Б А К А Л А В Р И А Т

Э. А. Киреева

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ

ОРГАНИЗАЦИЙ И УЧРЕЖДЕНИЙ

Допущено УМО вузов России по образованию

в области энергетики и электротехники

в качестве учебного пособия

для студентов высших учебных заведений,

обучающихся по направлению подготовки

«Электроэнергетика и электротехника»,

профиль «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений»

КНОРУС • МОСКВА • 2015 УДК 621.031(075.8) ББК 31.29я73 К43 Рецензенты:

А.Б. Кувалдин, проф. кафедры физики электротехнических материалов и автоматизации электротехнических комплексов НИУ МЭИ, д-р техн. наук, Т.Б. Лещинская, заведующая кафедрой электроснабжения и электрических машин МГАУ им. В.П.Горячкина, проф. кафедры электрических сетей и систем НИУ МЭИ, д-р техн. наук Киреева Э. А.

К43 Электроснабжение и электрооборудование организаций и учреждений :

учебное пособие / Э. А. Киреева. — М. : КНОРУС, 2015. — 234 с. — (Бакалавриат).

ISBN 978-5-406-03374- Освещены вопросы внешнего и внутреннего электроснабжения организаций и учреждений. Рассмотрены схемы электрических сетей и их защита. Приведены расчеты электрических нагрузок. Даны рекомендации по повышению надежности и электробезопасности систем электроснабжения.

Соответствует действующему Федеральному государственному образовательному стандарту высшего образования нового поколения и стандартной образовательной программе учебной дисциплины «Электроснабжение потребителей и режимы».

Для студентов бакалавриата и магистратуры по направлению подготовки «Электроэнергетика и электротехника», а также для инженеров и техников, занимающихся вопросами электроснабжения объектов.

УДК 621.031(075.8) ББК 31.29я Киреева Эльвира Александровна

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ

ОРГАНИЗАЦИЙ И УЧРЕЖДЕНИЙ

Сертификат соответствия № РОСС RU. АЕ51. Н 16604 от 07.07.2014.

Изд. № 6548. Подписано в печать 18.08.2014. Формат 60 90/16.

Гарнитура «NewtonC». Печать офсетная.

Усл. печ. л. 15,0. Уч.-изд. л. 10,5. Тираж 300 экз.

ООО «Издательство «КноРус».

117218, г. Москва, ул. Кедрова, д. 14, корп. 2.

Тел.: 8-495-741-46-28.

E-mail: [email protected] http://www.knorus.ru ООО «Контакт».

107150, г. Москва, проезд Подбельского 4-й, дом 3.

© Киреева Э. А., ISBN 978-5-406-03374-6 © ООО «Издательство «КноРус»,

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение..................................... Глава 1. Общие сведения об организациях и учреждениях...... 1.1. Основные положения........................ 1.2. Классификация организаций и учреждений........... 1.3. Специальные требования, предъявляемые к организациям и учреждениям............................ 1.4. Вентиляция в организациях и учреждениях........... 1.5. Кондиционирование воздуха в организациях и учреждениях............................ Глава 2. Электрические нагрузки организаций и учреждений.... 2.1. Основные положения........................ 2.2. Электроприемники организаций и учреждений......... 2.3. Общие сведения о коэффициентах, используемых для расчета электрических нагрузок организаций и учреждений............................. 2.4. Расчет электрических нагрузок организаций и учреждений............................. Глава 3. Внешнее электроснабжение организаций и учреждений. 3.1. Общие положения.......................... 3.2. Питающие подстанции организаций и учреждений...... 3.3. Основное оборудование и токоведущие устройства питающих и распределительных подстанций организаций и учреждений 3.4. Схемы внешнего электроснабжения организаций и учреждений............................. Глава 4. Внутреннее электроснабжение организаций 4.2. Основные элементы систем электроснабжения организаций 4.3. Категории надежности питания электроприемников 4.5. Особенности проектирования современных организаций 4.6. Влияние нелинейной нагрузки на систему электроснабжения •ОГЛАВЛЕНИЕ Глава 5. Внутреннее и наружное освещение организаций 5.2. Виды внутреннего освещения и основные требования к системам их электроснабжения в организациях 5.3. Выбор сечений проводов внутренних осветительных сетей.. 5.5. Экономия электроэнергии в осветительных сетях....... Глава 6. Защита систем электроснабжения организаций 6.4. Выбор автоматических воздушных выключателей и плавких 6.6. Выбор сечений проводов и жил кабелей напряжением до 1 кВ Глава 7. Повышение надежности и экономичности систем 7.3. Влияние качества электроэнергии на надежность 7.4. Практические рекомендации по повышению надежности Глава 8. Электробезопасность в организациях и учреждениях... 8.1. Потенциальные опасности поражения электрическим током 8.2. Выбор и обоснование основных и дополнительных защит

ВВЕДЕНИЕ

Дальнейшее развитие экономики страны и связанные с ним значительные темпы градостроительства предъявляют особые требования к проектированию и возведению организаций и учреждений на всей территории Российской Федерации. На сегодняшний день, по неполным данным, существует порядка 900 различных видов организаций и учреждений, каждое из которых имеет свою уникальную архитектуру, планировку, месторасположение.

Проектирование организаций и учреждений связано с созданием искусственной среды, в которой в дальнейшем будут протекать различные процессы жизнедеятельности людей. Это пространство ограничивают строительные конструкции, причем время пребывания людей в данном пространстве определяется по-разному и зависит от функционального назначения организаций и учреждений. Под функциональным назначением принято считать ту деятельность человека, ради осуществления которой и возводится здание.

Проектирование организаций и учреждений представляет собой единый цикл, которому свойственны определенные особенности, от которых зависит построение систем электроснабжения и систем пожарной безопасности [31].

Введенные в эксплуатацию здания или их отдельные части являются объектом строительства. Они разнообразны по своему назначению, расположению в пространстве, объемно-планировочному и конструктивному решению, предназначены для производственной и культурной деятельности людей, их проживания, отдыха и лечения и подразделяются на гражданские, производственные и инженерные.

Гражданские здания — организации и учреждения (учебные и детские учреждения, торговые, спортивные и административные здания) — предназначены для обслуживания бытовых и общественных потребностей людей. По этажности гражданские здания условно подразделяются на малоэтажные (высотой до трех этажей), многоэтажные (высотой от четырех до восьми этажей здания), повышенной этажности (от 9 до 25 этажей) и высотные здания (более 25 этажей).

Целью проектирования организаций и учреждений является нахождение таких вариантов, которые наиболее полно отвечают своему назначению, удобны для той или иной деятельности людей, обладают высокими архитектурно-художественными качествами, а также прочностью, экономичностью возведения и эксплуатации.

•ВВЕДЕНИЕ Главной особенностью организаций и учреждений является разнообразие их видов и, следовательно, функциональных процессов, в некоторых случаях сложных и связанных с применением специального оборудования (например, механизированных сцен в театрах, искусственных ледяных арен в спортивных сооружениях и т.п.).

При проектировании любого здания особое внимание уделяют двум составляющим: безопасности людей и безопасности имущества и оборудования. Гражданские здания и в частности организации и учреждения объединяет присутствие в них большого количества людей разных возрастов, физической подготовки и психического состояния.

В общем объеме жилищно-гражданского строительства организации и учреждения составляют значительную часть, затраты на них доходят до 50% от общих градостроительных затрат на селитебную территорию (территорию, предназначенную для размещения жилищного фонда, организаций, учреждений и сооружений).

Организации и учреждения относятся в основном к сфере обслуживания, и их внутренняя среда служит для протекания различных жизненных процессов: воспитания и образования, общественного обслуживания, культуры, спорта и т.д. Успешному функционированию внутренней среды зданий способствуют их особенная пространственная организация и специальные мероприятия по защите жизненного пространства и самого человека от неблагоприятного воздействия окружающих факторов [24].

Каждая организация и учреждение имеет свои характерные особенности при проектировании инженерных систем, что определяется типом, функциональным назначением, площадью, высотой здания, количеством пребывающих и работающих людей. Условно все инженерные системы можно условно разделить на три группы (рис. В. 1) [31].

При проектировании крупных организаций и учреждений и общественно-торговых центров, характеризующихся множеством разнообразных внутренних пространств, проводят функциональное зонирование, т.е. разбивку на зоны из однородных групп помещений, исходя из общности их функционального назначения и внутренних взаимосвязей.

Организации и учреждения в основном предназначены для временного пребывания людей в связи с осуществлением в них различных и многообразных функциональных процессов отдыха, быта и труда:

обучения, спорта, развлечения, зрелищ, питания, медицинского обслуживания, торговли, управления и т.п. В соответствии с назначением организации и учреждения разделяют на различные виды: учебные, общественного питания, зрелищные, лечебные и др.

электроснабжения жизнеобеспечения системы Распределительная гарантированного Рис. В.1. Классификация инженерных систем организаций и учреждений Основные функции организаций и учреждений:

• создание условий для разнообразных видов деятельности и общественного обслуживания жителей городов и сел;

• обеспечение повседневных, периодических и эпизодических потребностей жизнедеятельности населения (досуг и отдых, личное потребление товаров и услуг, духовные потребности).

Помещение здания должно наиболее полно отвечать тем процессам, которые в нем осуществляются. Соответствие помещения той или иной функции достигается только тогда, когда в нем создаются оптимальные условия для человека. Совокупность всех элементов и условий, характеризующих функционально-технологические процессы, определяет пространственную организацию, размеры и формы зданий.

Для каждого вида организаций и учреждений характерен свой функционально-технологический процесс, т.е. осуществление во времени и пространстве главной функции, при котором она разделяется на систему главных и подсобных функций на всех пространственных уровнях здания.

Функционально-технологические процессы могут быть общими и специфическими:

•ВВЕДЕНИЕ • общие функциональные процессы — это различные виды обслуживающей, трудовой и бытовой деятельности людей, встречающихся во всех типах зданий;

• специфические функциональные процессы присущи только одному определенному роду деятельности людей (лечебно-оздоровительной, учебно-воспитательной и др.).

В каждой организации и учреждении имеются главный функционально-технологический процесс и второстепенные (подсобные) процессы. Функциональные процессы в универсальных организациях и учреждениях отличаются последовательностью осуществления в зависимости от целей использования помещений. Каждому процессу свойственны свои внутренние особенности, вытекающие из характера действия, количества участников, необходимого оборудования и мебели. Все это влияет на размеры и пространственную организацию формы здания.

Помимо общих требований, которым должны удовлетворять все организации и учреждения, к ним предъявляется еще ряд специальных требований — санитарных и противопожарных, в том числе требований, обеспечивающих безопасную вынужденную эвакуацию людей из зданий. Кроме того, большое значение в числе специальных требований, предъявляемых, например, к театральным помещениям, имеет требование хорошей видимости и слышимости речи и музыки.

В связи с тем что в организациях и учреждениях сосредотачивается большое количество людей, необходимо при проектировании учитывать вопросы организации движения людей после окончания занятий, спектаклей, покупок, спортивных соревнований, а также эвакуацию людей при чрезвычайных ситуациях.

Некоторые виды организаций и учреждений представляет повышенную пожарную опасность, так как в них сосредоточены огнеопасные материалы и оборудование. Поэтому необходимо предусматривать специальные противопожарные мероприятия, обеспечивающие безопасность для людей и сохранность организаций и учреждений в случае возникновения пожара.

К организациям и учреждениям предъявляются различные санитарно-гигиенические требования, оказывающие влияние на планировочные решения (группировку помещений), уровень естественного освещения, звукоизоляцию, а также на выбор инженерных систем зданий (электроснабжение, отопление, вентиляцию, слаботочные системы и др.).

Характерной особенностью организаций и учреждений является наличие в них помещений с различными геометрическими параметраВведение ми (например, площадью, высотой). Относительно небольшие помещения (кабинеты, рабочие комнаты) могут сочетаться с помещениями среднего размера (классами, аудиториями, торговыми залами)1.

Для многих видов организаций и учреждений характерна значительная повторяемость небольших и средних помещений. В организациях и учреждениях до 30% общей площади занимают коммуникационные помещения (коридоры, вестибюли, холлы, лестницы), служащие для обеспечения связи между помещениями и путями эвакуации людей в случае аварийных ситуаций.

В написании введения принимал участие инженер М. С. Ярославцев.