Proiect ieir

Universitatea “Politehnica Timisoara” Facultatea de Electrotehnica si Electroenergetica

1

Instalatii electrice si instalatii rezidentiale

Cuprins

TEMA DE PROIECT Cap.1.Calculul curentului, pentru sistemul de distributie cu bare capsulate......pg.4

1.1.Avantajele principale ale utilizarii sistermului de distributie cu bare capsulate 1.2.Calculul preliminar al curentilor prin bare: 1.3.Calculul lungimilor tronsoanelor de bare:

1.4.Calculul puterilor din spatiile tehnologice si curentilor de pe fiecare tronson de bare din fiecare spatiu tehnologic:

1.5.Calculul exact al curentilor prin bare

1.6.Sistem de distributie cu bare-alegerea din catalog a tipodimesniunilor- 1.7.Aleg cea mai buna varianta

1.8. Alegerea cutiilor de alimentare

1.9. Alegerea cutiilor de derivatie

1.10. Alegerea elementelor de capat

1.11. Alegerea cablurilor de legatura

Cap.2. Montarea sistemului de distributie....................................................................pg.13

2.1. Schema de montaj

2.2. Tabel elemente componente sistem distributie

Cap.3. Sisteme de cuplare si protectie

3.1.Protectie cu siguranta fuzibila,contactor,releu termic.............................pg.15

3.2.Protectie cu disjunctor – contactor 3.3. Protectie cu disjunctor debrosabil – contactor

3.4. Pornire cu demaror stea-triunghi

3.5. Protectie cu disjunctoare modulare

Cap.4.Compensarea factorului de putere………………………………………………………pg.24 4.1. Calculul puterii reactive necesare ,Q , pentru compensarea factorului de

putere de la cos φ1 = 0.78 la cos φ2 = 0.92

4.2. Determinarea puterii aparente de scurtcircuit Ssc si a frecventei de rezonanta fr a instalatiei in prezenta bateriei de condensatoare de

compensare Cap.5.Instalatii electrice de prize si iluminat………………………………………………...pg.30

Cap.6.Home manager…………………………………………………………………………………....pg.34


2

Instalatii electrice si instalatii rezidentiale

TEMA DE PROIECT

Sa se proiecteze instalatia electrica de alimentare cu energie a unui spatiu de productie avand urmatoarele date initiale:

- numarul spatiilor tehnologice din hala: 4 - numarul consumatorilor din fiecare spatiu tehnologic: 3 (consumatorii sunt utilaje si

agregate echipate cu motoare asincrone) - puterea instalatiei a consumatorilor din fiecare spatiu tehnologic : - tensiunea nominala Un=380V, - coeficientul de reducere α=0,9 - sistemul de distributie a energie electrice este cu bara capsulate - suspendarea barelor este la 3 m inaltime, fata de pardoseala,pe suporti fixati pe plafon - nu exista pod rulant - montajul barelor este pe muchie

Bravialul de calcul va cuprinde: 1. Calculul curentului utilizat pentru sistem de distributie cu bara,aferente spatiilor tehnologice

existent, dimensionarea barei principale ; 2. Alegerea din catalog dimensiunea tronsoanelor de baza 3. Dimensionarea si alegerea din catalog a cutiilor de alimentare si cutiile de derivatie si a

elementelor de cablu ; 4. Desenarea planului de montajcare cuprinde :

- dispunerea sistemelor de bare in cladire ; - orientarea si dispunerea cutiilor de derivatie ; - numarul componentelor si numarul de curent al fiecarui componente in montaj cu tip,

denumirea si numarul bucatilor ; 5. Calculul curentilor nominali aferenti fiecarui consumator din fiecare spatiu tehnologic si alegerea

sectiunilor cablurilor racordate a cutiilor de derivatie ; 6. Calculul si alegerea din catalog a echipamentelor electrice de cuplare si protectie correspunzatoare

fiecarui consummator. Pentru fiecare consummator se va sintetiza 6 variabile structurale de cuplare si protectie cu mentionarea reglajelor care trebuie efectuate

7. Dimensionarea tabloului electric de distributie,general,care va asigura alimentarea grupurilor de priza industriale din hala,circuitul de iluminat,incalzire si prizele aferente birourilor si circuitelor aparatelor de la etaj(apartament alcatuit din doua camere ,bucatarie si baie);

8. Presupunem ca valoarea factorului de putere impus de furnizorul de energie electrica este cosφ2=0,92 se cere :

8.1.Calculul puterii reactive necesare Q, pentru compensare factorului de putere de la cosφ1=0,78 la cosφ2=0,92 ; 8.2.Determinarea puterii aparente la scurtcircuit (sc) pe barele retelelor de joasa tensiune si a retelei de rezonanta proprii(sf) a instalatiei in prezenta bateriei de condensatoare de compensare. 8.3.Determinarea zonei de sensibilitate armonica a instalatiei electrice din hala si strategii de evitare a fenomenului de rezonanta armonica; 9. Sa se propuna o solutie de automatizare a locuintei din punct de vedere a iluminatului selectiv,incalzirii sau racirii,ventilatiei,actionatii jaluzelelor,alama si protectie, managementul energiei electrice ,utilizand o tehnologie wireless si un sistem de Home Manager.


3

Date personale : Puterea in spatiile tehnologice [kw]

Spatiu tehnologic I

Spatiu tehnologic II

Spatiu tehnologic III

Spatiu tehnologic IV

P1 5,5 16,5 27,5 40 P2 4,6 11 20 30 P3 2,2 7,5 9,5 17,3

Schema halei cu dimensunile tronsoanelor de bare:


4

CAPITOLUL 1

CALCULUL CURENTULUI, PENTRU SISTEMUL DE DISTRIBUTIE CU BARE CAPSULATE

1.1.Avantajele principale ale utilizarii sistermului de distributie cu bare capsulate: • proiectare simpla si rapida ; • economie de timp si bani la montaj ; • materialu izolant din interiorul carcasei nu contine halogen ; • sistem de iluminare fexibil; • punere rapida in functiune datorita montajului rapid si sigur ; • grad de protectie ridicat IP54 • conceptie de constructie inovativa, in sensul ca elementele de compensare este inclusa in

blocul de imbinare ; • rezistentele proprii sunt de valoare mica datorita incalzirii barelor relative slabe, caldura fiind

disipata de suprafata radianta mare, pierderile prin incalzire fiind astfel reduse ; • sistemul este modular si usor de depozitat ; • ofera posibilitatea proiectarii inca de la inceput a distributiei energiei fara cunosaterea exacta a

amplasarii consumatorilor ; • exista posibilitatea de a le refolosi in alte aplicatii de cat cea initiala;

1.2.Calculul preliminar al curentilor prin bare:

Folosim formula de calcul :

Ib=

√

unde : Ib – curent bare ; α - coeficientul de cerere/reducere = 0,9 ; b - coeficient de alimentare; b= 0,5 daca bara este alimentata la ambele capete b=1 daca bara este alimentata la un singur capat Un – tensiune nominala =380V ; cosφ1 - factor de putere = 0,78 ; Pi – suma puterilor celor trei consumatori dintr-un spatiu tehnologic ;


5

1.3.Calculul lungimilor tronsoanelor de bare:

K - nr de ordine= 18 L1=24,2+0,3*k=29,6

L2=39,5+0,3*k=44,9

L3=28,7+0,3*k=34,1

L4=34,8+0,3*k=40,2

L5=(47,4+0,3*k) -0,5 =52,8-0,5 =52,3

1.4.Calculul puterilor din spatiile tehnologice si curentilor de pe fiecare tronson de bare din fiecare spatiu tehnologic:

Spatiul tehnologic I : P1 =5,5+4,6+2,2=12,3 [kW] – puterea din spatiul tehnologic 1

Ib1 =

√ - curentul prin bara din spatiul tehnologic 1

Spatiul tehnologic II : P2 =16,5+11+7,5=35 [kW] – puterea din spatiul tehnologic 2

Ib2 =


Spatiul tehnologic III : P3 =27,5+20+9,5=57 [kW] – puterea din spatiul tehnologic 3

Ib3 =


Spatiul tehnologic VI : P4 =40+30+17,3=87,3 [kW] –puterea din spatiul tehnologic 4

Ib4 =


Spatiul tehnologic V: P4 = P1+ P2+ P3+ P4=191,6 [kW] –puterea din spatiul tehnologic 5

Ib5 = Ib1 + Ib2 + Ib3 + Ib4 = 336,27 [A] - curentul prin bara principala

sau

Ib5 =

√ - curentul prin bara principala


6

1.5.Calculul exact al curentilor prin bare

Calculul exact se face calculand curentii pentru fiecare consumator din fiecare spatiu

tehnologic. Ne vom folosi de randamentul fiecarui consumator in parte. Valoarea acestuia o vom lua in

functie de puterea consumatorului.

P [KW]

1.1 1.5 2.2 3 4 5.5 7.5 11 15 18.5 22 30 37 45 55

𝛈 [%]

74 74 78 80 83 86 87 87 88 88 92 92 92 93 93

Formula de calcul pe care o vom folosi este :

Ini

√

Calculul pentru consumatorii din spatiul tehnologic 1:

I11 =

√

I12 =

√

I13 =

√


I21 =

√

I22 =

√

I23 =

√


I31 =

√

I32 =

√

I33=

√


I41 =

√

I42 =

√

I43 =

√


7

Calculul curentilor pentru fiecare spatiu tehnologic si pentru bara de alimentare(curentul

total)

Ib1 = I11 + I12 + I13 = 28,73 [A]

Ib2 = I21 + I22 + I23 = 77,98 [A]

Ib3 = I31 + I32 + I33 = 123,90 [A]

Ib4 = I41 + I42 + I43 = 186,49 [A]

Ib5 = Ib1 + Ib2 + Ib3+ Ib4 = 417,1 [A]


8

1.6.SISTEM DE DISTRIBUTIE CU BARE -ALEGEREA DIN CATALOG A TIPODIMESNIUNILOR-

Spatiu

tehnologic

Curentul

prin bara [A] Combinatii tip

module bara

Pret total

[€]

Lungime

impusa

tronson

[m]

Lungime

rezultata

[m]

Curent

preliminar

Curent

exact

Spatiul I 21,58 28,73

10*BD01-40-3-0,5 10*107=1070

29,6

30

15*BD01-40-2-0,5 15*86,5=1297,5 30

12*BD01-40-2-0,5

2*BD01-40-3-0,5

2*107+12*86,5

=1252 30

Spatiul II 61,43 77,98

11*BD2-100-SB-3

3*BD2-100-SB-2

2*BD2-100-SB-1

11*243+3*218+2

*123=3831

44,9

45

12*BD2-100-SB-3

1*BD2-100-SB-2

3*BD2-100-SB-1

12*243+1*218+3

*123=3503 45

10*BD2-100-SB-3

5*BD2-100-SB-2

1*BD2-100-SB-1

10*243+5*218+1

*123=3643 45

Spatiul III 100,04 123,90

19*BD2-160-SB-3

1*BD2-160-SB-2

2*BD2-160-SB-1

19*295+1*265+

2*161=3242

34,1

34

8*BD2-160-SB-3

3*BD2-160-SB-2

1*BD2-160-SB-1

8*295+3*265+

1*161=3316 34

8*BD2-160-SB-3

2*BD2-160-SB-2

3*BD2-160-SB-1

8*295+2*265+

3*161=3373 34,25

Spatiul IV 153,22 186,49

12*BD2-160-SB-3

1*BD2-160-SB-1

12*437+1*183=5

427

40,2

40,25

11*BD2-160-SB-3

2*BD2-160-SB-2

11*437+2*301

=5409

40,25

10*BD2-160-SB-

6*BD2-160-SB-1

10*437+6*183=5

468 40

Spatiul V 336,28 417,1

14*BD2-400-SB-3

3*BD2-400-SB-2

14*993+3*757

=16173

52,3

55,25

22*BD2-400-SB-2

2*BD2-400-SB-1

22*757+2*462

=17578 52

15*BD2-400-SB-3

1*BD2-400-SB-2

1*BD2-400-SB-1

15*993+1*757+1

*462

=16114

52,25


9

Deoarece intensitatea curentului sustinute de barele din spatiul 3 si 5 a fost

estimata gresit,dupa calcularea curentilor exacti a rezultat:

Spatiul IV 153,22 186,49

12*BD2-250-SB-3

1*BD2-250-SB-1

12*437+1*183=

5427

40,2

40,25

11*BD2-250-SB-3

2*BD2-250-SB-2

11*437+2*301

=5409

40,25

10*BD2-250-SB-

6*BD2-630-SB-1

10*437+6*183=

5468 40

Spatiul V 336,28 417,1

14*BD2-500-SB-3

3*BD2-500-SB-2

14*993+3*757

=16173

52,3

55,25

22*BD2-500-SB-2

2*BD2-500-SB-1

22*757+2*462

=17578 52

15*BD2-500-SB-3

1*BD2-500-SB-2

1*BD2-500-SB-1

15*993+1*757+

1*462

=16114

52,25

1.7.Aleg cea mai buna varianta:

Spatiul 1

Ib1 = 21,58 [A]

Lungimea obtinuta:29,6 m

Combinatia: 10xBD01-40-3-0,5

Unde :

10 – numarul de bucati

BD01 – tipul barei

40 – intensitatea de curent maxima sustinuta de bara

3 – lungimea barei

0,5 – distanta dintre spatiile unde pot fi introduse cutiile de derivatie(prize)

Pretul: 10*107=1070 €

Spatiul 2

Ib2 = 61,43 [A]

Lungimea obtinuta : 35 m

Combinatia: 12xBD2-100-SB-3 + 1xBD2-100-SB-2+ 3xBD2-100-SB-1

Pretul: 12*243+1*218+3*123=3503 €

Observatie: La BD2 distanta intre prize este 1m.


10

Spatiul 3

Ib3 = 100,04 [A]

Lungimea obtinuta : 34 m

Combinatia: 9xBD2-160-SB-3 + 1xBD2-160-SB-2+2xBD2-160-SB-1

Pretul: 9*295+1*265+2*161=3242 €

Spatiul 4

Ib4 = 186,49 [A]

Lungimea obtinuta : 40,25 m

Combinatia: 11*BD2-250-SB-3+2*BD2-250-SB-2 Pretul: 11*437+2*301=5409

Spatiul 5(Tronsonul principal)

Ib5 =417,1 [A]

Lungimea obtinuta : 52,25 m

Combinatia: 15*BD2-500-SB-3+1*BD2-500-SB-2+1*BD2-500-SB-1 Pretul: 15*993+1*757+1*462=16114€

1.8. Alegerea cutiilor de alimentare Cutiile alimentare se plaseaza la inceputul barelor. Se aleg in functie de curentii In.

Intensitatea curentului prin bara[A] Cod cutie alimentare Curent maxim sustinut de cutia de alimentare[A]

28,73 BD01-E 100 77,98 BD2-100-EE 100 123,9 BD2-160-EE 160

186,49 BD2-250-EE 250 417,1 BD2-500-EE 500


11

1.9. Alegerea cutiilor de derivatie Cutii de derivatie vom alege pentru cei 12 consumatori din cele 4 spatii tehnologice si pentru cele 4

tronsoanele de bare secundare. Vom folosi cutii de derivatii cu soclu tripolar.

Curentul de calcul Cod cutie derivatie Curentul nominal

cutie [A] I11 = 12,45 BD01-AK01X/ZS 16 I12 = 10,79 BD01-AK01X/ZS 16 I13 = 4,49 BD01-AK01X/ZS 16

I21 = 36,57 BD2-AK3X/L40-4 40

I22 = 24,62 BD2-AK1/S18 25

I23 = 16,79 BD2-AK1/S18 25

I31 = 58,22 BD2-AK2X/S18 63

I32 = 44,27 BD2-AK2X/S18 63

I33 = 21,26 BD2-AK1/S18 25

I41 = 84,69 BD2-AK3X/L100-3 100

I42 = 63,51 BD2-AK3X/L80-4 80

I43 = 38,29 BD2-AK3X/L40-4 40

Ib1 = 28,73 BD2-AK2M2/CEE325A323 32

Ib2 =77,98 BD2-AK3X/L80-4 80

Ib3 = 123,90 BD2-AK3X/L125-3 125

Ib4 = 186,49 BD2-AK41/GS1 250

1.10. Alegerea elementelor de capat Elementele de capat se monteaza la capetele barelor, cu rolul de a inchide circuitul,facand legatura intre faze si nulul de lucru. Sunt alese deasemenea in functie de curentii In care parcurg cele cinci bare capsulate.

Intensitatea curentului prin bara[A]

Cod element de capat

Curent maxim sustinut de elementul de capat[A]

28,73 BD01-FE 100 77,98 BD2-100-FE 100 123,9 BD2-160-FE 160

186,49 BD2-250-FE 250 417,1 BD2-500-FE 500


12

1.11. Alegerea cablurilor de legatura Cablurile de alimentare sunt de tipul CCYYAbY, ceea ce in codul cablurilor inseamna: cablu cu conductor din cupru de forta, cu conductor concentric de nul, cu izolatie din PVC, manta interioara din PVC, armatura din banda ce otel si invelis exterior din PVC. Aceste cabluri fac legatura dintre cutiile de derivatie ale barelor principale si cutiile de alimentare ale barelor secundare din fiecare spatiu tehnologic.

Nr. crt.

Curent [A]

Cod cablu [mm²]

Iabc [A]

1 In11=15,009 CCYYAbY:3*4+4 34

2 In12=12,75 CCYYAbY:3*16+16 80

3 In13=7,61 CCYYAbY:3*35+35 130

4 In21=34,22 CCYYAbY:3*70+70 200

5 In22=25,01 CCYYAbY:3*1,5+1,5 18

6 In23=9,64 CCYYAbY:3*1,5+1,5 18

7 In31=60,55 CCYYAbY:3*1,5+1,5 18

8 In32=39,57 CCYYAbY:3*6+6 44

9 In33=20,81 CCYYAbY:3*2,5+2,5 25

10 In41=102,96 CCYYAbY:3*1,5+1,5 18

11 In42=70,02 CCYYAbY:3*10+10 60

12 In43=36,60 CCYYAbY:3*10+10 60

13 Ib1=35,36 CCYYAbY:3*2,5+2,5 25

14 Ib2=68,87 CCYYAbY:3*25+25 105

15 Ib3=120,93 CCYYAbY:3*16+16 80

16 Ib4=209,58 CCYYAbY:3*6+6 44


13

Capitolul II : Montarea sistemului de distributie

2.1 Schema de montaj


14

2.2 Tabel elemente componente sistem distributie

Nr Denumire Cod Nr bucati

1 Cutie alimentare BD2-500-EE 1

2 Tronson bare BD2-500-SB-3 13



5 Element de capat BD2-500-FE 1

6 Cutie derivatie BD2-AK2M2/CEE325A323 1

7 Cutie derivatie BD2-AK3X/L80-4 2


9 Cutie derivatie BD2-AK41/GS1 1

10 Cutie alimentare BD01-E 1

11 Tronson bare BD01-40-3-0,5 10

12 Element de capat BD01-FE 1

13 Cutie derivatie BD01-AK01X/ZS 3







20 Cutie derivatie BD2-AK1/S18 3






26 Cutie derivatie BD2-AK2X/S18 2







15

Capitolul III : Sisteme de cuplare si protectie

Exista mai multe metode de a proteja un sistem de efectele daunatoare care pot aparea

(scurticircuit, supraincarcare, curent mare la pornire, suprasarcina etc.),metode care sunt compuse

din diferite echipamente electrice (sigurante fuzibile, contactoare, disjunctoare). Vom prezenta in

acest proiect 5 variante de cuplare si protectie pentru sistemul nostru de distribuitie cu bare

capsulate.

Varianta 1

3.1.Protectie cu siguranta fuzibila,contactor,releu termic

Sigurantele fuzibile

Siguranta fuzibila este un aparat de comutatie care intrerupe un circuit cand intensitatea

depaseste prin el o anumita valoare intr-o anumita durata de timp.Dupa actionare necesita interventia operatorului.


16

Pretul relativ scazut,gabaritul mic,lipsa capacitatii de intretinere si limitarea rapida a curentului de scurtcircuit constituie avantaje care primeaza in fata dezavantajelor legate de faptul ca nu sunt reglabile si necesita interventia operatorului.

Pot realiza protectia la scurtcircuit(in principal),dar si cea la suprasarcina unde nu este de dorit intrucat timpii de dispersie mari fac inexacta utilizarea lor in acest regim.

Elementul sensibil la sigurantele fuzibile este fuzibilul care reprezinta un conductor asezat in nisip de cuart din interiorul unui corp izolator.Acest corp se numeste element inlocuitor.

Poate avea la capete capace de contact sau cutite de contact.Soclul este piesa care poarta elementul inlocuitor si are bornele de legatura la retea.

Functionare sigurantelor fuzibile la scurtcircuit.Se pot face urmatoarele ipoteze simplificatoare:

-procesul de incalzire al fuzibilului se considera adiabatic deoarece durata intreruperii curentilor de scurtcircuit este foarte mica;

-temperatura initiala si temperatura mediului ambiant se pot neglija pe langa temperaturi ridicate care intervin la topire.

Functionare sigurantelor fuzibile la suprasarcina. E in general un regim nedorit,protectia la suprasarcina trebuie sa-i revina releelor si

declansatoarelor bimetalice.Pentru a face o corelare corespunzatoare de actionare corecta intre acestea si sigurantele fuzibile trebuie cunoscuta caracteristica de protectie a sigurantelor ,adica timpul de functionare.Intrucat suprasarcinile sunt curenti nu prea mari, 1,1-6In , actionarea sigurantei va fi lenta si deci la incalzire procesul nu e adiabat.Pentru regimul de incalzire la curent constant,adica curentul de suprasarcina stabilizat nu mai variaza ,rezulta ,utilizand ipotezele teoriei clasice dezvoltate ,dependenta intre supratemperatura atinsa la diversi curenti in regim stationar.

Exista tipuri de sigurante fuzibile care pe langa fuzibil principal au si un fuzibil secundar care are rezistenta mult mai mare.Primele sigurante fuzibile erau constituite din fuzibil simplu,apoi s-au inchis in corpuri protectoare in vederea evitarii distrugerii echipamentelor inconjuratoare,respectiv a protectiei impotriva arcului electric.Carcasele corpurilor trebuie dimensionate sa reziste presiunilor mari care apar.

Se mentioneaza 4 tipuri constructive de sigurante fuzibile: -cu cutite: folosite in scopuri industriale; -cu suruburi: folosite pentru fixarea lor; -tubulare -cu filet Dupa caracteristica sigurantele fuzibile pot fi: -lente: se folosesc la protectia motoarelor asincrone cu rotor in colivie -lent-rapide -rapide -ultrarapide: se folosesc la protectia dispozitivelor semiconductoare Exista si sigurante fuzibile cu autosuflaj de gaze,respectiv cu intinderea mecanica de arc

electric si de inalta tensiune.

Inf =

=

c-depinde de timpul de pornire si de numarul si tipul pornirilor,are valoare de 2,5 daca tp e

pana la 5 secunde ,iar pornirile sunt putine si usoare; c=1,6...2 pentru porniri grele tp intre 5...10 secunde sau porniri usoare si foarte dese; c=1,5 pentru porniri foarte grele tp mai mare de 10 secunde. Se considera ca pentru motoarele noastre cu puteri pana in 5 kW rezulta c=2,5. Pentru puteri

intre 5...25 kW rezulta un c=1,6...2. Peste 25 kW avem un c=1,5.


17

Contactoare

Contactoarele sunt aparate destinate conectarii si

deconectarii frecvente intre si manevre a circuitelor

electrice de forta in regim normal si la suprasarcina.Conecteaza

circuitul la primirea unei comenzi si il mentin conectat cat

dureaza comanda dupa care revin in repaus.Contactele

principale sunt de tip normal-deschise,adica piesele de contact

sunt deschise in conditii de repaus.Exista si tipuri normal-

inchise care se numesc ruptoare.

Exista o mare varietate de tipuri de contactoare:

-contactoare de curent continuu,respectiv alternativ

-contactoare mono,bi,tri sau tetrapolare

-contactoare cu miscare(simpla sau dubla) de translatie

sau de rotatie.

Contactorul cu miscare de rotatie functioneaza ca si cel cu miscare de translatie.Se foloseste

pentru curent continuu mai ales deoarece arcul electric ,care in c.c se stinge mai greu,aici se va putea

lungi mai mult.

In afara contactoarelor principale se mai intalnesc contacte secundare si auxiliare care comuta

impreuna cu cele principale.Rolul lor poate fi de semnalizare a pozitiei de inchis sau deschis a

contactorului prin alimentarea unor becuri,apoi automentinerea contactorului,conectarea rezistorului

economizor etc.Uneori pe postul contactelor auxiliare se pot utiliza niste aparate de sine statatoare de

tip microintreruptor.Au dimensiuni mai mici decat cele principale.

Comanda contactoarelor se realizeaza prin alimentarea infasurarilor de excitatie cu ajutorul

unui buton care de regula se foloseste asa numitul buton dublu de comanda care are si un buton

pentru deconectare.Aceste butoane sunt cu prevenire,adica daca se ia degetul de pe ele revin in starea

de repaus.Pentru alimentare se foloseste butonul normal-deschis si pentru deconectare butonul

normal-inchis.

In schemele electrice legatura mecanica dintre contactele unui contactor si electromagnetul lui

simbolizat prin bobina se poate evidentia grupand aceste contacte in jurul bobinei si unindu-le cu

linie intrerupta.

Bobinele contactoarelor sunt interschimbabile usor pentru a putea utiliza la un anumit

contactor o bobina conform alimentarilor ce sta la dispozitie.

Tipurile mai cunoscute de contactoare sunt:

-TCA (c.a) pot fi prevazute si cu bobine de c.c si uneori pot fi utilizate in c.c,sunt contactoare cu

miscare de translatie tripolare;

-BC (c.c) bipolare, MC (c.c) monopolare cu miscare de rotatie;

-MCA monopolar : poate fi utilizat la aceiasi parametrii atat in c.c cat si in c.a,comanda fiind in

c.c.

Amintim ca aceste contactoare pot fi si pneumatice si hidraulice.Pentru stingerea arcului

electric unele tipuri pot fi scufundate in ulei.


18

Releul termic

Releele termice sunt aparate destinate protectiei

impotriva suprasarcinilor de durata.Principiul de functionare se

bazeaza pe proprietatea bimetalelor de a se deforma atunci

cand temperatura acestora se modifica.

Construite in general pentru o actionare trifazata

continand 3 elemente bimetalice.La o avarie simetrica,adica pe

cele trei faze, cele 3 bimetale actioneaza in comun asupra

contactului mobil,dar curentul creste si la intreruperea unei

faze pe fazele sanatoase si deconectarea consumatorului ramas

in 2 faze ii revine tot releului termic.De asta data efortul de

actionare al contactului mobil e preluat de 2 bimetale,ceea ce

duce la un timp de actionare mai lung pentru acelasi

curent.Pentru evitarea cresterii timpului se utilizeaza sisteme

speciale de protectie impotriva functionarii in doua faze.

Releele termice pentru protecţia motoarelor, numite in norme relee de suprasarcina, fac parte din grupa dispozitivelor de protecţie dependente de curent. Acestea supravegheaza temperatura infasurarii motorului prin intermediul curentului ce trece prin conductoarele de alimentare si ofera o protecţie sigura si eficienta impotriva defectelor datorate:

- nepornirii motorului - suprasarcinii - caderii unei faze

Releele termice utilizează proprietatea bimetalului de a-și modifica forma și starea în funcţie de încălzire. Dacă se atinge o anumită valoare a temperaturii, acestea acţionează un contact auxiliar. Încălzirea bimetalului este produsă de rezistenţele parcurse de curentul motorului. Echilibrul între căldura transmisă și cea cedată se stabilește la diferite temperaturi în funcţie de valoarea curentului.

Incalzirea bimetalului unui releu termic se poate faceȘ - direct - indirectsemidirect(mix) - cu reductor de curent

Dacă se atinge temperatura reglată, releul declanșează. Timpul de declanșare este dependent de intensitatea curentului și preîncărcarea releului. Valoarea sa trebuie să se situeze sub cea a timpului de periclitare a izolaţiei motorului.


19

Varianta 2 3.2.Protectie cu disjunctor – contactor

Disjunctorul

Un disjunctor asigură protecția unei instalații împotriva suprasarcinilor (disjunctorul termic),scurtcircuitelor (disjunctorul electromagnetic), defectelor de izolație (disjunctorul diferențial), prin intermediul releelor termice și/sau electromagnetice încorporate. Pot indeplini și funcția de separare.


20

Aceste aparate stabilesc, suportă și întrerup curenții normali și curentii de scurtcircuit, și sunt de obicei instalate la începutul unei instalații electrice. Pe scurt, intr-o instalație electrica, disjunctoarele au același efect ca și siguranțele fuzibile, cu următoarele diferențe: - acționarea nu duce la distrugerea lor; - în funcție de tipul constructiv, pot supraveghea unul sau mai mulți parametri; - sunt mult mai eficiente decât siguranțele din punctul de vedere al protecției; - pot suporta un timp determinat o suprasarcină. Principalele caracteristici ale unui disjunctor: - tensiunea nominală; - curentul nominal (curentul permanent); - curentul de reglaj - curentul maxim suportat fără a declanșa; - curentul de rupere (curent de funcționare) - curentul care provoacă declanșarea; - capacitatea de rupere - cel mai mare curent de scurtcircuit pe care disjunctorul îl poate întrerupe, la o tensiune dată; - capacitatea de limitare - capacitatea disjunctorului de a nu lasa sa treacă decât un curent inferior celui de scurtcircuit; - numarul de poli;

Tipuri de disjunctoare

a)Disjunctor cu releu termic Principala utilizare: asigurarea protecției conductoarelor unui circuit contra suprasarcinilor; Principiul de functionare: curentul traversează disjunctorul, un bimetal este încălzit prin efect Joule, iar dacă această încălzire este suficient de importantă, bimetalul declanșează, întrerupând curentul. Acest sistem este simplu și robust, dar nu suficient de precis, fiind caracterizat de timpi de reactive mari (este lent). b)Disjunctorul magnetic Principala utilizare: protecția echipamentelor electrice contra defectelor (suprasarcină,scurtcircuit, lipsă tensiune,etc. Principiu de functionare: în regim normal, curentul nominal circulă prin bobina disjunctorului fără să aiba efect asupra armăturii mobile (lamelei); circuitul rămâne închis. Dacă apare un defect în circuit, impedanța circuitului scade iar curentul crește pînă la valoarea maximă admisă. În acest moment, armatura mobile este atrasă de miezul bobinei, ceea ce duce la întreruperea circuitului. Întreruperea este instantanee, ceea ce face ca acest tip de disjunctor să poate fi folosit cu succes în locul siguranțelor fuzibile pentru protecția la scurtcircuit. c)Disjunctor electromagnetic Înglobeaza cele două tipuri de disjunctoare amintite mai sus, magnetic pentru protecția la scurtcircuit, termic pentru protecția la suprasarcină.


21

Varianta 3

3.3. Protectie cu disjunctor debrosabil – contactor Disjunctorul debrosabil are modulele de declansare separate fapt care este avantajos la schimbarea

unuia dintre cele 2 module.

PKZ-2 – tipul disjunctorului debrosabil

Iu = 0,6 – 40 A


22

Varianta 4

3.4. Pornire cu demaror stea-triunghi Demaror STEA-TRIUNGHI P=15-25 KW

Demarorul STEA-TRIUNGHI realizează pornirea şi protecţia unui motor electric trifazat. Este realizat în două variante constructive: - pe placă de textolit - în cutie metalică Funcţia de temporizare este realizată cu releu electronic de tip Re-05ST, domeniul de reglaj al timpului fiind între 3-30s.

Protecţia este realizată cu releu electronic de suprasarcină tip Re-02-MS.Contactoarele, siguranţa automată monopolară şi butonul de pornit-oprit sunt de fabricaţie Schneider- Electric - Franţa.

Aceasta varianta este avantajoasa datorita faptului ca la pornire cu

demaror stea-triunghi curentul de suprasarcina este doar de 2 ori

valoarea curentului nominal de functionare.

Curentul cerut de un consumator la pornire in sistem trifazat este:

Ic =

√

Unde :

U – tensiunea de linie Pe =

P – puterea electrica absorbita

La aceasta varianta adaugam :

- releu termic pentru protectia la suprasarcina; acesta se va alege in functie de un curent de

suprasarcina Isc = 0,58 * IN

- pentru protectia la scurtcircuit disjunctoarele modulare de la varianta 5 de cuplare si protectie


23

a)circuit de forta b)circuit de comanda

Schema electrica a unui demaror

Varianta 5

3.5 Protectie cu disjunctoare modulare

Disjunctoarele asigura protectia circuitelor la suprasarcina si scurtcircuit. Ele sunt prevazute cu doua tipuri de declansatoare:

- un declansator termic cu intarziere la declansare, pentru protectia circuitului la suprasarcina. - un declansator electromagnetic pentru protectia circuitului la scurtcircuit Disjunctoare modulare cu 4 poli protejati (3 faze + nulul de lucru)FAZ-4-C.. .care are Isc = intre 5 si 10 * IN sau FAZ-4-D...unde ISC = (5 – 10) * IN

Vom opta pt varianta cu D pentru a ne asigura cu disjunctorul nu va declansa la pornire unde curentul de pornire este mai mare decat curentul nominal. Disjunctoare modulare cu mare putere de rupere AZ – 4 – C... care are Isc = intre 5 si 10 * IN AZ – 3N – D... are doar 3 poli protejati (cele 3 faze)

Varianta 5 va fi completata cu contactoarele si relee termice de la varianta 1.


24

Capitolul IV: Compensarea factorului de putere 4.1. Calculul puterii reactive necesare ,Q , pentru compensarea factorului de putere de la cos φ1 = 0.78 la cos φ2 = 0.92

Compensara factorului de putere se poate face in doua moduri: 1) Compensarea individuala a factorului de putere la bornele fiecarui motor asincron. Pentru determinarea puterii reactive care trebuie compensata se determina mai intai puterea activa

consumata, cu relatia: Pai=

, unde Pni, este puterea nominala a fiecarui consumator.

Cu Pai determinat, din triunghiul puterilor, se calculeaza puterea reactiva consumata de fiecare motor asincron: Qci = Pai*tgφi. Cu aceste valori cunoscute, se monteaza pentru fiecare consumator in parte o baterie de condensatoare care sa debiteze puterea rectiva respectiva. 2) Compensarea centralizata Aceasta metoda consta in compensarea puterii reactiva totale de catre bateria de condensatoare. Astfel, se calculeaza puterea totala activa consumata Pa = Σ P a . Apoi se determina puterea reactiva totala care trebuie compensata cu relatia: Qc = Pa*(tgφ1- tgφ2). Cunoscand Qc, se va alege o baterie de condensatoare, cu mai multe trepte, conectate in asa fel incat puterea totala reactiva sa fie cat mai apropiata de valoarea care trebuie compensata. Din catalog sunt disponibile condensatoare, a caror putere reactiva debitata este : 10, 12.5, 14, 16.7, 21, 25, 30, 33.3,37.5, 40. Pentru situatia de fata se realizeaza o compensare centralizata:

Pa1 =

Pa2 =

Pa3 =

Pa4 =

Pa5 =

Pa6 =

Pa7 =

Pa8 =

Pa9 =

Pa10 =

Pa11 =

Pa12 =

Pa= 206 kW

√

√


25

Qc = 206*(0,81 - 0,43) =78,28 kVar Pentru compensare se utilizeaza zece trepte: 10,12.5,16.7, 21, 25, 30, 33.3,37.5. Modul de conectare este prezentat in continuare: Q1 =10 kVAr Q2 =10 kVAr Q3 =33,3 kVAr Q4 =12,5 kVAr Q5 =12,5 kVAr QT =10+10+33,3+12,5+12,5=78,3 kVAr Eroarea de compensare este: er = Qc – QT =78,28-78,3=-0,02

Schema


26

Puterea activa Pa mai este folosita si la determinarea puterii aparente totale necesare SnecTRAFO=

,

marime in functie de care se va alege transformatorul. Parametrii transformatorului oferiti de furnizor sunt: S[kVA], IN [A] si uscN [%], alegerea facandu-se din lista ofertantului.

S[kVA] In[A] usc [% ]

50 72 4 100 144 4

160 230 4 200 288 4

250 360 4

315 455 4 400 578 4

500 722 4

SnecTRAFO=

Din tabel se alege trafo cu Sn =315 kVA , avand In = 455 A si usc[%] = 4.

4.2. Determinarea puterii aparente de scurtcircuit Ssc si a frecventei de rezonanta fr a instalatiei in prezenta bateriei de condensatoare de compensare

In cazul conectarii unor baterii de condensatoare, in prezenta poluarii armonice a retelei, exista

pericolul aparitiei rezonantei armonice a retelei. Acest fenomen se manifesta prin cresterea impedantei retelei si, in consecinta, aparitia tensiunilor armonice care se vor suprapune peste tensiunea nominala, deformand-o. Principalul element care sufera de pe urma acestui fenomen este bateria de condensatoare.

Fenomenul de aparitie a rezonantei armonice este explicat in continuare. La compensarea cu baterii de condensatoare, in nodul conectarii apare un circuit RLC, componenta inductiva fiind reprezentata de secundarul transformatorului. Acestui circuit RLC ii corespunde o frecventa de rezonanta fr:

fr = 50*√

unde Qc este puterea reactiva asigurata de bateria de condensatoare, iar Ssc = √3* Un * Isc

puterea aparenta de scurtcircuit, Isc fiind curentul de scurtcircuit, a carui valoare se poate determina in functie de parametrii inscrisi pe placuta transformatorului cu relatia:

Isc=

√ ;k=1,7

Isc=

√

√

1. Pa1 =6,39 kW Qc1 =6,39*0,38=2,42 kVAr

√


27

2. Pa1 + Pa2 =11,93 kW

Qc2 =11,93*0,38=4,53 kVAr

√

3. Pa1 + Pa2 + Pa3 =14,75 kW

Qc3 =14,75*0,38=5,605 kVAr

√

4. Pa1 + Pa2 + Pa3 + Pa4 =33,5 kW Qc4 =33,5*0,38=12,73 kVAr

√

5. Pa1 + Pa2 + Pa3 + Pa4 + Pa5 =46,14kW

Qc5 =46,14*0,38=17,53 kVAr

√

6. Pa1 + Pa2 + Pa3 + Pa4 + Pa5 + Pa6 =46,76 kW Qc6 =46,76*0,38=17,76 kVAr

√

7. Pa1 + Pa2 + Pa3 + Pa4 + Pa5 + Pa6 + Pa7 =76,65 kW

Qc7 =76,65*0,38=29,12 kVAr

√

8. Pa1 + Pa2 + Pa3 + Pa4 + Pa5 + Pa6 + Pa7 + Pa8 99,37kW Qc8 =99,37*0,38=37,76 kVAr

√

9. Pa1 + Pa2 + Pa3 + Pa4 + Pa5 + Pa6 + Pa7 + Pa8 + Pa9 =110,28 kW

Qc9 =110,28*0,38=41,906 kVAr


28

√

10. Pa1 + Pa2 + Pa3 + Pa4 + Pa5 + Pa6 + Pa7 + Pa8 + Pa9 + Pa10 =153,75 kW Qc10 =153,75*0,38=58,425 kVAr

√

11. Pa1 + Pa2 + Pa3 + Pa4 + Pa5 + Pa6 + Pa7 + Pa8 + Pa9 + Pa10 + Pa11 =186,35 kW Qc11 =186,35*0,38=70,813 kVAr

√

12. Pa1 + Pa2 + Pa3 + Pa4 + Pa5 + Pa6 + Pa7 + Pa8 + Pa9 + Pa10 + Pa11 + Pa12 =206 kW Qc12 =206*0,38=78,28 kVAr

√

13. Sdisp = SnTRAFO - SnecTRAFO =315 – 264,10=50,9 kVA

Sdisp =

Padisp =50,9*0,78=39,702 kW

Pa1 + Pa2 + Pa3 + Pa4 + Pa5 + Pa6 + Pa7 + Pa8 + Pa9 + Pa10 + Pa11 + Pa12 + Padisp = 245,7 kW

Qc13 =245,7*0,38=93,36 kVAr

√

Nr.crt Pa[kW] Qc[kVAr] fr[Hz]

1 6,39 2,42 2756,83 2 11,93 4,53 2014,97

3 14,75 5,605 1116,66 4 33,5 12,73 1202

5 46,14 17,53 1024,30

6 46,76 17,76 1017,64 7 76,65 29,12 794,73

8 99,37 37,76 2207 9 110,28 41,906 662,49

10 153,75 58,425 561,07

11 186,35 60,813 509,63 12 206 78,28 484,72

13 245,7 93,36 443,85


29

Dependenta frecventei de rezonanta de puterea activa consumata

In acest caz, avand in vedere ca fr nu are valori mai mici sau egale cu 450, pericolul aparitiei rezonantei armonice este relativ scazut. Totusi, se observa ca pentru cazul incarcarii trafului la capacitatea sa nominala, frecventa fr are valoarea apropiata de cea a frecventei armonicii de ordin 9. Pentru evitarea aparitiei rezonantei armonice exista in principal doua solutii: - deplasarea frecventei de rezonanta, spre valori superioare, prin subcompensarea puterii reactive Qc, sau spre valori inferioare, prin montarea unei bobine antirezonante in serie cu bateria de condensatoare (realizarea unui filtru refulant). - montarea unui filtru, care poate fi:

- filtru trece banda de ordinul intai, format dintr-o bobina si un condensator in serie, dimensionat astfel incat pentru frecventa armonicii de ordinul 11, impedanta filtrului va fi egala cu 0 ceea ce va duce la scurtcircuitarea curentului armonic respectiv. - filtru care sa realizeze atat compensarea factorului de putere cat si suntarea curentului armonic. Solutia aleasa de eliminare a frecventei de rezonanta consta in montarea unui filtru trece – banda de ordinul intai. Bobina si condensatorul se dimensioneaza cu relatiile:

C9 √

Lk

Ik este curentul armonic ce urmeaza a fi filtrat, Uf1 este tensiunea de faza a retelei iar k este ordinal armonicii (9 pentru acest caz).

√ √

Ik

C9 √

L9


30

Capitolul V : Instalatii electrice de prize si iluminat

Instalatii electrice de prize si iluminat La consumatorii alimentati direct din retea instalatia electrica se executa in distributie

monofazata pentru curentii pana la 30 A si trifazata pentru situatia in care curentul in regim

monofazat este peste 30 A.

Instalatiile electrice interioare se alimenteaza din reteaua publica de joasa tensiune prin

disjunctor de bransament.

Circuitele de iluminat normal sunt distincte de circuitele de prize.

Circuitele si dozele pentru iluminat normal sunt distincte de cele de iluminat de siguranta;

sarcina se va repartiza pe cele 3 faze cat mai egal pentru a se evita dezechilibrarea retelei.

Stabilirea numarului de circuite de iluminat normal presupune respectarea urmatoarelor

conditii:

- Putere totala instalata sa nu depaseasca 3 kW pentru circuit monofazat

- Putere totala instalata sa nu depaseasca 8 kW pentru circuit trifazat

Fac exceptie circuitele de lumina din locuinte unde puterea totala

instalata pe un circuit de lumina este de 1,5 kW in cazul in care puterea instalata pe apartament este

de 9 kW.

Numarul maxim de corpuri de iluminat racordate la o faza este de 30 la instalatiile de iluminat

industriale; in cladirile de locuit un circuit de lumina va fi incarcat cu maxim 12 corpuri de iluminat,

exceptie facand circuitele de lumina din spatiile comune(scari,holuri etc.) la care se admit 15 corpuri

de iluminat pe circuit.

Un corp de iluminat se racordeaza la o singura faza chiar daca e prevazut cu mai multe lampi.

Se recomanda alimentarea corpurilor de iluminat cu lampi fluorescente amplasate in

vecinatate de la faze diferite pentru diminuarea efectului stroboscopic.

La prizele monofazate din cladirile de locuit se va considera o putere de 2 kW pe circuit.

In locuinte pentru receptoare cu putere minima de 2,5 kW (masini de spalat,instalatii de

climatizare) trebuie prevazut cate un circuit de priza separat.

Intreruptoarele si comutatoarele precum si butonul de sonerie se conecteaza doar pe

conductoarele de faza.


31

Dispozitive diferentiale reziduale

Simboluri :

Notiunea de protectie diferentiala reprezinta unul sau mai multe dispozitive de masurare care are

functia de a detecta o diferenta intre curentul de intrare si cel de iesire dintr-o anumita parte a

instalatiei.

Protectia diferentiala reziduala este protectia impotriva acelui curent de defect care nu se inchide la

sursa prin conductoare active ,ci pe un traseu anormal constituit in general din diverse elemente

conductoare(carcasa metalica,corpul unei persoane,pamant).

Acest curent de defect se numeste curentul diferential rezidual,se noteaza I∆ .


32

Schema unui dispozitiv diferential rezidual

Tabloul de distributie general (TGD)

Tabloul de distributie general (TGD) se va alimenta in distributie trifazata direct din retea

deoarece curentul in regim monofazat e mai mare de 30A.

Direct de la TGD printr-un disjunctor diferential de bransament se vor alimenta 4 grupuri de

prize monofazate in hala astfel:

- De pe faza R prima priza

- De pe faza S a 2-a priza

- De pe faza T a 3-a priza

- De pe faza R a 4-a priza

Prizele se vor distribui uniform pe cele 3 faze pentru asigurarea unei

incarcari echilibrate.

Se admite pentru fiecare grup de prize un consum de 2,5 kW la un factor de putere de 0,8.

Astfel vom obtine un curent de 14 A => vom folosi un disjunctor diferential de 16 A.

Prize: 16 A; 2,5 mm^2

Iluminat: 10 A; 1,5 mm^2

Prize stabilizate(cu UPS)


33

Tabloul electric pentru birouri

Se racordeaza la sistemul trifazat prin disjunctor de bransament modular de 25 A.

Circuitele distincte de tipul iluminat normal – iluminat de siguranta respectiv prize se vor

repartiza uniform pe cele 3 faze.

Circuitul de iluminatul de siguranta va avea puterea instalata < 1 kW, un curent de 4,5A si

disjunctor modular 1P+N de 10A.

Circuitul de iluminat normal va avea puterea instalata = 1,5 kW, un curent de 6,8A si disjunctor

diferential de 10A.

Circuitul de prize normal la care se racordeaza orice consumator diferit de tehnica de calcul va

avea P=3 kW, factor de putere 0,85 , I=16 A si disjunctor diferential 1P+N (monopolar) de 16A.

Circuitul de prize stabilizate il punem pe faza R.Aici introducem tot ce este tehnica de calcul;

sunt alimentate de la surse stabilizate numite UPS care mentin un nivel de tensiune si de frecventa

indiferent de fructuatiile sistemului

P=3kW; disjunctor diferential 1P+N;

Pe faza S punem circuitul pentru aeroterma care are P=3kW si disjunctor modular 1P+N de

16A.

Tabloul electric pentru apartamentul de la etaj

Este alimentat de la sistemul trifazat printr-un disjunctor diferential 3P+N de 25A.

Circuitul pentru prizele de bucatarie:

- P=2,5 kW

- disjunctor diferential 1P+N de 16A

Circuitul de iluminat:

- disjunctor diferential 1P+N de 10A

Circuitul de iluminat baie (faza T)

- disjunctor diferential 1P+N

Pe faza R punem circuitul de prize pentru barbierit si rezistenta pentru

confort termic.

Climatizarea generala va folosi un disjunctor modular 1P+N de 16A.

Conductoarele pe care le folosim vor fi de 3x2,5 mm2 pentru prize si de 3x1,5 mm2 pentru

iluminat.


34

CAPITOLUL IV

Home manager

CE SUNT LOCUINŢELE INTELIGENTE ???

O întrebare care ne frământa din ce în ce mai des, este „Cum va arăta casa viitorului?” evident

înţesată de aparatură electrocasnică, telefoane, termostate, monitoare şi sunete Dolby Digital,

provenit din pereţi, toate legate la microprocesoare ce permit comunicarea între ele şi cu ocupanţii

casei.

Inteligenţa unei case derivă din instalarea şi configurarea unor sisteme capabile să comande

anumite acţiuni. O acţiune simplă poate fi aceea de a aprinde lumina folosind un controler îndepărtat.

De asemenea se poate schimba canalul de la televizor folosind un controler îndepărtat (telecomanda).

În casa inteligentă un număr de sisteme electrice (la fel ca toate aparatele electrice din casă) pot fi

controlate şi automatizate cu ajutorul unei unităţi de comandă (controller îndepărtat) sau automat.

Tehnologia casei inteligente mai poate fi folosită pentru a monitoriza activitatea celor din casă, şi să

alerteze, daca este cazul, anumite agenţii de pază.

Astăzi locuinţa inteligentă care încorporează elemente de inteligenţă artificială, reprezintă în primul

rând, simbioza construcţiilor modulare, reconfigurabile în funcţie de utilitatea, uşoare şi rezistente, cu

facilităţi sporite de confort şi de comunicaţii, adaptabile la schimbările de climă şi lumină, uşor de

reţinut şi de reparat, cu consumuri energetice scăzute şi securitate crescută, atât la acţiuni criminale,


35

cât şi la incendiu, fenomene meteorologice periculoase , mişcări seismice.

În al doilea rând locuinţa inteligentă reprezintă un ansamblu funcţional integrat, dar deschis,

perfectibil, în care gradul de confort reprezintă un maximum dinamic adaptat la consumuri energetice

minime, funcţionalităţi maxime şi transferuri optimale de lumină şi căldură dinspre mediul exterior.

În această dinamică de confort maxim, influenţa căldurii asupra mediului (noxe, deşeuri etc.) este

minimă.

Cu ajutorul a câteva sisteme automate, bine puse la punct, se pot controla toate echipamentele

electrice atunci când se intră (pornit) sau se iese (oprit), dintr-una sau mai multe încăperi. Astfel, se

poate eficientiza şi sistemul de întreţinere şi curăţenie a încăperilor.

Un aspect foarte important pentru o locuinţă cu multe încăperi este controlul instalaţiilor de

aer condiţionat, încălzire si iluminare.

Cu ajutorul unor senzori de prezenţă se poate controla consumul de energie electrică în

camerele neocupate, neavând nici un echipament pe poziţia pornit. Managementul încăperilor este

gândit pentru comanda individuală, automat, astfel încât să regleze regimul de funcţionare al

facilitaţilor pentru fiecare cameră în parte.

Programarea sistemelor şi echipamentelor folosite la construcţia acestei case duce astfel la o

serie întreagă de facilitaţi şi avantaje cum ar fi:

− să vii acasă şi să fie caloriferele calde, o temperatura agreabilă, să se aprindă televizorul când

doreşti, să cobori în sufragerie, să uzi gradina fără a ţine furtunul în mână;

− cu jumătate de ora înainte de trezire caloriferul electric va fi pornit în baie şi bucătărie;

− podeaua se va încălzi cu zece minute înainte să intri in baie;

− la intrarea în baie luminile se aprind imediat şi treptat, radioul porneşte, iar ventilaţia este pusă în

funcţiune;

− la plecare căldura, lumina şi radioul se opresc, iar ventilaţia mai funcţionează un timp prestabilit;

− uşile şi ferestrele vor avea senzori care vor declanşa alarma şi vor iniţializa un mesaj care va fi


36

transmis telefonic dacă este nevoie;

− instalaţia electrică poate fi programată astfel încât să se utilizeze cât mai eficient energia electrică;

− jaluzele dotate cu motoraşe pot fi lăsate sau ridicate în funcţie de căldura sau luminozitatea soarelui;

− închizătoarele automate ale ferestrelor pot fi puse în funcţiune pe anumite perioade de timp

programate pentru a deschide aerisirea, sau se pot deschide în funcţie de nivelul de umiditate măsurat

de senzor;

− se pot activa automat instalaţii de irigare. Astfel in perioada concediului plantele vor fi îngrijite

automat. Peluza din faţa casei va fi udată zilnic la aceeaşi ora, mai puţin în zilele ploioase, datorită

senzorul de umiditate, declanşarea este inhibată;

Interfaţa de calculator poate fi programată să trimită comenzi şi secvenţe pentru toate

echipamentele din încăpere şi să comande individual fiecare modul: spre exemplu, secvenţa 1 care

activează instalaţia de încălzire în cazul in care temperatura a scăzut sub cea stabilită în prealabil;

secvenţa 2 aprinde toate luminile atunci când afara se întunecă,etc.

Notiunea de casa cu inteligenta(„brain“) care sa se adapteze cerintelor persoanelor care locuiesc intr-un asemenea spatiu a aparut inca din 1920, concept introdus de Le Corbusier, arhitect modernist. Odata cu evolutia tehnologica, termenul de SMART BUILDING a capatat noi definitii si utilizari. Daca in perioada anilor 1970, aceasta notiune era folosita pentru spatiile care incorporau tehnologii de eficientizare a energiei utilizate, mai târziu, odata cu dezvoltarea rapida a PC-ului si a tehnologiilor moderne (perioada 1980), pentru locatiile care detineau obiecte controlabile prin intermediul calculatorului, in zilele noastre acest concept intruneste caracteristicile unui sistem de management al cladirii si asimileaza toate definitiile utilizate anterior. O cladire inteligenta are componente active (inteligente) care actioneaza in cadrul subsistemelor din alcatuirea spatiului, mai multe astfel de subsisteme fiind capabile de interactiuni in interiorul unui sistem central. Termenii de SMART HOME, INTELLIGENT HOME si HOME NETWORKING sunt folositi de mai bine de un deceniu, odata cu introducerea conceptului de interconectare a aparatelor si echipamentelor dintr-o casa. Cea mai buna definitie pentru SMART HOME este: INTEGRAREA TEHNOLOGIEI SI A SERVICIILOR PRIN INTERMEDIUL AUTOMATIZARII PENTRU O CALITATE MAI BUNA A VIETII. Aldrich, in 2003, clasifica „casele inteligente“ in cinci categorii dupa functionalitate: • Case care contin obiecte inteligente – case cu obiecte si aplicatii inteligente care sunt capabile sa actioneze intr-un „mod inteligent“; • Case care incorporeaza obiecte inteligente capabile sa comunice – case care inglobeaza dispozitive si obiecte care actioneaza inteligent si au proprietatea de a intercomunica; • Case conectate – casele care au in alcatuire retele interne si externe prin care sunt permise accesarea si comunicarea (interactive and remote control of systems); • Case capabile sa invete (Learning homes) – structura de activitate din spatiul locuintei este inregistrata si odata cu acumularea de informatii, casa o sa fie capabila sa anticipeze si sa raspunda prompt cerintelor utilizatorului; • Case atente – casele capabile sa inregistreze pozitia utilizatorului si a obiectelor manipulate de acesta, informatia fiind utilizata pentru a controla tehnologia implementata in scopul anticiparii nevoilor viitoare. PROVOCARI DIN DOMENIUL SMART HOME Utilizarea echipamentelor individuale pentru a ajuta oamenii sa-si duca la bun sfârsit activitatile zilnice (tehnologie ajutatoare) este un lucru foarte raspândit. Integrarea acestor echipamente individuale (stand-alone equipment) in cadrul unui sistem unic creste posibilitatea de customizare a spatiului, dar totodata si complexitatea proiectului. Odata cu ritmul ridicat al


37

tehnologiei si cu rapiditatea sa de a patrunde in vietile oamenilor, problema de design a sistemului nu se mai ocupa cu dezvoltarea de noi produse, ci cu modul in care echipamentele deja existente se pot incadra functional in cadrul unei SMART BUILDING. Mare confruntare in acest domeniu produce modul in care o „casa inteligenta“ este capabila sa comunice cu toate echipamentele sale. Valoarea unei astfel de locuinte nu este data numai de valoarea unui subsistem (de exemplu, sistemul de securitate), ci de intregul sistem si felul in care acesta comunica cu modulele componente. Exprimarea clara a modului in care a evoluat tehnologia SMART HOME poate sa se faca pe trei mari straturi (domenii): 1. Retea (medii de transmitere a informatiei [Network layer]) 2. Platforma (componentele sistemului [Platform layer]) 3. Utilizator ([User layer]) Reteaua inglobeaza totalitatea mediilor de transmitere si comunicare aflate in locuinta: cabluri TV, telefonice, de alimentare etc., extra infrastructuri, precum cabluri PC si cabluri de joasa tensiune, IR si RF (comunicarea prin infrarosu si unde radio). Produsele fiecarui subsistem contin diferite protocoale de comunicatii, dar exista posibilitatea ca doua subsisteme sa nu poata comunica si interactiona datorita diferentelor de protocol. Pentru o mai buna intelegere a modului in care functioneaza o „casa inteligenta“, sa urmarim figurile alaturate. Cele mai relevante standarde in cadrul acestui domeniu sunt: • EIB (European Instal-lation Bus); standard des intâlnit in Europa. Este disponibil pentru linii de alimentare, cabluri de semnal si radio. Versiunea cablurilor de semnal cu acest standard este foarte folosita. • KNX: este un standard nou aparut prin amalgamarea a trei standarde europene, dintre care si EIB. Se asteapta ca KNX sa inlocuiasca in viitorul apropiat EIB-ul. • LON (Local Operating Network): standard folosit pentru controlul energiei, automatizarea echipamentelor si in sistemele de acces si control. • X10: se foloseste la automatizarea aparatelor domestice - lampi, dispozitive de incalzire etc. Protocolul este restrâns ca posibilitati de programare, se limiteaza doar la comenzi de ON/OFF. • BACnet: dezvoltat in SUA pentru automatizarea unor spatii mari. Pentru moment nu a fost implementat si in Europa. • Internet Protocol (IP): folosit in procesul de comunicare a sistemului inteligent cu exteriorul, in operatii de control si programare. Avantajele utilizatorului fata de instalatiile electrice clasice Confort - Exista mijloace moderne pentru a controla acest sistem, cum sunt telecomanda, grupuri de butoane, control prin computer, telefon sau Internet. O solutie revolutionara o reprezinta controlul prin voce. Automatizare- O mare parte a functiilor si actiunilor pot fi programate sa functioneze complet automat. Aceasta inseamna ca pornind de la anumite actiuni (modificarea temperaturii, luminii sau miscare) comanda necesara este executata automat (aprinde o lumina, porneste incalzirea, trimite mesaje de text). In cazul inserarii, sistemul este capabil sa coboare jaluzelele, sa aprinda lumina intr-un hol, sa creasca temperatura in camera de zi, sa porneasca televizorul sau sa inchida yala electrica de la usa. Informatie - Sistemul este conectat la un computer si datorita acestui fapt utilizatorul are accesul imediat la informatii despre toata aparatura din cladire. Sistemul nu numai ca vede unde este aprinsa lumina, care este temperatura in fiecare camera, locul in care senzorii detecteaza miscare, dar poate si


38

sa controleze toata aparatura - numai printr-un click de mouse. Toate acestea sunt posibile si pe Internet din orice colt al lumii. Economie - Principalele economii le reprezinta cele de energie, care pot fi realizate printr-o reglare adecvata. Sistemul include reglarea caldurii si a aerului conditionat. Economiile pot fi realizate si prin reglarea luminii.

Siguranta - Alarma este parte integranta a acestui sistem, functiile ei sunt pre-programate in unitatea

centrala. Componentele sunt reprezentate de senzori PIR, contacte magnetice, tastaturi, sirene. Prin

utilizarea modulului GSM este posibil sa transmiteti informatii la o firma de monitorizare sau direct pe

telefonul mobil personal.

Legaturile acestui sistem sunt reprezentate de doua fire care conecteaza toate componentele

sistemului (senzorii si unitatile de comutatie). Inima sistemului este reprezentata de unitatea centrala,

care controleaza si supervizeaza intreg sistemul. Unitatea centrala este plasata intr-un panou de

distributie si poate fi conectata la un computer. Comunicarea dintre unitatea centrala si componentele

individuale ale sistemului este realizata prin intermediul acestui BUS. Informatiile sunt transmise si

receptate prin BUS si sunt procesate conform unui program prestabilit. Comenzile sunt trimise catre

unitatile de comutatie, care apoi executa functiile necesare.

Senzorii sunt in acest caz reprezentati de orice componente sau dispozitive care introduc

cerinte (comenzi) in sistem. Acestia sunt: butoane si intrerupatoare de perete, telecomenzi, senzori de

lumina ambientala, senzori de temperatura, senzori de miscare (senzor PIR), detectoare de voce,

contacte magnetice, contacte izolate etc.

Actuatorii (dispozitivele care executa actiunea) sunt elemente care executa anumite comenzi,

controlând astfel diversele aplicatii. Acestea sunt module de comutatie, variatoare de lumina etc.

Controlul jaluzelelor si a iluminatului

Lumina joaca un rol extrem de important in confortul unei case.

Putem asadar vorbi de aspectul utilitar, adica de activarea luminii pe diferite zone ale case in functie

de gradul de folosire si de necesitati, in functie de sezon sau ora din zi sau noapte, iluminarea cailor de

acces noaptea sau iluminatul pentru supraveghere, sau putem vorbi de designul luminilor pentru a

induce confortul si o ambianta placuta, in functie de scenariul creat anterior prin consola de control.

Putem vorbi de iluminarea fatadei casei, a gradinii sau a piscinei, in functie de ora sau in diverse

configuratii - party in gradina, pe terasa, vizionare filme, mod de noapte, etc. Sisteme control iluminare


39

Iluminarea utilitara

Camerele pot avea grade de iluminare diferite,

presetate din aplicatia casei inteligente. De

asemenea, aprinderea si stingerea luminilor

interioare sau exterioare pot fi controlate in

functie de zone. De asemenea prizele care asigura

curentul electric aparatelor sau echipamentelor

de iluminare pot fi controlate personalizat, pe

paliere orare sau pe zone.

Controlul jaluzele si parasolare

Obtinerea gradului de iluminare sau umbrire

dorit poate fi facuta inclusiv prin controlul asupra

jaluzelelor sau parasolarelor instalate. In functie

de scenariul dorit acestea pot fi coborate sau ridicate automat sau la comanda proprietarului.

Echipamente si aplicatii control iluminare

Automatizarea sistemului de iluminat confera posibilitati multiple de aprindere si stingere a

luminilor, inclusiv de la distanta. Evident iluminatul este elementul important la un Scenariu de Home

cinema ( lumina de control de la o veioza este redusa, stingerea celorlalte lumini din incapere) sau la

un Scenariu oaspeti in care poate preferam o iluminare puternica.

Controlul temperaturii Prin sistemele de climatizare moderne putem ajusta nu doar temperatura din locuinţă, dar şi gradul de umiditate, puritatea şi modul de circulare al aerului. În funcţie de preferinţele fiecărui membru al familiei putem configura parametrii necesari pentru confort individual pe fiecare cameră a casei.


40

Controlul securitatii Cu ajutorul acestui sistem putem selecta si verifica camere video direct de pe Internet.Mai mult

acestea pot fi nu numai monitorizate cat si controlate individual de catre proprietar.Ele pot deasemenea fi dotate cu senzori de miscare care vor detecta patrunderi neautorizate si anunta proprietarul prin Internet sau chiar apeland numarul acestuia.

Categoria include controlul si distributia camerelor video ce pot: -detecta eventuali intrusi -Senzori de detectie a miscarii -Senzori cu de contact magnetic usa/fereastra ce pot semnala efractia -Senzori de detectie a spargerii unei ferestre -Senzori de modificare a presiunii pe o suprafata -detecta inundatii,incendii,scapari de gaze -anunta in cazul unor accidente de natura medicala Sisteme de securitate inteligente si de control si supraveghere a accesului

Detectie a efractiei

Cu senzori punctuali sau liniari cu tehnologii in IR si MW controlati de echipamente performante care

gestioneaza scenariile de masuri anti-efractie.

Camere video inteligente

Instalate in exterior sau interior care permit vizualizarea de oriunde in lume pe un telefon mobil sau

pe un laptop si genereaza semnale de alarma daca anumite zone prestabilite au fost ocupate (s-a

modificat ceva in acel spatiu).

Decizii inteligente

Sistemul poate lua decizii localizate si personalizate: activarea sistemului de stingere a incendiului,

anuntarea proprietarului, blocarea / deblocarea cai de acces

Solutii integrate de securitate

Toate sistemele (efractie, incendiu, supraveghere, acces) sunt controlate prin aceeasi interfata de pe

un echipament instalat in casa sau prin internet.

Videointerfonie

Nu te mai deplasezi la intrarile in rezidenta si ai transmisie de voce si imagine, inclusiv de la distanta

pe telefonul mobil. Comunicarea cu cealalta persoana, respectiv accesul se face in acelasi mod - de la

distanta.

Autorizari acces

Prin carduri si/sau coduri unice alocate poti permite accesul doar in anumite zone ale rezidentei, fara

a fi necesara prezenta ta. Cardurile de acces pot fi nelimitate si se pot programa personalizat in functie

de persoana care le utilizeaza, respectiv de drepturile de acces stabilite. Prin integrarea sistemului de

acces cu un sistem programat se pot chiar face statistici sau rapoarte pe diferite zone de acces sau pe

cardurile/codurile unice.


41

Control porti si usi automate

De la distanta poti comanda deschiderea automata a portilor pietonale, a celor de curte sau a usilor de

garaj. Sistemul poate include automatizari de porti batante, glisante si usi de garaje, actionate de la

distanta prin intermediul controlului prin intrerupatoare, telecomenzi, prin calculator sau prin

telefon. Mecanica si electronica sistemului de actionare se realizeaza personalizat, pe geometria

spatiilor, respectiv la dimensiunile specifice ale garajului sau altor spatii.

Yale inteligente

Pentru securizare maxima a accesului se pot folosi yale de acces cu identificare biometrica, yale cu

autoblocare (single access) cu introducere cod autorizare sau alte yale inteligente. Aceste produse

folosesc elementele unice de diferentiere ale fiecarei persoane, identificarea biometrica sau pe baza de

amprenta. Prin integrarea sistemului de acces cu un sistem programat se pot chiar face statistici sau

rapoarte pe diferite zone de acces sau pe cardurile/codurile unice. Intercomuri Sistemele permit comunicatia intre diferite camere ale casei cu ajutorul microfoanelor si boxelor. Acestea se pot accesa prin Internet chiar. Deasemenea un alt scop al intercomurilor este transmisia de alarme in diferite cazuri.

Cotrolul audio/vidio Audio. Sistemele audio au ramas simple ca structura acestea continand 3 elemente de baza : -Cablu CAT6 ,Gygabyte Ethernet compatibil -Set de boxe -Panou,tastatura pentru controloul sunetului. -Categoria vizeaza pornirea/oprirea sunetului si distributia acestuia in casa,si anume selectarea unei surse audio si locatia in casa unde acesta trebuie sa furnizeze sunetul. Spre exemplu putem asculta muzica intr-o camera sau in toata casa prin simpla apasara a unor taste. Video. Putem vizualiza aceeasi imagine la mai multe televizoare in toata casa fara a fi nevoie sa le comandam individual de la diferite telecomenzi. O alta intrebuintare ar fi accea a intercomurilor. Sa presupunem ca avem instalate camere de luat vederi la usile locuintei.Putem sa vedem cine se afla la

http://www.redatronic.ro/automatizari/solutii-control-acces-173/yale-electromagnetice-257


42

usa,imaginea fiind transmisa de la camera direct la televizor,fara a fi nevoie sa ne deplasam la usa.

Proiect ieir

Documents

Transcript of Proiect ieir