Politechnika Białostocka

Transkrypt

1 Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Elektroenergetyki Instrukcja do zajęć laboratoryjnych Temat ćwiczenia: INSTALACJE ELEKTROENERGETYCZNE UKŁADY STEROWANIA OŚWIETLENIEM Ćwiczenie nr: 2 Laboratorium z przedmiotu: Podstawy Elektroenergetyki Kod: Opracował: mgr inż. Zbigniew Skibko 2006

2 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze stosowanymi rodzajami instalacji elektrycznych, ich budową oraz podstawowymi wytycznymi dotyczącymi ich wykonania. 2. Wprowadzenie 2.1. Wiadomości ogólne Instalacje elektroenergetyczne są to urządzenia elektryczne pracujące na napięcia do 1kV prądu przemiennego. Podstawowym celem instalacji elektrycznych jest doprowadzenie energii elektrycznej z sieci rozdzielczej do odbiorników. Głównymi elementami instalacji elektrycznych są: przewody elektryczne, elektrotechniczny osprzęt instalacyjny, rozdzielnice, urządzenia automatyki i sterowania. W zależności od rodzaju zasilanych odbiorników instalacje elektryczne dzielą się na: - oświetleniowe zasilające źródła światła, gniazda wtyczkowe, oraz inne urządzenia małej mocy, - siłowe zasilające silniki elektryczne, urządzenia grzejne o dużych mocach, oraz inne urządzenia o charakterze przemysłowym Przewody elektryczne Przewody elektryczne służą do dostarczenia (przesyłu) prądu do urządzeń elektrycznych. Przewód elektryczny, w ogólnym przypadku, składa się z następujących elementów konstrukcyjnych: - żyły (fazowe, neutralne i ochronne), - izolacja (polwinitowa lub gumowa), - powłoka (polwinitowa lub gumowa). W zależności od ilości żył rozróżnia się przewody: jednożyłowe i wielożyłowe. Przewody jednożyłowe zbudowane są z pojedynczej żyły miedzianej osłoniętej izolacją. Powszechnie stosowane są dwa typy przewodów jednożyłowych: DY oraz LY. Przewody typu DY posiadają 3

3 żyłę wykonaną z pojedynczego drutu miedzianego w izolacji z polichlorku winylu (PVC). W przewodach typu LY żyła miedziana osłonięta izolacją polwinitową wykonana jest jako wielodrutowa (tzw. linka). Przekroje znamionowe żył przewodów typu DY zawierają się w granicach od 0,5 do 10 mm 2, natomiast pojedyncze przewody typu LY produkowane są z żyłami o przekrojach od 0,5 do 240 mm 2. Do grupy przewodów wielożyłowych zalicza się między innymi przewody typu YDY. Żyły takich przewodów wykonane są w izolacji polwinitowej oraz osłonięte powłoką polwinitową. W zależności od rodzaju przewodu wielożyłowego (YDY(t,p)żo) przewody te przyjmują różne kształty (rys 1). Powszechnie spotykane są przewody dwu, trzy, cztero- i pięciożyłowe o przekroju żył od 1 do 10 mm 2. Przewody wielożyłowe mogą być wykonywane z żyłami w postaci pojedynczych drutów miedzianych (YDY) lub też z żyłami w postaci linki miedzianej (YLY). a) b) c) Rys. 1. Przewód trójżyłowy a) płaski typu YDYpżo, b) wtynkowy - YDYtżo, c) okrągły - YDYżo 2.3. Łączniki instalacyjne Łączniki instalacyjne pod względem budowy i sposobu montażu dzielą się podobnie jak przewody na: - natynkowe (do montowania na tynku lub murze), - podtynkowe ( do instalacji podtynkowych), - wtynkowe ( do instalacji wtynkowych). 4

4 W zależności od liczby biegunów i sposobu załączania odbiorników, rozróżnia się łączniki: - jednobiegunowe - dwubiegunowe - trójbiegunowe - grupowe - szeregowe - krzyżowe 2.4. Wykonanie instalacji elektrycznej Sposób wykonania instalacji elektrycznej musi być dostosowany do charakteru budynku oraz przeznaczenia poszczególnych pomieszczeń. Dobrze zaprojektowane i wykonane instalacje elektryczne powinne zapewnić ciągłą dostawę do odbiorników energii elektrycznej o określonych parametrach technicznych oraz ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym, przepięciami łączeniowymi i atmosferycznymi a także innymi zagrożeniami związanymi z pracą urządzeń elektrycznych. Wykonanie instalacji elektrycznych powinno spełnić następujące warunki: - przewody o przekroju żył do 10 mm 2 muszą mieć żyły miedziane, - jako zabezpieczenia, w obwodach odbiorczych, należy stosować nadprądowe wyłączniki instalacyjne oraz wyłączniki różnicowoprądowe, - przewody elektroenergetyczne powinny być układane w sposób umożliwiający ich wymianę bez konieczności naruszania konstrukcji budynku, - trasy ułożenia kabli powinny przebiegać w liniach prostych, równoległych do krawędzi ścian i stropów, - główne, pionowe ciągi instalacji elektrycznych w budynkach wielorodzinnych lub użyteczności publicznej należy prowadzić poza lokalami mieszkalnymi w wydzielonych kanałach lub szybach instalacyjnych, - instalacje elektryczne powinne być prowadzone w sposób zapewniający ich bezkolizyjną pracę z innymi instalacjami w budynku, w celu uniknięcia ich wzajemnego na siebie oddziaływania, - w instalacjach odbiorczych należy stosować osobne przewody neutralne N i ochronne PE, - instalacje odbiorcze powinny być wyposażone w urządzenia do pomiaru zużycia energii elektrycznej, zlokalizowane w miejscach łatwo dostępnych, chronione przed uszkodzeniami i dostępem osób nieupoważnionych. 5

5 2.5. Sieci elektroenergetyczne niskiego napięcia Prawidłowe projektowanie, budowa i eksploatacja sieci elektroenergetycznych powinny być poprzedzone w każdym przypadku ustaleniem następujących parametrów: - przeznaczenie instalacji elektrycznej, - zasilanie i struktura, - ocena wpływów środowiskowych, - szkodliwości wzajemnego oddziaływania wyposażenia instalacji, - częstość i zakres konserwacji aby umożliwić osiągnięcie założonego okresu użytkowania instalacji. Aby scharakteryzować sieć należy podać: - rodzaj układu przewodów czynnych sieci (liczba przewodów), - rodzaj uziemienia układu sieci. Sposób połączenia sieci z ziemią oznaczony jest za pomocą liter. Przy czym istotnym jest, na którym miejscu w zapisie występuje dana litera. Pierwsza litera określa związek między układem sieci a ziemią: T oznacza bezpośrednie połączenie jednego punktu z ziemią; I wszystkie części czynne izolowane od ziemi lub jeden punkt połączony jest z ziemią poprzez impedancję. Druga litera określa związek między częściami przewodzącymi dostępnymi instalacji a ziemią: T oznacza bezpośrednie połączenie elektryczne części przewodzących dostępnych z ziemią, niezależnie od uziemienia któregokolwiek układu; N - bezpośrednie połączenie elektryczne części przewodzących dostępnych z uziemionym punktem układu sieci (w sieci prądu przemiennego, uziemionym punktem sieci jest zazwyczaj punkt neutralny). Następne litery określają związek przewodu neutralnego z przewodem ochronnym: S - funkcję przewodu ochronnego pełni przewód PE oddzielony od przewodu neutralnego albo uziemionego przewodu roboczego; C funkcje przewodu neutralnego i przewodu ochronnego pełni jeden wspólny przewód PEN. Układ sieci TN ma jeden punkt bezpośrednio uziemiony, a części przewodzące dostępne instalacji są przyłączone do tego punktu za pomocą przewodów ochronnych. 6

6 Wyróżnia się następujące układy sieci: - TN-S, w którym stosowany jest oddzielny przewód ochronny, - TN-C-S, w którym w części sieci funkcje przewodu neutralnego i przewodu ochronnego pełni jeden przewód; - TN-C, w którym w całej sieci funkcje przewodu neutralnego i przewodu ochronnego pełni jeden przewód. Układ TT na jeden punkt bezpośrednio uziemiony, a części przewodzące dostępne instalacji są przyłączone do uziomu niezależnego elektrycznie od uziomu układu sieci. Układ sieci IT ma wszystkie części czynne odizolowane od ziemi albo jeden punkt przyłączony do ziemi poprzez impedancję a części przewodzące dostępne instalacji elektrycznej są uziemione lub przyłączone są do uziemienia układu sieci. Rys. 2. Schematy układów sieci: a) TN-C, b) TN-S, c) TN-C-S, d) TT, e) IT; UKSI urządzenie kontroli izolacji 7

7 3. Przebieg ćwiczenia Na podstawie poniższych schematów należy dokonać połączenia następujących układów elektrycznych: 1) Wyłącznik jednobiegunowy włączanie i wyłączanie obwodu elektrycznego w jednym punkcie. Rys. 2. Układy połączeń (montażowy uproszczony i montażowy) łącznika jednobiegunowego 2) Przełącznik szeregowy (świecznikowy) włączanie i wyłączanie dwóch odbiorników: - pierwszy odbiór włączony, drugi wyłączony; - drugi odbiór włączony, pierwszy wyłączony; - obydwa odbiory włączone lub wyłączone. Rys. 3. Układy połączeń (montażowy uproszczony i montażowy) łącznika szeregowego 8

8 3) Przełącznik zmienny (schodowy) włączanie i wyłączanie odbioru z dwóch miejsc. Rys. 4. Układy połączeń (montażowy uproszczony i montażowy) łącznika schodowego 4) Świetlówka W skład układu łączeniowego świetlówki wchodzą: rura świetlówki (R ś ), zapłonnik (starter) (Z), element indukcyjny (dławik) (D), kondensator przeciwzakłóceniowy (C k ), oraz włącznik jednobiegunowy (W) do sterowania zasilaniem świetlówki. UWAGA! Poniższy układ należy połączyć przy wykorzystaniu puszek łączeniowych. Rys. 5. Schemat połączenia świetlówki 9

9 5) Automat schodowy urządzenie służące do wyłączania zasilania, po określonym (nastawionym przez użytkownika) czasie. UWAGA! Poniższy układ należy połączyć przy wykorzystaniu puszek łączeniowych. Rys. 6. Schemat połączenia automatu schodowego, W łącznik typu dzwonkowego, Z - żarówka 4. Opracowanie wyników badań - Narysować schematy połączeń układów wykonanych w trakcie ćwiczenia. - Opisać przeznaczenie montowanych układów, z zaznaczeniem, gdzie powszechnie są one stosowane. - Opisać zasadę działania zapłonnika (starteru) wchodzącego w skład układu świetlówki. - Opisać funkcje poszczególnych elementów wchodzących w skład układu świetlówki oraz zasadę działania tego układu. 5. Literatura 1. Lejdy B.: Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych, WNT, Warszawa 2005, 2. Lejdy B.: Laboratorium urządzeń elektroenergetycznych, WPB, Białystok 1999, 3. Markiewicz H.: Instalacje elektryczne, WNT, Warszawa 1996, 4. Poradnik Inżyniera Elektryka, praca zbiorowa, WNT, Warszawa 1997, 10

10 6. Wymagania BHP Podczas wykonywania ćwiczeń w laboratorium należy przestrzegać następujących zasad: 1. Przed przystąpieniem do montowania układu pomiarowego należy dokonać oględzin przydzielonej aparatury i urządzeń. Stwierdzone uszkodzenia powinny być zgłaszane prowadzącemu ćwiczenia. 2. Ze stanowiska pomiarowego należy usunąć wszelkie zbędne przedmioty a zwłaszcza niepotrzebne przewody montażowe. 3. Włączenie badanego układu do napięcia może odbywać się jedynie w obecności i za zgodą prowadzącego ćwiczenia, po sprawdzeniu przez niego układu. Przed załączeniem układu trzeba upewnić się, czy nikt nie manipuluje przy układzie pomiarowym. Za uszkodzenie przyrządów i inne straty wynikłe z winy ćwiczących odpowiadają oni materialnie. 4. Po załączeniu napięcia nie wolno wykonywać żadnych przełączeń w układzie. Rozmontowanie i ewentualne przełączenia mogą być robione po wyłączeniu napięcia i za zgodą prowadzącego ćwiczenia. 5. Wykonywanie ćwiczeń może odbywać się tylko na stanowisku wskazanym przez prowadzącego. Nie wolno używać innego sprzętu i aparatów niż te, które przydzielił prowadzący ćwiczenia. 6. Niedozwolona jest samowolna obsługa rozdzielnic głównych w laboratorium, a zwłaszcza załączanie napięcia na stanowiska pomiarowe. 11