פרוייקט בניין מגורים
לתואר הנדסאי חשמל מכללת אורט רחובות מגיש: יניב גמליאל העבודה בוצעה בהנחיית מהנדס אייל לוי אפריל 2010 1 תוכן עניינים פרק 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 תוכן עמוד מבוא 4 רשימת שרטוטים תקנות החשמל עבור בניין המשמש למגורים סידור הארקות במתקן מושגים ,מרכיבי מערכת הארקה,חוקים ותקנות ,ערכי התנגדויות לפי תקן ,סידור הארקות למבנה ,שנאי וגנראטור תכנון תאורה ציבורית תאורת חניון,בריכה ,הצפה לבניין ,לובי שיקולים בבחירת סוג נורה ,אפיון נורות התאמת נורה למתקן ,חישובי תאורה 5 תכנון הגנות לתאורה ציבורית תכנון לוחות חלוקה ציבוריים תכנון לוח חלוקה ציבורי ראשי להזנת צרכנים ציבוריים תכנון לוח חלוקה משני לבריכה תכנון דירות תכנון מעגלים דירתיים על פי חוק החשמל מערכת המנייה במתח נמוך עקרונות מדידת האנרגיה במתח נמוך תכנון ארונות ריכוזי מונים קומת קרקע בחירת ציוד סטנדרטי תכנון קווי הזנה ראשיים היוצאים מארונות ריכוזי מונים קומת קרקע תכנון הגנות נתיכים בלוח מונים ,תכנון נתיך ראשי לריכוז דירות בחירת מתח אספקה למתקן השיקולים בחיבור מתח נמוך למתקן בחירת גודל זרם חיבור סטנדרטי למתקן חישוב זרם עבודה כללי הצפוי במתקן בחירת מפסק זרם ראשי מתאים וחישוב נתיך רשת לסלקטיביות בחירת קו הזנה ראשי למתקן בחירת הספק שנאי רשת 2 6-11 12-24 25-43 44-56 57-68 69-70 71-72 73-75 76 77 78 79-80 14 שיפור מקדם ההספק בלוח ציבורי ראשי רקע עיוני ,בחירת שיטת קיזוז,תכנון הספק קבלים מסחריים,קביעת סידורי הגנה לכל קבל 15 חלוקה במתח נמוך במתקן חלוקת אנרגיה עקרונית במתקן כולל לוח חירום ,כיול הגנה תרמית במפסקים ראשיים 81-87 88-89 חישוב מפלי מתח ברשת מתח נמוך 16 רקע עיוני ,בדיקת מפלי מתח לקווי הזנה ראשיים במתקן חישוב זרמי קצר ברשת מתח נמוך 17 חישוב זרמי קצר והלם הצפויים בפסי צבירה ראשיים מ"נ ,בחירת כושר ניתוק של ההגנות השונות 18 בחירת הספק גנראטור חירום אופן החיבור של גנראטור ברשת החלוקה הפנימית ,תכנון לוח חירום להזנת מעגלים חיוניים במבנה 3 90-92 93-95 96-98 מבוא תאור המתקן הפרויקט מתאר תכנון מערכת חשמל לבניין מגורים בן 8קומות ,הכולל בריכת שחייה אולימפית מקורה הממוקמת בקומת קרקע בצמוד לבניין ומשרתת את כלל דיירי הבניין. בקומת קרקע של הבניין ,מתוכנן מרכז מסחרי עתידי עם חנויות להשכרה. הפרויקט מתרכז בתכנון רשת מתח נמוך למתקן הכולל את בניין המגורים בלבד ובריכת השחייה. בספר זה ניתן דגש על ההיבט הבטיחותי ושימוש באמצעי הגנה בפני חשמול על פי חוק החשמל. נתכנן חלוקה לצרכנים ע"י ארונות ריכוזי מונים שיותקנו בקומת כניסה ובנוסף נתכנן חדר חשמל ראשי לבניין שבו מותקן גנראטור ולוח ציבורי. כמו כן נתכנן תאורה ציבורית :פנים וחוץ הכוללת תאורת חניון ,הצפה ,תאורת בריכה ולובי . נתוני המתחם שטח 8,000מ"ר. המתחם מקבל הזנה במתח נמוך 400vמשנאי רשת הארצית המותקן על עמוד. 4 רשימת שרטוטים תיאור שרטוט מס' עמוד הארקת יסוד בניין מגורים 1 13 הארקת יסוד בריכה 2 16 סידור הארקות במתקן 3 22 לוח בריכה 4 48 לוח בריכה 5 49 לוח ציבורי 6 53 לוח ציבורי 7 54 לוח ציבורי 8 54 לוח ציבורי חלוקה במתח נמוך לוח דירתי טיפוסי 9 56 10 89 11 67 5 פרק 2 תקנות החשמל עבור בניין המשמש למגורים 2.1כללי מתקן החשמל הציבורי בבניין מוגדר כחלק מהמתקן והוא מיועד לשרת את כלל הציבור השוהה בבניין. המתקן הציבורי הוא מורכב מגוון וחיוני והוא אמור לשרת את ציבור הדיירים במצבי שגרה וחירום כגון :שריפות,הפסקות חשמל וכדומה. לכן נדרש שמתקן זה יהא בראש ובראשונה מתקן בטיחותי ואמין ויחד עם זאת נוח וידידותי לציבור הדיירים. בנוסף יש להקפיד על נקיטת אמצעים נאותים למניעת התפשטות אש בבניין באמצעות מערכת החשמל. בפרק זה ניתן סקירה לגבי חוקי הבנייה הרלוונטיים לפרויקט זה . חוקים אילו מעודכנים נכון מיום 29.8.06וקובעים כי מתקן החשמל הציבורי בבניין המשמש למגורים ,צריך להיבנות על פי תקנות החשמל . 2.2מושגי יסוד בהתאם לחוק התכנון והבנייה מוגדרים 3סוגי בניינים בהתאם לגובהם יחסית למפלס הכניסה: פרויקט זה עוסק בבניין מגורים בעל 8קומות בנוסף לקומת כניסה ועל כן מדובר ב 9-קומות. בהנחה שגובה סטנדרטי של קומה הוא 3mמדובר במתקן ציבורי שגובהו 27 mלערך. על כן פרויקט זה מוגדר על פי חוק :בניין גבוה. 6 2.3פירוט הדרישות החשמליות בשטחו הציבורי של בניין גבוה 2.3.1מתקן חירום מערכות החירום יוזנו באמצעות לוח חירום שיותקן בחדר גנראטור. לוח החירום יוזן ישירות מהאספקה הראשית של הבניין ויוזן באספקה חלופית ישירות מהגנראטור. מתקן החירום צריך לתפקד גם בזמן שריפה ולכן ישנן מערכות חיוניות שחייבות לתפקד בזמן שריפה למשך 30דקות לפחות וכאלה שחייבות לתפקד בזמן שריפה למשך 90דקות לפחות. המערכות החייבות לתפקד בזמן שריפה למשך 30דקות לפחות: א .גילוי אש. ב .תאורת חירום. ג .משאבת דלק לגנראטור. גנראטור .1גנראטור המותקן בבניין יהא בכוחו לספק זרם חשמל בשעת חירום עבור המערכות החיוניות הבאות למשך 90דקות לפחות: א .הארת חדרי מדרגות ודרכי מילוט. ב .מדרגות חיצוניות. ג .מקלטים ופרוזדורים שבשימוש כלל דיירי הבניין . ד .הפעל משאבות לדחיסת מים לקומות העליונות. ה .מפוחים לסילוק עשן במקרה של שריפה. ו .החיבור בין הגנראטור ללוח החירום יהא באמצעות כבל חסין אש כך שבזמן שריפה ימשיך להזרים זרם לשדה חיוני. .2יש להתקין במקום נוח לגישה ,מתג המאפשר הפסקת פעולה של הגנראטור בשעת חירום לשימוש הכבאים לניתוק הזינה למתקן. .3הגנראטור יותקן בחדר המיועד לו בלבד. .4דלת חדר גנראטור תהא עמידה בפני אש למשך 30דקות לפחות. 2.3.2מעליות כללי: .1מספר המעליות מידותיהם ומהירותם יקבעו בהתאם למספר הדיירים הגרים בבניין והמבקרים בו ובהתאם למטרת הביקור –בבניין זה מתוכננות 2מעליות. .2בבניין גבוה תאפשרנה מידותיה של מעלית אחת לפחות הובלת 6אנשים או יותר. .3אספקת החשמל להנעת מעלית תופרד ממערכת החשמל של הבניין ותחובר ישירות ללוח חשמל ראשי. .4ניתן להתקין את מוליכי החשמל להזנת המעליות בתוך הפיר ובתנאי שיושחלו בתוך צינור כבה מאליו בהתקנה סמויה. .5בכל בניין מגורים שבו מותקנת יותר ממעלית אחת יותקן באחת המעליות מנגנון פיקוד שבת המאפשר הפעלה אוטומטית של המעלית ללא חילול שבת. .6בפיר המעלית לא יותקנו מתקני חשמל שאינם שייכים למתקן המעלית. 7 דוגמא להזנת 2מעליות : .1בלוח החשמל בחדר מכונות יותקן מנתק שישמש כמפסק ראשי עבור 2המעליות. לוח זה יזין את מערכות הפיקוד וההינע של המעליות. .2לכל מעלית יותקן מא"ז ראשי המגן על קו הזינה למערכת ההינע ,במעגל זה יותקן מנתק בצבע אדום שימוקם בכניסה לחדר מכונות שלידו יקבע שלט המציין איזו מעלית הוא מזין. 8 .3תאורת תא הנוסעים תוזן ממא"ז דו קוטבי מלוח מכונות ובנפרד ממעגל ההינע . .4מעגל תאורת תא נוסעים יוגן תחת מפסק מגן בפני חישמול לזרם . 30mA .5 .6 .7 .8 .9 גוף התאורה בתא הנוסעים יהא דו תכליתי. תאורת חדר מכונות תוזן ממעגל נפרד מלוח ציבורי שירותי בית. גוף התאורה בחדר מכונות יהא דו תכליתי. תאורת הפיר תוזן מלוח פיקוד מעלית,גוף התאורה בחלקו העליון של הפיר יהא דו תכליתי. לוח חשמל בחדר מכונות יוגן מפני מגע מקרי בחלק חי כלשהו. 2.3.3הארקות .1כל חלקי המתכת של מתקן המעלית העלולים להפוך לחלקים חיים במקרה של תקלה ,יהיו מוארקים ,כולל מנוע המעלית . .2מסילות מעליות יגושרו ביניהם ויחוברו באמצעות מוליך חיבור ישירות לפס השוואת פוטנציאלים. .3יש להאריק משקופי דלת מעליות באמצעות מוליך שאיננו שזור בחתך . 2.5mm 2 .4יש להאריק דלת חדר גנראטור. 2.3.4תאורה בשטח ציבורי בבניין .1תוזן מ 2-מעגלים נפרדים לפחות ,כך שבעת תקלה במעגל אחד לא תהא עלטה בבניין. .2גופי התאורה בדרכי המילוט בדרגת הגנה IP3Xלפחות. .3תאורת חירום באזורים ציבוריים של הבניין תוזן מלוח חירום. .4במעגל המזין את תאורת החירום לא יותקן מפסק מגן מפני חשמול. 2.3.5הארקת יסוד .1יש להקפיד על כך שהחשמלאי ישולב בפרויקט החל משלב ביצוע היסודות בכדי לאפשר לו לבצע את הארקת יסוד או לפקח על ביצועה. .2יציאות החוץ )קוצים( צריכות להיות נגישות – מומלץ להתקין אותן בתוך תיבות מתאימות. 9 2.3.6בריכת שחייה בתקנות החשמל ישנה התייחסות למתקנים של בריכות שחייה ודומיהם. מתקן מסוג הינו צרכן הספק חשמלי לכל דבר כגון :תאורה ,מערכות סינון מים וכו'. אולם במתקן מסוג זה קיימת סכנה מוגברת לחשמול עקב הסביבה הרטובה של הבריכה. חוק החשמל מגדיר את האזורים המסוכנים שיש לתת עליהם את הדעת בעת תכנון הבריכה. להלן חלוקה לאזורים 0,1,2על פי חוק החשמל : .1 .2 .3 .4 בשלב היציקה של הבריכה תונח רשת מתכתית לשם השוואת פוטנציאלים באזורים .0,1,2 הבריכה תצויד בפס השוואת פוטנציאלים מקומי ,אסור שפס זה יחובר לפה"פ ראשי של הבניין ,כיוון שאין קשר בין הבטון המזוין של 2המבנים. בלוח בריכה יבוצע איפוס מקומי. כל חלק מתכתי נגיש המותקן באזורים 0,1,2יחובר גלוונית לפה"פ. .5באזור 0נתקין גופי תאורה תת מימיים מוזנים במתח נמוך מאוד . DC - 24V SELV את מקור הזינה נמקם מחוץ לאזורים . 0,1,2 .6מקור הזינה יהא שנאי 230/24וולט – חל איסור מוחלט להאריק את השיטה שלו ואין לחבר הארקת הגנה לגופי התאורה. .7גופי התאורה יותקנו מאחורי אשנבים אטומים למים והגישה אליהם אפשרית רק ממנהרה או תעלה שמחוץ למים ,לא יתאפשר בשום אופן גישה אל הגופים מהבריכה ולא יתאפשר מגע בין חלק חשמלי לבין מסגרת האשנב. .8גופי התאורה יהיו בעלי דרגת הגנה – IP68אטימות מוחלטת לאבק ומים. .9אין להתקין עמודי תאורה באזורים . 0,1,2 10 2.4בחירת גודל חיבור דירתי גודל מפסק זרם ראשי דירתי יהא . 3 × 25 A : להלן חיבורים סטנדרטיים : 2.4.2לוח החשמל הדירתי .1הלוח יהא מחומר פלסטי או בעל בידוד כפול סוג . II .2הלוח יותקן בתוך הדירה בגובה 1.6מטר. .3כל המעגלים בלוח יוגנו תחת מפסק מגן בפני חשמול לזרם . 30mA .4מעגלי מאור יוגנו במא"זים , Bמעגלי כוח יוגנו במא"זים . C 2.4.3מעגלים סופיים .1נתכנן מעגלים נפרדים למעגלים במטבח כגון :תנור ,מדיח וכדומה. .2דוד חשמלי יוזן במעגל נפרד עם מפסק דוד דו-קוטבי הכולל נורת סימון ובנוסף נתקין מנתק דו קוטבי בצמוד לקונסטרוקציה של הדוד. .3מזגן יוזן במעגל נפרד. .4תריס חשמלי לחלון יכלול מגע לניתוק האפס בכל כיוון סיבוב ,תקנה זו נועדה לאפשר עבודה בטיחותית בעת טיפול בתריס. להלן נציין אפשרויות שונות למיתוג האפס : 2.4.4מובלים .1כל ההתקנה של צנרת החשמל תהא סמויה תחת הטיח . .2הצנרת תהא צינור מריכף שחור. 11 פרק 3 סידור הארקות במתקן בפרק זה ניתן סקירה עניינית לסוגי הארקות השונות המיושמות בפרויקט זה. יש לחלק באופן ברור בין הארקת מתקן )יסוד( לבין הארקות מקור מתח כגון :הארקת שיטה של שנאי וגנראטור חירום ובין הארקות ציוד שמשמשות להגנה בפני חשמול כגון :איפוס ,ממסר פחת ומתח נמוך מאוד. נסכם בטבלה את השיטות המיושמות במתקן: המתקן ביצוע הארקת השוואת ביצוע הארקת שיטה לשנאי פוטנציאלים יסוד מזין המתקן בניין מגורים √ √ בבסיס עמוד השנאי בריכת שחייה משותפת מקומית מקומית אסור להאריק את השיטה במשני של שנאי בטיחות ביצוע איפוס חיבור מפסק מגן נגד התחשמלות √ דירתי מקומי מעגלים מחוץ לאזור 2 3.1הארקת מבנה )יסוד( של הבניין הארקת יסוד הינה מערכת הכוללת אלקטרודות הארקת יסוד,טבעת גישור מתכתי המחבר בין חלקיה ,פס נחושת לחיבור מוליכי הארקה ראשיים )פס השוואת פוטנציאלים( ומוליך הארקה ראשי ) (PEהמחבר את טבעת הגישור אל פס השוואת הפוטנציאלים. מטרות הארקת היסוד .1לשמש בסיס עבור אמצעי הגנה בפני חשמול. .2לאפשר השוואת פוטנציאלים במתקן. .3אפשרות לחיבור הגנת ברקים. 12 הארקת יסוד בניין מושגים: הארקה-חיבור במתכוון למסה הכללית של האדמה. אלקטרודה-גוף מוליך הנמצא במגע טוב עם המסה הכללית של האדמה.מותר שמגע זה יהיה דרך יסוד בטון של מיבנה הטמון באדמה. 13 פירוט חלקים הנכללים בהארקת יסוד א.אלקטרודת הארקת יסוד אלקטרודת הארקה הטמונה ביסוד מיבנה ,עשויה,בדרך כלל ,מחלקי זיון הפלדה של מיבנה, המחוברים ביניהם).בדרך כלל היא תיהיה מפס פלדה בעובי 3.5מ"מ לפחות וחתכו 100ממ"ר לפחות או ממוט פלדה עגול בקוטר 10מ"מ לפחות(. ב .טבעת גישור טבעת גישור תותקן בין חלקי פלדת הזיון של המבנה,שהוטמנו ביסוד בטון באדמה.בדרך כלל היא תיהיה מפס או מוט פלדה שהוטמנו במיוחד למטרה זו או מפלדת הזיון של המבנה עצמו.מידות שלה בדרך כלל כמו מידות של הארקת היסוד שמפורטות למעלה. חיבורים בין חלקי טבעת הגישור וחלקי ברזל הזיון של המבנה יהיו בריתוך של 3ס"מ או בהדקים מיוחדים או בברגים לצורך רציפות חשמלית. במקרה של מבנה בצורת "ח" מותר לסגור את טבעת הגישור על ידי מוליך נחושת מבודד בחתך 25 ממ"ר לפחות,טמון באדמה. כאשר טבעת הגישור אינה חלק מפלדת הזיון של מבנה,יעשו חיבורים בין הטבעת לבין פלדת הזיון במרחקים שלא יעלו על 5מטרים בין חיבור לחיבור. מטבעת גישור תוצא יציאת חוץ אחת לפחות מכל צד של המבנה ) "קוץ" ( . היציאות ישמשו לחבורים של הגנה נגד ברקים ,לאלקטרודה נוספת למבנה אחר,להארקת תורן של אנטנה ולמיתקנים אחרים החייבים חיבור לאלקטרודות הארקת יסוד.חתך היציאות יהיה כחתך של אלקטרודות הארקת יסוד. ג.מוליך הארקה )(PE מוליך המחבר את גופי המתכת החייבים בהארקה או את נקודת השיטה המיועדת להארקה לאלקטרודת הארקת יסוד,במישרין או באמצעות פס השוואת הפוטנציאלים) .מידות המזעריות שלו הם כמו המידות של אלקטרודות הארקת היסוד(. המוליך יהיה שלם לכל אורכו ויותקן בתוך קירות המבנה. ד.פס השוואת פוטנציאלים: זה הוא פס מנחושת 4מ"מ לפחות ו 40מ"מ רוחב לפחות,שאליו מתחברים מוליכי הארקה ומוליכי חיבור.פס זה יכול לשמש גם כפס הארקה ומטרתו להשוות את הפוטנציאל שמופיע על כל גוף מתכתי במבנה לאדמה. בפס השוואת פוטנציאלים יותקנו בורגי חיבור למוליכי הארקה ולמוליכי חיבור כמספר המוליכים המחוברים אליו בתוספת שני ברגים לפחות,אבל לא פחות משבעה בורגי חיבור לכל פס .מוליכי הארקה ומוליכי החיבור יחוברו כל אחד לפס השוואת פוטנציאלים בבורג נפרד ובמרחק זה מזה. פס השוואת פוטנציאלים )פה"פ( יותקן בתוך מבנה על קיר או בלוח חשמל ,במרחק של 4ס"מ לפחות משטח שעליו הוא מותקן ,הוא יהיה יציב ,תהיה אליו גישה נוחה וימוקם קרוב אל ההבטחה הראשית של חברת חשמל. אם קיימת סכנה לפגיעות מכאניות ,יוגן הפס במכסה מחומר בלתי דליק. 14 הפס יותקן בגובה 1.80מ' עד 2.40מ' מהרצפה.במקום שהפס מוגן בפני פגיעות מכאניות,מותר שגובהו יהיה 0.50עד 2.40מ' מהרצפה.במקום שהפס מותקן בחדר שהכניסה אליו מותרת לחשמלאי בלבד או בלוח חשמל-מותרת התקנה בכל גובה. בין פה"פ לבין ההבטחה הראשית של חברת חשמל יותקן מוביל בקוטר 29מ"מ לפחות ,אלא אם הם נמצאים בתוך לוח אחד. אל הפה"פ יחוברו באמצעות מוליכי חיבור נפרדים השירותים המתכתיים הבאים ,הנמצאים בתוך המבנה: תפקידו של פס השוואת פוטנציאלים הוא ,להשוות את פוטנציאל של כל הצרכנים במתקן בעת קצר חד מופעי לאדמה ובכך למנוע הפרש פוטנציאלים משמעותי על האדם בעת מגע מקרי בין 2 חלקי מתכת חשופים של ציוד חשמלי או שירותים מתכתיים אחרים כגון :צנרת מים.המשמעות היא ,שאין זה משנה ,באיזה חלק של המתקן החשמלי שוהה האדם ,בעת החשמול התנגדות האדם תהא מחוברת במקביל למוליך הארקה ועל האדם לא יהא כמעט הפרש פוטנציאלים. על כן יש חשיבות להתנגדות נמוכה מאוד של מוליך הארקה כך שמתח המגע שיתפתח יהא נמוך ככל האפשר. 15 ה .ההתנגדות השקולה של האלקטרודות להארקת יסוד R E [Ω] - א.ההתנגדות השקולה בין האלקטרודות המשמשות להארקת יסוד ,לבין המסה הכללית של האדמה ,אסור שתעלה על 5אום. R E ≤ 5Ω ב .כאשר רשת חלוקה מזינה מתקן המוגן בשיטת איפוס ,מותר שהתנגדות זו תהיה עד 20אום. RE ≤ 20Ω 3.2הארקת יסוד מקומית והשוואת פוטנציאלים מקומית בבריכה 16 3.3הארקת שיטה זוהי הארקה של מקורות מתח במתקן :שנאי רשת/גנראטור. מושגים שיטה-שיטה של אספקת חשמל המאופיינת על ידי סוג זרם,התדר ,מס' המוליכים והמתחים עם הארקת השיטה או בלעדיה. הארקת שיטה-הארקה במתכוון של נקודה אחת לפחות של השיטה. "מוליך אפס"-מוליך המחובר לנקודת האפס של מקור זינה ונוטל חלק בתמסורת אנרגיה חשמלית. מטרת הארקת שיטה: .1ייצוב מתח השיטה לאדמה. .2הפעלת מערך הגנות בפני חשמול והגנות רשת מתח נמוך ומתח גבוה. סקיצת הארקת שיטה לשנאי רשת: ביצוע הארקת השיטה לשנאי רשת הארקת שיטה מבצעים באמצעות מוליך מנחושת המחובר בין נקודת הכוכב בסליל משני של השנאי אל אלקטרודה הטמונה באדמה במגע תמידי והדוק )האלקטרודה יכולה להיות כמו בהארקת יסוד(.חיבור מוליך הארקה לאדמה באמצעות אלקטרודות נועד להבטיח מגע יציב לאורך זמן עם הקרקע. ביצוע הארקת שיטה ואיפוס לגנראטור חירום בבניין 17 התקנת הארקת שיטה בשנאי מדידה יש להתקין הארקת שיטה במעגל המשני על ידי הארקת אחד ההדקים או אחד המוליכים,במיתקן חד מופעי,או נקודת האפס במיתקן תלת-מופעי. מתקני חשמל שבהם אסורה התקנת שיטה במיתקנים שבהם ההגנה בפני חשמול מבוססת על אחת מהשיטות הבאות:זינה צפה,הפרד מגן או מתח נמוך מאוד ולכן חל איסור מוחלט להאריק את המשני של השנאי המזין את התאורה תת מימית של הבריכה . ההתנגדות השקולה של האלקטרודות להארקת שיטה R B [Ω] - א.ההתנגדות השקולה בין האלקטרודות המשמשות להארקת שיטה ,לבין המסה הכללית של האדמה ,אסור שתעלה על 5אום. R B ≤ 5Ω ב .כאשר רשת חלוקה מזינה מתקן המוגן בשיטת איפוס ,מותר שהתנגדות זו תהיה עד 20אום. R B ≤ 20Ω 3.4הארקת הגנה הגדרות: הארקת הגנה ) -(TTהגנה בפני חשמול על ידי חיבור גופים מתכתיים של ציוד חשמלי אל המסה הכללית של האדמה,באמצעות מוליכי הארקה. פירושו של דבר:כל צרכן חשמלי שקיים במיתקן ויש לו גוף מתכתי חייבים לחבר לו מוליך הארקה )בצבע צהוב -ירוק( לגוף שלו. לולאת תקלה ]- Z LT [Ωמסלול זרם התקלה ממקור הזינה דרך מוליכי הזינה,מוליכי הארקה,הארקת היסוד,המסה הכללית של האדמה ,הארקת שיטה של מקור הזינה ,כולם במקצתם המחוברים זה לזה בטור או במקביל,ושדרך מסלול זה עובר זרם תקלה או זרם פחת. זרם תקלה-זרם בלולאת התקלה המופיע בגלל פגם,עקב תקלה בבידודו של גוף חי. סקיצת הארקת הגנה 18 יתרון שיטה זו-ניתוק זרם התקלה על ידי מבטח ) נתיך ,מאמ"ת או ממסר פחת ( במקרה של חשמול. חיסרון שיטה זו-שהיא מנתקת רק במצב שכבר קיים חשמול ,או גורמת לניתוקים מיותרים גם לא במקרה של חשמול. עקרונות ההגנה: .1ככל שהתנגדות הארקת השיטה ויסוד קטנות יותר זרם התקלה גדול יותר ולכן הגנת הקו תנתק מהר יותר. .2במקרה של תקלה ,הארקת גוף המכשיר לא מגנה על האדם מפני התחשמלות אלא אם כן מנתקים את מקור הזינה על ידי נתיך הגנה או מפסק זרם אוטומטי. .3על מנת להשיג ניתוק בטוח מוטב שזרם התקלה יהיה גבוה ככל האפשר. עקרונות מנחים .1לפי התקן זמן הניתוק של זרם התקלה צריך להיות עד 5שניות. .2על מנת להשיג ניתוק בטוח של נתיך או מאמ"ת,זרם התקלה צריך להיות פי 5ואף פי 10מזרם נומינלי של המבטח .זרם זה יושג באמצעות הסדרת הארקה נאותה לפי הדרישות. U PH 10 × I n כלומר : ≤ Z LT בדונייבסקי עמוד 102מופיעה טבלה עבור התנגדות לולאת תקלה הרצויה לפי גודל החיבור של המתקן. נסכם את ערכי התנגדות לולאת התקלה הרצויים במתקן זה ע"פ חוק: גודל מפסק ראשי גודל מבטח לפני מפסק ראשי עכבת לולאת תקלה רצויה ][A ]Z LT [Ω 0.085 לוח חומר הלוח ][A בניין מגורים לוח ציבורי מתכתי NSX 250 / 180 NSX 630 / 400 דירה פלסטיק 3 × 25 3× 35 2.17 בריכת שחייה מתכתי NSX 100 / 63 NSX 250 / 180 0.143 19 3.5שיטת האיפוס הגדרות: מוליך פן )-(PENמוליך המשמש בו זמנית כמוליך הארקה וכמוליך אפס. -PENראשי תיבות של . PROTECTIVE EARTH NEUTRAL איפוס-הינו אמצעי הגנה בפני חשמול שבו מובטחת רציפות מתכתית של לולאת התקלה ממקור הזינה )שנאי או גנראטור( וחזרה אליו ,באמצעות מוליך האפס של רשת החלוקה )מוליך (PEN ולא רק באמצעות המסה הכללית של האדמה ,כמו בהארקת הגנה. 3.3.1עקרונות ההגנה .1לקצר את לולאת התקלה ועכב כך להקטין את התנגדותה. .2להשיג זמן ניתוק מהיר יותר של המבטח. סקיצת איפוס אופן ביצוע איפוס מחברים בכניסת הרשת למבנה ,בקרבת המבטח הראשי ,את האפס של הרשת אל פס השוואת פוטנציאלים באמצעות מוליך .PEN 20 יתרון שיטה זו-ניתוק זרם התקלה על ידי מבטח ) נתיך ,מאמ"ת או ממסר פחת ( במקרה של חשמול. חיסרון שיטה זו -ניתוק הגוף המחושמל יבוצע על ידי נתיך ,מאמ"ת ,ממסר פחת. חסרון שיטה זו-במידה ומוליך ה PENמנותק,המתקן הופך להיות מסוכן. הערות: .1מוליך PENשל רשת,יחובר אל פה"פ,חיבור זה יעשה במוליך בעל בידוד בצבע כחול עם סימון כמו על ידי שרוול בצבע צהוב/ירוק לסירוגין בכל קצה וחתכו יהיה לפחות כחתך מוליך האפס ) (Nהגדול ביותר היוצא מפס האפס או מהדק האפס. .2אסור להשתמש בהגנה על ידי איפוס בחלק אחד של המבנה,ובהגנה על ידי הארקת הגנה בחלקו האחר. .3במיתקן המוגן על ידי איפוס חייב להיות שלט "מאופס" קרוב ככל האפשר למבטח הראשי שבכניסת הרשת למבנה. .4ככלל אסור להשתמש על ידי איפוס במבנה שבו אין הארקת יסוד,אלא אם כן קיימים תנאים הבאים: א .במבנה מותקנת אלקטרודה מקומית. ב .במבנה קיימת השוואת פוטנציאלים )אין חובה לחבר במקרה זה את הזיון של המבנה אל פה"פ(. ג .אם קיימים במבנה צרכנים המוגנים בהארקת הגנה,נדרש שתוסב ההגנה אצלם להגנה בשיטת האיפוס. 21 סידור הארקות במתקן לפס ההשוואה יחוברו :הארקת שיטה של הגנראטור ,הארקת גוף גנראטור ,הארקת לוחות ושירותים מתכתיים במבנה. 22 3.4ממסר לזרם דלף )ממסר פחת נגד התחשמלות ( RCD- זהו מכשיר להגנה בלעדית בפני חשמול ,המכשיר משלב ממסר ניתוק הזינה ,המופעל כאשר יש זליגה של זרם לאדמה )גוף מכשיר(. יתרון -ניתוק מהיר של זרם הפחת)תקלה( על ידי הממסר. חיסרון –היעדר הארקת יסוד/מים במתקן או חיבור לקוי של הפחת – האדם אינו מוגן מפני חשמול. 3.4.1סוגי פחתים מבחינה עקרונית קיימים 2סוגים :חד פאזי ,תלת פאזי. כמו כן הפחתים מסווגים לפי רמת זרם עבודה ,חסינות לתנאי סביבה ,זרם ניתוק )רגישות (. פחת חד פאזי מבנה הפחת מורכב מ 5 -אלמנטים: .1סליל הפאזה .2סליל האפס .3סליל השחרור .4מנגנון ניתוק מכאני . .5לחצן בדיקה עקרון עבודה פעולתו של הממסר היא השוואת הזרם הזורם דרך מוליך המופע לבין הזרם הזורם חזרה דרך מוליך האפס .אם הממסר לא הרגיש בשינוי בין הזרם הנכנס לזרם היוצא הוא אינו מנתק. במצב של תקלה וזליגה לגוף המכשיר ,הזרם במוליך האפס לא יהיה שווה לזרם במוליך המופע הממסר יפעל וינתק את הזינה )במצב שזרם הזליגה יגיע או יעבור את זרם הרגישות של 30mA 23 טבלת פחתים סטנדרטיים לפי זרם זליגה : I Δn 3.4.2דגשים .1ממסר פחת אינו מקטין את הזרם דרך האדם המחושמל אלא רק מגביל את משך זמן התקלה. .2ממסר פחת אינו מבטל את הצורך בהתקנת איפוס או הארקת הגנה במתקן כמו כן אין הוא מבטל את הצורך במבטח ראשי בלוח. .3בשנים האחרונות נעשה שימוש נרחבים במכשור חשמלי מתקדם המורכב מכרטיסים אלקטרוניים שמכילים רכיבי בקרת הספק ) תריסטורים ( ,כגון ווסתי מהירות למיניהם. רכיבים אילו מייצרים גלים עליונים ) הרמוניות ( המזהמים את רשת החשמל. ע"פ החוק יש להתקין במתקן חדש מפסק לזרם דלף מדגם . A מפסק זה רגיש לזרמי תקלה סינוסואידלים וכן לזרמי תקלה המרכיבים הרמוניות. 3.4.3אפשרויות התקנת פחת .2פחת סלקטיבי .1במעלה הזרם CDR אפשרות 1 הפחת ממוקם בכניסה ללוח ומנתק את כל המעגלים תחתיו במקרה של זליגה באחד מהם. אפשרות 2 כאשר חיונית במתקן רציפות אספקה ,יש לנתק רק את המעגלים המקוצרים ולכן יש לחבר מספר פחתים לפי הצורך לקבוצות צרכנים. 24 פרק 4 תכנון תאורה ציבורית 4.1כללי מערכת זו מספקת מאור לכל האזורים הציבוריים בפרויקט. מטרת תאורת זו היא להאיר את הבניין בשעת החשיכה ולאפשר תנועה בטוחה של כלי רכב ומבקרים הפוקדים את המקום ,כמו כן התאורה נועדה להאירחלק מקירות הבניין ,הבריכה החניון ולובי כניסה. תאורה זו מקבלת אספקה מ 2-לוחות חלוקה :לוח ציבורי בניין ,לוח בריכה. נבחר גופי תאורה תוצרת "געש" שהיא חברה בעלת מוניטין בתחום ייצור גופי תאורה. הערה :כל גופי התאורה כוללים בתוכם קבלים לשיפור גורם הספק ל.0.92 - 4.2שיקולים בבחירת סוג נורה 4.2.1אפיון נורות סוג נורה הספק נורה ] [W סוג מקרן מיטל 1000 מלמעלה למטה מיטל 400 מלמטה למעלה נל"ג 250 מלמעלה למטה פלורסנטית T5 4 × 18 מלמעלה למטה שיטת התקנה גופי תאורה על עמודים גוף תאורה על פני האדמה גופי תאורה על עמודים גופים שקועים בתקרה אקוסטית יעוד הצפה לבריכה הצפה לבניין תאורת חניון תאורת לובי פלורסנטית T5 2 × 36 מלמעלה למטה מוגן מים קומות ,מדרגות, חדר מציל ,חובש מלתחות בריכה LED 36 הצפה תת מימית טבול במים ושקוע בדופן בריכה תאורת בריכה תת מימית 25 4.3בחירת גופים לתאורת חוץ הנורות נבחרו לפי המלצות יצרן נורות ידוע . SYLVANIA ניתן לראות מתוך קטלוג נורות המוצג כאן ,את השיקולים של היצרן לאופן בחירת נורה אופטימאלית. 4.3.1תכנון עמודי תאורה לחניון בחירת נורה :נל"ג 26 בחירת גוף תאורה מס' 1 שטף הנורה: φ = 28,000lm 27 4.3.2תכנון עמודי תאורת הצפה לבריכת שחייה סוג נורה :מיטל הלייד . שטף הנורה: φ = 110,000lm בחירת גוף תאורה מס' 2 גופי תאורה אילו יותקנו במתחם המקורה בגובה על קונסטרוקציה מחוץ לאיזור . 2 28 4.3.3תכנון הצפה לבניין ולבריכה סוג נורה :מיטל הלייד 29 בחירת גוף תאורה מס' 3 שטף הנורה: φ = 35,000lm 30 4.3.4תכנון תאורת לובי כניסה סוג נורה :פלורסנטית T5צבע לבן אור יום. בחירת גוף תאורה מס' 4 שטף גוף התאורה: φ = 4200lm 31 4.3.4תכנון תאורת פנים לקומות ,מדרגות ,מלתחות. סוג נורה :פלורסנטית T5צבע לבן אור יום. בחירת גוף תאורה מס' : 5 גוף אטום מוגן מים שטף גוף התאורה: φ = 5000lm 32 4.3.5תכנון תאורת בריכת שחייה. סוג נורה LED :אור לבן. בחירת גוף תאורה מס' : 6 נבחר גוף תאורה תקני 271-led lightשל חברת . MALUX השימוש בטכנולוגיה החדשנית של נורות לד תופס תאוצה עקב צריכת הספק חסכונית . מידות: 33 נתונים חשמליים: הספק גוף התאורה: P = 18 × 2W = 36W מתח הפעלה בטיחותי נמוך מאוד : U n = 24v עומק התקנה מקסימאלי המותר הינו 3מטר. אופן התקנת הגוף: בשלב ההתקנה של הגוף יש לוודא שאורך הכבל לגוף התאורה מספק כך שניתן יהיה לשלוף אותו בקלות מתוך תעלת השירות. 34 דרגת הגנה של מעטפת ציוד 35 4.4חישובי תאורה דוגמא : 1רמת הארה עבור חניון מכוניות גוף תאורה זה יותקן על עמוד מתכתי בגובה 12מטר. עמוד תאורה זה מיועד להאיר את החניון בשכונה במרחק 4מטר אופקית מבסיס העמוד. בהתאם לתקן נקבע רמת הארה מומלצת במרכז הכביש . E = 12lux : משולש הארה גוף תאורה 18.4° 12מטר 4מטר זוית הארה מתוך הקשר הטריגונומטרי נקבל: 4 = 0.33 → α = 18.4° 12 = . tgα עצמת הארה מתוך עקומה פוטומטרית של גוף התאורה נמצא את עצמת הארה בזוית αהנתונה: נקבל: cd ] klm [I α = 220 נמצא את עצמת הארה בזוית הנתונה עבור הגוף שבחרנו לפי שטף הנורה: 28000lm = 6160cd 1000lm 36 × I α = 220 חישוב רמת הארה קיימת לפי גובה עמוד תאורה I α × cos 3 α =E h2 מתוך הנוסחא לחישוב רמת הארה נקודתית נקבל: 6160 × cos 3 18.4° = 36.53lux 12 2 נציב את נתוני התאורה: =E מסקנה :גוף התאורה עומד בדרישות. דוגמא : 2חישוב תאורת פנים לובי כניסה שטח רצפהA = 150m 2 : רמת הארה רצויהE = 300 LUX : שטף אור רצויφT = E × A = 300 × 150 = 45klm : φT 45k = מס' גופי תאורה לפי חישוב= 10.7 : φ 4.2k =N טבלת סיכום גוף תאורה מס' גובה גוף ממשטח הספק שטח הצפה רמת הארה הגוף ] [W ] [m בפועל ][lux 1 12 250 1350 83 חניון 2 12 1000 2400 366 בריכה 3 10 400 600 58 הצפה לבניין 4 3 4 × 18 150 300 לובי 5 3 2 × 36 - 300 קומות 6 - 36 - הצפה תת מימית בריכה הארה ][m 2 1250 37 ייעוד 4.5חלוקת צרכני תאורה המוזנים מלוח ציבורי בניין צרכן הספק ] [W כמות מס' מעגלים ייעוד דגם גוף תאורה עמודי תאורת חניון 1× 250 8 2 תאורת חניון כוכב רחוב- נל"ג גופי הצפה מותקנים באדמה ומאירים מלמטה למעלה 1× 400 6 2 הצפה לבניין יופיטר-מיטל תאורת לובי 4 × 18 12 3 תאורת לובי טלאורT5- תאורת קומות 2 × 36 24 8 תאורת קומות תאורת חדרי מדרגות 2 × 36 16 משותף עם מאור קומתי תאורת מדרגות חדר חשמל- גנראטור 2 × 36 4 1 תאורה סילייט מוגן מיםT5- סילייט מוגן מיםT5- סילייט מוגן מיםT5- 4.5.1חלוקת צרכני תאורה המוזנים מלוח בריכה צרכן הספק ] [W מס' מעגלים כמות ייעוד דגם גוף תאורה גופי הצפה מותקנים באדמה ומאירים מלמטה למעלה 1× 400 8 2 הצפה לבריכה יופיטר-מיטל גופי הצפה 1× 1000 8 2 תאורת בריכה זרקור-אומני- מיטל תאורת בריכה תת מימית 36 30 3 תאורת בריכה חדר מציל 2 × 36 6 1 תאורה חדר חובש 2 × 36 6 1 תאורה מלתחות 2 × 36 12 2 תאורה 38 MALUX תאורת LED סילייט מוגן מיםT5- סילייט מוגן מיםT5- סילייט מוגן מיםT5- 4.6תכנון תאורת חירום תאורת החירום במתקן ,הינה תאורת התמצאות המוזנת מלוח משנה ציבורי בניין ומלוח בריכה. תפקיד תאורה זו להאיר את דרכי המילוט,מדרגות ופרוזדורים וכו'. נשתמש בגופי תאורה דו-תכליתיים .גופי תאורה אלה נטענים יום-יום ומופעלים אוטומטית בעת הפסקת חשמל. גופים אלה יחוברו ישירות לרשת החשמל ללא מתג המאפשר את ניתוקם. משך זמן הפעולה של תאורת חירום,בעת ניתוק אספקת חשמל הסדירה מחח"י,תיהיה לפחות שעה אחת. 4.6.1בחירת גופי חירום גופים להתמצאות .1דוגמא לגוף תאורת מילוט והכוונה ליציאת חירום :הספק הגוף 1 × 8w .2דוגמא לגוף חירום מקובע לתקרה דגם ברק -הספק הגוף : 1 × 8w גופים אילו מוזנים מלוחות חלוקה הקרובים ביותר. טבלת סיכום הספקים לתאורת חירום גוף 1 2 מקום התקנה פתחי יציאה בריכה לובי בניין קומות 1-8 חדר חשמל וחדר גנראטור פתחי יציאה בריכה לובי בניין קומות 1-8 חדר חשמל -גנראטור מס' מעגלים כמות גופים הספק גוף][w 2 2 8 2 2 2 8 8 8 2 2 8 2 2 8 2 2 2 16 8 8 1 2 8 סה"כ סה"כ הספק ][kw 0.112 0.176 0.288 39 4.7חישוב הגנות למערכת מאור תכנון הגנות למערכת המאור נועד להגן על מוליכי המעגלים . אנו מתקינים מא"ז בראש כל מעגל ,כאשר המבטח הינו בעל מנגנון אוטו' לניתוק הזרם במקרה של זרם יתר או זרם קצר. חישוב הזרם Inעל ידי הנוסחא: – Inזרם נקוב )(A – Uphמתח פאזי )(v – Ptהספק המעגל )(w – Uמתח שלוב )(v – Cosφמקדם הספק 0.92לכל גוף Pt × cos ϕ חד-פאזי תלת -פאזי U ph Pt = In 3 × U × cos ϕ קביעת שטח חתך מעגל קובעים את שטחי החתך לפי הזרם הנקוב וסוג המעגל ) חד-פאזי או תלת-פאזי ( ובוחרים לפי שיטת ההתקנה את המבטח הדרוש ע"פ התנאי הבא: Ib ≤ In ≤ IZ 4.7.1תכנון הגנות ומוליכים למעגלים תאורת חניון דוגמת חישוב מעגל מס' 1 תאורת החניון מורכבת מ 2 -מעגלים חד פאזיים נפרדים שמוזנים יחדיו מלוח ציבורי . כל מעגל מזין 4עמודי תאורה ולכן: זרם עבודה בקו : מתוך התנאי: n× P 4 × 250 = = 4.72 A U n × cos ϕ 230 × 0.92 = Ib Ib ≤ In ≤ IZ נבחר מא"ז 3× 10 Aדגם multi9אופיין Bשיענה על תנאי זה. הכבל מנחושת בידוד XLPEמותקן בתוך צינור טמון באדמה ולכן לפי טבלה 90.7נקבל: A = 1.5mm 2 קביעת שטח חתך לפי קריטריון מפל הספק מותר בהנחת הפסדי הספק מותרים של 4%נקבלΔP = 0.04 × 4 × 250 = 40W : שטח החתך המינימאלי הדרוש לפי הנוסחא: 40 = In 2× ρ ×∑I2 ×L ΔP 2 × 57 −1 = × 15 × (1.18 2 + 2.36 2 + 3.54 2 + 4.72 2 ) 2 40 =A מתקבל : נבחר שטח חתך מסחרי תקני : A = 0.55mm 2 A = 2 × 1.5 N 2 XY + 1 × 35cu קו זה יענה על דרישות מפלי מתח והספק. הארקת הגנה לעמודי תאורה המרחק בין עמוד לעמוד יהיה 15מטרים ,חל איסור מוחלט לחבר את הארקת עמודים לפה"פ כיוון שהמתקן מאופס. נתקין מוליך הארקה חשוף מעמוד לעמוד טמון באדמה בשטח חתך 35ממ"ר. מוליך זה ישמש כאלקטרודה אופקית מקומית. אופן ההתקנה יהא על פי חוק החשמל: 4.7.2תכנון הגנות לתאורה תת מימית בריכה דוגמת חישוב מעגל מס' 12 תאורת המים בבריכה מחולקת ל 3-מעגלים חד פאזיים . כל מעגל מזין שנאי בטיחות - 230 / 24vהשנאי מזין 10גופי תאורה. הספק השנאי יחושב בהתאם למס' הגופים המחוברים אליו בצד מתח נמוך מאוד: S = PT = 10 × 36 = 360W לכן נבחר שנאי בהספק . 0.5 KVA בחירת הגנה ומוליך בצד מתח נמוך זרם עבודה בקו מתח נמוך: מתוך התנאי: S 500 = = 2.17 A U 230 = Ib Ib ≤ In ≤ IZ נבחר מא"ז 2 × 10 Aדגם multi9אופיין Bשיענה על תנאי זה. 41 הכבל מנחושת בידוד XLPEמותקן בתוך צינור טמון באדמה ולכן לפי טבלה 90.7נקבל: A = 1.5mm 2 קביעת שטח חתך המוליך בצד מתח נמוך מאוד לפי קריטריון מפל מתח מותר בצד המשני ,השנאי מספק מתח בטיחות של 24וולט בזרם ישר ל 10 -גופי תאורה. המרחק המקסימאלי בין גופי תאורה סמוכים יהא 5מטר. על כן יש חשיבות לוודא שמפל המתח בצד זה לא חורג מ. 3% - בהנחת הפסדי מתח מותרים של 3%נקבלΔU = 0.03 × 24 = 0.72V : שטח החתך המינימאלי הדרוש לפי הנוסחא: 2× ρ × L∑ I ΔU 2 × 57 −1 = )× 5 × (1.5 + 3 + 4.5 + 6 + 7.5 + 9 + 10.5 + 12 + 13.5 + 15 0.72 =A מתקבל : A = 20.1mm 2 נבחר שטח חתך מסחרי תקני : A = 2 × 25 N 2 XY קו זה יענה על דרישות מפלי מתח . הערה :ע"פ חוק החשמל ,חל איסור מוחלט להאריק גופים אילו מכיוון ששיטת ההגנה מבוססת על מקור מתח בטיחותי ועל כן אסור שפתיל הזינה לגוף יכלול מוליך הארקה. 42 טבלת סיכום צרכני תאורה ציבוריים במתקן יציאה מס' תאורת אורך הקו ][m מס' צרכנים הספק מעגל ] [ KW שטח צריכת חתך הקו זרם משיקולי מפל כללית הספק ][ A ] [mm 2 שטח חתך מעשי ] [mm 2 1 חניון 60 4 עמודים 1 4.72 0.55 1.5 2 חניון 60 4 עמודים 1 4.72 0.55 1.5 3 הצפה לבניין 100 3גופים 1.2 5.67 2.88 4 4 הצפה לבניין 100 3גופים 1.2 5.67 2.88 4 5 הצפה לבריכה 60 3גופים 1.2 5.67 1.72 2.5 6 הצפה לבריכה תאורת בריכה מקורה תאורת בריכה מקורה תאורת לובי תאורת בריכה תת מימית תאורת קומות וחדרי מדרגות חדר חשמל 60 3גופים 1.2 5.67 1.72 2.5 60 3גופים 3 4.7 0.7 2.5 100 3גופים 3 4.7 1.2 2.5 - 12 גופים 0.288 1.36 - 1.5 - 3גופים 0.36 1.56 - 1.5 - 5גופים 0.36 1.7 - 1.5 - 4גופים 0.288 1.36 - 1.5 24 חדר מציל - 6גופים 0.432 2 - 1.5 25 חדר חובש - 6גופים 0.432 2 - 1.5 26-27 מלתחות בריכה - 6גופים 0.432 2 - 1.5 7 8 9-11 12-14 15-22 23 43 מבטח הגנה לקו ][ A 1 × 10 A / B multi9 1 × 10 A / B multi9 1 × 10 A / B multi9 1 × 10 A / B multi9 1 × 10 A / B multi9 1 × 10 A / B multi9 3 × 10 A / B multi9 3 × 10 A / B multi9 1 × 10 A / B multi9 2 × 10 A / B multi9 1 × 10 A / B multi9 1 × 10 A / B multi9 1 × 10 A / B multi9 1 × 10 A / B multi9 1 × 10 A / B multi9 פרק 5 תכנון לוחות חלוקה ציבוריים לוחות חלוקה אילו מזינים את כל הצרכנים הציבוריים במתקן. משיקולים של מרכז כובד וחלוקה קרובה אל הצרכנים ,נתכנן 2לוחות חלוקה :ראשי ומשני. לוח ציבורי ראשי מזין את כל הצרכנים הציבוריים בבנין עצמו ולוח המשנה מזין את הבריכה. בלוח ציבורי ראשי נתקין מונה נפרד עם סרגל נתיכים . מונה זה ימדוד את צריכת האנרגיה הכללית הציבורית בפרויקט. 5.1תכנון לוח בריכה לוח זה מזין את כל המעגלים במתחם הבריכה: מספר מעגל שם המקום הספק המעגל ] [ΚW מקדם הספק cosϕ זרם עבודה ]Ι b [Α הגנה למעגל 5-6 הצפה לבריכה 1.2 0.92 5.67 1× 10 / B 3× 2.5 N 2 XY תאורת בריכה מקורה תאורת בריכה תת מימית תאורת חדר מציל תאורת חדר חובש תאורת מלתחות בריכה מזגן חדר מציל 3 0.92 4.7 3× 10 / B 5 × 2.5 N 2 XY RSΤ 0.36 1 1.56 2 × 10 / B 2 × 1.5 N 2 XY T , R, S 0.432 0.92 2 1× 10 / B 3× 1.5 N 2 XY T 0.432 0.92 2 1× 10 / B 3× 1.5 N 2 XY R 0.432 0.92 2 1× 10 / B 3× 1.5 N 2 XY S, T 1.22 0.8 6.63 1× 10 / C 3× 1.5 N 2 XY R 29 מזגן חדר חובש 1.22 0.8 6.63 1× 10 / C 3× 1.5 N 2 XY S 30 משאבה 4 0.82 7.2 3× 16 / C 5 × 2.5 N 2 XY RSΤ 31-34 שקע כוח - - - 1 × 16 / C 3 × 2.5 N 2 XY R, S , Τ, R 35-38 שמור - - - 1× 10 / B 3× 1.5 N 2 XY S , Τ, R, S 7-8 12-14 24 25 26-27 28 44 שטח חתך קו הזנה mm 2 פאזה הזנה R, S סה"כ 22מעגלים 4 ,שמורים. P = 17.65 KW הספק לא כולל שקעים: אומדן הספק שקעים: א .נניח מקדם ביקוש . 1 ב .נניח מקדם חד זמניות 0.9עבור לוח עד 4מעגלי כוח לפי הטבלה הבאה: חישוב: נניח הספק שקע לפי זרם נקוב שלו: PSOCKET = I × U × cos ϕ = 16 × 230 × 0.92 = 3.38kw נפעיל מקדם חד זמניות ומקדם ביקוש ונקבל הספק כללי של כל השקעים: = 4 × K d × K S = 4 × 3.38k × 1 × 0.8 = 10.8kw TOTAL PSOCKET PTOTAL = 28.4 KW סה"כ הספק ללוח זה : חישוב מבטח ראשי Q4 - נשתמש במקדם ביקוש 1ומקדם פיתוח : 1.2 = 53.6 A 28.4k × 1 × 1.2 3 × 400 × 0.92 = P × Kd × K p 3 × U × COSϕ נבחר במא"ז 3 × 63 Aאופיין Cדגם MULTI 9חברת . MERLIN GERIN מא"ז זה ישמש מבטח ראשי ללוח בריכה . 45 =I הגנה מפני התחשמלות נבחר מפסק מגן תלת פאזי )ממסר פחת( , 4 × 25 A,30mAדגם .A מפסק זה ישמש להגנה על שדה שקעים בלבד. חומר הלוח הלוח יהא ממתכת ויותקן מחוץ לאזור .2 בחירת מנתק ידני ללוח בריכה נבחר מנתק ידני – INS63המנתק יותקן בגב הלוח. 46 בחירת מוליך הזנה מלוח ציבורי ראשי ללוח בריכה בהתאם לשיטת ההתקנה 90.7נבחר כבל מנחושת בחתך 4 × 16 N 2 XY : מוליך הארקה ראשי ללוח זה יחובר לפס השוואת פוטנציאלים מקומי בבריכה . שטח חתך מוליך הארקה ראשי ללוח בריכה יהא . 1 × 35cu : בחירת מבטח הגנה לקו ההזנה מבטח זה ימוקם בלוח ציבורי ראשי ויגן על קו ההזנה ללוח בריכה. נבחר מפסק יצוק דגם NSX100חברת . MERLIN GERIN נכייל את המפסק לזרם 63אמפר. 47 48 49 5.2תכנון לוח ציבורי ראשי דוגמת תכנון מעגל מעלית P1 = 6.9kw cos ϕ = 0.8 u = 400v = 12.5 A 6.9k 3 × 400 × 0.8 = P1 3 × u × cos ϕ = Ib נבחר הגנת מנוע להתנעה בלתי ישירה מסוג מתנע טרמו מגנטי GV2ME16תוצרת – TELEMECANIQUEמבטח זה ישמש להגנה על סלילי מנוע המעלית. הגנה זו ניתנת לכיול בתחום 9-14אמפר ,נכייל את המפסק ל. 13A - נבחר שיטת ההתקנה יא' טבלה : 90.3 Ib ≤ I n ≤ I Z נשתמש בתנאי : נבחר במא"ז 3× 25 Aדגם MULTI 9חברת MERLIN GERINלהגנת קו ההזנה ללוח מעלית .מא"ז זה עומד בזרמי התנעה של המעגל. נבחר כבל הזנה5 × 4 N 2 XY : המעליות יוזנו מלוח חירום. 50 סיכום מעגלים בלוח ציבורי הספק המעגל ] [ΚW מקדם זרם הספק עבודה Ι b [Α] cosϕ הגנה למעגל שטח חתך קו הזנה mm 2 פאזה הזנה 1-2 תאורת חניון 1 0.92 4.72 1× 10 / B 2 × 1.5 N 2 XY + 1 × 35cu T, R 3-4 הצפה לבניין 1.2 0.92 5.67 1× 10 / B 2 × 4 N 2 XY + 1 × 35cu S, T 5052 תאורת לובי 0.288 0.92 1.36 1× 10 / B 3× 1.5 N 2 XY R, S , T שם מספר מעגל המקום 5360 61 62 - 6975 תאורת קומות וחדרי מדרגות תאורת חדר חשמל לוח בריכת שחייה לוח חירום 0.36 0.92 1.7 1× 10 / B 3× 1.5 N 2 XY - 0.288 0.92 1.36 1× 10 / B 3× 1.5 N 2 XY R 28.4 0.92 53.6 NSX 100 / 63 4 × 16 N 2 XY RST 55.86 0.8 NSX 160 / 101 100.7 - RST שמור - - 3× 1.5 N 2 XY - - 1× 10 / B סה"כ 24מעגלים 7 ,שמורים. P = 91.5KW הספק כללי: חישוב מבטח ראשי נשתמש במקדם ביקוש 1ומקדם פיתוח : 1.2 = 173 A 91.5k × 1 × 1.2 3 × 400 × 0.92 הערה :מקדם ההספק נלקח . 0.92 51 = P × Kd × K p 3 × U × COSϕ =I חומר הלוח הלוח יהא ממתכת . בחירת מבטח ראשי בלוח ציבורי ראשיQ3 - נבחר מפסק יצוק דגם NSX250חברת . MERLIN GERIN נכייל את המפסק לזרם 180אמפר. 52 53 54 55 56 פרק 6 תכנון דירות 6.1תקנות ודרישות כלליות לתכנון מתקן חשמל במרחב מוגן דירתי * * * * נקודת טלפון ובית תקע לאנטנת טלוויזיה ורדיו. מנורת חירום אחת לפחות לפעולה של 4שעות. במרחב מוגן דירתי יותקנו שני בתי תקע לפחות ל מתח 230וולט. שתי נורות פלואורוצנטיות 36וואט לפחות למתח 230וולט. 6.2כללים לתכנון מעגלים סופיים לפי תקנות חשמל * כל המבטחים בלוח דירתי יהיו מסוג מפסק אוטומטי זעיר )סוג Bאו .(C * בכול דירה יותקן מפסק מגן )ממסר פחת(תלת פאזי בטור ואחרי מפסק ראשי כאשר זרם ההפעלה שלו לא יהיה קטן מ 0.03-אמפר. * חתך המזערי של המוליכים במעגל סופי יהיה 1.5ממ"ר נחושת . * לוח ראשי של הדירה יהיה שקוע בתוך הקיר ובגובה של כ 2-מטר מעל הרצפה. * צינור המים הקרים של הדירה יחובר לפס הארקה בלוח ראשי באמצעות מוליך נחושת בחתך 2.5ממ"ר. * מפסק לדוד חימום מים יותקן קרוב לדלת הכניסה לחדר אמבטיה ויהיה בעל נורת סימון שתעיד על קיומו או העדרו של מתח. * בקרבת ברז מים המיועד למכונת כביסה יותקן בית תקע הניזון ממעגל סופי נפרד באמצעות מוליכים בחתך 2.5ממ"ר ויהיה לזרם נומינלי של 16אמפר. * כל נקודת מאור ובתי תקע יצוידו במוליך הארקה. * מרחק לאורך הקירות בין שני בתי תקע בחדר אחד יהיה לפחות שני מטר. * בכל מטבח יותקנו לפחות נקודת מאור אחת ושלושה בתי תקע. * בכל חדר יותקנו לפחות נקודת מאור אחת ושני בתי תקע או בכל שטח רצפה של 40מ"ר,כאשר בתור חדר יחשב כל חדר או מרפסת סגורה ששטחם עולה על 6מ"ר וכל מטבח בעל שטח כלשהו. * בדירת מגורים יותקנו שני מעגלים סופיים לפחות לזינת נקודת מאור ובתי תקע . 57 6.3דרישות נוספות * בדירה יהיה מעגלים סופיים נפרדים ל: - 1בתי תקע 0.6-מ' -2מפסקים ולחצנים לתאורה 1.2 -מ' -3פעמון 2.2 -מ' -4לחצן לפעמון 1.3 -מ -5גוף תאורה בחדר אמבטיה וחדר מקלחת 2.2-מ' -6גוף תאורה במרפסת פתוחה 2.2-מ' * בדירה יהיו מעגלים סופיים נפרדים ל: -1מכונת כביסה. -2תנור בישול ואפיה. -3מדיח כלים. -4מזגן. -5דוד מים חמים. * בכל דירה יותקן לחצן להפעלת תאורה בחדר המדרגות. * בתי תקע אשר יותקנו בקיר של ברז מים במטבח,במרפסת פתוחה ובמרפסת סגורה יהיו מסוג מוגני מים. * לכל מנורה קבועה או לכל קבוצת מנורות קבועות יותקן מפסק חד או דו קוטבי בהתאם לכמות הנורות הדרושות לתאורה באותו מקום. * בחדר אמבטיה,חדר מקלחת ומרפסת פתוחה יקבע בנקודות מאור גוף תאורה מסוג "מוגן מים". * בכל נקודת מאור בדירה,פרט לחדר מוגן ומטבח )שבהם משתמשים בתאורה פלואורסצנטית( ופרט לחדרי אמבטיה,מקלחת ומרפסת פתוחה,תחובר בית נורה סטנדרטי על פתיל זינה שחתכו הינו 0.75ממ"ר לפחות. * במטבח ובחדר מוגן יותקנו גופי תאורה סטנדרטים בצמוד לתקרה לשני נורות פלואורסצנטיות בקוטר 16מ"מ ואורך של 849מ"מ. * ליד כל נקודת מאור בתקרה יקבע וו תליה אשר יכול לשאת משקל של 10ק"ג לפחות. * התקנת מובילים,תיבות מעבר והסתעפות,לוחות חשמל,מוליכים ושאר אביזרים דירתיים תהיה בהתאם לתקנות החשמל ומפרט טכני. 58 תכנון חשמל לדירה טיפוסית בת 4חדרים 6.4חישוב הספקי תאורה ובחירת נורות דרושות .1מטרת התכנון ליצור תנאים נאותים לעבודה,הן מבחינת נוחות והן מבחינת יעילות. המטרה היא ליצור תאורה המבטיחה ראיה טובה,נוחה ומעשית למשתמש. כדי להשיג מטרה זו יש למנוע סנוור הנגרם מצפיפות הארה גדולה ולהבטיח עוצמת הארה מספקת שהיא כמובן התנאי הראשון והחשוב ביותר. גורמים רבים משפיעים על תכנון מתקן התאורה,כגון:צבע הקירות ותקרה,רמת הלכלוך במתקן ,מרחק אנכי בין גוף התאורה ל בין משטח העבודה הממוצע של המתקן )מתקן זה הוא בדרך כלל הגובה הממוצע של השולחן הממוצע(. .2את חישוב התאורה נעשה לפי נתונים בינלאומיים של רמת הארה מומלצת לכל סוג של חדר בדירה. .3עבור כל הדירה נתון: הגובה הממוצע של משטח העבודה בדירה 0.8מ'; מרחק אנכי בין הנורה לתקרה 0.2מ'; גובה התקרה 2.8מ'; תאורה ישירה; קירות ותקרה בהירים מאוד; אבק מועט; 6.4.1דוגמה לחישוב תאורה עבור יחידת הורים א .נתונים של החדר: אורך החדר 3.8מ' רוחב החדר 2.84מ' גובה החדר 2.8מ' מרחק בין משטח מואר לנורה 1.8מ' קירות ותיקרה בהירים מאוד -אבק מועט ותאורה ישירה 59 ב .נחשב את מקדם החדר )עבור תאורה ישירה(: מקדם החדר Rc - רוחב החדר A[m] - אורך החדר B[m] - מרחק אנכי בין הנורה למשטח h’[m] - מקדם החדר : 2 × W + L 2 × 2.84 + 3.8 = = 0.877 6 × 1.8 '6 × h = RC ג .הקירות בצבע לבן ולכן לפי טבלת נצילות התאורה. 50%: ד .התקרה בצבע לבן ולכן לפי טבלת נצילות התאורה. 75%: ה .לפי טבלת נצילות התאורה,נמצא את נצילות התאורה: בטור שמאלי נמצא את מספר הקרוב ביותר למקדם האולם המחושב . RC = 1 : בשורה העליונה נמצא את מקדמי ההחזרות מהתקרה והקירות . מקדמים אלו תלויים בחומר הציפוי ,בצבע ובמצב ניקיון הקירות והתקרה . עבור תקרה לבנה ניקח 75ועבור הקירות ניקח . 50 המספר הנמצא בהצטלבות של העמודה עם השורה הנו , 54זהו מקדם ניצול מתקן התאורה. לכן: Fu = 49% ו .לפי טבלה של תאורה מומלצת בינלאומית,עבור חדר שינה,דרושה עוצמת אור של ]. 50 [lux שטף אור הדרוש: מתקבל: 50 × 3.8 × 2.84 × 100 = 1296lm 0.85 × 49 עבור נורת ליבון מקדם ההפחתה הינו . 0.85 60 =φ ז ..בחירת נורה מתוך קטלוג של געש נבחר נורת הלוגן 100wעם שטף אור . 1350lm * בכל החדרים בדירה תהיה תאורה ישירה ,פרט לחדר אמבטיה ,חדר מקלחת ומרפסת פתוחה שבהם גוף התאורה יותקן על הקיר בגובה 2מ"ר מהרצפה .לצורך חישובים נניח שגם בחדרים אלו תאורה ישירה. 6.5תכנון לוח דירתי 4חדרים מכשירים חשמליים הנמצאים כמעת בכל בית מתוארים בטבלה הבאה: הספק המכשיר מס' המכשיר שם המכשיר 1 תנור בישול 2 קומקום חשמלי 3 מיקרוגל 0.6 4 מקרר 0.5 5 מדיח כלים 6 מכונת כביסה 7 מכונת יבוש 8 דוד מים חמים 2.5 9 מזגן 3.5 10 מגהץ 1 11 שואב אבק 0.8 12 פעמון כניסה 0.02 13 מפוח מטבח 0.1 14 מפוח חדר אמבטיה 0.1 15 מכשירים אלקטרונים שונים )מחשב ,טלוויזיה ,מערכת מוזיקה (... 16 מערכת מאור 0.864 סה"כ הספק 22.984 ] [kw 2.5 2 2 2.5 2 61 2 חלוקת מעגלי מאור ומעגלי כוח : מס' מעגל שם הנקודה 1 מס' הנקודה שקעי פ.אוכל +סלון +מרפסת 1 פעמון כניסה 1a 0.02 מאור פ.אכל 1b, 1c 0.12 מאור מטבח 1d 0.072 מפוח מטבח 1e 0.1 מאור מרפסת 1f 0.06 1.122 שקעי סלון +ממ"ד 2 1.5 מאור סלון 2ab 0.1 מאור ממ"ד 2d 0.072 סה"כ עומסים 3 1.672 מאור הול מעבר 3a 0.06 מאור חדר אמבטיה +מזווה 3b, 3c 0.12 מפוח חדר אמבטיה 3e 0.1 סה"כ עומסים 4 ]P[kw 0.75 סה"כ עומסים 2 עומס 0.28 שקעי חדר הורים +חדר ילדים 4 1.55 מאור חדר הורים 4a 0.01 מאור שירותים 4b 0.06 מאור חדר ילדים 4c 0.1 סה"כ עומסים 1.81 סה"כ 4.884 62 מס' מעגל שם הנקודה מס' הנקודה 11 שקע מטבח תנור 11 2.5 12 שקע מטבח 12 3.1 13 מזגן 13 3.5 14 שקע מכונת כביסה 14 2.5 15 שקע מכונת יבוש 15 2 16 שקע מדיח כלים 16 2 20 שקע דוד מים חמים 20 2.5 סה"כ P = 2.5kw הספק המעגל : מעגל זה הינו חד פאזי : P 2.5k = = 10.87 A U × cos ϕ 230 × 1 נבחר שיטת ההתקנה ו' טבלה : 90.1 Ib ≤ I n ≤ I Z נבחר במא"ז 1 × 16 Aמסוג FAZ-C16/1 -מקטלוג של חב' .MOELLER ( ]P[kw 18.1 דוגמה לבחירת מבטח ,מוליכים ומוביל למעגל מס – 20דוד מים נשתמש בתנאי : עומס נבחר מוליכים מנחושת XLPEבחתך . A = 3 × 2.5mm 2 63 = Ib חלוקת מעגלים בדירה: הספק מס' מעגל ][kw מקדם הספק ריאקטיבי הספק ][kQ זרם ]I[A סוג המבטח COS חתך המוליכים מתח יעוד המעגל [v] U ]Sממ"ר[ φ 1 1.122 0.369 0.95 5.13 10-B 3x1.5 230 פ.אכל, מאור מטבח ,מרפסת + סלון, שקעים מרפסת 2 1.672 0.55 0.95 7.65 10-B 3x1.5 230 מאור סלון ,ממ"ד +שקעים סלון, ממ"ד 3 0.28 0.092 0.95 1.28 10-B 3x1.5 230 מאור הול מעבר, אמבטיה, חדר מזווה 4 1.81 0.595 0.95 8.28 10-B 3x1.5 230 מאור חדר הורים, עדר שירותים, ילדים +שקעים חדר הורים ,עדר ילדים 5 2.5 0.822 0.95 11.44 16-C 3x2.5 230 שקע תנור בישול 6 3.1 1.019 0.95 14.18 16-C 3x2.5 230 שקע מטבח 7 3.5 1.15 0.95 16 20-C 3x4 230 מזגן 8 2.5 0.822 0.95 11.44 16-C 3x2.5 230 שקע מכונת כביסה 9 2 0.657 0.95 9.15 16-C 3x2.5 230 שקע מכונת יבוש 10 2 0.657 0.95 9.15 16-C 3x2.5 230 שקע מדיח כלים 11 2.5 0.822 0.95 11.44 16-C 3x2.5 230 דוד מים חמים סה"כ 22.984 64 6.6בחירת מבטח ראשי דירתי קביעת מקדם חד זמניות ניעזר בהמלצת המדריך של שניידר לשם קביעת מקדם חד זמניות של המתקן. עבור מעגלי מאור נבחר מקדם . K S = 1 עבור שקעי שירות נבחר מקדם . K S = 0.2 קביעת מקדם ביקוש מקובל לבחור עבור מעגלים דירתיים בבניין מגורים מקדם . K d = 0.6 תכנון מבטח ראשי תלת פאזי הספק תאורה: הספק שקעים : סה"כ הספק לוח: PL = 4.884k × K d × K S = 4.884k × 0.6 × 1 = 2.93kw PP = 18.1k × K d × K S = 18.1k × 1 × 0.2 = 3.62kw PT = PL + PP = 2.93k + 3.62k = 6.55kw זרם הנצרך בהתחשב במקדם פיתוח: = 12.33 A 6.55k × 1.2 3 × 400 × 0.92 = P × 1.2 3 × U × cos ϕ נבחר שיטת ההתקנה ו' טבלה : 90.3 נשתמש בתנאי : Ib ≤ I n ≤ I Z נבחר במא"ז 3× 25 Aאופיין . C ( נבחר כבל מנחושת XLPEבחתך . A = 4 × 10 N 2 XY 65 = Ib הערות * גודל החיבור של הדירה ,שיוזמן מחברת החשמל 3 × 25 A - * חתך מוליכי הפאזה והאפס שיחברו לוח ראשי אל לוח מונים יהיה 10ממ''ר. * בלוח דירתי נשלב ממסר הגנה נגד התחשמלות בגודל 4 × 40 A / 30mAמדגם . A 6.7סידור הארקות בדירה טיפוסית • במתקן ביתי יותקן בלוח חשמל דירתי פס הארקה שאליו תחובר צנרת המים הקרים של המתקן .לפי תקנות החשמל ,חיבור זה יעשה על ידי מוליך נחושת בחתך של 10ממ"ר .פס הארקה במתקן ביתי יחובר למוליך הארקה הראשי המגיע מפס השוואת פוטנציאלים הנמצא בארון החשמל הראשי של המתקן. • על פי תקנות חשמל )הארקות ואמצעי הגנה מפני חשמול במתח עד 1000וולט( ,חתך המזערי של מוליך הארקה יהיה זהה לחתך מוליכי פאזה והאפס,כלומר ,חתך מוליך הארקה יהיה 10ממ"ר. • חיבור מוליך מונים ללוח דירתי יעשה על ידי מוליכים עם בידוד XLPEבחתך של 4X10 ממ"ר .על פי דריכות חברת החשמל המוליכים יותקנו על תעלות רשת בפיר ורטיקלי. 66 67 68 פרק 7 מערכת מנייה במתח נמוך 7.1כללי קיימות 2שיטות למדידת האנרגיה הנצרכת במתקן חשמלי: .1מדידה במתח גבוה. .2מדידה במתח נמוך. נבחר בשיטה מס' 2מכיוון שהמתקן מוזן במתח נמוך . 400v המונים יותקנו בארונות ריכוז מיוחדים לשם כך כפי שיוסבר בפרק הבא. 69 7.2עקרונות המדידה לצורך מדידת אנרגיה יש למדוד 2ערכים ע"פ חוק ג'אול: .1זרם .2מתח וזאת על פי הנוסחא הידועה. P = I × U : על פי עיקרון זה התפתח מונה האנרגיה שממוקם בארון מדידה בחדר חשמל ראשי או קרוב לארון נתיכים ראשי בכל מתקן. על מנת לענות על דרישות העומסים השונים ברשת החשמל הארצית ,משתמשים ב 2-סוגי מונים: א .חד פאזי . ב .תלת פאזי . עקרון פעולה המונה יודע למדוד זרם ומתח בנפרד ואז מחשב את ההספק הנצרך במתקן. מבנה מערכת המנייה המונה מורכב מ 2-סלילים נפרדים ובלתי תלויים אחד בשני: א .סליל זרם – תפקידו למדוד את הזרם הנצרך במתקן -מתחבר בטור לצרכן. ב .סליל מתח – תפקידו למדוד את המתח במתקן – מתחבר במקביל בין פאזה לאפס. חסרונות השיטה .1נדרשת רמת דיוק גבוהה בתהליך המדידה. .2מכיוון שהמונה נדרש להעביר דרכו באופן טורי ,את כל הזרם שקיים במתקן ,על כן גודלו הפיזי של המונה היה צריך להיות תלוי בגודל הזרם הנקוב של המתקן . כללי המונה הגדול ביותר הנמצא בשימוש אינו מסוגל להעביר דרכו זרם גדול מ 100 -אמפר. דרישה זו באה להגביל את רמת הזרם האפשרית דרך סליל הזרם של המונה עקב חיסרון מס' .2 הסיבה להגבלה זו : .1מדידה בערכים נמוכים של זרם בטיחותית יותר – עושים שימוש במשני זרם. .2שימוש במכשיר מדידה קומפקטי גם אם זרם הצריכה במתקן גבוה ומגיע לאלפי אמפרים. 70 פרק 8 תכנון ארונות ריכוזי מונים קומת קרקע 8.1כללי ריכוז מונים הינה שיטת חלוקה של קווי החשמל לצרכנים השונים במתקן ציבורי ופרטי. בשיטה זו נתקין לכל דייר קו חשמל נפרד ומונה נפרד בארון חלוקה מרוכז . כמו כן נתקין מונה נפרד ציבורי שמודד את צריכת האנרגיה של לוח ציבורי ראשי. כיום חברת החשמל מעדיפה לרכז מונים של כל דיירי הבניין בקומת הקרקע מהסיבות הבאות: .1קריאת מונים חודשית יעילה ומהירה יותר ללא צורך לדלג בין הקומות. .2חלוקה יעילה –כל דירה מוזנת מקו הזנה נפרד. .3חסכון בחומר. 8.2יעוד ומקום ההתקנה הארונות מיועדים לבנייני מגורים עד 16יחידות דיור. מקום ההתקנה יהא בתוך השטח הציבורי בקומת הכניסה במקום מקורה. במקרה של בניין מגורים מעל 16יחידות דיור ,ניתן לשלב ארונות בגדלים סטנדרטיים לפי הצורך. 8.3סוגי הארונות ארון גודל 0עם מקום ל 6 -מונים. ארון גודל 2עם מקום ל 12 -מונים. 71 8.4אופן התקנת הארון על המזמין להתקין בסיס מיציקת בטון שבתוכו תיקבע מסגרת מתכתית במרחק 2ס"מ מקיר אחורי ובגובה 10ס"מ מהרצפה ,על המסגרת יותקן ארון המונים. 8.5חיבור כבלי הזנה פרטיים לדירות הכבלים הפרטיים יותקנו ע"י חשמלאי של המזמין ויחוברו למנתקים מכאניים המותקנים בחלקו העליון של ארון ריכוז המונים ,בסדר עולה משמאל לימין. בראש כל כבל יש לקבוע שילוט עם מספר הדירה. 8.6בחירת ארונות בבניין זה קיימות 32דירות – 4דירות בקומה )מקומה . (1-8 על כן נתקין 3ארונות גודל . 2 ארון גודל כמות הזנה קומה 2 3 32דירות 1-8 72 פרק 9 תכנון קווי הזנה ראשיים היוצאים מארונות ריכוז מונים קווי חלוקה ראשיים לדירות ,נושאים את רוב ההספק של המתקן ועל כן יש לתכנן אותם בצורה אופטימאלית שתתאים לצרכים החשמליים ,המכאניים והכלכליים. על כן יש לתת את הדעת על השיקולים הבאים: א .הפעלת מקדמים סטטיסטיים כגון :מקדם ביקוש ,חד זמניות וכו'. ב .שיקולי נפילת מתח מותרת בקו – אורך המוליך. ג .חוזק מכאני של הקו. ד .כלכלי ה .חומר המוליך :נחושת או אלומיניום. ו .שיטת ההתקנה . מס' צרכן גודל חיבור שטח חתך קו הזנה ראשי לצרכן אורך קו הזנה תיאור הצרכן ] [mm 2 1 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 10m דירת 4חדרים 2 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 10m דירת 4חדרים 3 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 10m דירת 4חדרים 4 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 5 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 10m 16m דירת 4חדרים דירת 4חדרים 6 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 16m דירת 4חדרים 7 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 16m דירת 4חדרים 8 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 9 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 16m 23m דירת 4חדרים דירת 4חדרים 10 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 23m דירת 4חדרים 11 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 23m דירת 4חדרים 12 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 13 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 23m 30m דירת 4חדרים דירת 4חדרים 14 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 30m דירת 4חדרים 15 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 30m דירת 4חדרים 16 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 17 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 30m 36m דירת 4חדרים דירת 4חדרים 18 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 36m דירת 4חדרים 19 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 36m דירת 4חדרים 20 3 × 25 A 4 × 10 N 2 XY 36m דירת 4חדרים 73 21 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 43m דירת 4חדרים 22 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 43m דירת 4חדרים 23 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 43m דירת 4חדרים 24 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 25 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 43m 55 m דירת 4חדרים דירת 4חדרים 26 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 55 m דירת 4חדרים 27 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 55 m דירת 4חדרים 28 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 55m דירת 4חדרים 29 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 62m דירת 4חדרים 30 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 62m דירת 4חדרים 31 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 62m דירת 4חדרים 32 3× 25 A 4 × 10 N 2 XY 62m דירת 4חדרים תכנון הגנות נתיכים בלוח ריכוזי מונים דוגמא :תכנון נתיך הגנה בלוח מונים -קו הזנה לדירה מס' 32 זהו כבל הזנה תלת פאזי מנחושת בידוד XLPEמותקן על תעלת רשת מתכתית ורטיקאלית. גודל המא"ז הדירתי שקבענו: I n = 3 × 25 A להבטחת סלקטיביות בין הנתיך למא"ז דירתי מקובל להשתמש במקדם הכפלה 1.4 I fuse = 1.4 × 25 = 35 A ולכן: I n = 1 × 35 A / gG גודל נתיך: נבחר נתיך HRCתוצרת חברת ABBלהגנה על מוליכים – דגם . gG טבלת סיכום הגנות ושטחי חתך דירות המוזנות מארונות ריכוזי מונים מס' דירה גודל חיבור נתיך ][ A שטח חתך קו הזנה ללוח ] [mm 2 1-32 3× 35 10 74 חישוב מפסק ראשי לריכוז מונים לדירות Q2 - בבניין מגורים ידועה הצריכה מתוך ניסיון ונתונים סטטיסטים .סכום ההספקים של כל הצרכנים המותקנים במקרה זה בבניין מגורים ,נקרא "הספק מותקן" .היות ולא כל הצרכנים מופעלים בעת ובעונה אחת הרי הצריכה הממשית קטנה תמיד מההספק המותקן .את הצריכה הממשית מקבלים ע"י הכפלת ההספק המותקן במקדם הביקוש. מקדם הביקוש מבוסס על נתונים סטטיסטים והוא משתנה מידי פעם בגבולות מסוימים. בנוסף יש לבחור מקדם חד זמניות לפי טבלה נתונה ולהפעיל מקדם פיתוח עתידי. לקביעת הספק עומס כללי מטרות הבאות: - הזמנת הספקה מתאימה מח"ח, - קביעת גודל אבטחה ראשית, - קביעת חתך מוליכי הזנה והארקה. חישוב נתחשב במקדם חד זמניות ל 32 -דירות ,מקדם ביקוש ומקדם פיתוח עתידי : ניעזר בהמלצת המדריך של שניידר לשם קביעת מקדם חד זמניות של המתקן: זרם צפוי ראשי: = 190.8 A 12k × 32 × 0.44 × 0.6 × 1.2 3 × 400 × 0.92 = P × n × Ks × Kd × KP 3 × U n × cos ϕ נבחר מפסק יצוק NSX250ונכייל את ההגנה התרמית שלו לערך . 200A מפסק זה יותקן בארון חשמל ציבורי בתא נפרד ועליו שילוט" :מפסק ראשי דירות". בחירת שטח חתך כבל הזנה ללוח ריכוזי מונים קומת כניסה ארון ריכוז מונים לדירות מוזן ממפסק ראשי Q2שחושב לעיל. על פי הזרם הצפוי וטבלה 90.3נבחרA = 4 × 70 N 2 XY + 1 × 35cu : 75 = Ib פרק 10 בחירת מתח האספקה למתקן טבלת הספקים במתקן הספק הצרכן זרם עבודה כללי הצפוי צרכן ] [KW 32דירות 101.4 160 ראשי ציבורי 91.5 144 סה"כ 193 ][A הספק מדומה כללי כולל מקדם פיתוח עתידי של 20אחוז: PT 193k × = 1.2 = 251KVA cos ϕ T 0.92 × S T = 1.2 הספק המתקן קטן מ 630KVA -ועל כן החיבור יהא במתח נמוך. שיקולים בקביעת מתח האספקה ברשת מתוך השיקולים המוצגים בטבלה נבחר שיטת אספקה במתח נמוך. מתח האספקה מהרשת הארצית : U n = 0.4 KV לצורך עבודה עם מתח אספקה זה ,מותקנת תחנת השנאה חיצוניות על עמוד ,המוזנת מקו עילי למתח גבוה 22kvמהרשת הארצית. 76 פרק 11 בחירת גודל זרם חיבור סטנדרטי למתקן הזרם הנצרך בהתחשב במתקן: = 363 A 251k 3 × 400 = ST 3 ×U n = Ib כבל ההזנה למתקן מחובר ישירות לשנאי רשת חיצוני בצד מתח נמוך. הכבל מותקן בתוך צינור טמון באדמה ולכן נבחר שיטת ההתקנה טז' טבלה : 90.7 נשתמש בתנאי : ( Ib ≤ I n ≤ I Z נבחר במפסק זרם אוטומטי מתכוונן ) ( MCCBדגם .NSX 630 הערות: .1ההגנה התרמית של המפסק תכויל לזרם . 400A .2המפסק יותקן בתוך ארון נעול בחדר חשמל ראשי שהגישה אליו לעובדי חח"י בלבד. .3נזמין גודל חיבור סטנדרטי . 3× 630 A .4בארון נתיכים חיצוני של שנאי רשת יותקן נתיך 500Aלהבטחת סלקטיביות כלפי מפסק ראשי של המתקן. 77 פרק 12 בחירת קו הזנה ראשי למתקן 12.1שיטת ההתקנה כבל ההזנה למתקן,הינו כבל תלת פאזי בתוך צינור טמון באדמה לפי שיטת התקנה טז' . כבל זה,מוזן בקצהו האחד מהמשני של השנאי ובקצהו השני מזין את פסי הצבירה בלוח הראשי של בחדר חשמל .נבחר כבל ,XLPEהעומד בטמפרטורה של 90מעלות. בנוסף לכבל זה נבחר כבל זהה לו שישמש רזרבה למקרה תקלה בכבל ההזנה הראשון. 12.2בחירת כבל בהתאם לשיטת ההתקנה ,נבחר כבל הזנה N2XBYעם שריון להתקנה תת קרקעית . 12.3קביעת שטח חתך הכבל הזרם הנומינלי של המפסק הזרם הראשי במתקן ,הינו .630A חתך הכבל בהתאם לטבלה 90.7עבור כבל רב גידי במעגל תלת מופעי: 4 × 240 N 2 XY 78 פרק 13 בחירת הספק שנאי רשת קביעת הספק אופטימאלי של השנאי השלכות בחירת שנאי בהספק גבוה מהדרוש בחירת שנאי בהספק נמוך מהדרוש גורר הוצאות השקעה והפסדי ריקם גבוהים הפחתת נצילות השנאי כאשר יעבוד בעומס מלא חוסך בהפסדי עומס לאורך זמן השנאי יעבוד בעומס יתר הזדקנות הבידוד שתוביל לקצר ואובדן השנאי בזרם יתר הסלילים יתחממו ולכן ההגנה התרמית תפעיל את המפסק הראשי של השנאי הגדרות הספק אופטימאלי: .1בהתאם לרשימת עומסים מותקנים .2קביעת מקדם ביקוש .3בניית גרף עומס .4שיפור מקדם ההספק ,הקטנת קנסות בתעריף והקטנת צריכת ההספק המדומה במתקן- שנאי קטן יותר .5בחירת הספק השנאי מתוך טבלת הספקים מסחריים כאשר נלקח בחשבון פיתוח עתידי בחירת טכנולוגית קירור סלילי השנאים השימוש הנפוץ ביותר הוא בשמן מינרלי PCBהמיוצר מנפט גולמי ,לשם בידוד וקירור סלילי השנאי. למניעת התלקחות השנאי עושים שימוש בארצות נרחבות בהגנת .DGPT הגנה זו מגינה על השנאי מפני 3תופעות אפשריות: א .עליית גזים בשנאי כתוצאה מרתיחת השמן. ב .עליית לחץ שמן. ג .עליית טמפרטורת השמן. נוזל הבידוד משמש גם כאמצעי קירור כאשר צריכת הזרם בעומס עולה ,השמן מתפשט לסלילי השנאי ומקרר אותם. 79 השיקולים המנחים בבחירת השנאי: א .שנאי נוזלי או יבש. ב .בטיחות המשתמש בקרבת המתקן. ג .כלכלי. משיקולי אמינות נבחר שנאי טבול בשמן . הספק השנאי S n = 400 KVA מתח הקצר של השנאי: U K = 4% 80 פרק 14 שיפור מקדם הספק בלוח ציבורי ראשי 14.1רקע עיוני "כופל ההספק" או , POWER FACTORשהוא למעשה cos ϕאשר אנו משתמשים בו בחישובים מבטא את חלקו של ההספק הפעיל Pהמנוצל. חברת חשמל מחייבת את הצרכן לשפר את מקדם ההספק ל0.92- היתרונות בשיפור גורם ההספק .1הקטנת הזרם הכללי שנצרך ,הזרם הנצרך ביחס הפוך למקדם ההספק. .2הקטנת הפסדי אנרגיה במוליכים ושנאים. .3הקטנת מפלי מתח. .4עקב הקטנת הזרם והקטנת ההפסדים נוכל להשתמש במוליכים בעלי שטח חתך קטן יותר. .5הקטנת הפסדי ההספק גורמת להקטנת האנרגיה הנצרכת ע"י המתקן. תופעות שליליות של כופל הספק ירוד .1הגדלת ההספק המדומה של גנרטורים ושנאים. .2הגדלת הפסדי הספק יעיל בשנאים וקווי הזנה ,הפסדים אלה הם ביחס ריבועי הפוך לגורם ההספק. הדרכים לשיפור מקדם הספק .1שיפור בדרך טבעית. .2שיפור בדרך מלאכותית. השיפור בדרך הטבעית .1רוב הצרכים הגורמים למקדם הספק נמוך הם מנועים לזרם חילופין ,כאשר בזמן עבודתם בריקם יכול להגיע כופל ההספק עד .0.3-0.2 הדרך הטבעית תהיה אפוא ,להפעיל את המנועים במשטר עבודה נומינלי ולמנוע ככל האפשר עבודתם בריקם. .2שימוש במכונות סינכרוניות עבור עומסים הדורשים מהירות קבועה. השיפור בדרך המלאכותית השיפור בדרך מלאכותית יעשה ע"י קבלים שיחוברו במקביל לצרכן. 81 שיטות התקנה של קבלים .1התקנה בודדת :בשיטה זו יחובר הקבל במקביל לצרכן אשר את מקדם ההספק שלו רוצים לשפר. הקבל יחובר בקרבת המכשיר או אף להדקי החיבור שלו. .2התקנה קבוצתית :בשיטה זו מחברים קבלים לכל קבוצת מנועים לפי מקדם ההספק הממוצע של הקבוצה. .3התקנה מרכזית :חיבור הקבלים יבוצע בלוח ראשי בדרך כלל ,על מנת להתאים את הספק הקבלים למקדם ההספק המשתנה דרוש להתקין לקבלים בקר אוטומטי. 82 בחירת שיטת קיזוז מתוך שלושת השיטות הקיימות לשיפור מקדם ההספק בחרנו בשיטת הקיזוז המרכזית ללא בקר מהטעמים הבאים: .1שיטה מדויקת. .2יעילה. כל גופי התאורה שבמתקן ,מכילים קבלים לשיפור מקדם ההספק ,אולם לא לערך 0.92מדויק. חיבור הסוללה יעשה בחיבור משולש דבר המצריך ערך קבלים קטן יותר פי 3מאשר בחיבור כוכב. גודל הקבל הדרוש לשיפור מקדם הספק נתון בנוסחה: ) ( ' Qc = P ∗ tan ϕ − tan ϕ פריקת המתח בקבלים כל קבל אשר מנותק מהרשת נשאר טעון ובין הדקיו שורר מתח אשר עלול לסכן את האדם. כדי למנוע סכנת ההלם יחובר נגד פריקה לקבל אשר יגרום לירידת המתח ל 50 v -תוך דקה אחת .הקבלים נמצאים בשימוש בתעשייה מופעים עם נגד פריקה פנימי שמוכנס בתהליך היצור של הקבל. תחילה נחשב גודל קבל פאזי של הסוללה: QC 3×U × 2 × π × f 2 = CΔ נגדי הפריקה: t ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ 83 ⎛ 2 ×U n ⎜C Δ × ln ⎜ u ⎝ =R 14.2עליית מתח בקבלים בעת תקלה עשוי לעלות המתח על הקבלים עד לערך שיא של הסינוס 400 × 2 :וולט. על כן נתקין קבלים בעלי מתח נקוב . 600v נבחר קבלים תוצרת Schneider electricמדגם . VARPLUS M קבלים אילו מיוצרים לטווח מתחים שבין 230v-690vוהם בעלי דרגת הגנה .IP42 מבטח הגנה לקבל נתכנן תא קבלים בלוח ציבורי ראשי. תא זה יחובר במקביל לפסי צבירה ראשיים מתח נמוך . 84 14.3דוגמת חישוב הספק סוללת קבלים בלוח ציבורי ראשי P = 91.5 KW הספק לוח ציבורי: cos ϕ = 0.8(i) → tgϕ = 0.75 מקדם הספק ממוצע לפני השיפור: cos ϕ ' = 0.92(i ) → tgϕ ' = 0.426 מקדם הספק לאחר השיפור: הספק הסוללה הדרושה: נעגל: QC = P × (tgϕ − tgϕ ' ) = 91.5k × (0.75 − 0.426) = 29.6 KVAR QC = 30 KVAR 14.4תכנון בקר דרגות אוטומטי לשם בקרה ושליטה טובה על ערכו של מקדם ההספק ,מומלץ להתקין סוללת קבלים בעלת דרגות הנשלטת ע"י בקר מתוכנת – נתכנן בקר 6דרגות. בחירת דגם דגם VARLOGIC- NRC6חברת .MERLIN GERIN נתקין 6דרגות ונבחר יחס דרגות מומלץ של . 1 : 2 : 2 : 2 : 2 : 2 85 חישוב הספק הדרגות הספק 30 Kסוללה = Q1 = = 2.72 KVAR 11 מס דרגות הספק דרגה ראשונה: Q1 = 5 KVAR נעגל: מתוך היחס המומלץ ,הספק הדרגות הבאות יהא זהה: Q2 = Q3 ........................Q6 = 2 × 5 K = 10 KVAR 14.5תכנון מבטח הגנה לכל דרגה דוגמת חישוב דרגה ראשונה = 7.2 A זרם צריכה של הקבל: נפעיל מקדם עליית זרם בקבלים: 5k 3 × 400 = QC 3 ×U n = Ib I b = 7.2 × 1.5 = 10.82 A לפי טבלה 90.3עבור מוליכים מנחושת XLPEנבחר נתיך הגנה: I n = 3 × 16 A הקבל שנבחר מיוצר עם בידוד כפול שאינו מצריך חיבור מוליך הארקה לגוף הקבל ולכן: שטח חתך קו ההזנה לקבל יהא: 3 × 2.5 N 2 XY הרכב דרגה ראשונה חישוב נגדי פריקה גודל קבל פאזי: נגדי הפריקה: QC 5k = = 33.15μF 2 3 × U × 2 × π × f 3 × 400 × 2 × π × 50 2 60 = 745.9kΩ ⎞ ⎛ 2 × 400 ⎟ ⎜⎜33.15μ × ln ⎟ ⎠ ⎝ 50 86 = = CΔ t ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ ⎛ 2 ×U n ⎜C Δ × ln ⎜ u ⎝ =R סיכום דרגות הספק דרגה מבטח הגנה ] [KVAR לקבל ]I n [A מוליך קו ההזנה לקבל ] [mm חיבור 2 ערך נגד פריקה פנימי ][KΩ 1 5 I n = 3 × 16 A 3 × 2.5 N 2 XY Δ 746 2-6 10 I n = 3 × 25 A 3 × 4 N 2 XY Δ 373 87 פרק 15 חלוקה במתח נמוך במתקן 88 נסכם בטבלה את נתוני צריכת זרם כלפי מפסקים ראשיים: מפסק מתח נמוך דגם מפסק Q1 Q2 Q3 Q4 QN QG QB NSX630 NSX250 NSX250 NSX100 NSX160 NSX160 NSX100 זרם עבודה צפוי ][A 363 190.8 173 53.6 100.9 10.9 53.6 89 כיול הגנה טרמית ][A 400 200 180 63 101 101 63 פרק 16 חישוב מפלי מתח ברשת מתח נמוך 16.1רקע עיוני מפל המתח לאורך הרשת/קו ,שאותו מתכננים הינו פרמטר חשוב שאותו יש לקחת בחשבון עוד בשלב התכנון של הרשת. מפל מתח המותר ברשת הינו .3% במקרים חריגים ניתן לאפשר עד . 5% בפרק זה נציג חישובי מפלי מתח עבור קווי הזנה ראשיים. הערה :הניסיון מראה שניתן להזניח מפלי מתח ריאקטיביים מכיוון שהם מזעריים. 90 16.2דוגמא :1חישוב מפל מתח מלוח ראשי ללוח ריכוז מונים קומת כניסה Ib לוח ראשי 20 m ריכוז מונים קומת קרקע נתוני הזרם בקו: Ι b = 190.8Α ) cos ϕ = 0.92(i (175.5 − j 74.7 )A שטח חתך הכבל: Α = 70mm 2 3•ρ • ΣΙ a • L Α 3 • 0.0175 = ΣΔU • Σ175.5 • 20 = 1.52v 70 ΣΔU • 100 1.52 • 100 = ΣΔU % = = 0.3% 400 U = ΣΔU מסקנה:מפלי המתח קטנים מ 3% -ולכן שטח החתך שבחרנו מתאים. 91 16.3דוגמא :2חישוב מפל מתח מלוח מונים לדירה 32בקומה אחרונה 62 m דירה 32 בהנחה שהדירה צורכת זרם מרבי של :25A Ι b = 25Α ) cos ϕ = 0.92(i (23 − j9.8)A שטח חתך הכבל: Α = 10mm 2 3•ρ • ΣΙ a • L Α 3 • 0.0175 = ΣΔU • Σ 23 • 62 = 4.33v 10 ΣΔU • 100 4.33 • 100 = ΣΔU % = = 1.08% 400 U = ΣΔU מסקנה:מפלי המתח קטנים מ 3% -ולכן שטח החתך שבחרנו מתאים. 16.4ריכוז חישובי מפלי מתח של קווי הזנה ראשיים זרם עבודה צפוי בקו קו חלוקה מס' מזין 1-32 דירות 12.33 33 שטח חתך הקו 2 ] [mm אורך הקו ][m ΣΔU ) (% ΣΔU % < 3% תקין ][ A 10 - - √ לוח ריכוז מונים 190.8 70 20 0.3 √ 34 לוח בריכה 53.6 16 50 1 √ ראשי למתקן מתקן 400 240 100 1.15 √ 92 פרק 17 חישוב זרמי קצר ברשת מתח נמוך בפרק זה נציג חישובי זרמי קצר הצפויים במתקן בנקודות קריטיות. נקודות אילו בדרך כלל הינם בנקודת הזינה ללוחות . 17.1דוגמת חישוב ז"ק צפוי בפסי צבירה מתח נמוך של שנאי רשת מעגל תמורה RTR X TR שנאי פסי צבירה שנאי עכבת הקצר ) :נשתמש בטבלת נתוני השנאי( Z K = Z TR = 17.6mΩ זרם הקצר הצפוי = 14.43KA 1.1 × 400 3 × 17.6 × 10 −3 זרם ההלם RK ) XK מקדם ההלם הוא פונקציה של רכיבי הקצר : 93 (k → f = 1.1 × u n 3 × Zx = )( 3 Ik RK 5.1m = מתוך הטבלה של השנאים נחלץ את רכיבי הקצר של השנאי = 0.3 : X K 16.9m k = 1.4 מהגרף של מקדם ההלם נקבל: = 2 × 1.4 × 14.43k = 28.57 KA לכן: )( 3 I SHOCK = 2 × K × I k 17.2חישוב ז"ק צפוי בכניסה לפסי צבירה בלוח ראשי מעגל תמורה XL K1 לוח ראשי RL L = 100 m 22 KV / 0.4 KV A = 240mm 2 U KR % = 1.28 % U KX % = 4.24 % רכיבי הקצר: RTR = 5.1mΩ X TR = j16.9mΩ 1 × 100 = 7.3mΩ 57 × 240 Ω לפי דונייבסקי עמוד 194עכבת כבל נחושת בשטח חתך של : 240mm 2 km כלומר: = ρ ×1 A = RL . Z 0 = 0.121 0.121 × 100 = 12.1mΩ 1000 = Z L = Zo × l היגב הקו: 2 2 X L = Z L − R L = (12.1m) 2 − (7.3m) 2 = j 9.65mΩ עכבת הקצר : Z k = (RTR + RL ) + j ( X TR + X L ) = (12.4 + j 26.55)mΩ = 29.3mΩ זרם הקצר = 8.7 KA 1.1 × 400 3 × 29.3 × 10 −3 = 1.1 × u n 3 × Zx זרם ההלם k = 1 .3 מהגרף של מקדם ההלם נקבל: לכן: = 2 × 1.3 × 8.7 k = 16 KA 94 )( 3 I SHOCK = 2 × K × I k = )( 3 Ik טבלת סיכום זרמי קצר צפויים בלוחות חלוקה לוח חלוקה ז"ק צפוי ][KA זרם הלם צפוי אורך קו הזנה ללוח ][KA ][m שטח חתך קו הזנה ללוח דגם מפסק זרם ] [ mm 2 כושר ניתוק של מפסק זרם המגן על הקו ][KA פסי צבירה שנאי רשת 14.43 28.57 - - - - ראשי 8.7 16 100 240 NSX630 25 ארון ריכוז מונים קומת כניסה 5 10.6 20 70 NSX250 25 לוח בריכה 2.73 4.24 50 16 NSX100 25 17.3בחירת כושר ניתוק לציוד מיתוג מתח נמוך להלן סיווג לדרגות כושר ניתוק של מפסק זרם מדגם NSXע"פ קטלוג יצרן: נבחר מפסקים מדרגה Bבעלי כושר ניתוק 25KA 95 פרק 18 תכנון גנראטור חירום 18.1כללי מתקן החשמל הציבורי בבניינים רבי-קומות המוגדר כחלק של מתקן החשמל המיועד לשרת את כלל הציבור האנשים השוהים בבניין ,הוא מתקן מורכב מגוון וחיוני והוא אמור לשרת את הציבור הדיירים בבניין בשגרה ובמצבי חרום כגון :שרפות ,הפסקת חשמל וכדומה ולכן קיימת חשיבות רבה לכך שמתקן זה יהיה בראש וראשונה מתקן בטיחותי ואמין ויחד עם זאת נוח וידידותי לציבור הדיירים. יש להקפיד על נקיטת אמצעים למניעת התפשטות אש בבניין באמצעות מערכת חשמל . בחלק גדול מהבניינים רבי קומות קיימת תחנת טרנספורמציה פנימית המקבלת אספקת מתח גבוה ומזינה את צרכני החשמל שבבניין במתח נמוך. גנראטור ו/או מעלית הנמצאים בבניין רב קומות מהווים חלק ממתקן החשמל הציבורי . 18.2טבלת סיכום מעגלים הניזונים מלוח חירום מספר מעגל שם המקום הספק המעגל ] [ΚW מקדם זרם הספק עבודה Ι b [Α] cosϕ תאורת לובי 0.144 0.68 תאורת קומות וחדרי מדרגות תאורת חדר חשמל 6364 6566 6768 0.92 הגנה למעגל שטח חתך קו הזנה mm 2 פאזה הזנה 1× 10 / B 3× 1.5 N 2 XY R 0.576 0.92 2.72 1× 10 / B 3× 1.5 N 2 XY S 0.144 0.92 0.68 1× 10 / B 3× 1.5 N 2 XY R 6.9 0.8 12.5 3× 25 / C 5 × 4 N 2 XY RST מפוחי סילוק עשן משאבות מרתף 12 0.8 21.65 3× 32 / C 3 × 6 N 2 XY RST 8.6 0.8 15.5 3× 25 / C 5 × 4 N 2 XY RST שמור - - - 1× 10 / B 3× 1.5 N 2 XY - מעליות סה"כ 14מעגלים ,מתוכם 5שמורים. זרם הצריכה הצפוי מהגנראטור= 100.7 A : 55.86k 3 × 400 × 0.8 96 = P 3 × U × cos ϕ =I הספק הנראה : PT 55.86 K = = 70 KVA cos ϕ 0.8 = ST נבחר גנראטור מסחרי בהספק S G = 160 KVA גנראטור זה יהיה מתוצרת . CATERPILLAR מהירות נומינלית סינכרונית: n = 1500 r. p.m 18.4תכנון מבטח הגנה לקו ראשי מגנראטור ללוח חירום זרם נקוב של הגנראטור : = 231A 160k 3 × 400 = Sn 3 ×U n =I הגנראטור מצויד במפסק זרם משלו בגודל . 250A 18.5תכנון קו הזנה ראשי מגנראטור חירום שטח חתך המוליך יקבע על פי זרם הנקוב של הגנראטור: לפי שיטת התקנה 90.3נבחר כבל בחתך: A = 95mm 2 18.6תכנון מפסק מחלף בין הזנת גנראטור וחח"י נבחר 2מפסקים מדגם NSX160ונכייל אותם לעצמת זרם הצפויה בקו חירום – . 101A -QNחח"י -QGגנראטור תכנון מגעני החלפה בין הזנת גנראטור וחח"י ההחלפה בין ההזנות תבוצע בעזרת בקר השולט על שני מגענים : – CMחח"י - CG ,גנראטור. מגענים אילו יחוגרו מיכנית ע"י שולב מתאים ויחוברו בטור ולאחר המפסקים המחליפים. נבחר 2מגענים בעלי 4קטבים לזרם עבודה . 160A 97 18.4אופן חיבור גנראטור במערכת הספק הגנראטור נכנס לעבודה אך ורק במצב חירום כאשר קיים כשל באספקת חשמל משנאי הרשת. על מנת למנוע טעות תפעולית שבה גנראטור עובד במקביל עם הרשת מחברים מפסק מחלף בין רשת לגנראטור ,הדואג להכניס רק מקור אנרגיה אחד לעבודה מול צרכני המתקן. באופן עקרוני הגנראטור מספק חשמל זמני אך ורק לצרכנים חיוניים. סכימה עקרונית: 400KVA 160KVA 98
© Copyright 2024