ЦЕЛЬ, ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И СОДЕРЖАНИЕ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

Выполнение расчетно-графической работы (РГР) по электроснабжению строительной площадки предусматривает приобретение навыков по выбору элементов систем электроснабжения и пускозащитной аппаратуры.

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.

Индивидуальное задание

Исходными данными являются схема подключения технологического обо­рудования, пример которой приведен на рис.1, задание на электроснабжение строительной площадки дано в табл.1, номинальные мощно­сти электроприемников в зависимости от варианта задания принимаются по таблице приложения.

Электроприемники строительной площадки относятся к третьей категории по надежности электроснабжения, что обусловливает достаточность примене­ния комплектной трансформаторной подстанции (КТП), имеющей в своем со­ставе один трансформатор.

Задание на электроснабжение технологического оборудования строительной площадки

№ на схеме	Наименование оборудования	Номи- нальная мощность Рн ,кВт	Среда установки	Напряже- ние сети, В	Смен- ность	Длина линии до ШР, м
1	Строит. кран	75	Нормальная	380	2	200
2,3,4	лебёдка	22	Нормальная	380	2	80
5	бытовка	20	Нормальная	380	2	180
6,7,8,9	свар. агрегат	100	Нормальная	380	2	100
10,11	раств. узел	7,5	Нормальная	380	2	55
12,13,14	компрессор	5,5	Нормальная	380	2	60
15	насос	7,5	Нормальная	380	2	15
16	вентилятор	7,5	Нормальная	380	2	60
17	электроинструмент	4	Нормальная	380	1	15
18	наруж. освещение	15	Нормальная	380	1	40

Примечание. Длина линии от КТП до ШР2 и ШРЗ соответственно равна -150м.

КТП

ШР2 ШР3

1

9

6

4

7

2

3

5

8

100

11

12

14

16

18

13

15

17

Рис. 1. План подключения технологического оборудования стройплощадки

Выполнение расчетно - графической работы

При выполнении РГР можно принять такое техническое решение (рис.1):

электрооборудование строительного крана присоединить непосредственно к КТП, а остальные ЭП технологического процесса присоединить к КТП через силовые распределительные шкафы, распределив нагрузки от них по возмож­ности равномерно.

С целью получения навыков выбора силовых распределительных шкафов с автоматическими выключателями и с предохранителями считаем, что ШР2 вы­полнен с автоматами, ШРЗ - 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 электроприемников строительной площадки

№ на схеме	Наименование оборудования	Pн, кВт	n	Kи	q	tgφ	Pc, кВт	Qc, кВАр
1	Строительный кран	75	1	0,1	1	1,73	7,5	12,975
2,3,4	Лебедка	22	3	0,1	1	1,73	6,6	11,418
5	Бытовка	20	1	0,95	0,95	0	18,05	0
6,7,8,9	Сварочный агрегат	100	4	0,25	0,8	1	80	80
10,11	Растворный узел	7,5	2	0,15	0,6	1,52	1,35	2,052
12,13,14	Компрессор	5,5	3	0,55	0,9	0,75	8,167	6,125
15	Насос	7,5	1	0,55	0,9	0,75	3,712	2,784
16	Вентилятор	7,5	1	0,55	0,9	0,75	3,712	2,784
17	Электроинструмент	4	1	0,15	0,6	1,52	0,36	0,547
18	Наружное освещение	15	1	1	1	0	15	0

144,451 118,686

P_c=nP_HK_Иq

Q_c= P_c tgφ

1.2. Выбор комплектных компенсирующих устройств

В целях снижения потерь электроэнергии в питающих сетях и уменьшения значения устанавливаемой мощности КТП выбираем комплексную конденсаторную установку (ККУ), реактивная мощность нагрузки при этом

1.2. Выбор комплектных компенсирующих устройств

В целях снижения потерь электроэнергии в питающих сетях и уменьшения значения устанавливаемой мощности КТП выбираем комплексную конденсаторную установку (ККУ), реактивная мощность нагрузки при этом

Q=Q_c=118,686-75=43,686 кВАр

Средняя полная мощность нагрузки трансформатора

2. Предварительный набор мощности трансформатора

Так как для электроприемников третьей категории надежности электроснабжения необходима однотрансформаторная КТП, то мощности предварительно выбираемого трансформатора определим по формуле:

Выбираем ближайший больший трансформатор мощностью 250кВА.

1.4. Проверка предварительно выбираемого трансформатора

по условию допустимого остаточного напряжения

при пуске двигателя наибольшей мощности

Допустимое остаточное напряжение при пуске двигателя наибольшей мощности должно быть:

U_ост≥0,85

Остаточное напряжение при пуске двигателя наибольшей мощности:

U_ост=

Индуктивное сопротивление двигателя наибольшей мощности при пуске:

Индуктивное сопротивление трансформатора:

Окончательно выбираем из табл.5 КТП-250-100/0,4 мощностью 250 кВА напряжением ВН 10 кВ и НН 0,4 кВ.

2.2 Выбор комплектного оборудования

Для определения вводного автомата или рубильника силового распределительного шкафа ШР2 иШР3 вычислим электрическую нагрузку, подключаемую к каждому шкафу.

Q_c=P_ctgφ

D=nP²_HK_Иq(0,8-K_Иq)

μ₃=P_HD(0,8-2K_Иq)

Расчет электрической нагрузки ШР2

№ на схеме	Наименование оборудования	Pн, кВт	n	Kи	q	tgφ	Pc, кВт	Qc, кВАр	D	μ3
2,4	Лебедка	22	2	0,1	1	1,73	4,4	7,612	67,76	894,432
6,7	Сварочный агрегат	100	2	0,25	0,8	1	40	40	2400	96000
10	Растворный узел	7,5	1	0,15	0,6	1,52	0,675	1,026	3,594	16,71
12,14	Компрессор	5,5	2	0,55	0,9	0,75	5,445	4,083	9,133	-9,545
16	Вентилятор	7,5	1	0,55	0,9	0,75	3,712	2,784	8,492	-12,102
18	Наружное освещение	15	1	1	1	0	15	0	0	0
	Итого:						69,23	55,50	2488,98	96889,5

Коэффициент вариации:

Коэффициент асимметрии:

Расчетная активная мощность:

Расчетная полная мощность:

Расчетный ток нагрузки ШР2:

Ток теплового расцепителя вводного автомата:

По I_у=255,248 из таблицы выбираем ближайший больший вводный рубильник ВА51-39 на ток 400А.

Аналогично выполним расчет для ШР3

Расчет электрической нагрузки ШР3

№ на схе- ме	Наименова-ние оборудова-ния	Pн, кВт	n	Kи	q	tgφ	Pc, кВт	Qc, кВАр	D	μ3
3	Лебедка	22	1	0,1	1	1,73	2,2	3,806	33,88	447,216
5	Бытовка	20	1	1	0,95	0	19	0	0	0
8,9	Сварочный агрегат	100	2	0,3	0,8	1	48	48	2688	86016
13	Компрессор	5,5	1	0,6	0,9	0,75	2,97	2,227	4,247	-6,54
11	Растворный узел	7,5	1	0,2	0,6	1,52	0,9	1,368	4,59	19,278
17	Электроинструмент	4	1	0,2	0,6	1,52	0,48	0,729	1,305	2,924
15	Носос	7,5	1	0,6	0,9	0,75	4,05	3,037	7,897	-16,585
	Итого:						77,6	59,168	2739,92	86462,3

Коэффициент вариации:

Коэффициент асимметрии:

Расчетная активная мощность:

Расчетная полная мощность:

Расчетный ток нагрузки ШР3:

По I_P=278,824А из таблицы выбираем ближайший больший вводный рубильник на ток 400А.

Для определения серииШР2 необходимо иметь информацию о номинальных токах и токах установки тепловых расцепителей выключателей.

Номинальный ток двигателя строительного крана:

Номинальный ток сварочных преобразователей:

Номинальный ток для наружного освещения:

Номинальный ток для бытовок:

Расчетные токи электродвигателей и токи тепловых расцепителей линейных автоматов определяем по формулам:

Технические данные линейных автоматов ШР2

№ на схеме	Наименование оборудования	Pн, кВт	IH, A	Iу, A	Автомат
2,4	Лебедка	22	44	51,764	ВА51-31 на 63А
6,7	Сварочный агрегат	100	70,057	82,42	ВА51-35 на 100А
10	Растворный узел	7,5	15	17,647	ВА51-31 на 20А
12,14	Компрессор	5,5	11	12,941	ВА51-31 на 16А
16	Вентилятор	7,5	15	17,647	ВА51-31 на 20А
18	Наружное освещение	15	22,817	26,844	ВА51-31 на 31,5А

По условию технического решения подбираем из таб. 7 силовой шкаф для ШР2 типа ПР8503-1010 с вводным автоматом ВА51-39 на номинальный ток 400А, который имеет 8 отходящих линий с автоматами ВА51-31 2 автомата на ток 63А для подключения лебедки, 1 на ток 20А для подключения растворного узла, 2 автомата на ток 16А для подключения компрессора, 1 на ток 20А для подключения вентилятора, 1 на ток 31,5А для подключения наружного освещения, и 2 отходящие линии автоматами ВА51-35 на ток 100А для подключения сварочного агрегата.

Для определения серии ШР3 необходимо иметь информацию о номинальных и пусковых токах и токах вставки предохранителей.

Пусковые токи электродвигателей и токи вставок определяем по формулам:

Токовая нагрузка силового распределительного шкафа ШР3

№ на схеме	Наименование оборудования	Pн, кВт	IH, A	Iпуск, А	IBC, А
3	Лебедка	22	44	308	154
5	Бытовка	20	30,42	30,42	30,42
8,9	Сварочный агрегат	100	76,057	76,057	76,057
13	Компрессор	5,5	11	210	105
11	Растворный узел	7,5	15	105	52,5
17	Электроинструмент	4	8	56	28
15	Насос	7,5	15	105	52,5

По условию технического решения подбираем силовой шкаф для ШР3 типа

ШР11-73708 с вводным рубильником Р18-373 на номинальный ток 400А, которые имеют по пять отходящих лини с предохранителями ПН2 на ток 250А для параллельного подключения бытовки и сварочного агрегата, насоса и сварочного агрегата, лебедки и компрессора, растворного узла и электроинструмента.