Расчет сети электроснабжения строительной площадки

Расчет сети электроснабжения строительной площадки.

 

На строительной площадке производственного  здания, стройгенплан которого приведен на рисунке 1 установлены:

Сварочный трансформатор ТСП-2 – 1,10, машина шлифовальная со IIIA – 2, машина для подогрева и подачи мостика на кровлю, СО-100 А – 3, башенный кран КБ308 – 4, сварочный трансформатор СТШ-250 – 5, агрегат смесительно-штукатурный СО-57Б – 6, диспергатор – 7, светильник ККУО3-10000-001х1 – 8,12, светильник ГСП 17-2000-024 – 9, светильник ИСУ02-5000/К23-01 – 11.

 

Технические данные электрооборудования  приведены в таблице 1.

    Необходимо определить:

1) расчетную электрическую мощность, потребляемую строительной площадкой;

2) мощность, тип и месторасположение  трансформаторной подстанции;

3) рассчитать токи, потребляемые каждым электроприемником, выбрать плавкие предохранители для защиты всех потребителей, марки силовых распределительных шкафов (щитов);

4) нанести на стройгенплане схему  электрических сетей;

5) выбрать сечение всех проводов (жил кабелей), питающих потребителей строительной площадки и проверить сечение на допустимое отклонение напряжения (для всех потребителей строительной площадки).

 

 

 

Рисунок 1 – План размещения объектов на стройплощадке

 

 

 

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

 

1. Определение расчётной  мощности строительной площадки.

 

Для определения расчетной мощности, потребляемой каждым электроприемником  стройплощадки, разобьем все механизмы  на характерные с точки зрения электрооборудования группы.

 

Таблица 1 –  Технические характеристики электрооборудования, машин и механизмов

 

Номер на плане	Наименование  и тип механизма	Установленная мощность, кВт	Коэффициент спроса (Кс)	Коэффициет  мощности (cosφ)	ПВ	Ki
1,10	Сварочный трансформатор ТСП-2	19,4	0,25	0,6	0,55	-
2	Машина шлифовальная со IIIA	3	0,3	0,83	1	6
3	Машина для подогрева и подачи мостика на кровлю, СО-100 А	45; 15	0,5	0,95	1	7
4	Башенный кран КБ308	30; 5; 7,5; 2х6,3;2,2	0,35	0,71	0,25	5,7
5	Сварочный трансформатор  СТШ-250	15,3	0,3	0,57	0,6	-
6	Агрегат смесительно-штукатурный СО-57Б	5,5	0,4	0,86	0,5	7
7	Диспергатор	7,5	0,3	0,85	1	7,5
8,12	Светильник ККУО3-10000-001х1	10	0,5	1	1	-
9	Светильник ГСП 17-2000-024	2	0,45	1	1	-
11	Светильник ИСУ02-5000/К23-01	5	0,5	1	1	-

 

Определение расчетной электрической  мощности потребляемой строительной площадкой.

Разобьем все электроприемники на 4 группы:

1. Трехфазные электродвигатели длительного режима.

                  Р_н = Р_пасп

 

                  Р_н2 = 3 кВт

      Р_н3 = 45 +15 = 60 кВт

      Р_н6 = 5,5 кВт

      Р_н7 = 7,5 кВт

 

2. Электродвигатели повторно-кратковременного режима.

 

Р_н4 = кВт

3. Однофазные электроприемники.

 

Р_н1 = кВт

Р_н5 = кВт

Р_н10 = кВт

 

4. Осветительные установки.

Р_н.осв = Р_осв

 

Р_н.осв8 =  10 кВт

Р_н.осв9 = 2 кВт

Р_н.осв11 = 5 кВт

Р_н.осв12 = 10 кВт

 

Определим расчетную активную мощность каждого потребителя

 

Расчетная суммарная активная мощность строительной площадки, где К_м-коэффициент участия в получасовом максимуме нагрузки, для строительной площадки (К_м=0,75…0,8).

Определим расчетную реактивную мощность каждого потребителя

 

 

Расчетная суммарная реактивная мощность строительной площадки, где К_м-коэффициент участия в получасовом максимуме нагрузки, для строительной площадки (К_м=0,75…0,8).

Таблица 2-Расчетные мощности механизмов

 

Номер на плане	Наименование  и тип механизма	Рн, установленная мощность, приведенная к ПВ=1, кВт	Расчетная мощность
			Рр, кВт	Qр, квар
1,10	Сварочный трансформатор ТСП-2	14,39	3,6	4,8
2	Машина шлифовальная со IIIA	3	0,9	0,6
3	Машина для подогрева и подачи мостика на кровлю, СО-100 А	60	30	9,86
4	Башенный кран КБ308	28,65	10,03	9,95
5	Сварочный трансформатор СТШ-250	11,85	3,55	5,13
6	Агрегат смесительно-штукатурный СО-57Б	3,89	2,2	1,31
7	Диспергатор	7,5	2,25	1,39
8,12	Светильник ККУО3-10000-001х1	10	5	0
9	Светильник ГСП 17-2000-024	2	0,9	0
11	Светильник ИСУ02-5000/К23-01	5	2,5	0

 

 

 

 

2. Выбор мощности, типа и места расположения трансформаторной подстанции.

 

Для оценки величины реактивной мощности применяют средневзвешенный коэффициент реактивной мощности. Средневзвешенный тангенс угла сдвига фаз определяется по формуле:

 

tgφ_c= 30,27 / 55,63 = 0,54

 

Если tgφ_c>0,42 (φ>0,54) и Р_р>100, то устанавливается компенсирующее устройство - одиночный конденсатор или комплектную компенсирующую установку мощностью:

 

Q_k=P_p(tgφ_c-tgφ₂)

 

где tgφ₂ – коэффициент реактивной мощности после компенсации, в условиях строительного производства, tgφ₂=0,32…0,42 (принимаем tgφ₂:=0,42).

 

У нас tgφ_c=0,54  и  Р_р=55,63 кВт

 

Следовательно, нет необходимости устанавливать компенсирующее устройство.

 

Полная мощность строительной площадки:

 

 

где 1,05-коэффициент, учитывающий запас  активной мощности (5%) необходимый для  покрытия потерь в электрической  сети строительной площадки.

 

Такую мощность может обеспечить комплектная трансформаторная подстанция КТП-63-10-81У1 с S_т=63 кВт

Коэффициент загрузки установленного трансформатора находится по формуле:

Β = S / S_T = 63 / 63 = 1

 

Таблица 3-Координаты электроприемников  на плане

Координаты  и расчетная мощность на плане	Номер приемника  на генплане
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Xi, м	14,4	60	66,6	10	84,4	114,4	96,1	24,4	37,8	85,5	74,4	61,1
Yi, м	66,1	70	52,2	10	32,2	31,1	67,8	41,1	30	64,4	44,4	30,5
Pi, кВт	3,6	0,9	30	10,03	3,56	2,2	2,25	5	0,9	3,6	2,5	5

 

Минимальные потери напряжения и мощности в электрической сети строительной площадки будут в случае расположения ТП в центре электрических нагрузок.

 Теоретические координаты  центра электрических нагрузок  определяются из выражений:

 

    

При этом учитывается, что восемь потребителей не могут быть запитаны непосредственно  от ТП, имеющей только четыре отходящих  кабеля. Поэтому кроме ТП, на стройплощадке  необходимо установить еще не менее двух РШ. Марки шкафов выберем после определения расчетных токов электроприемников и номинальных токов плавких вставок предохранителей.

 

3. Определение расчетных токов и выбор предохранителей.

 

Разбиваем всех потребителей на две  группы:

 

1) Трехфазные приемники, включаемые на линейное напряжение. Для трехфазных потребителей расчетные ток определяется из следующего выражения:

 

  

где I_р - расчетный ток электроприемника, А; Р_н, U_н, cosφ – номинальные мощности, Вт; напряжения, В; и коэффициента мощности электроприемника (приводятся в технических характеристиках электрооборудования).

 

U_н=380 В  U_ф=220 В

 

            

 

Провода и кабели, выбранные по расчетному току, могут испытывать нагрузки, значительно превышающие допустимые из-за перегрузок электроприемников, возникновение однофазных и многофазных коротких замыканий. Для защиты электрических сетей в аварийных режимах применяют плавкие предохранители. При защите электродвигателей с небольшой частотой пуска и малой длительностью разгона (насосы, вентиляторы, компрессоры, станки) ток плавкой вставки предохранителя находится по формуле:

 где I_п – пусковой ток, А

 

Пусковой ток двигателя определяется по формуле:

I_п=I_р·К_I  где I_п=I_н – номинальный, паспортный ток двигателя, А

 

K_i  = I_{p *} K_i   - кратность пускового тока двигателя, приводится в технических   характеристиках оборудования

 

2. Электроприемники, включаемые на  фазное напряжение (сварочный трансформатор  и светильники). Для однофазных потребителей расчетный ток определяется из следующего выражения:

 

где I_р – расчетный ток электроприемника; Р_н – номинальные значения мощности, Вт;

cos(φ) – коэффициент мощности электроприемника; U_ф – фазное напряжение, В, соответствующее линейному (номинальному) напряжению (приводятся в технических характеристиках электрооборудования).

       

       

    

       

Номинальный ток плавкой вставки  для защиты линий, питающих потребителей без пусковых токов выбираются из условия:   

 

            

            

            

         

Таблица 4 – Аппараты защиты линий сети стройплощадки

 

Номер на плане	Наименование  и тип механизма	Расчетный ток, Iр, А	Расчетный ток  плавкой вставки, А	Предохранитель
				Тип	Номинальный ток, А
1,10	Сварочный трансформатор ТСП-2	109	130,8	ПР-2-200	160
2	Машина шлифовальная со IIIA	5,49	13,18	ПР-2-60	15
3	Машина для подогрева и подачи мостика на кровлю, СО-100 А	95,96	268,69	ПР-2-350	300
4	Башенный кран КБ308	80,25	178,5	ПР-2-200	160
5	Сварочный трансформатор СТШ-250	94,5	113,4	ПР-2-200	125
6	Агрегат смесительно-штукатурный СО-57Б	9,72	27,22	ПР-2-60	35
7	Диспергатор	19,65	59	ПР-2-60	60
8,12	Светильник ККУО3-10000-001х1	45,45	54,54	ПР-2-60	60
9	Светильник ГСП 17-2000-024	9,09	10,91	ПР-2-60	15
11	Светильник ИСУ02-5000/К23-01	22,73	27,28	ПР-2-60	35