Электроснабжение строительных площадок. Учебно-методическое пособие для студентов технических высших учебных заведений
.pdf
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ
1. В Таблицу 2.3.2 занести данные вашего варианта. Расчетную активную мощность силового оборудования необходимо взять из раздела 2.2 «Учет электрической нагрузки строительной площадки». Нагрузка линии Гр.1 равна расчетной активной мощности всех электроприемников присоединенных к ВРУ
(Таблица 2.2.3). Для линии Гр.1 средний коэффициент мощности, учитывающий все электрическое оборудование, подключенное к ВРУ взять из Таблицы 2.2.3.
Рисунок 2.3.1. Схема распределения электроэнергии на строительной площадке.
Таблица 2.3.1
Длина линий электропередачи на строительной площадке
|
|
|
|
Длина линий Lm , км |
|
|
|
|||
Номер |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
варианта |
Гр.1 |
Гр.2 |
Гр.3 |
Гр.4 |
Гр.5 |
Гр.6 |
Гр.7 |
Гр.8 |
Гр.9 |
Гр.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0,079 |
0,090 |
0,060 |
0,050 |
0,132 |
0,060 |
0,400 |
0,400 |
0,050 |
0,130 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0,081 |
0,080 |
0,105 |
0,053 |
0,085 |
0,105 |
0,310 |
0,310 |
0,053 |
0,140 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
0,083 |
0,100 |
0,085 |
0,056 |
0,077 |
0,085 |
0,320 |
0,320 |
0,056 |
0,180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
71
Продолжение таблицы 2.3.1
Номер |
|
|
|
Длина линий Lm , км |
|
|
|
|||
варианта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.1 |
Гр.2 |
Гр.3 |
Гр.4 |
Гр.5 |
Гр.6 |
Гр.7 |
Гр.8 |
Гр.9 |
Гр.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0,085 |
0,070 |
0,077 |
0,059 |
0,097 |
0,124 |
0,330 |
0,330 |
0,059 |
0,230 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
0,087 |
0,060 |
0,097 |
0,061 |
0,081 |
0,090 |
0,340 |
0,340 |
0,062 |
0,200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
0,089 |
0,120 |
0,081 |
0,058 |
0,140 |
0,105 |
0,350 |
0,350 |
0,051 |
0,210 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
0,091 |
0,090 |
0,140 |
0,055 |
0,120 |
0,085 |
0,360 |
0,360 |
0,054 |
0,220 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
0,093 |
0,105 |
0,120 |
0,052 |
0,084 |
0,077 |
0,370 |
0,370 |
0,057 |
0,200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
0,095 |
0,085 |
0,084 |
0,049 |
0,070 |
0,097 |
0,380 |
0,380 |
0,060 |
0,205 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
0,078 |
0,077 |
0,094 |
0,051 |
0,060 |
0,081 |
0,390 |
0,390 |
0,049 |
0,120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
0,080 |
0,097 |
0,070 |
0,052 |
0,086 |
0,140 |
0,395 |
0,395 |
0,052 |
0,130 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
0,082 |
0,081 |
0,060 |
0,054 |
0,091 |
0,120 |
0,315 |
0,315 |
0,055 |
0,170 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
0,084 |
0,140 |
0,086 |
0,056 |
0,111 |
0,144 |
0,325 |
0,325 |
0,058 |
0,220 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
0,086 |
0,120 |
0,091 |
0,058 |
0,074 |
0,073 |
0,335 |
0,335 |
0,061 |
0,190 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
0,088 |
0,084 |
0,111 |
0,060 |
0,090 |
0,150 |
0,345 |
0,345 |
0,057 |
0,100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
0,090 |
0,094 |
0,074 |
0,057 |
0,105 |
0,096 |
0,355 |
0,355 |
0,054 |
0,090 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
0,073 |
0,070 |
0,090 |
0,050 |
0,085 |
0,081 |
0,365 |
0,365 |
0,051 |
0,110 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
0,077 |
0,060 |
0,105 |
0,061 |
0,077 |
0,140 |
0,375 |
0,375 |
0,048 |
0,150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19 |
0,079 |
0,120 |
0,085 |
0,048 |
0,097 |
0,120 |
0,385 |
0,385 |
0,062 |
0,110 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
0,081 |
0,090 |
0,077 |
0,053 |
0,081 |
0,084 |
0,395 |
0,395 |
0,051 |
0,080 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
0,078 |
0,105 |
0,097 |
0,063 |
0,140 |
0,097 |
0,405 |
0,405 |
0,054 |
0,180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
0,076 |
0,085 |
0,081 |
0,059 |
0,120 |
0,081 |
0,415 |
0,415 |
0,057 |
0,230 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23 |
0,074 |
0,077 |
0,140 |
0,054 |
0,084 |
0,140 |
0,425 |
0,425 |
0,060 |
0,200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
0,079 |
0,097 |
0,120 |
0,048 |
0,111 |
0,120 |
0,352 |
0,352 |
0,049 |
0,210 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
0,087 |
0,081 |
0,084 |
0,060 |
0,074 |
0,084 |
0,354 |
0,354 |
0,052 |
0,140 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26 |
0,081 |
0,140 |
0,094 |
0,051 |
0,090 |
0,094 |
0,356 |
0,356 |
0,057 |
0,180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27 |
0,089 |
0,120 |
0,070 |
0,055 |
0,105 |
0,077 |
0,358 |
0,358 |
0,060 |
0,230 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
72
Окончание таблицы 2.3.1
Номер |
|
|
|
Длина линий Lm , км |
|
|
|
|||
варианта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.1 |
Гр.2 |
Гр.3 |
Гр.4 |
Гр.5 |
Гр.6 |
Гр.7 |
Гр.8 |
Гр.9 |
Гр.10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28 |
0,093 |
0,084 |
0,060 |
0,057 |
0,085 |
0,097 |
0,360 |
0,360 |
0,049 |
0,200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
29 |
0,095 |
0,094 |
0,086 |
0,049 |
0,077 |
0,081 |
0,410 |
0,410 |
0,052 |
0,130 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
0,099 |
0,100 |
0,91 |
0,059 |
0,097 |
0,140 |
0,390 |
0,390 |
0,055 |
0,140 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.Для компенсации реактивной мощности в линиях питающих строительный кран, грузовой подъемник и бетоносмесительную установку используем индивидуальную компенсацию. Компенсирующие конденсаторные установки
(ККУ) подсоединяются параллельно нагрузке линии. Использование ККУ позволяет поднять значение коэффициента мощности (cos ) до 0,95. В
Таблицу 2.3.2 занести для указанного оборудования в графу «cos » значение
0,95. Коэффициент мощности линии Гр.10 питающей бытовые помещения и
склады: cos БП |
pР |
( рР )2 ( qР )2 . |
Коэффициенты |
мощности для остальных электроприемников взять из |
|
Таблицы 2.2.3. |
|
|
Таблица 2.3.2
Длина и нагрузка линий электропередачи на строительной площадки
Обозначение |
|
Расчетная активная |
|
линии |
Длина линии Lm , км |
мощность pр , кВт |
cos |
|
|
|
|
Гр.1 |
|
|
|
|
|
|
|
Гр.2 |
|
|
|
|
|
|
|
Гр.3 |
|
|
|
|
|
|
|
Гр.4 |
|
|
|
|
|
|
|
73
Окончание таблицы 2.3.2
Обозначение |
|
Расчетная активная |
|
линии |
Длина линии Lm , км |
мощность pр , кВт |
cos |
|
|
|
|
Гр.5 |
|
|
|
|
|
|
|
Гр.6 |
|
|
|
|
|
|
|
Гр.7 |
|
|
|
|
|
|
|
Гр.8 |
|
|
|
|
|
|
|
Гр.9 |
|
|
|
|
|
|
|
Гр.10 |
|
|
|
|
|
|
|
3.Используя величину активной мощности и коэффициент мощности (с учетом проведенной компенсации реактивной мощности) каждой линии определить величину тока в линии. Расчетный ток трехфазных линий (Гр.1, Гр.3, Гр.4, Гр.5,
Гр.6, Гр.10) определяется по формуле:
IР |
|
|
|
pР |
, |
(2.3.1) |
|
|
|
|
|||||
3UЛ cos |
|||||||
|
|
|
|||||
где pP - расчетная активная мощность, Вт; UЛ = 380 В - номинальное линейное напряжение; cos - коэффициент мощности.
Расчетный ток однофазных линий (Гр.2, Гр.7, Гр.8, Гр.9) определяется по формуле:
I |
pР |
|
Р UФ cos , |
(2.3.2) |
где UФ = 220 В - номинальное фазное напряжение. Найденные величины токов занести в Таблицу 2.3.3.
3.Используя определенные величины токов, а также данные Таблиц 2.3.4, 2.3.5
определить допустимые по нагреву сечения проводников и внести их в Таблицу 2.3.3.
74
4. Для расчета потери напряжения, в Гр.1, Гр.3, Гр.4, Гр.5, Гр.6 использовать формулу:
|
102 |
p |
Р |
L |
|
|
|
||
U |
|
|
|
|
(r x tg ) |
. |
(2.3.3) |
||
UЛ2 |
|
|
|||||||
|
|
|
0 |
0 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
5. Для расчета потери напряжения в линиях Гр.2, Гр.7, Гр.8, Гр.9, Гр.10
использовать формулу:
|
|
2 102 |
p |
Р |
L |
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
(r x tg ) |
. |
(2.3.4) |
||
UФ2 |
|
|
|||||||
|
|
|
0 |
0 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
В этих формулах pP – расчетная активная мощность линий в Вт, L – длина линий в км; r0 - активное сопротивления 1 км жилы кабеля, приведенное в Таблице 2.3.6.
Потеря напряжения в линии сразу получается в процентах. Найденные значения занести в Таблицу 2.3.3.
При определении потерь напряжения в каждой линии используется сечение жил кабелей, соответствующее их допустимому нагреву. Суммарная потеря напряжения для каждой линии (от трансформаторной подстанции до приемника электрической энергии) должна быть не более 10 %.
Если суммарная потеря напряжения превосходит 10 %, то необходимо повышать сечение проводов и кабелей отдельных линий и произвести расчет потери напряжения с новыми сечениями.
При расчетах потери напряжения в линии Гр.1 необходимо стремится,
чтобы потеря напряжения не превосходила 4%. При расчете потери напряжения во всех остальных линиях необходимо стремиться, чтобы потеря напряжения в каждой линии не превосходила 6%.
75
Таблица 2.3.3
Результаты расчета электрических сетей строительной площадки
|
|
|
|
выбранное по допустимому |
|
Потеря напряжения |
Проводники, выбранные |
||
Обозначение линии |
Расчетный ток |
|
Сечение проводников |
|
в линии |
для производства |
|||
А |
2 |
U , % |
электромонтажных работ |
||||||
, |
нагреву,мм |
||||||||
|
|
|
|||||||
Р |
(для сечения |
|
|
||||||
линии I |
|
Потеря |
|||||||
соответствующего |
Сечение, |
напряжения |
|||||||
допустимому |
мм2 |
в линии U , |
|||||||
нагреву) |
|
% |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если потеря напряжения с сечением определенным по допустимой температуре нагрева удовлетворяет нормативному значению, то это сечение и потеря напряжения заносятся в столбец «Проводники, выбранные для производства электромонтажных работ» Таблицы 2.3.3.
Если потеря напряжения с сечением определенным по допустимой температуре нагрева превосходит нормативное значение, то берется следующее стандартное сечение жилы кабеля и заново пересчитывается потеря напряжения до тех пор, пока потеря напряжения не станет меньше нормативного значения.
76
Новые значения потери напряжения и сечения заносятся в столбцы «Проводники,
выбранные для производства электромонтажных работ» Таблицы 2.3.3.
Таблица 2.3.4
Длительно допустимые токовые нагрузки на кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией с алюминиевыми жилами
Сечение жилы, |
Токовые нагрузки в четырехжильных кабелях при |
мм2 |
прокладке в земле, А |
|
|
2,5 |
27 |
|
|
4 |
35 |
|
|
6 |
42 |
|
|
10 |
64 |
|
|
16 |
83 |
|
|
25 |
106 |
|
|
35 |
129 |
|
|
50 |
161 |
|
|
70 |
193 |
|
|
95 |
235 |
|
|
120 |
271 |
|
|
150 |
308 |
|
|
185 |
354 |
|
|
77
Таблица 2.3.5
Длительно допустимые токовые нагрузки на переносные шланговые легкие и средние шнуры, переносные шланговые кабели, прожекторные кабели и переносные провода с медными жилами. Токи указаны в шнурах, проводах и кабелях, как с нулевой жилой, так и без нее
Сечение |
|
Ток, А |
|
токопроводящей |
|
|
|
жилы, мм2 |
|
|
|
двухжильных |
|
трехжильных |
|
|
|
|
|
2,5 |
33 |
|
28 |
|
|
|
|
4 |
43 |
|
36 |
|
|
|
|
6 |
55 |
|
45 |
|
|
|
|
10 |
75 |
|
60 |
|
|
|
|
16 |
95 |
|
80 |
|
|
|
|
25 |
125 |
|
105 |
|
|
|
|
35 |
150 |
|
130 |
|
|
|
|
50 |
185 |
|
160 |
|
|
|
|
70 |
235 |
|
200 |
|
|
|
|
Таблица 2.3.6
Сопротивление проводов и трехжильных кабелей с резиновой и
поливинилхлоридной изоляцией при номинальном напряжении кабеля до 1 кВ
Сечение жилы, |
Активное сопротивление |
Индуктивное сопротивление |
||
мм2 |
r0, Ом/км |
|
x0, Ом/км |
|
|
|
|
|
|
|
алюминий |
|
медь |
алюминий, медь |
|
|
|
|
|
2,5 |
12,5 |
|
7,4 |
0,116 |
|
|
|
|
|
4 |
7,81 |
|
4,63 |
0,107 |
|
|
|
|
|
6 |
5,21 |
|
3,09 |
0,100 |
|
|
|
|
|
78
|
|
|
|
Окончание таблицы 2.3.6 |
|
|
|
|
|
|
Активное сопротивление |
Индуктивное сопротивление |
||
Сечение жилы, |
r0, Ом/км |
|
x0, Ом/км |
|
мм2 |
|
|
|
|
алюминий |
|
медь |
алюминий, медь |
|
|
|
|
|
|
10 |
3,12 |
|
1,84 |
0,099 |
|
|
|
|
|
16 |
1,95 |
|
1,16 |
0,095 |
|
|
|
|
|
25 |
1,25 |
|
0,74 |
0,091 |
|
|
|
|
|
35 |
0,894 |
|
0,53 |
0,088 |
|
|
|
|
|
50 |
0,625 |
|
0,37 |
0,085 |
|
|
|
|
|
70 |
0,447 |
|
0,265 |
0,082 |
|
|
|
|
|
95 |
0,329 |
|
0,195 |
0,081 |
|
|
|
|
|
120 |
0,261 |
|
0,154 |
0,080 |
|
|
|
|
|
150 |
0,208 |
|
0,124 |
0,079 |
|
|
|
|
|
185 |
0,169 |
|
0,100 |
0,078 |
|
|
|
|
|
240 |
0,130 |
|
0,077 |
0,077 |
|
|
|
|
|
79
2.4. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И ВЫБОР
АППАРАТУРЫ ЗАЩИТЫ
Рассчитать установившийся и ударный токи однофазного короткого замыкания (КЗ) в линиях электропередачи строительной площадки.
Используя полученные величины токов КЗ выбрать для защиты всех линий автоматические выключатели.
Характеристики линий взять из выполненных заданий раздела 2.3. Длины линий – из Таблицы 2.3.2, расчетные токи из Таблицы 2.3.3.
Источником электрической энергии на строительной площадке служит трансформаторная подстанция. Трансформаторную подстанцию выбрать,
используя полную мощность всех электроприемников строительной площадки рассчитанную в разделе 2.2. При выборе трансформаторной подстанции необходимо учесть, что трансформатор должен быть загружен на 80%.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ
1.Занести в Таблицу 2.4.1 длину линии и сечение всех рассматриваемых линий электропередачи строительной площадки (раздел 2.3).
Таблица 2.4.1
Характеристики линий электропередачи
Номер |
Длина линии |
Сечение |
Материал жилы |
RГр.m , |
XГр.m , |
ZГр.m , |
линии |
Lm , км |
линии, мм2 |
кабеля |
Ом |
Ом |
Ом |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Гр.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гр.10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80
