Задача №1

Определить величину электрической нагрузки строительной площадки 16-этажного жилого дома из монолитного железобетона, выбрать компенсирующее устройство (для повышения коэффициента мощности до значения 0,9) и трансформатор (трансформаторы) силовой трансформаторной подстанции, а также место ее расположения на стройплощадке. На рисунке показаны электрические распределительные сети при питании от существующей подстанции (СТП).

Рассчитать величину оплаты за использование электроэнергии в течение квартала, предполагая, что активная потребная энергия составляет W_a = 120 Р_общ. (кВт. ч). Считать, что в первом случае мощность компенсирующей установки стройплощадки соответствует требуемой энергосистемой (К=100%), а во втором случае – отличается от заданной (К=25%).

Исходные данные для требуемого варианта взять из табл. 6

Пример решения:

1. Заносим исходные данные в табл. 7 (К, Р_н или S_н).

2. Определяем или сдельных групп потребителей и заносим эти данные в табл. 7

3. По табл. 1, находим величины К_с , COS , ПВ для этих групп электроприемников.

4. Вычисляем значение tg , соответствующее COS потребителей.

5. Определяем расчетные мощности отдельных групп потребителей электроэнергии:

а) башенный кран №1

б) башенный кран №2

в) бетоносмесительное отделение

г) арматурное отделение

1 - станки для резки стальной арматуры

2 - сварочные трансформаторы

3 - итого по отделению

д) строящиеся здания

1 -установка электропрогрева бетона

2- сварочные трансформаторы

3 – вибраторы

4 – освещение лампами накаливания

5 – итого по строящемуся зданию

Таблица 6

Исходные данные для решения задачи №1

Варианты	Башенные краны (БК)		Строящиеся здания (СЗ)								Бетоносмесительное отделение (БО)		Арматурное отделение (АО)				Освещение стройплощадки				Бытовые помещения
	Электродвигатели		Установки электропрогрева бе6тона		Сварочные трансформаторы		Вибраторы		Освещение подмостьев и рабочих полов (лампы накаливания)		Электродвигатели бетоносмесителей		Станки для резки стали		Сварочные трансформаторы		Рабочее освещение прожекторами		Охранное освещение (лампы ДРЛ)		Освещение (лампы накаливания)		Электросушилки (для спец. одежды)
	К, шт.	Рн, кВт	К, шт	Рн, кВт	К, шт	Sн, кВА	К, шт	Рн, кВт	К, шт	Рн, кВт	К, шт	Рн,кВт	К, шт	Рн, кВт	К, шт	Sн, кВА	К, шт	Рн, кВт	К, шт	Рн, кВт	К, шт	Рн,кВт	К, шт	Рн, кВт
1	2	65,3	8	40	8	32,0	8	0,8	40	0,1	4	13	2	7,0	2	32,0	20	1,0	12	0,4	8	0,06	2	3,0
2	2	35,5	2	60	3	82,0	4	1,2	20	0,06	2	22	3	2,8	1	44,5	16	0,2	20	2,0	12	0,06	1	3,0
3	2	34,0	4	80	9	33,0	6	0,6	18	0,06	2	30	1	5,5	3	33,0	12	0,5	14	0,125	11	0,06	2	3,0
4	2	58,0	3	25	6	44,5	5	1,5	22	0,06	3	5,1	2	7,0	4	15,3	11	0,2	12	0,25	6	0,06	1	3,0
5	2	39,0	10	12	3	44,5	7	0,8	36	0,1	4	9,1	3	5,5	2	32,0	15	0,1	14	0,4	10	0,06	2	3,0
6	2	65,3	6	60	10	33,0	9	0,3	18	0,06	2	12,0	4	2,8	5	15,3	8	0,5	10	0,7	14	0,06	1	3,0
7	2	58,0	4	40	6	88,0	6	1,2	42	0,06	2	40,0	3	7,0	2	44,5	22	1,0	17	0,4	7	0,06	2	3,0
8	2	34,0	3	80	9	15,3	8	1,5	27	0,1	4	5,1	4	2,8	3	33,0	18	1,0	14	0,7	9	0,06	1	3,0
9	2	35,5	2	60	10	32,0	7	0,8	32	0,06	3	9,1	3	5,5	4	32,0	14	0,5	10	2,0	11	0,06	1	3,0
10	2	65,5	6	12	9	44,5	12	0,4	44	0,1	4	30,0	2	13,0	2	44,5	12	0,1	22	0,4	10	0,06	1	3,0

Таблица 7

Исходные данные и результаты расчета электрических нагрузок стройплощадок

№ п/п	Наименование объекта	Группа электроприемников	Задано в условии задачи			Определяется по справочникам			Вычисляется
			К, шт.	Рн, кВт	Sн, кВА	Кс	Cos	ПВ	∑Рн, кВт	∑Sн, кВА	Ру, кВт	tgφ	Расчетная мощность			Всего по объекту, кВА
													Рр, кВт	Qр, квар	Sр, кВА
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
1	Башенный кран № 1	Электродвигатели БК	1	34,0	-	0,35	0,5	0,25	34,0	-	17,0	1,73	5,95	10,29	11,88	11,88
2	Башенный кран № 2	_”_”_”_”_”_”_”	1	65,3	-	0,35	0,5	0,25	65,3	-	32,7	1,73	11,42	19,75	22,81	22,81
3	Бетоносмесительное отделение	Электродвигатели БС	3	13,0	-	0,6	0,7	1,0	39,0	-	39,0	1,02	23,4	23,86	33,41	33,41
4	Арматурное отделение	Станки для резки стали	3	7,0	-	0,45	0,5	1,0	21,0	-	21,0	1,73	9,45	16,34	18,88	29,14
		Сварочные трансформаторы	1	-	44,5	0,30	0,40	0,60	-	44,5	13,7	2,29	4,11	9,41	10,26
5	Строящееся здание	Установки электропрогрева	7	60,0	-	0,70	0,85	1,0	420	-	420	0,62	294	182,28	345,92	412,80
		Сварочные трансформаторы	9	-	32,0	0,30	0,40	0,60	-	288	89,2	2,29	26,76	61,28	66,38
		Вибраторы	7	0,8	-	0,25	0,50	0,25	5,6	-	2,8	1,73	0,7	1,21	1,39	2,73
		Освещение (лампы накаливания)	28	0,06	-	0,8	1,0	1,0	1,68	-	1,68	0	1,34	0	1,34
Окончание табл. 7
6	Бытовые помещения	Освещение (лампы накаливания)	5	0,1	-	0,8	1,0	1,0	0,5	-	0,5	0	0,4	0	0,4	5,45
		Электросушилки спецодежды	2	3,0	-	0,8	0,95	1,0	6	-	6	0,33	4,8	1,58	5,05
7	Освещение стройплощадки	Рабочее освещение прожекторами	20	0,5	-	0,8	1,0	1,0	10	-	8,0	-	8,0	-	8,0	12,62
		Охранное освещение (ДРЛ) с компен. ПРА	10	0,4	-	1,0	0,95	1,0	4,0	-	4,4	0,33	4,4	1,44	4,62
8	Стройплощадка	Расчетные мощности P, S, Q	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	394,71	327,44	512,84	376,74
9	_”_”_”	Расчетные мощности P’, S’, Q’ и cosφ с учетом Kн.	-	-	-	-	-	0,77*	-	-	-	0,81*	315,76	261,95	410,27
10	_”_”_”	Расчетные мощности P”, Q”, S” и cos φ с учетом Qн.	-	-	-	-	-	0,9*			-	0,48*	315,76	153,95	351,29
11	_”_”_”	Общие расчетные мощности Pобщ.., Qобщ.. и cosφ	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	315,76	209,95	376,74

Примечание. * - расчетные данные

е) бытовые помещения

1 – освещение лампами накаливания

2 – электросушилки для спецодежды

3 – итого по бытовым помещениям

ж) освещение стройплощадки

1 – рабочее освещение прожекторами с лампами накаливания

2 – охранное освещение дуговыми ртутными лампами

3 – итого по осветительным установкам

6. Находим расчётные мощности всей строительной площадки

7. Вычисляем расчётные мощности стройплощадки с учётом коэффициента участия в максимуме нагрузки , принятого равным 0,8

8. Средневзвешенный всей стройплощадки

при этом

9. Мощность компенсирующего устройства, необходимого для увеличения коэффициента мощности СП до 0,9 ( ), определяем из выражения

10. Выбираем компенсирующее устройство типа УК–0,38–110НУЗ номинальной мощностью Q_н=108квар (табл. 2).

11. Находим расчётные мощности стройплощадки, пересчитанные с учётом мощности компенсирующих конденсаторов

12. Находим величину коэффициента мощности стройплощадки после установки компенсирующих конденсаторов

13. По табл. 3 выбираем трансформатор, имеющий ближайшую мощность Sт=400кВА (первичное напряжение , а вторичное ).

14. Определяем величину потерь в трансформаторе

15. Находим общие расчётные мощности строительной площадки

т.к. Sт=400кВА, Sобщ=376,74кВА, то трансформатор может быть использован для электроснабжения рассматриваемой стройплощадки.

16. Для определения места расположения трансформаторной подстанции на строительной площадке выполняем следующее:

а) наносим на генплан оси координат и определяем значения x и y для каждого из объектов стройплощадки

При учёте работы осветительной сети, распределённую по опорам одинаковую по мощности нагрузку можно заменить сосредоточенной, место приложения которой выбирается посередине осветительной линии.

В рассматриваемом в нашем примере случае (рабочее и охранное освещение образуют две ветви), мощность осветительной нагрузки по сравнению с остальными электроприёмниками мала и, с некоторой погрешностью, можно принять точку приложения (ветвь с опорами 1 6) на опоре 3, а (ветвь с опорами 7 13) на опоре 10.

Т.е.

б) определяем координаты x и y теоретического центра электрических нагрузок стройплощадки для случаев работы перечисленного выше оборудования:

Эти координаты и определяют теоретическое место расположения трансформаторной подстанции.

Однако в нашем случае оно находится в строящемся здании, поэтому реальная ТП должна, как указывалось выше, быть смещена в сторону источника электроэнергии, т.е. существующей линии электропередачи 6 кВ, что и показано на рисунке.

17. По одноставочному тарифу вычисляем величину оплаты за использованную электроэнергию в течение квартала:

а) условно считаем, что потребленная стройплощадкой электроэнергия составляет

тогда величина оплаты за нее.при стоимости d₀ = с НДС (ОАО Ростовэнерго, 2004 г.), будет ;

б) по табл. 5 определяем скидку к тарифу при соответствии мощности компенсирующей установки требованиям энергосистемы при

Тогда фактическая оплата составит

;

в) при несоблюдении указанного в п. б) условия (К=25%) имеем , т.е.

Тогда

что составит 157,9% по отношению к оплате по п. б).

Задача №2.

1. По величине длительно допустимого нагрева рабочим током и допустимой потере напряжения: рассчитать сечение токопроводящих алюминиевых жил солового кабеля марки АВВГ, положенного между существующей трансформаторной подстанцией СТП стройплощадки (см. рисунок) бетоносмесительным отделением БСО если заданы: линейное напряжение питающей сети U_л1=380 В, длина линии электроснабжения l (см. табл. 9), расчетная мощность электроприемников бетоносмесительного отделения Р_р (взять из расчета предыдущей задачи), коэффициент мощности этих электроприемников COS , увеличенный за счет индивидуальной компенсации с помощью конденсаторов до значения, приведенного в табл. 9. При расчете принять U, % ≤ 5%.

2. Повторить расчет сечения для тех же условий, но при U_л2=660В.

3. Отметить, как изменилось сечение линий и ее расчетный ток.

4. Что еще может дать такое повышение напряжения?

Таблица 8