вариант_15


Федеральное государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Сибирский Федеральный Университет
Инженерно-строительный институт
Кафедра «Механизация и автоматизация строительства»
Дисциплина «Электротехника»
Расчетно-графическая работа
Тема: «Электроснабжение строительной площадки»
Вариант №25
Выполнил: студент гр. ДС 11-11
Шоюнзун А. Р

Проверил: Ереско А. С.
Красноярск 2012 г
Цель расчетно-графической работы:
- усвоение методов оценки значений электрических нагрузок;
- закрепление знаний правил выбора элементов электрических сетей, силовых распределительных пунктов, комплектных трансформаторных подстанций и пускозащитной аппаратуры;
-изучение номенклатуры электрооборудования и кабельной продукции, применяемых для электроснабжения строительных площадок.
Исходные данные
План подключения технологического оборудования стройплощадки
КТП



ШР2 ШР3
15
19
187
11
9
16
6
2
5
8
7
13
10
14
4
3
1
12
17

№ на
схеме Наименование
оборудования Номинальная
Мощность Рн, кВт Среда
установки Напряжение
в сети,
В Сменность Длина
линии
до ШР,
м
1 Строительный кран 110 Нормальная 380 2 170
2 Лебедка 5,5 Нормальная 380 2 110
3,4,5,6 Бытовка 207 Нормальная 380 2 150
7,8,9 Сварочный агрегат 40 Нормальная 380 2 115
10,11,12 Растворный узел 18,5 Нормальная 380 2 25
13 Компрессор 7,5 Нормальная 380 2 20
14 Насос 15 Нормальная 380 2 45
15,16,17 Вентилятор 15 Нормальная 380 2 30
18 Электроинструмент 1,5 Нормальная 380 1 45
19 Наружное освещение 30 Нормальная 380 1 70
Длина линии от КТП до ШР2 и ШРЗ соответственно равна 170м.
При выполнении РГР принимаем такое техническое решение, при котором электрооборудование строительного крана присоединено непосредственно к КТП, а остальные ЭП технического процесса к КТП через силовые шкафы. С целью получения навыков выбора распределительных шкафов с автоматическими выключателями и с предохранителями считаем, что ШР2 выполнен с автоматами, а ШР3 выполнен с предохранителями.
1.Выбор комплектной трансформаторной подстанции
Для выбора КТП необходимо определить:
- расчетные мощности электроприемников, присоединяемых к каждому из силовых распределительных шкафов, значения которых лежат в основе выбора сечения питающих ШР сетей и токов плавких вставок предохранителей отходящих от КТП линий;
- суммарное значение мощности, потребляемое всеми электроприемниками строительной площадки, определяющее установленную мощность трансформатора КТП.
Количество трансформаторов КТП определяем категорией надежности электроснабжения электрооборудования, установленного на строительной площадке.
Так как электроприемники строительной площадки относятся к третьей категории, то выбираем однотрансформаторную КТП с одним трансформатором, для определения мощности которого выполним расчет электрических нагрузок.
1.1. Расчет электрических нагрузок
№ на схеме Наименование оборудования Номин-я мощностьPн, кВтn Kиq tgφPc, кВтQc, кВАр1 Строительный кран 110 1 0,1 1 1,73 11 19,03
2 Лебедка 5,5 1 0,1 1 1,73 0,55 0,95
3,4,5,6 Бытовка 207 4 0,95 0,95 0 747,27 0,00
7,8,9 Сварочный агрегат 40 3 0,25 0,8 1 24 24,00
10,11,12 Растворный узел 18,5 3 0,15 0,6 1,52 4,995 7,6
13 Компрессор 7,5 1 0,55 0,9 0,75 3,71 2,8
14 Насос 15 1 0,55 0,9 0,75 7,84 5,9
15,16,17 Вентилятор 15 3 0,55 0,9 0,75 22,3 16,7
18 Электроинструмент 1,5 1 0,15 0,6 1,52 0,14 0,2
19 Наружное освещение 30 1 1 1 0 30,00 0,00
Итого: 851,81 77,18
Формула для определения средней активной мощности:

n- количество однотипного оборудования
PH–номинальная мощность
КИ – коэффициент использования
q- коэффициент учитывающий неритмичность технологических процессов и наличие простоев оборудования в ремонтах.
Формула для определения средней реактивной мощности:
Qc= Pc∙ tgφ1.2. Выбор комплектных компенсирующих устройств
В целях снижения потерь электроэнергии в питающих сетях и уменьшения значения устанавливаемой мощности КТП выбираем комплектную конденсаторную установку (ККУ–0,38-75) так как реактивная мощность Qс=77,18кВАр, то есть ближайший 75кВАр.
Реактивная мощность нагрузки после компенсации
Q=Qс-Qкку=77,18-75=2,18Средняя полная мощность нагрузки трансформатора

1.3.Предварительный выбор мощности трансформатора
Так как для электроприемников третьей категории надежности электроснабжения необходимаоднотрансформаторная КТП, то мощности предварительно выбираемого трансформатора определим по формуле:

Выбираем ближайший больший трансформатор мощностью 160кВА.
1.4. Проверка предварительно выбираемого трансформатора
по условию допустимого остаточного напряжения
при пуске двигателя наибольшей мощности
Допустимое остаточное напряжение Uост при пуске двигателя наибольшей мощности не должнобыть менее 0,85. С наибольшей мощностью является двигатель 4АН250М4УЗ смощностью Р=110кВт,КПД =93,5%, cos= 0,89, кратность пускового тока iП=6,5
Остаточное напряжение при пуске двигателя наибольшей мощности определяется по формуле:
Uост=
Индуктивное сопротивление двигателя наибольшей мощности при пуске:

Индуктивное сопротивление трансформатора:

Uост= 1,03 ≥ 085
Выбираем КТП-1000/10/0,4 мощностью 1000кВА высшим напряжением 10 кВ и низшим напряжением 0,4кВт
2.2 Выбор комплектного оборудования
Для определения вводного автомата или рубильника силового распределительного шкафа ШР2 и ШР3 вычислим электрическую нагрузку, подключаемую к каждому шкафу.
Расчет электрической нагрузки ШР2№ на схеме Наименование оборудования Номинальна мощность Pн, кВтn Kиq tgφPc, кВтQc, кВАрДисп-иямощ-стиD Третий централ-ый момент μ3
2 Лебедка 5,5 1 0,1 1 1,73 0,55 1,00 2,1 6,9
3,5 Бытовка 207 2 0,95 0,95 0 373,6 0,00 0,00 0,00
8 Сварочный агрегат 40 1 0,25 0,8 1 8 8 192 3072,00
10,12 Растворный узел 18,5 2 0,15 0,6 1,52 3,33 5 43,7 501,2
13 Компрессор 7,5 1 0,55 0,9 0,75 3,7 2,8 8,5 -12,1
16 Вентилятор 15 1 0,55 0,9 0,75 7,4 5,6 34,00 -96,9
18 Электроинструмент 1,5 1 0,15 0,6 1,52 0,1 0,2 0,1 0,1
Итог: 396,7 22,6 280,4 3471,2
Формула для вычисления дисперсии мощности:

Формула вычисления третьего центрального момента:

Коэффициент вариации:

Коэффициент асимметрии:

Расчетная активная мощность ШР2:

Расчетная полная мощность:

Расчетный ток нагрузки ШР2:

Ток теплового расцепителя вводного автомата:

По Iу=66,5А выбираем ближайший больший линейный автомат ВА51-31 на ток 80А.
Аналогично выполним расчет для ШР3
Расчет электрической нагрузки ШР3
№ на схеме
Наименование оборудования Номин-а мощ-тьPн, кВт n Kиq tgφPc, кВтQc, кВАрD μ3
4,6 Бытовка 207 2 0,95 0,95 0 373,6 0 0 0
7,9 Сварочный агрегат 40 2 0,25 0,8 1 16 16 384 6144
11 Растворный узел 18,5 1 0,15 0,6 1,52 1,7 2,6 21,9 251,2
14 Насос 15 1 0,55 0,9 0,75 7,4 5,6 34 -96,9
15,17 Вентилятор 15 2 0,55 0,9 0,75 14,9 11,2 68 -193,8
19 Наружное освещение 30 1 1 1 0 30 0 0 0
Итог: 443,6 35,4 507,9 6104,5
Коэффициент вариации:

Коэффициент асимметрии:

Расчетная активная мощность ШР3:

Расчетная полная мощность:

Расчетный ток нагрузки ШР3:

По IP=734,8 А выбираем ближайший больший вводный рубильник на ток 400А.
Для определения серииШР2 необходимо иметь информацию о номинальных токах
установки тепловых расцепителей выключателей.
Номинальный ток двигателя строительного крана:

Номинальный ток сварочных преобразователей:

Номинальный ток для наружного освещения:

Номинальный ток для бытовок:

Формула для вычисления расчетных токов электродвигателей лебедок, растворных узлов, компрессора, насоса, электроинструмента:

Формула для вычисления токов уставок тепловых расцепителей линейных автоматов:

Технические данные линейных автоматов ШР2№ на схеме Наименование оборудования Номи-ая мощность РН, кВТНоминальный ток IH, A Ток
уставкиIу, A Автомат
2 Лебедка 5,5 11 12,9 ВА51-31 на 16А
3,5 Бытовка 207 414 487,1 ВА51-39 на 500А
8 Сварочный агрегат 40 80 94,1 ВА51-31 на 100А
10,12 Растворный узел 18,5 37 43,5 ВА51-31 на 50А
13 Компрессор 7,5 15 17,6 ВА51-31 на 20А
16 Вентилятор 15 30 35,3 ВА51-31 на 40А
18 Электроинструмент 1,5 3 3,5 ВА51-31 на 16А
Для определения серии ШР3 необходимо иметь информацию о номинальных и пусковых токах и токах вставки предохранителей.
Формула для определения пусковых токов электродвигателей:

Формула для определения тока плавкой вставки предохранителя для электродвигателя:

Токовая нагрузка силового распределительного шкафа ШР3
№ на схеме Наименование оборудования Номинальная мощность Pн, кВт Номинальный
ток IH, A Пусковой ток Iпуск, А Ток плавкой вставки IBC, А
4,6 Бытовка 207 414 2898 17,2
7,9 Сварочный агрегат 40 80 560 3,3
11 Растворный узел 18,5 37 259 1,5
14 Насос 15 30 210 1,2
15,17 Вентилятор 15 30 210 1,2
19 Наружное освещение 30 60 420 2,5
3. Выбор проводов и кабелей
3.1 Предварительный выбор проводов и кабелей
по токовой нагрузке ЭП
Для распределения электрической энергии на строительной площадке применяют четырехпроводную сеть с глухозаземленнойнейтралью, при этом для подключения строительного крана, лебедок, растворных узлов, компрессоров, насосов, вентиляторов, сварочного агрегата и электроинструментов используют кабели типа КРПТ, а для бытовок и наружного освещения кабели АВВГ.

Предварительно выбранное сечение жил проводов и кабелей строительной площадки
№ на
схеме Наименование
оборудования Номинальная
Мощность Рн, кВт Ном-й токIH, A
Дл.доп-йток для кабеля выбранного сечения
IДЛ, A Марка и сечения жил проводов и кабелей Длительно допускаемый ток Iдоп, А
1 Строительный кран 110 220 239,1 АВВГ(3х95+1х35) 255
2 Лебедка 5,5 11 12 КРПТ(4х1,5) 19
3,4,5,6 Бытовка 207 414 450 КРПТ(3х185+1 50) 500
7,8,9 Сварочный агрегат 40 80 87 КРПТ(3х10+1х6) 90
10,11,12 Растворный узел 18,5 37 40,2 КРПТ(4х6) 42
13 Компрессор 7,5 15 16,3 КРПТ(4х1,5) 19
14 Насос 15 30 32,6 КРПТ(4х4) 35
15,16,17 Вентилятор 15 30 32,6 КРПТ(4х4) 35
18 Электроинструмент 1,5 3 3,3 КРПТ(4х1,5) 19
19 Наружное освещение 30 60 65,2 АВВГ(30х10+1 6) 70
3.2 Проверка предварительно выбранных проводов и кабелей на потерю напряжения
Предварительно выбранное сечение проводов и кабелей проверяем на потерю напряжения, при этом допустимая потеря напряжения от КТП до ШР и от ШР до электроприемника не должна превышать 0,05.

Выбранное сечение жил кабелей и потеря напряжений в линии
Наименование оборудования Номинальная мощность Pн, кВтДлина линии l, м R, Ом Марка и сечения жил проводов и кабелей Потеря напряжения
Строительный кран 110 170 0,1 АВВГ(3х95+1х35) 0,61
Лебедка 5,5 110 1,2
КРПТ(4х1,5) 0,25
Бытовка 207 150 0,05
КРПТ(3х185+1 50)
0,01
Сварочный агрегат 40 115 0,3
КРПТ(3х10+1х6)
0,06
Растворный узел 18,5 25 0,07 КРПТ(4х6) 0,014
Компрессор 7,5 20 0,23 КРПТ(4х1,5) 0,048
Насос 15 45 0,2 КРПТ(4 4) 0,05
Вентилятор 15 30 0,1 КРПТ(4х4) 0,002
Электроинструмент 1,5 45 0,5 КРПТ(4х1,5) 0,10
Наружное освещение 30 70 0,3
АВВГ(3х10+1 6)
0,06
КРПТ: Ом.мм2/м
АВВГ: Ом.мм2/м
Рассчитаем потерю напряжения на участке от КТП до ШР2 (при длине линии 170м):
А
Подберем сечение кабеля: АВВГ 2.(4×150)
Ом

Рассчитаем потерю напряжения на участке от КТП до ШР3 (при длине линии 170м):
А
Подберем сечение кабеля: АВВГ 2.(4×150)
Ом

Были подобраны диаметры кабелей:
- для лебедки 1,5 мм2- для бытовки 2,5 мм2- для сварочного агрегата 50 мм2- для наружного освещения 6 мм2Проверка:
Суммарная потеря напряжения от КТП до ШР и от ШР до электродвигателя:
- лебедки∆U*=∆U1+∆U2=0.007+0.012=0.019<0.05- бытовки∆U*=0.09+0.008=0.09<0.05- сварочного агрегата ∆U*=0.03+0.012=0.042<0.05- наружного освещения ∆U*=0.032+0.012=0.044<0.05Окончательно выбираем диаметры кабелей для: лебедки КРПТ(4х1,5), бытовки АВВГ(4х2,5), сварочного агрегата КРПТ(3х50+1х25), наружного освещения АВВГ(4х6)- так как суммарная потеря напряжения на участках от КТП до ШР2 и до ШР3 не превышают 0,05 и удовлетворяют условию и проверка на этом заканчивается.
Список литературы.
Правила устройства электроустановок (ПУЭ-86). М: Энергоатомиздат, 1986, 646 с.
Тюханов Ю.М., Усихин В.Н. Критериальный анализ задачи резервирования в системах электроснабжения / Электричество. 1987 №2, 49-51 с.
Справочник по проектированию электроснабжения. Под ред. Ю.Г. Барыбина.-М.: Энергоатомиздат, 1979, 492 с.
Тюханов Ю.М., Усихин В.Н., Шарко Г.И. Совершенствование расчетов электрических нагрузок // Инструктиные указания по проектированию электротехнических строительных установок. 1982. №5. С.3-5.
Указания по компенсации реактивных нагрузок в электрических сетях промышленных предприятий // Инструктивные указания по проектированию электротехнических строительных установок. 1984. №1. С.6-20.
Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. – М.: Энергоатомиздат, 1991. 346 с.
Ангорова Т.В., Тюханов Ю.М., Усихин В.Н. Оценка значений промышленных электрических нагрузок. // Электричество, 1991. №12. С 9-14

Приложенные файлы

  • docx 23710768
    Размер файла: 122 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий