12

13 Základní topologie sítí nízkého nap tí v objektech Druhy rozvod jsou: - pr b žný rozvod, - okružní rozvod, - h ebenový rozvod, - m ížový rozvod, - sí ový rozvod nebo i jejich kombinace. 13

14 Skupinové d lení rozvod I. skupina obsahuje energetické zdroje tj. transformovny, dieselelektrická soustrojí, m nírny, akumulátorovny, strojovny nebo místa velkých pohonných soustrojí, dále lze do této skupiny zahrnout hlavni rozvodná za ízení, tj. rozvodny nebo v tší samostatné rozvád e II. skupina obsahuje hlavni rozvody v objektu, vytvá ející hlavni trasy. Jde o hlavni napájecí vedeni mezi zdrojem a st ediskem odb ru (st ediskem odb ru je mín n rozvád nebo velký spot ebi ). Hlavni trasa m že soust e ovat více vedeni v tších dimenzí. Vedeni mohou byt kabelová, v trubkách nebo p ípojnicová. III. skupina obsahuje p ívody z rozvad hlavni trasy k rozvad m podružným a k samostatným spot ebi m. Vedeni se mohou ud lat obdobn jako vedení hlavní trasy. IV. skupina obsahuje rozvody z podružných rozvád ke spot ebi m v etn vývod sv telných a zásuvkových. Vedeni jsou provád na kabely, vodici v trubkách nebo v prefabrikovaných lištách. 14

15 Základní topologie sítí nízkého nap tí v objektech Pr b žný rozvod Tlust vyzna ená vedeni pat í obvykle do skupiny II; árkovaná vedení do skupiny III. Pr b žné vedeni se používá nap. v pr myslových provozech pro napájení spot ebi s velkými p íkony se stálým provozem Pr b žný rozvod rozv tvený Transformovna pat í do skupiny I; tlust vyzna ená vedeni pat í do skupiny II; árkované vedeni do skupiny III a te kované vedeni do skupiny IV 15

16 Základní topologie sítí nízkého nap tí v objektech Okružní rozvod Proti rozvodu pr b žnému vzniká výhoda lepšího proudového využití rozvodu skupiny II. Výhoda je i v napájení spot ebi v obvodu ze dvou stran v p ípad poruchy v rozvodu skupiny II H ebenový rozvod Tento rozvod zajiš uje zejména spolehliv jší napájeni podružných rozvád, lepší využití rozvodu v jeho omezených ástech a napájeni podružných rozvád v p ípadech poruchy v jedné nebo i ve více v tvích rozvodu skupiny II 16

17 Základní topologie sítí nízkého nap tí v objektech M ížový rozvod Tento rozvod je napájen ze dvou nebo více zdroj. Zajiš uje dokonalé proudové využití rozvodu skupiny I a II a je nejspolehliv jší pro napájení podružných rozvád i v p ípad poruchy jednoho zdroje nebo ásti napájecí sít. 17

18 Základní topologie sítí nízkého nap tí v objektech Sí ový rozvod Tento rozvod tvo í dispozi ní sí rozvodu; d lá se obvykle v podlaze pro leh í pr myslové rozvody, obchodní domy apod., tj. pro provozy s astou disloka ní zm nou stroj s pohyblivými p ívody. Okružní rozvod (VN) D lá, se v rozsáhlých objektech (budovách). Transformovny jsou prefabrikovány a sled sít VN m že být bu horizontální (v jednom podlaží), vertikální s transformovnami a ve více podlažích, nebo kombinovaný 18

19 Instalace v objektech Doporu ené uspo ádání p ípojek v rodinném dom provedené s ohledem na možnosti vzájemného ovliv ování a ochranu p ed úrazem elektrickým proudem D ležitá je úloha základového zemni e 19

20 Vyrovnání celkového potenciálu v dom 20

21 Instalace v objektech P íklad provedení základové uzem ovací soustavy, uložené v základové desce stavby 21

22 Ochranné pospojování nosných prvk Kovové konstrukce 22

23 Principiální schéma rozvodu v bytovém dom Legenda: HDS- hlavní domovní p ípojková sk í HDV- hlavní domovní vedení EM - elektrom r BR - bytová rozvodnice 23

24 P íklad bytového rozvodu za elektrom rem Zásuvkové okruhy v objektech s laickou obsluhou musí být dle SN ed. 2 vybaveny proudovým chráni em (RCD s I N 30mA ) 24

25 Zóny pro ukládání instalací na st nách místi 25

26 Hlavní domovní vedení HDV je vedení od p ípojkové sk ín až k odbo ce k poslednímu elektrom ru. Jde o kabelové vedení, které prochází více podlažími. Musí být umíst no a provedeno tak, aby se zamezilo ernému odb ru. Pro barevné ozna ení kabel platí SN Každé HDV se jistí v p ípojkové sk íni p íslušn dimenzovanou pojistkou. Vodi e musí mít stejný pr ez po celé délce vedení. V sítích bez vyvedeného st edního vodi e nebo s izolovaným st edním vodi em se musí z p ípojkové sk ín vyvést uzem ovací vodi. Ochranný vodi se musí vést po celé délce HDV spole n s fázovými vodi i. Pr ez HDV se volí s ohledem na velikost proudu a úbytek nap tí. Velikost proudu vychází z velikosti p íkonu jednotlivých byt. kde Pβ soudobý p íkon (W) β koeficient soudobosti, viz tabulky (pro byt cca 0,78) US sdružené nap tí (V) P1 - PN díl í výkony spot ebi (W) P i bytové výstavb pochopiteln není známo, jaké spot ebi e a s jakými p íkony se budou v byt provozovat. Proto uvažujeme p íkon imaginárního spot ebi e. Pro byt stupn elektrizace A uvažujeme Pβ = 7 kw; pro byt stupn elektrizace B uvažujeme Pβ = 11 kw. Úbytek nap tí v bytovém rozvodu nemá p ekro it 3 % u sv telných obvod a 5 % u zásuvkových obvod. K výpo tu úbytku nelze zjednodušen použít Ohm v zákon U = R.I, nebo v každém úseku HDV te e jiný proud. Výsledný úbytek je tedy dán sou tem (adicí) díl ích úbytk na jednotlivých úsecích. 26

27 27