5- Bulk Equipment +SLD (1).pptx

DAR ALKAHRABAA Bulk Equipment + SLD. Design Round19 TABLE OF CONTENT S Transformer. Diesel Engine Generator. Uninterruptible Power Supply Panels (UPS). Transfer Switch. Space Program. LV Network. MV Network. Load Estimation.  PART ONE Trans...

DAR ALKAHRABAA Bulk Equipment + SLD. Design Round19 TABLE OF CONTENT S Transformer. Diesel Engine Generator. Uninterruptible Power Supply Panels (UPS). Transfer Switch. Space Program. LV Network. MV Network. Load Estimation.  PART ONE Transformer Transformer Types. Cooling Types. Sizing. 01.Transformer Transformers: :Transformers Types :‫يوجد منه نوعان‬.Distribution Transformer.Power Transformer ‫‪01.Transformer‬‬ ‫‪Cooling Types:‬‬ ‫يوجد الكثير من أنواع التبريد للمحوالت ولكن أكثرها استخداما‪ً:‬‬ ‫‪ Dry Type.1‬و الذي يستخدم داخل المباني‬ ‫‪ Oil Type.2‬و الذي يستخدم خارج المباني‬ 01.Transformer Reading Nameplate for Distribution Transformer ‫‪01.Transformer‬‬ ‫‪: Transformer Sizing‬‬ ‫تحديد الجهد الخاص بالمشروع هل هو في منطقة جهدها ‪ 22KV‬ام منطقة جهدها ‪.KV 11‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫تحديد نوع المحول هل هو ‪ Dry Transformer‬ام ‪ Oil Transformer‬بناء على موصفات كل نوع ‪.‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫يتم حساب قيمة المحول بناء على حمل اللوحة الرئيسية الخاصة بالمشروع‪.‬‬ ‫‪.3‬‬ ‫)‪.Get the Total Demand Load (TDL) in KVA (Ex: 250 KVA‬‬ ‫يتم حساب قيمة المحول من هذه اللوحة مع مراعاة ان يتم تحميل المحول ‪ %80‬فقط من قدرته سواء كان محول جاف او محول زيتي‬ ‫‪.4‬‬ ‫للحفاظ علي العمر االفتراضي الخاص بالمحول وطبقا لموصفات شركة الكهرباء المصرية‪.‬‬ ‫)‪Calculate the Transformer Rating (KVA) = TDL (KVA) / (0.8‬‬ ‫حيث ان ‪ 0.8‬هي نسبة تحويل المحول‬ ‫بعد ما تم حساب كل هذه الخطوات يتم اختيار قيمة المحول طبقا ألقرب ‪ Standard‬طبقا للكود والشركة المصنعة‪.‬‬ ‫‪.5‬‬ 01.Transformer Determine Circuit Breaker and fuse of Transformer.‫ بناء على قدرة المحول وليس حمل اللوحة‬Circuit Breaker ‫يتم تصميم قيمة ال‬.1 Molded Case Circuit ‫ وايضا يمكن استخدامه من النوع‬Air Circuit Breaker ‫ من النوع‬Circuit Breaker ‫يتم استخدام ال‬.2 Breaker I base= Transformer Rating (KVA)/ (3x220) I (n) =1.25 x I base (according to NEC).‫نقوم بالتقريب الي أقرب رقم موجود في الصناعة ايضا‬- ‫‪01.Transformer‬‬ ‫كيفية وضع و تثبيت‬ ‫المحول‪:‬‬ ‫يتم تحديد أبعاد الغرف من الكود الخاص‪.‬‬ ‫ويمكن استخدام ‪ TAQA‬حيث يقدم شرح مفصل‬ ‫ألبعاد الغرف وكيفية وضع كل مكون في الغرفة في‬ ‫مكانه الصحيح‪.‬‬ ‫‪01.Transformer‬‬ ‫اشتراطات غرفة المحول تبعا‬ ‫للكود المصري‪:‬‬  PART TWO Diesel Engine Generator Sizing ‫‪02.Diesel Engine Generator‬‬ ‫‪.Diesel Engine Generator‬‬ ‫األحمال في المباني نوعان أحمال عادية ‪ Normal Load‬و‬ ‫أحمال طوارئ ‪ Emergency Load‬والنوع الثاني يتم تغ~ذيته‬ ‫عن طريق المولد الديزل عند انقطاع المصدر األساسي‬ ‫للتغذية ويتم التحويل بين المصدر األساسي للتغذية والمولد‬ ‫عن طريق‪:‬‬ ‫ (‪Manual Transfer Switch )MTS‬‬ ‫ (‪Automatic Transfer Switch )ATS‬‬ 02.Diesel Engine Generator ⮚ Types of Generators according to Ratings a. Continuous operating Power. b. Prime Power (Limited Time) d. Emergency Standby Power b. Prime Power (unlimited time) 02.Diesel Engine Generator ⮚ Generator Sizing Conventional method 1. By using panel schedule, take the load of EMDB that is measured in KW 2. Divide it by 0.8 (power factor) to convert it into KVA 3. Divide it by 0.8 again (since the generator is usually loaded to only 80% of its capacity) 4. Select type of generator as discussed (standby / prime / continuous) also is it an “open type” to be used in external or isolated room or “Enclosed type” to be used inside the building. 5. Choose the capacity of generator from available ratings of suitable company (for example: Caterpillar - Cummins - …). 6. Estimate the fuel tank size (Daily or monthly fuel tank) 02.Diesel Engine Generator ⮚ Generator Sizing Software method The best way to size the generator is to considers starting current , the voltage dip and the frequency dip of each load. The used software could be caterpillar generator sizing software. The Following Figure shows the transformer-generator connection layout. ‫‪02.Diesel Engine Generator‬‬ ‫‪⮚ Diesel Generator Room‬‬ ‫يجب اختيار مكان غرفة المولد بعناية في المشروع بسبب صوت المحرك والعادم الخارج من المولد لذلك يمنع وضع الغرفة‬ ‫بجوار غرف العمالء والواجهات‪.‬‬ ‫اتجاه الرياح يؤثر على اختيار مكان الغرفة حيث يجب ان يكون مكان الغرفة مع اتجاه الرياح‬  PART THREE Uninterruptible Power Supply Panels (UPS). Sizing. ‫‪03.UPS‬‬ ‫)‪Uninterruptible Power Supply Panels (UPS‬‬ ‫تستخدم للتغذية الفورية لألجهزة التي ال يجب قطع التغذية عنها ولو لزمن قصير جدا كاألجهزة الطبية‬ ‫واألمنية وغيرها ‪ ,‬وتتكون هذه الشبكة من بطاريات بجهد ‪ 12‬فولت عادة وترتبط مع بع~ضها بحيث تصل الي‬ ‫جهد الشبكة الع~امة ‪ 110‬أو ‪ 220‬أو ‪ 380‬فولت ‪ ,‬ويتحدد عددها بناء علي الحمل‪.‬‬ 03.UPS ⮚ UPS Types 1.Offline UPS 2. Online UPS 3. Online (Parallel Processing) UPS 4.Hybrid UPS ⮚ UPS Connection in SLD 03.UPS ⮚ UPS Sizing 03.UPS Battery Room Requirements -Ventilation must be provided and be adequate to remove hydrogen from the room to a concentration of less than 4% which is the safe lower limit to prevent an explosion. -It is preferable to use natural ventilation because forced ventilation systems can fail. -Room lighting should be intrinsically safe to avoid explosions caused by sparks igniting hydrogen gas. -Limitation on sockets and lighting switches inside the room. ‫‪03.UPS‬‬ ‫‪⮚ Central Battery‬‬ ‫‪-‬تستخدم لتقوم بتغذية الـ ‪.Life Safety Lighting‬‬ ‫‪-‬يجب وضعها في غرف مكيفة‪.‬‬ ‫‪-‬تقوم بتشغ~يل جميع االحمال المحملة عليها لمدة ‪ 3‬ساعات متصلة‪.‬‬  PART FOUR Transfer Switch & Power Factor Correction Transfer Switch. ATS Type. ATS Sizing. Power Factor Correction. Capacitor Bank. ‫‪04.Transfer Switch&P.F‬‬ ‫‪⮚ Transfer Switch.‬‬ ‫هي عبارة عن جهاز يقوم بنقل الطاقة من المصدر االصلي (المحول) في حالة انقطاع التيار الكهربي الي المصدر‬ ‫الثاني (المولد) الي اللوحة الرئيسية لضمان استمرار التيار الكهربي ‪ ،‬وفي حالة االحمال الكبيرة تكون لوحة منفصلة‬ ‫تتكون من ‪ Two Contactors‬باإلضافة الي دائرة التحكم‪.‬‬ ‫*يوجد بال ‪ ATS‬أجهزة للقياس و مع~رفه هل يوجد خطأ بالشبكة أم ال و بمجرد ما يشعر بخلل‬ ‫يتم إصدار إشارة لمولد الديزل حتى يتم تشغيله و بمجرد ما يشعر ال ‪ATS‬‬ ‫بان المولد قادر على الدخول بمكان الشبكة يتم فصل الشبكة و دخول مولد الديزل‪.‬‬ 04.Transfer Switch&P.F ⮚ ATS Types 1. ATS (1 Out Of 2): ‫ بناء على كيفية‬ATS ‫يتم اختيار نوع‬ : ‫التغذية‬ 2. ATS (2 Out Of 3): 3. ATS (1Out Of 3): 04.Transfer Switch&P.F ATS Sizing ‫‪04.Transfer Switch&P.F‬‬ ‫‪.Power Factor Correction‬‬ ‫يتم تحسين معامل القدرة عن طريق تركيب مكثفات علي التوازي مع الحمل لتغذي هذه المكثفات الحمل بجزء من‬ ‫ال ‪ Reactive power‬المطلوبة بدال من أخذها كلها من المصدر ومن ثم تقلل قيمه ال ‪ , Q‬حيث ان قيمه ال ‪P‬‬ ‫ثابتة فتقل قيمه ال ‪ S‬التي يسحبها من مصدر التغذية وبالتالي تقل قيمة الحمل‪.‬‬ ‫لو لم يتم تحسين مع~امل القدرة سوف تفرض شركة الكهرباء غرامات على المبنى أو المصنع‪.‬‬ ‫‪VAR Range: UP to 15,000 KVAR‬‬ ‫‪Voltage Range: 2.4kV through 46kV‬‬ ‫الطبيعي ان المكثفات تقاس بوحدة )‪ Farad (F, mF, μF‬ولكن في طرق تحسين معامل القدرة يتم تصنيفها بوحدة‬ ‫ال‪.VAR‬‬ 04.Transfer Switch&P.F 04.Transfer Switch&P.F ‫‪04.Transfer Switch&P.F‬‬ ‫يوجد نوعان من ال‪:Capacitor Banks‬‬ ‫‪.Fixed Capacitor Bank‬‬ ‫ ‬ ‫يكون عبارة عن مكثف او مجموعة من المكثفات تم توصيلم على التوالي او على التوازي للوصول الي القيمة المحسوبة في حسابات تحسين‬ ‫معامل القدرة و يتم توصيلهم مباشرة في حالة التشغيل‪.‬‬ ‫و يستخدم هذا النوع في حالة كانت االحمال المراد تحسين معامل القدرة لها ثابتة و نريد تثبيت المعامل بنفس القيمة‪.‬‬ ‫‪.Switched Capacitor Bank‬‬ ‫ ‬ ‫و يكون هذا النوع عبارة عن مجموعة من المكثفات يتم توصيل العدد المطلوب منهم للحصول على القيمة المناسبة لتحسين معامل القدرة‬ ‫للقيمة المحسوبة‪.‬‬ ‫و يستخدم هذا النوع في حالة وجود احمال متغيرة باستمرار و التي تؤثر على معامل القدرة بشكل كبير و لذلك يستخدم هذا النوع للتحكم في‬ ‫عدد من القيم لمعامل القدرة وليست قيمة واحدة‪.‬‬ ‫*يتم توصيل ال‪ Capacitor Banks‬الى لوحة ال‪MDB‬‬ ‫تصميم الـ ‪:Capacitor bank‬‬ ‫~مل ‪Fixed step‬‬ ‫و ي~~عتمد عليق~~درة ا~~لمحولي~~غ~ذيا~~لمحولف~~يح~ا~لة ا~لال~ح 🡪‬ ‫إذا كانت قدرة المحول‪:‬‬ ‫أقل من أو تساوي ‪ 2‬ميجا ‪ ،‬نستخدم ‪Fixed step = 50 KVAR‬‬ ‫أكبر من ‪ 2‬ميجا ‪ ،‬نستخدم ‪Fixed step = 75 KVAR‬‬ ‫~ما~ل ‪Variable step‬‬ ‫ي~~عتمد عليط~بيع~ة ت~~~غير ا~~ألح 🡪‬ ‫قد تكون الخطوة بـ ‪KVAR 50/ 35 / 25 / 20 / 12.5‬‬ 04.Transfer Switch&P.F Switched Capacitor Bank. Fixed Capacitor Bank.  PART FIVE LV Network Main Points. 05.LV Network According to the load value of the building, the way in which the building feeding process is determined. Some time we can see electrical box in front or the building, which called cofree. Some time we see electrical box in each street, which called pillars. ‫‪05.LV Network‬‬ ‫‪⮚ Pillar‬‬ ‫‪ -‬هي عبارة عن صناديق توزيع سعة ‪ 100KVA‬او‪ 200KVA‬ويتم تحميلها بحد أقصى ‪ %80‬طبقا لالشتراطات‬ ‫شركة الكهرباء ويتم تغذيتها من محولين مختلفين‪ ،‬وتقوم بتغذية مجموعة من ‪ Cofree‬ويتم ربطهما بكابالت‬ ‫الومنيوم مسلحة مدفونة‪.‬‬ ‫‪⮚ Cofree‬‬ ‫‪ -‬وظيفتها توزيع القدرة على مجموعة من الوحدات حيث يتم تغذية الع~داد الخاص بالمبني من ‪ Cofree‬عن‬ ‫طريق مفتاح قاطع للحماية يتم وضعه في أقرب نقطة بجوار المبني‪.‬‬  PART SIX MV Network Distributer. RMU. ‫‪06.MV Network‬‬ ‫‪⮚ Distributer (Switchgear).‬‬ ‫ تتكون المنظومة الكهربائية من محطات توليد على جهد متوسط (‪ )15kV and 13.8kV‬مرورا بمحوالت رفع الجهد ‪Step up‬‬ ‫‪ Power Transformer‬على جهود(‪ )220kV‬و(‪ )66kV‬للمستهلك القريب من محطة التوليد‪ ،‬ثم يتم عمل خفض للجهد في‬ ‫محطات التوزيع على جهود متوسطة ‪ 22kV‬وهو الجهد المستخدم حاليا و‪ 11kV‬وهو المستخدم قديما‪.‬وقد يتم خفض الجهد‬ ‫على مراحل مرورا ب‪.33kV‬‬ ‫ الموزع ‪ Distributor‬عبارة عن ‪.switchgear‬‬ ‫و يتكون من‪:‬‬ ‫▪‬ ‫‪Incoming‬‬ ‫▪‬ ‫‪Bus Bar‬‬ ‫▪‬ ‫‪Bus Coupler‬‬ ‫▪‬ ‫‪Bus Riser‬‬ ‫▪‬ ‫‪Feeder‬‬ 06.MV Network ⮚ Distributer (Switchgear). 1 Bus bar Compartment 2 Cable Compartment 3 Switching Compartment 4 Low Voltage Compartment components of distributor 1 Circuit Breaker Withdrawable 2 Current Transformer Set 3 Earth Switch 4 Voltage Transformer incoming cells 06.MV Network ⮚ Distributer (Switchgear). 1 Circuit Breaker Withdrawable 2 Current Transformer Set 3 Earth Switch Outgoing cells 1 Circuit Breaker Withdrawable 2 Current Transformer Set 3 Earth Switch bus riser bus coupler ‫‪06.MV Network‬‬ ‫أثناء التشغيل العادي ‪ ،‬تسمح ‪ switchgear‬بتشغيل أو فصل المولدات وخطوط النقل‬ ‫وغيرها من التجهيزات الكهربائية األخرى‬ ‫من ناحية أخرى ‪ ،‬عندما يحدث عطل مثل ‪ short circuit‬في أي جزء من نظام الطاقة ‪،‬‬ ‫يتدفق تيار كبيرعبر التجهيزات ‪ ،‬مما يهدد بتلفها وانقطاع التغذية الكهربائية ‪.‬ومع ذلك ‪،‬‬ ‫فإن ‪ switchgear‬تكتشف الخطأ وتقوم بفصل الجزء المعطل من النظام‪.‬‬ 06.MV Network 06.MV Network ‫‪06.MV Network‬‬ ‫متي نستخدم ال ‪ RMU‬ومتي تستخدم ‪ SWITCH GEAR‬؟‬ ‫الوحدة التغذية الحلقية ‪ :RMU‬تستعمل للربط مع شركة الكهرباء والعمالء (شركات ‪,‬فنادق‪,‬مصانع‪.).....,‬‬ ‫وأحيانا تستخدم فى حالة التغذية من نفس المصدر أو من مصدريين مختلفيين (دخول و خروج) ويمكن عمل المناورات فى حالة‬ ‫حدوث اى عطل فى سكاكين الدخول وعادة ما تستخدمها شركة الكهرباء فى اكشاك المحوالت الموجودة والموزعة لكل منطقة‬ ‫وعمل المناورات للحد من الجزء المفصول من المنظومة ‪.‬‬ ‫الموزع ‪ :SWITCH GEAR‬فهو لدخول خطوط التغذية (القادمة من المحطات الرئيسية ‪ 30/11‬أو من المحطات الفرعية ) وتغذية‬ ‫المحوالت فى الموقع وتغذية خروج أو أكثر الى محطات فرعية‪.‬‬ ‫يستخدم فى حالة التغذية من مصدرين مختلفين من الجهد المتوسط وذلك لتأمين التغذية الكهربية فى حال سقوط اى من‬ ‫المصدرين وذلك باستخدام خاليا ‪ bus coupler‬و ‪ bus riser‬وذلك لنقل التغذية من المصدر االخر وعادة ما تكون قى المحطة‬ ‫الرئيسية وذلك لتغذية عدد كبير من المحوالت او عدد من ‪ loops‬من وحدات التغذية الحلقية ‪ RMU‬ومنها للمحوالت‪.‬‬ ‫‪06.MV Network‬‬ ‫)‪⮚ Ring Main Unit (RMU‬‬ ‫هي معدة ك~هربية تستخدم لربط محول التوزيع الخاص بالمبني بشبكة الجهد المتوسط تستخدم ‪ RMU‬في‬ ‫‪-‬‬ ‫ربط المحوالت التي تكون قدرتها أقل من ‪ MVA 5‬يكون لكل محول لوحة ‪ RMU‬خاصه به‪.‬‬ ‫‪-‬مجموعة من المفاتيح الكهربائية المغلقة أو السكاكين تستخدم لربط المحطات الفرع~ية ببعضها بطريقة‬ ‫‪-‬‬ ‫الحلقة وداخل محطات الجهد المتوسط (‪ 11‬كيلو فولت إلى ‪ 36‬كيلو فولت) بغرض تغذية و حماية المحوالت‬ ‫الموصلة بها في حالة حدوث مشكلة بالشبكة أو فصل جزء من الشبكة في حالة الصيانة‪.‬‬ 06.MV Network ⮚ Construction of RMU. Load Break Switch. High Rapture Capacity Fuse (HRCF). Mechanical Interlock. Earthing Switch. Bus bar. Construction of RMU ‫‪06.MV Network‬‬ ‫‪⮚ Types of RMU:‬‬ ‫❑ )‪GIS (Gas Insulated – SF6‬‬ ‫يكون بها القاطع والبارات الموصلة معزولين بالغاز‪.‬‬ ‫العزل المستخدم في النوع ده بيكون غاز سداسي فلوريد الكبريت و ده بيستخدم في العزل في‬ ‫تطبيقات الجهد العالي‪.‬‬ ‫❑ ‪Partially GIS‬‬ ‫يكون القاطع فقط هو المعزول بالغاز‪.‬‬ ‫❑ )‪AIS (Air Insulated‬‬ ‫تكون اك~بر في الحجم من النوعين األخرين‪.‬والعزل المستخدم في النوع ده هو الهواء‪.‬‬ ‫‪06.MV Network‬‬ ‫ في أول خلية يتم استالم و ربط كابل ال ‪ 11kv‬او‪ 22kv‬حسب المنطقة‬ ‫من المناطق الحديثة أم القديمة‪.‬‬ ‫ ويكون الكابل قادم إما من الشبكة نفسها أو قادم من اقرب ‪RMU‬‬ ‫للمشروع القريب إليك‪.‬‬ ‫ وفي الخلية الثانية والثالثة يتم تقسيم التيار بحيث يتم تغذية المحول‬ ‫الخاص بك بالجهد المطلوب وتكون هذه الخلية الثانية‪.‬‬ ‫ أما الثالثة وهي الستكمال الحلقة إذا كان لديك أكثر من مبنى و اكثر من‬ ‫محول او لتغذية اقرب مشروع إليك‪.‬‬ ‫ويمكن إضافة خليتين‬ ‫ ‪.Spare Cell‬‬ ‫ ‪.Measurement Devices Cell‬‬ ‫و يمكن كتابة توصيف الوحدة كالتالي‪.or (2+1+m) )m+1+3( :‬‬ ‫ يحدد الرقم االول (‪ )or 3 2‬عدد الخاليا التي تحتوي على ‪ LBS‬فقط و‬ ‫تستخدم لتغذية الشبكات فقط‪.‬‬ ‫ و يحدد الرقم الثاني (‪ )1‬عدد الخاليا التي تحتوي على ‪LBS and HRCF‬‬ ‫والتي تستخدم لتغذية المحوالت‪.‬‬ ‫ اما حرف ال‪ m‬يحدد وجود خلية قياس ام ال‬ 06.MV Network Room Dimensions For RMU 1:1.5 m from left & right of RMU. 0:60 cm from back. (Cell door + 1:2 m for circulation and movement) from front.  PART SEVEN Load Estimation Main Points. 07.Load Estimation ⮚ what’s the required Information to start load estimation? 1. Area & application of area 2. Codes and regulations ⮚ Types of Electrical Loads 1. Lighting Loads. 2. HVAC Loads. 3. LC loads. 4. Special Loads. 5. Miscellaneous Loads. 6. Standby Loads. 7. Demand Loads. 07.Load Estimation ⮚ 1.1.4 Methods of calculation of load estimation I. All Over Method. In Egypt, the electrical load estimation process for residential and commercial buildings is guided by the Egyptian Code of Practice for Electrical Installations. Here are the general steps involved in electrical load estimation: 07.Load Estimation ⮚ Methods of calculation of load estimation I. All Over Method. Determine the Determine the Determine the Determine the Building Type and biuld up area and total demand load Connected Load Demand Factor Intended Use number of floors 07.Load Estimation ⮚ Methods of calculation of load estimation II. load break down Electrical load estimation calculation typically involves breaking down the total electrical load into different categories or types of loads. This breakdown helps to identify the different electrical requirements and characteristics of each load and enables more accurate load estimation calculations. 07.Load Estimation ⮚ Methods of calculation of load estimation II. load break down calculates electrical load estimation using load breakdown in Egypt, you can follow these steps: Identify and list all the loads in the building or system, including lighting, power, reactive, non-linear, and standby loads. Determine the electrical characteristics of each load, such as voltage, current, power factor, and operating hours. Calculate the power demand for each load type, taking into account the electrical characteristics and operating hours. Add up the power demand for each load type to determine the total connected load for the building or system. Apply diversity factors to account for the fact that not all loads operate at maximum demand simultaneously. Calculate the demand factor by dividing the maximum demand by the total connected load. Use the demand factor to determine the capacity required for the electrical system. 07.Load Estimation ⮚ Methods of calculation of load estimation II. load break down IEEE,NEC,IEC.‫ من خالل األكواد المختلفة كال‬Power density ‫ويتم حساب ال‬ ‫‪07.Load Estimation‬‬ ‫‪⮚ Methods of calculation of load estimation‬‬ ‫‪III. Exact Method:-‬‬ ‫وهذه الطريقة هي األكثر دقة في تقدير االحمال الكهربية‪ ،‬وتتم بتقسيم الغرف طبقا لل ‪ Application‬وعمل تصميم للغرفة‬ ‫وحساب االحمال تبعا للتصميم‪ ،‬ثم القسمة على مساحة الغرفة واإلتيان بال ‪ Power density‬الخاص بكل نوع من الغرف‬ ‫وضربها في مجموع مساحات غرف ال ‪ Application‬الواحد‪.‬‬ THANK YOU Dar Al-Kahrbaa Training CenterGeneral Manager : Eng. Hamdy