Podobnie jak w poprzednich wydaniach, zamieściliśmy w nim podstawową wiedzę niezbędną do opracowania projektu zasilania osiedla mieszkaniowego, budynków jednorodzinnych, ­budynków użyteczności publicznej, tymczasowego zasilania imprezy masowej, terenu budowy oraz zasilania gwarantowanego.

Naszym celem było stworzenie podręcznego poradnika, w którym zostałyby zamieszczone zasady projektowania zasilania obiektów mieszkalnych i użyteczności publicznej – zarówno z sieci elektroenergetycznej niskiego napięcia, jak i z zespołu spalinowo­‑elektrycznego i innych dostępnych na rynku źródeł zasilania.

Mamy nadzieję, że czwarte wydanie książki okaże się równie interesujące jak wydania poprzednie. W tym wydaniu oprócz uaktualnienia treści, zamieściliśmy szereg wymagań w zakresie ochrony przeciwpożarowej, która stanowi jeden z najważniejszych elementów każdego budynku lub obiektu budowlanego.

Rozwój budownictwa jednorodzinnego spowodował wiele zmian w podejściu do projektowania zasilania budynków mieszkalnych. Jedną z nich jest coraz częstsze podejmowanie decyzji o zabudowie szeregowej zlokalizowanej po obu stronach ulicy. Takie rozwiązanie architektoniczne pozwala bowiem na wypracowanie nowego modelu zasilania poszczególnych budynków – modelu o zwiększonej niezawodności dostaw energii elektrycznej.

Na terenach nowo powstających osiedli mieszkaniowych często projektuje się obiekty użyteczności publicznej, takie jak: banki, przychodnie lekarskie i inne. Większość z nich wymaga, poza zasilaniem podstawowym, zasilania rezerwowego, a niektóre – również zasilania awaryjnego (często zasilania gwarantowanego).

Dla wygody naszych Czytelników zamieściliśmy podstawowe informacje dotyczące projektowania i budowy stacji transformatorowych, linii elektroenergetycznych nn oraz sposobów projektowania układów pomiarowych. Omówiliśmy również zasady wyznaczania mocy zapotrzebowanej w budynkach komunalnych i użyteczności publicznej. W poradniku znajdą też Państwo zasady prowadzenia podstawowych obliczeń zwarciowych.

Oprócz omówienia zasilania z sieci elektroenergetycznej nn, znaczną uwagę poświęciliśmy systemom zasilania gwarantowanego obiektów użyteczności publicznej. Zostały opisane, pominięte w innych publikacjach, kryteria doboru zespołu prądotwórczego, UPS-ów oraz siłowni telekomunikacyjnych. Opisano także zasady projektowania zasilania oświetlenia ulic światłem elektrycznym.

Zamieściliśmy również podstawową wiedzę z zakresu wyższych harmonicznych i stwarzanego przez nie zwiększonego zagrożenia pożarowego oraz ich wpływu na pracę różnych odbiorników energii elektrycznej.

Opisaliśmy podstawowe wymagania w stosunku do osób zatrudnionych przy eksploatacji sieci, instalacji i urządzeń elektroenergetycznych, jakie wynikają z Rozporządzenia Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 28 kwietnia 2003 roku w sprawie szczegółowych zasad stwierdzania posiadanych kwalifikacji przez osoby zajmujące się eksploatacją urządzeń, sieci i instalacji energetycznych oraz związanych z nim zmian, wynikających ze znowelizowanej Ustawy Prawo energetyczne.

Zaktualizowaliśmy również wymagania dotyczące przyłączania odbiorców do sieci elektroenergetycznej i jakości dostarczanej energii elektrycznej, wynikające z Rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 4 maja 2007 roku w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego. W związku z dostrzeganiem przez spółki dystrybucyjne znacznego poboru mocy biernej przez budynki użyteczności publicznej oraz budynki wielorodzinne coraz częściej zachodzi konieczność jej kompensowania w tych budynkach. Problem kompensacji mocy biernej wyjaśniliśmy w osobnym rozdziale, a na płycie CD zamieściliśmy projekt instalacji elektrycznej budynku wielorodzinnego, w którym zastosowano kompensację mocy biernej indukcyjnej.

W poradniku znalazły się również wymagania dotyczące zasilania imprezy masowej z wykorzystaniem zespołów prądotwórczych oraz zasad ochrony przeciwporażeniowej w strefach nieobjętych połączeniami wyrównawczymi.

W końcowej części książki znajdą Państwo dodatki, w których między innymi omówiliśmy podstawowe zagadnienia związane z ochroną przeciwprzepięciową oraz zasadami i sposobami oddymiania dróg ewakuacyjnych w budynkach objętych pożarem. Znajdują się tam również wymagania dotyczące odległości linii elektroenergetycznych od budynków, które nie zostały określone w normach, a wynikają z różnych aktów prawnych, a także podstawowe wymagania dotyczące oświetlenia awaryjnego budynków.

Korzystając z charakterystyk zamieszczonych w poradniku należy mieć świadomość, że stanowią one tylko przykłady i w przypadku jakichkolwiek wątpliwości należy korzystać z katalogów producentów.

Mamy świadomość, że niejednokrotnie zastosowane słownictwo jest niezgodne z aktualnie obowiązującym, co wynika z faktu, iż w dalszym ciągu trwają prace Polskiego Komitetu Normalizacyjnego nad nazewnictwem. Ponieważ większość Czytelników w swojej pracy najczęściej posługuje się starym nazewnictwem – postanowiliśmy używać je w książce.

Uzupełnieniem poradnika jest zbiór uproszczonych projektów różnych obiektów, które znacznie ułatwią zrozumienie treści zawartych w książce, zamieszczonych na dołączonej do książki płycie CD. Zwracamy jednak uwagę na to, że projekty te nie stanowią pełnej dokumentacji budowlanej i mogą być traktowane jako zbiór przykładowych rozwiązań. Nie zostały one również poprawione zgodnie z wymaganiami norm, które uległy zmianie. Prezentowane rozwiązania zostały opracowane na mocy norm i przepisów obowiązujących w 2008 roku i zgodnie z nimi powinny być rozpatrywane.

W przypadku konieczności wykorzystania tych opracowań w obecnej chwili, należy wprowadzić w nich korektę wynikającą ze zmienionych norm lub przepisów techniczno-prawnych. Pozostawiamy to naszym Czytelnikom. Dodatkowo na płycie CD zostały zamieszczone również ważniejsze akty prawne związane z budownictwem ze stanem prawnym na dzień 1 sierpnia 2010 roku, a także kilkanaście programów przydatnych w pracy projektanta.

Rozdziały:

1. Projekt budowlany i zasady jego uzgadniania
1.1 Przepisy ogólne i wymagania podstawowe
1.2 Zakres projektu budowlanego
1.3 Dane wyjściowe do projektowania
1.4 Uzgadnianie i zatwierdzanie dokumentacji projektowej

2. Podstawy zasilania budynków nieprzemysłowych
2.1 Wymagania dotyczące lokalizacji urządzeń zasilających
2.2 Charakterystyka systemu zasilania budynków użyteczności publicznej
2.3 Przyłączenie podmiotów do sieci elektroenergetycznej
2.4 Jakość energii elektrycznej
2.4.1 Standardy jakościowe obsługi odbiorców energii elektrycznej
2.4.2 Wymagania w zakresie jakości energii elektrycznej określone w normach 
2.5 Taryfy za energię elektryczną
2.6 Zasilanie z sieci elektroenergetycznej
2.6.1 Układy sieci średniego napięcia
2.6.2 Układy sieci niskiego napięcia
2.6.3 Układy zasilania w sieciach elektroenergetycznych nn
2.7 Odbiorniki energii elektrycznej
2.8 Zasady obliczania mocy zapotrzebowanej
2.8.1 Budynki mieszkalne
2.8.2 Budynki użyteczności publicznej
2.9 Układy pomiarowe do rozliczeń zużytej energii elektrycznej
2.9.1 Układy pomiarowe
2.9.2 Dobór przekładników prądowych do układów pomiarowych półpośrednich
2.9.3 Dobór przekładników napięciowych do układów pomiarowych
2.10 Wybrane zagadnienia dotyczące projektowania instalacji elektrycznych

3. Sieciowe urządzenia zasilające
3.1 Rozdzielnice niskiego napięcia
3.2 Stacje transformatorowe SN/nn
3.3 Dobór stacji transformatorowej
3.4 Zabezpieczenia transformatorów średniego napięcia
3.5 Zabezpieczenie stacji transformatorowo-rozdzielczej SN/nn
3.6 Wymagania dotyczące lokalizacji budynkowych stacji transformatorowych pod względem ochrony ppoż.

4. Linie elektroenergetyczne niskich i średnich napięć
4.1 Linie kablowe
4.2 Linie napowietrzne
4.2.1 Wymagania dla linii z przewodami pełnoizolowanymi oraz z przewodami niepełnoizolowanymi
4.3 Ochrona odgromowa linii kablowych i napowietrznych
4.4 Przejście z układu TN-C na układ TN-C-S (rozdział przewodu PEN na przewód PE oraz przewód N)

5. Zwarcia
5.1 Obliczanie zwarć. Początkowy prąd zwarciowy
5.2 Parametry elementów obwodu zwarciowego
5.2.1 Parametry zwarciowe systemu elektroenergetycznego
5.2.2 Parametry zwarciowe pozostałych elementów obwodu zwarciowego
5.3 Obliczanie prądów zwarciowych
5.3.1 Prąd zwarciowy udarowy
5.3.2 Prąd zwarciowy wyłączeniowy
5.3.3 Prąd zwarciowy zastępczy cieplny
5.4 Udział silników w prądzie zwarciowym

6. Dobór przewodów i ich zabezpieczeń
6.1 Dobór przewodów w instalacjach elektrycznych
6.1.1 Nagrzewanie kabli i przewodów
6.1.2 Zasady doboru przewodów i kabli w instalacjach elektrycznych
6.1.3 Dobór przewodów na długotrwałą obciążalność i przeciążalność prądową
6.1.4 Sprawdzenie dobranych przewodów lub kabli na warunki zwarciowe
6.1.5 Sprawdzenie dobranych przewodów lub kabli na warunek spadku napięcia
6.1.6 Sprawdzenie dobranych przewodów na spadek napięcia przy rozruchu silników
6.1.7 Sprawdzenie dobranych przewodów z warunku samoczynnego wyłączenia
6.1.8 Przewody ochronne
6.1.9 Wyznaczanie przekroju przewodu neutralnego w obwodach zasilających odbiorniki nieliniowe
6.1.10 Dobór przewodów do zasilania urządzeń, które muszą funkcjonować w czasie pożaru
6.2 Dobór zabezpieczeń
6.2.1 Zasady zabezpieczania przetężeniowego
6.2.2 Zabezpieczenia przewodów
6.2.3 Wymagania zwarciowe stawiane zabezpieczeniom
6.3 Zabezpieczanie silników
6.3.1 Zabezpieczenie zwarciowe
6.3.2 Zabezpieczenie bezpiecznikiem topikowym
6.3.3 Zabezpieczenie przeciążeniowe
6.3.4 Zabezpieczenie zanikowe
6.4 Selektywność zabezpieczeń
6.4.1 Selektywność działania przy kaskadowym połączeniu bezpieczników topikowych
6.4.2 Selektywność działania przy kaskadowym połączeniu bezpiecznika topikowego z wyłącznikiem nadprądowym
6.4.3 Selektywność działania przy kaskadowym połączeniu dwóch wyłączników nadprądowych
6.4.4 Selektywność działania przy kaskadowym połączeniu dwóch wyłączników różnicowoprądowych
6.5 Zabezpieczenie przewodów połączonych równolegle

7. Układy i urządzenia zasilania rezerwowego, awaryjnego i gwarantowanego
7.1 Samoczynne załączanie rezerwy SZR
7.2 SZR sieć/sieć
7.3 Źródła zasilania gwarantowanego i awaryjnego oraz zasady ich doboru
7.3.1 Zasilacze bezprzerwowe (UPS)
7.3.2 UPS pracujący w trybie VFD (off-line)
7.3.3 UPS pracujący w trybie VI (line interactive – sieciowo interaktywny)
7.3.4 UPS pracujący w trybie VFI (on-line)
7.3.5 Układy redundantne UPS
7.3.6 Karta synchroniczna X-Slot Hot Sync – instalacja i oprzewodowanie
7.3.7 Hot Sync™ – system pracy równoległej UPS Powerware
7.3.8 Technologia Hot Sync™ – zasada działania
7.3.9 ABM™ (Advanced Battery Management) – system nieciągłego ładowania baterii
7.3.10 Dobór mocy zasilacza UPS
7.3.11 Przykłady układów zasilania gwarantowanego o zwiększonej niezawodności
7.4 Problemy z zasilaniem i rozwiązania UPS
7.4.1 Wykaz danych technicznych UPS-a deklarowanych przez producenta
7.5 Podstawy funkcjonalne zasilaczy UPS Eaton serii Powerware
7.5.1 Funkcje elektryczne
7.5.2 Działanie w warunkach normalnych
7.5.3 Przerwa w zasilaniu sieciowym/praca autonomiczna z akumulatorów
7.5.4 Przerwa normalna/ładowanie baterii
7.5.5 Przełączenie na wewnętrzny tor obejściowy – włączony przełącznik statyczny
7.5.6 Przełączenie na pracę normalną UPS-a
7.5.7 Podwójne źródła energii w zasilaczach UPS
7.5.8 Falownik
7.5.9 Prostownik
7.6 Opis pracy UPS-a w technologii beztransformatorowej
7.6.1 Budowa wewnętrzna systemu UPS
7.6.2 Tryby pracy
7.6.3 Ręczny przełącznik toru obejściowego EBS
7.6.4 Ręczny przełącznik toru obejściowego MBS
7.7 Algorytm doboru zasilaczy UPS
7.7.1 Algorytm postępowania
7.7.2 Procedura doboru zasilaczy UPS
7.7.3 Wybór UPS-a
7.8 Zasilacze dc – siłownie telekomunikacyjne (STK)
7.9 Baterie kwasowo-ołowiowe
7.9.1 Budowa akumulatora bezobsługowego VRLA
7.10 Porównanie baterii klasycznych VLA i baterii z regulowanym zaworem VRLA
7.10.1 Porównanie baterii VRLA w wykonaniu AGM i żelowych
7.10.2 Zastosowania akumulatorów VRLA
7.10.3 Ładowanie baterii
7.10.4 Rozładowanie baterii
7.10.5 Warunki pracy akumulatorów VRLA
7.10.6 Procesy cieplne w akumulatorach VRLA
7.10.7 Problemy występujące przy eksploatacji akumulatorów VRLA
7.10.8 Składowanie
7.11 Dobór baterii akumulatorów do zasilacza UPS
7.11.1 Elementy wpływające na dobór baterii akumulatorów
7.12 Wymagania techniczne wyboru baterii akumulatorów (diagram)
7.13 Dobór baterii do systemu UPS
7.14 Dobór wentylacji pomieszczenia systemu baterii VRLA
7.14.1 Lista kontrolna systemu wentylacji baterii VRLA
7.14.2 Obliczenia wentylacji pomieszczenia baterii VRLA
7.14.3 Wyznaczenie bezpiecznej odległości od źródeł inicjacji wybuchu
7.15 Zespoły prądotwórcze (ZP)
7.15.1 Dobór mocy zespołu prądotwórczego
7.15.2 Tandem UPS – zespół prądotwórczy
7.15.3 Rodzaje mocy zespołów prądotwórczych
7.15.4 Układy współpracy ZP z siecią elektroenergetyczną
7.15.4.1 SZR sieć/ZP
7.15.4.2 Ręczny przełącznik sieć/ZP
7.15.4.3 Automatyka SZR sieć/ZP z układem obejściowym
7.15.4.4 Ochrona przeciwprzepięciowa w instalacjach napięcia awaryjnego i gwarantowanego
7.15.5 Wymagania dotyczące instalowania zespołów prądotwórczych
7.15.5.1 Warunki przyłączania
7.15.5.2 Warunki zabudowy
7.15.5.3 Projekt budowlany instalacji
7.15.5.4 Instrukcja ruchu i eksploatacji zespołu prądotwórczego (współpracy z siecią energetyki zawodowej)
7.15.5.5 Odbiór techniczny
7.15.6 Przykładowa instrukcja współpracy ruchowej zespołu prądotwórczego z siecią elektroenergetyczną

8. Kompensacja mocy biernej indukcyjnej

9. Zasilanie terenu budowy i rozbiórki

10. Zasilanie tymczasowe imprezy masowej

11. Wymagania stawiane obiektom budowlanym łączności – zasilanie

12. Zasilanie oświetlenia ulicznego

13. Ochrona przeciwporażeniowa (zagadnienia wybrane)
13.1 Działanie prądów na organizmy żywe
13.2 Ochrona przeciwporażeniowa przy napięciu U  1 kV
13.2.1 Ochrona podstawowa
13.2.2 Ochrona przy uszkodzeniu
13.2.2.1 Ocena skuteczności samoczynnego wyłączenia w układach TN
13.2.2.2 Ocena skuteczności samoczynnego wyłączenia w układach TT
13.2.2.3 Ocena skuteczności samoczynnego wyłączenia w układach IT
13.2.3 Wyłącznik różnicowoprądowy
13.2.4 Ochrona przeciwporażeniowa w sieciach elektroenergetycznych niskiego napięcia
13.2.5 Przewody PEN i PE w liniach elektroenergetycznych niskiego napięcia
13.2.6 Uziemienia w sieciach TN i TT
13.2.7 Punkty neutralne sieci niskiego napięcia łączone z uziomami stacji zasilających
13.2.8 Połączenia wyrównawcze ochronne
13.2.9 Zasilanie urządzeń w strefach nieobjętych połączeniami wyrównawczymi
13.3 Ochrona przeciwporażeniowa przy zasilaniu z zespołu prądotwórczego (ZP)
13.4 Ochrona przeciwporażeniowa w układach zasilania gwarantowanego UPS
13.5 Ochrona przeciwporażeniowa w pomieszczeniach o zwiększonym zagrożeniu porażeniowym (zagadnienia wybrane)
13.5.1 Instalacje elektryczne w pomieszczeniach kąpielowych oraz baseny pływackie i inne
13.5.2 Ochrona przeciwporażeniowa w obiektach szpitalnych
13.5.2.1 Pomieszczenia użytkowane medycznie
13.5.2.2 Koncepcja ochrony przeciwporażeniowej
13.5.2.3 Układ IT
13.5.2.4 Elektryczność statyczna
13.5.2.5 Ochrona przeciwprzepięciowa
13.5.2.6 Pola elektromagnetyczne (PEM)
13.6 Ochrona przeciwporażeniowa przy napięciu U > 1 kV

14. Badania instalacji elektrycznych niskiego napięcia (zagadnienia wybrane)
14.1 Rodzaj i terminy badań
14.1.1 Wymagania określone w normie PN-HD 60364-6
14.1.2 Wymagania odnośnie dokładności pomiarów
14.1.3 Prawna kontrola metrologiczna
14.1.4 Częstość wykonywania okresowych badań na terenach budowy
14.2 Badanie ciągłości połączeń przewodów ochronnych
14.3 Pomiary rezystancji izolacji
14.4 Badanie samoczynnego wyłączenia w instalacjach
14.4.1 Badanie samoczynnego wyłączenia zwarcia w instalacjach z zabezpieczeniami zwarciowymi bez wyłączników różnicowoprądowych
14.5 Ogólne warunki wykonywania badań instalacji z wyłącznikami różnicowoprądowymi
14.6 Pomiar prądów upływowych w instalacji elektrycznej
14.7 Pomiar rezystancji podłogi i ścian
14.8 Spadek napięcia
14.9 Pomiar rezystancji uziemienia i rezystywności gruntu
14.10 Badania zespołów prądotwórczych (ZP)
14.11 Wykonywanie pomiarów eksploatacyjnych dla transformatorów elektroenergetycznych
14.12 Pomiary eksploatacyjne baterii kondensatorów statycznych w układach kompensacji mocy biernej o napięciu znamionowym do 1 kV
14.13 Pomiary eksploatacyjne urządzeń napędowych o napięciu znamionowym do 1 kV
14.14 Badanie ochrony przeciwporażeniowej przez samoczynne wyłączenie zasilania w obwodach zasilanych przez UPS
14.15 Badanie i pomiary baterii akumulatorów

ZAŁĄCZNIKI
Załącznik 1. Tabele doboru kabli i przewodów
Załącznik 2. Symbole graficzne stosowane w schematach elektrycznych i mapach geodezyjnych (wybrane)
Załącznik 3. Tabele rezystancji i reaktancji transformatorów, linii napowietrznych i kabli (wybranych)
Załącznik 4. Przegląd i kontrola instalacji elektrycznych i instalacji (urządzeń) piorunochronnych w budynku
Załącznik 5. Ochrona sprzętu i urządzeń elektrycznych przez obudowy. Kodowanie barwami elementów manipulacyjnych
Załącznik 6. Wybrane definicje z zakresu elektryki
Załącznik 7. Zasady udzielania świadectw kwalifikacyjnych D i E
Załącznik 8. Charakterystyki wybranych aparatów elektrycznych
Załącznik 9. Prawne aspekty wykonywania pomiarów ochronnych
Załącznik 10. Tabele pomocnicze do oceny skuteczności samoczynnego wyłączenia zasilania

DODATKI
Dodatek 1. Ochrona przeciwprzepięciowa w instalacjach elektrycznych obiektów budowlanych (zagadnienia wybrane)
Dodatek 2. Wymagania odległościowe dla sieci elektroenergetycznych od budynków
Dodatek 3. Podstawy projektowania ogrzewania elektrycznego
Dodatek 4. Instalacje elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem oraz wentylacja w pomieszczeniach ładowania akumulatorów
Dodatek 5. Pożary w pomieszczeniach i krzywe symulujące pożary
Dodatek 6. Wymagania dotyczące instalowania przeciwpożarowego wyłącznika prądu
Dodatek 7. Oświetlenie awaryjne w budynkach oraz wymagania dotyczące zasilania awaryjnego w tunelach komunikacyjnych
Dodatek 8. Zagrożenie pożarowe oraz porażeniowe pochodzące od ograniczników przepięć (SPD)
Dodatek 9. Zasady projektowania sterowań instalacjami do odprowadzania dymu i ciepła
Dodatek 10. Ochrona pożarowa kanałów i tuneli kablowych
Dodatek 11. Obliczanie energii zapotrzebowanej przez oświetlenie wbudowane dla potrzeb charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową4
Dodatek 12. Zasady opracowywania instrukcji techniczno-ruchowej dla rozdzielnic SN i WN4
Dodatek 13. Przykłady specyfikacji technicznej wykonania i odbioru robót budowlanych – płyta CD