4.3 Расчет потребности в электроэнергии, выбор трансформаторов и определение сечения проводов временных электросетей

Сети (включая установки и устройства) энергоснабжения постоянные

и временные предназначены для энергетического обеспечения силовых и технологических потребителей, для устройства наружного и внутреннего освещения объектов строительства, подсобно-вспомогательных зданий, мест производства строительно-монтажных работ и строительной площадки.

Проектирование, размещение и сооружение сетей электроснабжения (или их отдельных элементов) на строительной площадке производится в соответствии с «Правилами устройства электроустановок» ПУЭ, главой СНиП 3.05.06-85, СНиП ІІ-4-79, СНиП 12-03-99, ГОСТ 12.1.013-78, ГОСТ 23274-84, ГОСТ 12.1.046 и др.

Параметры временных сетей (или их отдельных элементов) устанавливаются в следующей последовательности:

- расчет электрических нагрузок;

- выбор источников электроэнергии;

- выявление объектов обслуживания первой категории (объекты, требующие резервного питания – водопонижение, электропрогрев, ко- тельные, пожарные насосы и т.п.), расположенные на территории;

- составление рабочей схемы электроснабжения.

Расчетный показатель требуемой мощности Р_тр на стадии разработки ППР определяется для строительной площадки (кВт) из выражения

Р_тр = α ( К₁∑ Р_м / cos φ₁ + К₂∑Р_т/ cos φ₂ + К₃∑ Р_ов + К₄∑ Р_он + К₅∑ Р_св ), (4.5)

где α ─ коэффициент потери мощности в сетях в зависимости от

протяженности, сечения и др., равен 1,05…1,1;

∑ Р_м ─ сумма номинальных мощностей всех установленных в се-

ти электромоторов, кВт, (приложение 4, таблица 4.1);

18

∑Р_т ─ сумма потребляемой мощности для технологических по-

требностей (электрообогрев бетона, подогрев бетона, от-

таивание грунта и т.п.), кВт, (приложение 4, таблица 4.2);

∑ Р_ов ─ суммарная мощность осветительных приборов и уст -

ройств для внутреннего освещения объектов, кВт, (прило-

жение 4, таблица 4.3);

∑ Р_он ─ то же, для наружного освещения объектов и территории,

кВт, (см. приложение 4, таблица 4.3);

∑ Р_св─ то же, всех установленных сварочных трансформаторов,

кВт, (приложение 4, таблица 4.5);

cos φ₁ ─ коэффициент мощности для групп силовых потребите

лей электромоторов (в среднем 0,8);

cos φ₂ ─ то же для технологических потребителей (в среднем 0,8);

К₁ ─ коэффициент одновременности работы электромоторов

(до 5 шт. ─ 0,6; 5…8 шт. ─ 0,5 и более 8 шт. – 0,4);

К₂ ─ то же для технологических потребителей (всреднем 0,4);

К₃ ─ то же для внутреннего освещения (в среднем 0,8);

К₄ ─ то же для наружного освещения (в среднем 0,9);

К₅ ─ то же для сварочных трансформаторов (до 3 шт. ─ 0,8;

3…5 шт. ─ 0,6; 6…8 ─ 0,5 и более 8 шт. – 0,4).

Показатель Р_м может определяться по перечню и паспортам (каталогам, справочникам) машин, механизмов и установок строительной площадки по суммарной площади электродвигателей.

Минимальная освещенность установлена «Указаниями по проектированию освещения строительных площадок (СН- 81-60) и СНиП ІІ-4-79». Требуемая мощность для наружного освещения подсчитывается исходя из норм освещенности.

По результатам расчетов принимается комплектная трансформаторная подстанция по данным приложения 4, таблица 4.4.

Сечения проводов наружных сетей можно подбирать в зависимости от расчетной силы тока (условие нагрева провода не более 70^º С). Сила тока І в А определяется по формулам:

при трех- и четырехпроводных линиях (с нулевым проводом)

І = 1000 Р / 1,73 U cos φ; (4.6)

для двухпроводных линий

І = 1000 Р / U cos φ, (4.7)

где Р ─ мощность токопотребителей на расчетном участке, кВт;

U ─ линейное напряжение, В;

cos φ – коэффициент мощности; для временных сетей cos φ = 0,7-0,8.

Определение сечения проводов по силе тока производится соответственно по формулам:

при трех- и четырехпроводных линиях (с нулевым проводом)

s = 173 ∑ І L cos φ / К U² ΔU; (4.8)

19

для двухпроводных линий

s = 100 ∑ І L cos φ / К U² ΔU, (4.9)

где L ─ длина линии в один конец, м;

К ─ удельная проводимость материала проводов, принимаемая

для меди равной 57, для алюминия – 34,5, для стали – 83;

ΔU ─ допустимые потери напряжения в рассчитываемой линии, для

силовых трех- и четырехпроводных сетей ΔU ≤ 8 %, для

двухпроводных ΔU ≤ 6 %.

При большой напряженности временных сетей необходимо проверять напряжение в сети ΔU. Для силовых трех- и четырехпроводных сетей расчет производится по формуле

100 ∑ Р L / К U² s = ΔU ≤ 8 %; (4.10)

для двухпроводных линий определяется по формуле

200 ∑ Р L / К U² s = ΔU ≤ 6 %; (4.11)

где ∑ Р L – суммарный момент нагрузки, Вт · м, равный сумме произве-

дений приложенных нагрузок, протекающих по участку на

длину этого участка или равный сумме произведений прило-

женных нагрузок, Вт, на длину от начала линии L, м, (∑ Р L).

Сечения однопроволочных и многопроволочных проводов воздушных сетей напряжением 380 В могут быть выбраны по приложению 4, таблица 4.6.

Для приема и распределения электроэнергии трехфазного тока при напряжении до 500 В применяются шкафы силовые распределительные СП-62 и СПУ-62, рассчитанные на номинальные токи до 400А с защитой отходящих линий предохранителями ПН-2 и НПН-2.

В осветительных и силовых сетях на строительных площадках рекомендуется предусматривать пусковые ящики с ручным управлением типа ЯРВ в металлических кожухах.

В строительстве применяются провода и силовые кабели следующих марок: АПР и АПВ одножильные, плоские двух- и трехжильные, АППВ, ППВ, АППВС, ППВС с алюминиевыми и медными жилами; кабели силовые АВРГ, АНРГ, НРГ с медными и алюминиевыми жилами.

Для подключения временно устанавливаемых передвижных и переносных строительных механизмов с электроприводом применяются шланговые гибкие кабели и провода марок КРПТ, ГРШС, ШРПС и др.

Пример.

На основании календарного плана или сетевого графика производства работ, графика работы машин и механизмов, а также объектного стройгенплана определяются электропотребители и их мощность (кВт), устанавливаемая в период максимального потребления электроэнергии.

Мощность силовых установок для производственных нужд устанавливается графиком по форме таблицы 4.7.

20

Требуемая мощность для технологических нужд ∑Р_т включает расход электроэнергии на прогрев бетона и прогрев кирпичной кладки, учитываемый по данным приложения 4, таблица 4.2. На электропрогрев

10 м³ бетона с модулем поверхности равным 10 при наружной температуре -20 ºС с доведением прочности до 70 % при удельном расходе электроэнергии 140 кВт/ч и 20 м³ кирпичной кладки с модулем поверхности, равным 9, при удельном расходе электроэнергии 70 кВт/ч расходуется:

∑Р_т = (140 · 10 + 70 · 20) / 16 = 175 кВт,

где 16 ─ продолжительность прогрева, ч.

Требуемая мощность осветительных приборов и устройств для внутреннего и наружного освещения по данным приложения и сводится в таблицу 4.8.

Таблица 4.7 - График необходимой установленной мощности

электродвигателей для производственных нужд

Механизмы	Еди-ница изме- ре- ния	Коли- че-ство	Установ- ленная мощность эл. двигателей, кВт	Об- щая мощ- ность, кВт	Месяцы
					ян- варь	фев- раль	март	и т. д.
Башенный кран КБ-401	шт.	2	58	116	116	116	-
Бетоносмеситель 500 л	шт.	1	28	28	28	28	28
Бетононасос 10 м3/ч	шт.	1	16,8	16,8	16,8	16,8	16,8
Мачтовый подъемник	шт.	4	2,8	11,2	11,2	11,2	11,2
Вибратор И-18	шт.	4	0,8	3,2	3,2	3,2	3,2
Окрасочный агрегат	шт.	1	4	4	4	4	4
Мозаично-шлифоваль-ная машина СО-17	шт.	2	2,2	4,4	4,4	-	-
Итого: ∑ Рм					183,6	179,2	43,2

По данным графика (таблица 4.7) в расчете учитывается ∑ Р_м = 183,6 кВт.

Суммарная мощность сварочных трансформаторов ТС-500:

∑ Р_св = 32 · 2 = 64 кВт,

где 32 кВт - номинальная мощность сварочного трансформатора типа ТС-500 по приложению 4, таблица 4.5;

2 шт. - количество одновременно используемых трансформаторов.

Суммарная требуемая мощность Р_тр для выбора трансформатора составит:

Р_тр = 1,1(0,5 · 183,6 / 0,7+ 0,4 · 175 / 0,8 + 0,8 · 4,22 + 0,9 · 5,96 + 0,8 · 64) =

=1,1(131,14 + 87,50 + 3,38 + 5,36 + 51,20) = 1,1 · 278,56 = 306 кВт.

Принимается по приложению 4 (таблица 4.4) комплектная трансформаторная подстанция КТП СКБ Мосстроя мощностью 320 кВ·А.

21

Таблица 4.8 - Мощность электросети для внутреннего и наружного

освещения рабочих мест и территории производства работ

Потребители электроэнергии	Единица измерения	Количество	Норма освещен- ности, кВт		Мощность, кВт
Внутреннее освещение:
Конторские и общественные помещения	м2	100		0,015	1,50
Санитарно-бытовые помещения	м2	80		0,010	0,80
Мастерские	м2	120		0,150	1,80
Закрытые склады	м2	60		0,002	0,12
Итого: ∑ Ров					4,22
Наружное освещение:
Открытые склады	м2	420		0,001	0,42
Главные проходы и проезды	км	0,12		5,000	0,60
Второстепенные проходы и проезды	км	0,80		2,500	2,00
Охранное освещение	км	1,20		1,500	1,80
Монтаж сборных конструкций	м2	380		0,003	1,14
Итого: ∑ Рон					5,96

Определяется сечение голых алюминиевых проводов двухпроводной воздушной линии длиной L = 170 м, по которой передается ток напряжением 220 В для освещения конторских и общественных помещений (длина воздушной линии l₁ = 30 м, Р₁ = 1,50 кВт (таблица 4.8), санитарно-бытовых помещений (l₂ = 20 м, Р₂ = 0,80 кВт), мастерских (l₃ = 40 м, Р₃ = 1,80 кВт), закрытых складов (l₄ = 30 м, Р₄ = 0,12 кВт), открытых складов (l₅ = 50 м, Р₅ = 0,42 кВт). Потери напряжения в сети ΔU = 4 %. Длины участков установлены по объектному стройгенплану.

Момент нагрузки

∑ Рl = Р₁ l₁ + Р₂ (l₁ + l₂) + Р₃(l₁ + l₂ + l₃) + Р₄(l₁ + l₂ + l₃ + l₄) + Р₅(l₁ + l₂ + l₃ +

+ l₄ + l₅) = 1,50 · 30 + 0,80 · (30 + 20) + 1,80 · (30 + 20 + 40) + 0,12 ·

· (30 + 20 + 40 + 30) + 0,42 · (30 + 20 + 40 + 30) + 0.42 · (30 + 20 +

+ 40 + 30 + 50) = 45,0 + 40,0 + 162,0 + 14,4 + 71,4 = 332,8 кВт · м.

Сечение проводов по мощности определяется по формуле (4.11):

200 ∑ Р L / К U² s = ΔU ≤ 6 %,

откуда s = 200 ∑ Р L / К U²ΔU = 200 · 332,8 · 1000 / 34,5 · 220² · 4 =

= 66560000 / 6679200 ≈ 10 мм² .

Определяется сечение по силе тока. Сила тока в двухпроводной сети определяется по формуле (4.7):

І = 1000 Р / U cos φ = 1000 · (1,50 + 0,80 + 1,80 + 0,12 + 0,42) =

= 1000 · 4,64 / 176 ≈ 26 А;

s = 100 ∑ І L cos φ / К U ΔU = 100 · 26 · 170 · 0,8 / 34,5 · 220 · 4 =

= 353600 / 30360 ≈ 12 мм².

22

Учитывая механическую прочность алюминиевых проводов принимается их минимальное сечение 16 мм² (см. приложение 14, таблица 4.6), при этом сечение нулевого провода также 16 мм².

Для освещения проходов, проездов и рабочих мест может предусматриваться отдельная линия, для которой выполняется расчет сечения проводов, исходя из нагрузок в сети (см. таблицу 4.8). В этом случае потребляемая мощность на освещение принимается не как суммарная в конечной точке, а рассредоточенной через 100-200 м (расстояние между прожекторами).

Отдельно выполняется расчет сечения проводов для подачи электроэнергии на производственные и технологические нужды напряжением 220/380 В по формулам при трех- и четырехпроводных линиях (с нулевым проводом).