Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Лащивер Ф.М. Рациональное использование энергоресурсов в строительстве

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
15.63 Mб
Скачать

ников плохо изучены, и расчеты по этому методу приводят к завышенным результатам. Для расчета нагрузок в проектах электроснабжения строительства, выполняемых, как пра­ вило, одностадийными, с учетом режима и характера работы токоприемников с достаточной для практики точностью, пользуются способом коэффициента спроса.

 

 

 

 

Т а б л и ц а

22

Коэффициенты

спроса Л"с и коэффициенты мощности cos ф на

 

 

стройплощадках 1

 

 

 

Группы потребителей

 

 

COS

ф

Экскаваторы с электроприводом

 

0,42

0,6

Краны башенные, мостовые и козловые

0,22—0,3

0,5

Механизмы непрерывного транспорта

(шне­

 

 

 

ки, транспортеры)

 

 

0,65

0,72

Компрессоры, насосы, вентиляторы . . . .

0,7

0,8

 

 

 

 

0,3

0,6

 

 

 

 

0,2

0,55

Дробилки, грохоты, гравиемойки . . . .

0,6

0,65

Бетономешалки и растворомешалки . . . .

0,5

0,6

 

 

 

 

0,45

0,65

Бетонные узлы, бетонные

заводы . . . .

0,55

0,68—0,7

 

 

 

 

0,65

0,75

Деревообрабатывающее оборудование

 

0,3

0,6

 

 

 

 

0,32

0,4

Двигатель-генераторы однопостовые . . .

0,35

0,6

Машины одноточечной и многоточечной свар-

0,35

0,7

Машины для стыковой

сварки и шовные

0,3

0,68

 

 

 

 

Машины для многопостовой сварки . . .

0,36

0,66

Установки для электропрогрева железобе­

0,7

0,85

тонных конструкций

 

работ

Электроинструмент

для отделочных

0,23

0,65

 

 

 

 

0,8

1,0

Электроосвещение

наружное

 

1

 

1

1 Приведенные значения коэффициентов спроса

относятся к группе машин >5,

при наличии одной или двух

машин коэффициент

спроса следует

увеличить в

1,3—1,4 раза.

 

 

 

 

 

 

При определении нагрузок строительных площадок следует пользоваться средними значениями коэффициентов спроса и коэффициентов мощности для отдельных групп потребителей (табл. 22). Увеличение расчетной нагрузки на 10% против фактической дает увеличение расхода про- Е О Д ОВ и кабелей на 16,5—20% и на 10—15% установленной

130

мощности силовых трансформаторов. Именно поэтому при­ обретает значение достоверность коэффициентов спроса.

Коэффициентом спроса Кс называют отношение расчет­ ной активной мощности Я р а С ч (или получасового максимума активной мощности) к установленной (номинальной) мощ­ ности токоприемников РУІН)

к

=

Р р а с ч

= к

. К

 

 

* у (H)

 

 

Здесь Ku представляет собой коэффициент использования одного или группы потребителей и численно равен отноше­ нию средней активной мощности потребителей к их номи­ нальной мощности, т. е.

Р

К =

с р '

р

>

ГУ (Н)

Км — коэффициент максимума

активной мощности, пред­

ставляющий отношение расчетного получасового максимума активной мощности соответственно одного или группы то­ коприемников к ее среднему значению за один и тот же пери­ од времени

Л.

Расчетная величина нагрузки нескольких групп токо­ приемников (т. е. стройплощадки в целом) может быть выра­ жена по формуле:

Здесь

расчетная мощность

нескольких

разнородных

групп

токоприемников будет

равна сумме

произведений

установленной мощности отдельных групп токоприемников на соответствующие им коэффициенты спроса, а мощность силового трансформатора для стройплощадки в целом мо­ жет быть рассчитана по следующей формуле:

S Ррас = ~

РуК~с

ква,

 

cos

ф с р

 

 

где cos фср среднее значение

коэффициента

мощности

по всем группам токоприемников,

определяемое

по tg ф —

отношению расчетных годовых расходов реактивной и ак­ тивной электроэнергии. Следует подчеркнуть, что коэффици­ ентом спроса учитывается не только уровень нагрузки,

9*

131

степень использования токоприемников, но и долевое уча­ стие группы потребителей в максимуме нагрузки, коэф­ фициенты полезного действия электропривода, потери в се­ тях и трансформаторах.

Очевидно, что заниженный коэффициент спроса ведет к выбору заниженной мощности трансформаторов, занижен­ ному сечению проводов и кабелей и, следовательно, к уве­ личению активных потерь и непроизводительных затрат энергии.

Завышенные коэффициенты спроса ведут к неоправдан­ ному увеличению трансформаторной мощности, понижению косинуса фи, возрастанию активных потерь в связи с повышением реактивной мощности, увеличению сечения проводов и кабелей и в конечном счете к удорожанию установки.

При пользовании методом коэффициента спроса для опре­ деления нагрузок рекомендуется следующий порядок рас­ чета. Уточняется перечень строительных машин и механиз­ мов, которые будут заняты на стройплощадке, их характе­ ристики, графики и режимы работы по времени. Все эти исходные данные должны быть приведены в проекте произ­ водства работ.

По графику работ строительных машин и механизмов определяют календарный период, наиболее загруженный потребителями электроэнергии, уточняют перечень, мощ­ ность и количество машин и механизмов, которые будут за­ няты в этот период.

Далее, по уточненному перечню подсчитывается установ­ ленная мощность по каждой отдельной группе машин и ме­ ханизмов. Сварочные аппараты и другие однофазные по­ требители электроэнергии должны быть приведены к экви­ валентной трехфазной мощности (Ян.э) в киловаттах. Это значит, что при одном аппарате, включенном на линейное напряжение,

P „ . s = 1,73 • Р у ; Р у = Р і л е - Ѵ П В ,

где Р — номинальная мощность потребителя, приведенная к П В = 100%;

Рпгс — паспортная мощность потребителя.

При наличии 2—4 потребителей (однофазные), включен­ ных в разные плечи трехфазной сети,

Рн.э — ЗРН .

132

Покажем это на следующем примере.

На

стройпло­

щадке предусмотрена

работа двух

сварочных

аппаратов

S' = 76 ква; ПВ1 =

60%; cos ф х =

0,65;

S"

= 34

ква,

ПВ2 = 65%, cos ф 2 =

0,5.

 

 

 

 

Сварочные аппараты включаются

в разные плечи

трех­

фазной сети. Номинальные мощности трансформаторов, при­

веденные к ЛВ

= 100%, составляют: РЯі

= S' )/~1ТВ-coscp;

РЯі

= 76 - yöfi

0,65 = 38,4 кет;

 

 

 

 

 

 

Рщ = 34 • VOM-

0,5 =

14 кет;

 

 

поскольку РИі

;> PHt,

то

 

 

 

 

 

 

 

2 Р у = 3FН|

= 3 X 38,4 =

115,2 кет.

 

 

 

Далее по различным группам токоприемников по табл. 22

вибираются величины

 

коэффициентов спроса

Кс

и cos ср

и соответствующие этим косинусам значения

tg ф.

 

 

По всем механизмам или группам токоприемников вы­

числяются и заносятся

в соответствующую

графу

таблицы

расчетные значения

активной

мощности

р

= Ру • Кс;

Рр = Ру • К"с

и т. д.)

и реактивные

мощности

(Qp =

~

Рр • tg ф';

Qp — Рр • tgtp" и т. д.), а затем с помощью

числа часов использования максимума в году (при односмен­ ной работе — 2200 час , при двухсменной — 4400 час.) опре­

деляют

годовой

расход

активной

и

реактивной

электро­

энергии.

 

 

 

 

 

 

 

По

общему

годовому

расходу

реактивной

и

активной

электроэнергии

находят

средневзвешенный

tg ф, по не­

му определяют

средневзвешенное

значение cos ф, а затем

и мощность силового

 

трансформатора в

киловольтам-

перах.

 

 

 

 

 

 

 

 

В табл. 23 приведен

пример определения расчетной мощ­

ности стройплощадки

методом коэффициента

спроса. Для

интенсификации

производственного

процесса,

ускорения

оборачиваемости дорогостоящих металлических форм пред­ усмотрен электропрогрев железобетонных конструкций в I и IV кварталах года, в связи с чем в расчетную таблицу включены установки для электропрогрева бетона. Мощность и расход электроэнергии на электроосвещение учтены из условия работы стройплощадки в 2 смены, т. е. через сум­ му квадратов активной и реактивной нагрузок, где 0,85 — коэффициент, учитывающий несовпадение максимумов раз­ личных групп потребителей.

133

Т а б л и ц а 23 Определение величины нагрузок и расчетной трансформаторной мощности с помощью коэффициента спроса

о

 

 

 

 

 

X

 

 

 

о S

О <D

о

 

 

 

H

X

 

 

s и

S «

° g

§••<

COS ф tg Ф

к d

вд d

Группа потребителей электроэнергии

 

а.

 

 

 

та к г

 

• t °а

 

5 S

ь .

 

 

SB

* t

о

5

 

га о

X

 

О. =

s s

о

£ A

X Е S

довой рас

ТЫС.Кб

ектроэнер а

 

.

довой рас:ход йктроэнергин, р_ тыс. кв,ар-ч

à

о

сть, мсчетнаяква

ГО

о

Строительные

машины и

механизмы:

2

240

0,42

0,6

1,34

101

135

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

280

0,7

0,8

0,75

196

147

 

 

 

 

 

6

330

0,24

0,5

1,73

80,4

172

 

 

 

 

 

20

150

0,15

0,5

1,73

22,0

39

 

 

Механизмы непрерывного

транспорта

15

140

0,65

0,72

0,8

91

73

 

 

Компрессоры

 

 

2

320

0,7

0,8

0,75

224

168

 

 

Бетономешалки и растворомешалки . . . .

12

100

0,5

0.6

1,34

50

67

 

 

Деревообрабатывающее оборудование

10

85

0,3

0,6

1,34

25

34

 

 

 

 

 

100

110

0,2

0,55

1,54

22

34

 

 

Аппараты сварочные

 

8

140

0,35

0,6

1,34

49

66

 

 

 

12

163

0,32

0,4

2,3

52

120

 

 

 

 

 

 

2058

 

0,85

1,16

912

1055

 

 

Установки для электропрогрева бетона

 

310

0,5

0,62

155

96

310

193

Электрическое

освещение:

 

 

145

0,8

1

0

116

244

 

 

 

 

наружное . .

 

 

120

1

1

0

120

254

 

Итого электроосвещения . . . .

 

265 1

 

1

 

236 1

 

498

 

Всего по стройплощадке . . . .

,

12633

0,5

0.7 j

1 1

1303 1 1151

1 4808 1 4833 j 1420

2. Схемы электроснабжения

Важной задачей организации инженерной подготовки производства при наименьших капитальных затратах на осуществление электроснабжения строительства является использование подстанций, высоковольтных и низковольт­ ных сетей и других энергообъектов, сооружаемых по титу­ лам заказчиков,— для временного электроснабжения строи­ тельства.

Для осуществления этого прогрессивного решения необ­ ходимо, чтобы планами строительства были бы включены эти энергообъекты (подстанции, кабельные и воздушные линии до и свыше 1000 в) в титул первого года строительства, а сооружение и ввод в эксплуатацию их были бы завершены вместе с окончанием нулевого цикла. Использование посто­ янных сетей и подстанций для временного электроснабжения

получило естественное развитие при строительстве

жилого

массива Чиланзар в г. Ташкенте. Здесь, начиная с

1958

г.,

вместе с нулевым циклом монтировались спаренные

ГКТП

с трансформаторами 320, а затем и 400 ква,

прокладывались

кабели б кв по двухлучевой схеме, монтировались

низко­

вольтные кабели и главные щиты жилых домов,

от

которых и осуществлялось электропитание

строительных

машин и механизмов, занятых на строительстве. Этим самым не только достигалась экономия средств на временное элект­ роснабжение (примерно около 25—35 тыс. руб. ежегодно), но обеспечивалась в высшей степени надежность и беспе­ ребойность электроснабжения строительства.

С внедрением крупнопанельного домостроения в Самар­ канде, Фергане, Андижане, Ургенче, а в последние годы и в кирпичном строительстве в Ангрене и Алмалыке строитель­ ные организации стали шире практиковать использование постоянных сетей и транспунктов для временного электро­ снабжения строительства.

В части внешнего электроснабжения строительства наи­ более экономичной является схема электропитания строй­

площадки по одной «тупиковой» линии, однако

применение

ее возможно при отсутствии

на строительстве потребителей

I категории, требующих

наличия резервного

питания.

Если мощность потребителей I категории незначительна по

сравнению с общей потребляемой мощностью стройплощад­ ки, то сооружение второй линии питания может оказаться экономически нецелесообразным.

135

В таких случаях более выгодно обеспечивать резервное питание для потребителей I категории от собственной пере­ движной (или временной) электростанции. Целесообразность того или иного варианта должна быть выявлена путем технико-экономического сопоставления вариантов. При этом необходимо учитывать, что собственная электростанция в периоды максимумов нагрузки энергосистемы может при­ нять на себя часть пиковой нагрузки.

Опыт строительства показывает, что экономичным и практически целесообразным решением является маги­ стральная схема с двусторонним питанием. В электроснаб­ жении потребителей I и особо ответственных I I категории положительно зарекомендовала себя при работе на водо­ отливе двухлучевая схема, разработанная Мосэнерго. Ею

обеспечивается двойное резервирование

потребителей:

одно — на

напряжении 6 или 10 кв, другое — со стороны

0,4 кв (рис.

27).

 

Применение этой схемы в густонаселенном районе Чиланзар города Ташкента для электроснабжения жилых домов показало высокую надежность и бесперебойность ее в работе.

Современная тенденция в проектировании внешнего электроснабжения строительства состоит в преобладании наиболее простых схем. На минимальном количестве обору­ дования и коммутирующей аппаратуры должна быть достиг­ нута высокая надежность, однако без излишнего резерви­ рования.

Основными решениями внутриплощадочныхсетей электро­ снабжения являются магистральные, радиальные и сме­ шанные (магистрально-радиальные) схемы.

Магистральные схемы в эксплуатации приводят к поло­ жительному результату в тех случаях, когда нагрузка имеет сосредоточенный характер, а отдельные мощности нагрузки расположены относительно равномерно по ходу в одном на­ правлении от подстанции на сравнительно небольшом рас­ стоянии друг от друга.

Применение радиальных схем более рационально в тех случаях, когда величина отдельных сосредоточенных нагру­ зок превышает 250—300 кет.

Достоинства радиальных сетей заключаются в простоте строительства и эксплуатации, однако требуют большого расхода оборудования и повышенных капитальных затрат. Главный недостаток схемы — невозможность обеспечения бесперебойности электроснабжения ответственных потре-

Ш

бителей: при повреждении питающей линии прекращается электроснабжение присоединенных к ней потребителей.

Приведем пример организации электроснабжения строи­ тельства цинкового завода. Уже к началу строительства

PB W/WO*, 10кбLi

Г Шинная перемычка £

£

 

(

{10к6

 

 

—^-ЗРВЮІШС

ПР-tO-t à - 6

 

, Привод

 

' ПР-10-1

 

I

ГРШё

Цяв-х

 

І.РПБ-36

 

КТВ-35\

(tzKTB-35

7

0,4J0,23n

КТВ-35

 

 

ПН2250/І

Рис. 27. Однолинейная электрическая схема ГКТП 2 X 400 ква.

стало ясно, что постоянные объекты энергоснабжения смогут быть введены в эксплуатацию не раньше, чем через 6—8 ме­ сяцев при общем сроке строительства один год. Это и обус­ ловило ориентацию на временное электроснабжение строи­ тельства комплектными трансформаторными подстанциями,, количество которых наращивалось по мере строительной

13?

готовности и потребности в электроэнергии. Так, к началу работ широким фронтом (ноябрь 1969 г.) стройплощадка обеспечивалась электроэнергией от двух трансформаторных подстанций № 1 и № 2 типа КТПН на 400 и 320 ква (рис. 28), снабжавших электроэнергией комплекс строитель­ ства первоочередных объектов: главную подстанцию, насос­ ную станцию оборотного водоснабжения, цех выщелачива­ ния и др. В начале 1970 г. были дополнительно смонтиро­ ваны транспункты № 3 и 4 (КТПН-320) для строительства печного отделения, электролитного и кадмиевого цехов. Все эти транспункты подключались к воздушным линиям электропередачи ЛЭП-6 кв, от разных фидеров и подстан­ ций действующих предприятий и были частично связаны по низковольтной стороне, что придавало схеме гибкость и на­ дежность в электроснабжении. К маю 1970 г. появилась не­ обходимость дополнительной установки КТПН-400 (№ 5) в районе строительства цеха выщелачивания, так как уда­ ленные ha расстояние более 400—500 метров транспункты № 1 и № 2 не могли обеспечить развернувшиеся широким фронтом монтажные работы в цехе выщелачивания.

При выборе места для транспунктов руководствовались соображениями максимального приближения комплект­ ных транспунктов к центрам нагрузки с условием, что ЛЭП-6 кв, питающие эти транспункты, не пересекали бы строительную площадку. Именно поэтому КТПН № 2 и № 3 в ходе строительства неоднократно передвигались по мере строительной и монтажной готовности, ближе к цент­ рам нагрузки.

Ввиду ускоренного ритма строительства и неравномер­ ной потребности в электроэнергии нагрузка увеличивалась по мере разворота строительно-монтажных работ от поло­ вины номинальной до максимальной (80%), а затем с сентября 1970 г. началось снижение нагрузки, спад в по­ требности электроэнергии.

Работа производилась в две и три смены. По мере готов­ ности и ввода постоянных энергообъектов (подстанций) нужды строительства в электроэнергии, в частности для прокрутки энергоемких механизмов, удовлетворялись от этих подстанций и временные КТПН демонтировались.

Правильно выбранные трассы ЛЭП-6 кв обеспечили без­ аварийность работы; лишь в местах пересечения с дорогами применялись увеличенные габариты ЛЭП для беспрепят­ ственного прохода экскаваторов и кранов с удлиненными

138

•у

У"'Г"У'

(xi

Трансформаторная ф

Отfim районнойГіпГтиипГі

ш

типа КТПН

подстанции

 

ES

Силовой шит

 

 

_ ѵ — Воздушная линия 6 кат

— н — Воздушная линия 0,4 кбт Шлангобый кабель

РВНО бкв Рис. 28. Схема электроснабжения строительства цинкового завода:

/ — о т д е л е н и е о б ж и г а ; 2 — с к л а д к е к а ; 3 — п е ч н о е о т д е л е н и е ;

4 — ф и л ь т р о в . - с у ш и л ь н .

о т д е л е н и е ; 5 — н а с о с н а я

с т а н ц и я ; 6— г л а в н а я п о н и ж а ю щ а я

п о д с т а н ц и я ; 7 — э л е к т р о л и т и ч е с к и й ц е х ; 8 — о т д е л е н и е в а к у у м н о г о и с п а р е ­

н и я о х л а ж д е н н о г о э л е к т р о л и т а ; 9 — к о м п р е с с о р н ы й

ц е х ; 10

— в ы щ е л а ч и в а т е л ь н ы й

ц е х ; / / — к а д м и е в ы й ц е х ;

12 — н а с о с н а я с т а н ц и я о б о р о т н о г о в о д о с н а б ж е н и я ; 13 — п о д с т а н ц и я и к и п ; 14 — г р а д и р н и .

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ