Książki naukowe

Liczba stron: 220 • Format: 170 × 240 mm • Rok wydania: 2023
ISBN 978-83-7493-237-0

Zaproponowane w niniejszej publikacji rozszerzenie opisu przestrzennie zmiennych właściwości gruntu polami losowymi o dodatkowy parametr w postaci kąta odchylenia głównych kierunków anizotropii od pionu i poziomu jest ważnym wkładem wnoszonym do dyscypliny naukowej inżynieria lądowa, geodezja i transport. Przedstawione rozszerzenie stanowi istotne rozwinięcie stosowanej metody projektowania konstrukcji geoinżynierskich na podstawie teorii niezawodności (ang. reliability based design), która wyznacza jeden z obecnych kierunków rozwoju projektowania w budownictwie. W pracy przedstawiono kompletną procedurę numeryczną jednoczesnej identyfikacji kąta obrotu oraz skali fluktuacji właściwości gruntu na podstawie powszechnie wykonywanych badań in situ. Pokazano, że w pewnych rodzajach podłoża kąt ten rzeczywiście występuje i może osiągać znaczne wartości. Wykazano przy tym, że wartość tego kąta wpływa w sposób znaczący na niezawodność konstrukcji. Wprowadzone rozszerzenie umożliwia dokładniejszy opis zmienności przestrzennej właściwości gruntu, a w konsekwencji – poprawę bezpieczeństwa projektowanych konstrukcji geoinżynierskich.
Marek Kawa tytuł magistra inżyniera uzyskał na Wydziale Budownictwa Lądowego i Wodnego w 2003 r. w specjalności Teoria Konstrukcji. Na tym Wydziale w 2008 r. obronił swoją pracę doktorską pt. Stany graniczne ośrodków gruntowych i skalnych z mikrostrukturą warstwową. Obecnie jest zatrudniony na stanowisku adiunkta badawczo-dydaktycznego w Katedrze Geotechniki, Hydrotechniki, Budownictwa Podziemnego i Wodnego na Wydziale Budownictwa Lądowego i Wodnego.
Obszar jego zainteresowań naukowych związany jest z anizotropią wytrzymałości gruntów i skał oraz zastosowaniami pól losowych do modelowania przestrzennie zmiennych ośrodków gruntowych. Interesują go również wszystkie zagadnienia, w których te dwie dziedziny się łączą. Jest autorem i współautorem kilkudziesięciu prac naukowych, a także wielu opracowań o charakterze eksperckim.
Jest członkiem International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering oraz Polskiej Izby Inżynierów Budownictwa, a także członkiem redakcji czasopisma naukowego Studia Geotechnica et Mechnica. Był współorganizatorem wielu konferencji naukowych, m.in. EUROCK 2013 – The 2013 ISRM International Symposium, Zimowa Szkoła Mechaniki Górotworu i Geoinżynierii (w latach 2005–2023) i MLRA 2021 – Machine Learning & Risk Assessment in Geoengineering.

Skrypt zawiera podstawowe informacje z zakresu zasilania cylindrów silnika powietrzem oraz paliwem. Szczególną uwagę poświęcono zagadnieniu wysokociśnieniowego wielofazowego zasilania typu common rail. Omówiono także niektóre rozwiązania konstrukcyjne elementów oraz podzespołów wchodzących w skład układu zasilania. 
Skrypt jest przeznaczony dla studentów Wydziału Samochodów i Maszyn Roboczych Politechniki Warszawskiej w zakresie przedmiotu "silniki spalinowe". Mogą z niego korzystać również studenci innych uczelni technicznych.

rok wydania: 2024, wydanie III rozszerzone i uaktualnione
ilość stron: 130
ISBN:978-83-64094-86-6
format: 16x23 cm
oprawa: miękka

autor: Julian Wiatr
recenzenci: mgr inż. Marcin Orzechowski, mgr inż. Mirosław Miegoń

Spis treści

Od Autora / 5
1. Zasilacze bezprzerwowe (UPS) / 7
1.1. Dobór mocy zasilaczy UPS / 7
1.2. Wymagania stawiane zasilaczom UPS / 10
1.3. Układy redundantne UPS / 17
1.4. Przykłady układów zasilania gwarantowanego o zwiększonej niezawodności / 19
1.5. Zasilacze dc – siłownie telekomunikacyjne (STK) / 23
2. Baterie stacjonarne – akumulatory (zagadnienia wybrane) / 26
2.1. Baterie akumulatorów / 27
2.2. Porównanie baterii klasycznych VLA i baterii z regulowanym zaworem VRLA / 36
2.3. Dobór baterii akumulatorów do zasilacza UPS / 44
2.4. Wymagania techniczne wyboru baterii akumulatorów (diagram) / 49
2.5. Dobór baterii do systemu UPS / 50
2.6. Dobór wentylacji pomieszczenia systemu baterii VRLA / 67
2.7. Akumulatory w układach zasilania urządzeń przeciwpożarowych / 82
3. Układy pomiarowe / 88
3.1. Przykładowe układy pomiarowe z wykorzystaniem liczników elektronicznych / 88
3.2. Dobór przekładników dla układów pomiarowych półpośrednich / 92
3.3. Przekładniki napięciowe / 101
4. Wyznaczenie mocy zapotrzebowanej oraz dobór liczby i mocy stacji transformatorowych SN/nn – przykład obliczeniowy / 108
5. Literatura / 116
Zestawienie zasilaczy UPS o mocy do 800 kVA / 118

Od Autora
Oddajemy do Państwa rąk miniporadnik wydany w ramach serii wydawniczej „Niezbędnik elektryka”, poświęcony doborowi mocy źródeł zasilających.

W pierwszej części (Niezbędnik elektryka 3) przedstawiliśmy podstawowe wymagania dotyczące jakości energii elektrycznej oraz niezawodności jej dostaw do zasilanych budynków. Opisaliśmy zasady wyznaczania mocy zapotrzebowanej przez budynki mieszkalne oraz budynki użyteczności publicznej. Wyjaśniona została różnica pomiędzy współczynnikiem jednoczesności a współczynnikiem zapotrzebowania, które przez wiele osób są błędnie ze sobą utożsamiane. Opisane zostały zasady doboru mocy transformatorów SN/nn oraz ich optymalnej lokalizacji. Zamieściliśmy również opis podstawowych układów automatyki SZR, zasady doboru mocy zespołów prądotwórczych oraz schematy przykładowych układów zasilania awaryjnego. Uzupełnieniem pierwszej części opracowania są podstawowe wymagania w zakresie kompensacji mocy biernej oraz dotyczące minimalnych odległości kontenerowych stacji transformatorowych i zespołów prądotwórczych od innych budynków pod względem ochrony przeciwpożarowej.
W tej części opisaliśmy układy zasilaczy UPS oraz zasady doboru ich mocy. Zamieściliśmy podstawowe informacje o bateriach akumulatorów stosowanych w układach zasilania gwarantowanego oraz sposoby doboru siłowni telekomunikacyjnych. Ponieważ problemy związane z eksploatacją baterii akumulatorów są powszechnie bagatelizowane, wyjaśniliśmy zjawisko tworzenia się atmosfery wybuchowej w pomieszczeniach bateryjnych wskutek wydzielającego się wodoru.

Uzupełnieniem tego rozdziału są wymagania dotyczące wentylacji pomieszczeń bateryjnych, które wzbogaciliśmy przykładowymi układami sterowania wentylacją. Z uwagi na powszechność stosowania układów pomiarowych zużytej energii elektrycznej, w końcowej części opracowania zostały opisane podstawowe parametry przekładników napięciowych i przekładników prądowych oraz zasady ich doboru.

Pod koniec opracowania znajdą Państwo przykład rachunkowy doboru mocy oraz liczby stacji transformatorowych SN/nn dla projektowanego osiedla mieszkaniowego z funkcją usługową. Oprócz prezentacji praktycznego wyznaczenia mocy zapotrzebowanej zostały wykonane w nim obliczenia mające na celu optymalną lokalizację projektowanych stacji transformatorowych z zachowaniem wymaganych minimalnych odległości od innych budynków w zakresie ochrony przeciwpożarowej.

Obydwie części stanowią merytoryczną całość, wydaną w wersji kieszonkowej, przydatną w każdej sytuacji, bez potrzeby korzystania z „Poradnika projektanta elektryka” lub innych obszernych podręczników.

Ze wstępu
Podstawowym kryterium zapewniającym ciągłość zasilania jest wysoka niezawodność urządzeń zasilających. Nie bez znaczenia jest również jakość dostarczanej energii elektrycznej, od której zależy poprawne funkcjonowanieszeregu odbiorników elektrycznych. Wprawdzie parametry jakościowe napięcia zasilającego zostałyokreślone w normie PN-EN 50160 „Parametry napięcia zasilającego w publicznych sieciach rozdzielczych” oraz normie PN-EN 61000 „Kompatybilność elektromagnetyczna”, a także w rozporządzeniu Ministra Gospodarki z dnia 4 maja 2007 roku w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego [DzU Nr 93/2007, poz. 623], to jednak dla wielu czułych odbiorników są one niewystarczające. Dokumenty te określają wymagania możliwe do spełnienia przez dostawcę energii elektrycznej. Nie obejmują one jednak zaburzeń powstałych wskutek różnych zjawisk losowych oraz powodowanych przez czynniki atmosferyczne.

Jakość dostarczanej energii elektrycznej ma znaczący wpływ na poprawną pracę oraz na trwałość zasilanych odbiorników. Wahania napięcia oraz wyższe harmoniczne są powodem zakłóceń oraz przedwczesnego zużywania się wielu odbiorników. Wprawdzie normy i przepisy precyzyjnie określają parametry napięcia zasilającego w publicznych sieciach rozdzielczych, ale brak przepisów wykonawczych, które stanowiłyby podstawę egzekwowania od odbiorców filtrowania wprowadzanych do sieci zakłóceń powoduje, że parametry dostarczanej energii znacząco odbiegają od wymagań formalnych.

Najbardziej niebezpieczne dla czułych urządzeń elektrycznych oraz elektronicznych są krótkie przerwy w zasilaniu oraz ich szczególne przypadki określane jako zapady napięcia. Wszelkie zakłócenia oraz przerwy w dostawie energii mają również wpływ na niezawodność pracy urządzeń elektrycznych. Zakłócenia przychodzące z sieci zasilającej mogą być przyczyną przerw w produkcji spowodowanych awariami urządzeń zasilających.

W przypadku zasilania odbiorników wymagających wysokiej niezawodności zasilania konieczne staje się projektowanie układów zasilających pozwalających na wyeliminowanie zakłóceń przychodzących z sieci zasilającej lub przerw w dostawie energii elektrycznej spowodowanych awarią tej sieci.
Do takich odbiorników należy zaliczyć przede wszystkim:
centra przetwarzania informacji,
centrale telefoniczne,
szpitale,
komendy policji oraz jednostki straży pożarnej,
zakłady produkcyjne o ciągłym procesie technologicznym,
urządzenia przeciwpożarowe instalowane w obiektach budowlanych.
W przypadku obiektów budowlanych łączności, wymagania w zakresie zasilania w energię elektryczną zostały jednoznacznie określone w rozporządzeniu Ministra Łączności z dnia 21 kwietnia 1995 roku w sprawie warunków technicznych zasilania w energię elektryczną obiektów budowlanych łączności [DzU Nr 50/1995 poz. 271]. Natomiast w przypadku innych obiektów budowlanych sposób zasilania należy opracować na etapie koncepcji projektowej w uzgodnieniu z inwestorem oraz użytkownikiem.

Często w obiekcie budowlanym lub budynku zachodzi konieczność wykonania układu zasilania gwarantowanego obejmującego tylko wybrane odbiorniki. Projektując układ zasilania gwarantowanego należy mieć świadomość, że zasilacz UPS lub siłownia telekomunikacyjna wyposażona jest w baterie akumulatorów, które stanowią magazyn energii elektrycznej. Baterie te są ładowane określonym prądem, który powoduje, wskutek zachodzących reakcji elektrochemicznych, wydzielanie wodoru.

Wydzielający się wodór z ładowanych baterii może stwarzać zagrożenie wybuchowe w przypadku przekroczenia stężenia 4,1% określanego Dolną Granicą Wybuchowości (DGW). Powoduje to konieczność zaprojektowania skutecznej detekcji stężenia wodoru oraz odpowiedniej wentylacji pomieszczeń bateryjnych. Poza tym pracujące zasilacze UPS lub siłownia telekomunikacyjna powodują wydzielanie określonej ilości ciepła, które należy odprowadzić.

Stan ten powoduje, że pomieszczenie zasilaczy UPS lub siłowni telekomunikacyjnej oprócz wentylacji musi zostać wyposażone w klimatyzację, dzięki czemu można będzie utrzymać właściwą wilgotność oraz temperaturę powietrza wymaganą dla poprawnej pracy zasilaczy oraz baterii akumulatorów. W celu przybliżenia tych problemów w niniejszej publikacji zostały opisane podstawowe wymagania w zakresie jakości energii, niezawodności zasilania, funkcjonowania zasilaczy UPS, doboru i eksploatacji baterii akumulatorów oraz wymagania w zakresie wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń przeznaczonych do instalowania źródeł zasilania gwarantowanego.
Na końcu publikacji został zamieszczony przykładowy projekt zasilania gwarantowanego opracowany i zrealizowany przeze mnie w zakładzie produkującym folię do pakowania żywności. Projekt ten został opublikowany w 2008 roku w serii wydawniczej „Copper Leonardo Energy”.
W imieniu swoim i współautora składam serdeczne podziękowania Panom: mgr. inż. Leszkowi Bożkowi, mgr. inż. Antoniemu Czerwińskiemu, a także prezesowi O/Warszawa Stowarzyszenia Polskich Energetyków mgr. inż. Witoldowi Zdunkowi za wnikliwą analizę treści oraz cenne uwagi, które pozwoliły na stworzenie ostatecznej wersji tej książki.
Julian Wiatr