3. Расчет электрических сетей на строительной площадке.

Рассчитать сечения проводов и кабелей всех линий электропередачи на строительной площадке. При расчете сечений проводов и кабелей необходимо подобрать их сечения таким образом, что бы суммарная потеря напряжения в линиях от трансформаторной подстанции до каждого потребителя было меньше 5 %.

Для выбора варианта использовать Таблицу 3.1. Схема распределения электроэнергии на строительной площадке показана на Рисунке 1.

Вводно-распределительное устройство строительной площадки ВРУ получает электроэнергию от трансформаторной подстанции (ТП) по кабельной линии L1. К ВРУ подключены все электроприемники строительной площадки по радиальной или магистральной схеме: по радиальной линии L2 подключается растворосмеситель (РС), к линии L3 подключен башенный кран (БК); к линии L4 подключен сварочный трансформатор (СТ). Магистрали Мг1 и Мг2 служат для электроснабжения осветительных установок прожекторного охранного освещения с лампами КЛЛ. Линия L1 прокладывается в земляной траншее. Линии L2, L3, L4, Мг1 и Мг2 выполнены открытым способом. Все линии, кроме L1, выполнены кабелями с медными жилами. Линия L1 выполняется кабелем с алюминиевыми жилами. Линия L4 - однофазная, все остальные трехфазные, четырехпроводные. Характеристики всех электроприемников приведены в Таблице 1.2.

Рисунок 1. Схема распределения электроэнергии на строительной площадке.

порядок выполнения задания

1. В Таблицу 3.2 занести данные Вашего варианта. Мощности силового оборудования необходимо взять из расчетной лабораторной работы №1 «Учет электрической нагрузки строительной площадки». Нагрузка линии L1 равна сумме мощностей всех линий присоединенных к ВРУ. Для линии L1 средний коэффициент мощности, учитывающий все электрическое оборудование, подключенное к ВРУ, определяется по формуле:

(3.2)

Таблица 3.1. Выбор вариантов.

Номер вариан-та	Тип линии	Длина линий, м					Нагрузка линий (номер электроприемника из Таблицы 1.2)			Расчетная нагрузка каждого звена магистрали
	L1	L1	L2	L3	L4	L5 ÷ L8	L2	L3	L4	Р, кВт	cos 
1	КЛ	28	40	51	60	102	14	32	22	2	0,63
2	КЛ	26	38	49	58	104	15	33	23	3	0,63
3	КЛ	24	36	47	56	106	16	34	24	4	0,63
4	КЛ	22	34	45	54	108	17	35	25	5	0,63
5	КЛ	20	32	43	52	110	14	36	22	2,4	0,63
6	КЛ	21	30	41	50	112	15	37	23	2,6	0,63
7	КЛ	23	28	39	48	114	16	38	24	2,8	0,63
8	КЛ	25	26	37	46	116	17	32	25	3,2	0,63
9	КЛ	27	24	35	61	118	14	33	22	3,8	0,63
10	КЛ	29	22	33	59	120	15	34	23	2	0,63
11	КЛ	31	20	31	57	118	16	35	24	2,2	0,63
12	КЛ	33	21	29	55	116	17	36	25	2,4	0,63
13	КЛ	35	23	31	53	114	14	37	22	2,6	0,63
14	КЛ	33	25	33	51	112	15	38	23	2,8	0,63
15	КЛ	32	27	35	49	110	16	32	24	3	0,63
16	КЛ	31	29	37	62	108	17	33	25	3,2	0,63
17	КЛ	30	31	39	60	106	14	34	22	3,4	0,63
18	КЛ	29	33	41	58	104	15	35	23	3,6	0,63
19	КЛ	28	35	43	56	102	16	36	24	3,8	0,63
20	КЛ	40	37	45	54	100	17	37	25	4	0,63
21	КЛ	38	39	47	52	122	14	38	22	2	0,63
22	КЛ	36	40	49	50	124	15	32	23	2,8	0,63
23	КЛ	34	38	51	48	126	16	33	24	3	0,63
24	КЛ	32	36	49	46	128	17	34	25	3,2	0,63
25	КЛ	30	34	47	61	130	14	35	22	1,8	0,63
26	КЛ	28	32	45	59	132	15	36	23	1,4	0,63
27	КЛ	25	30	43	57	134	16	37	24	3	0,63
28	КЛ	27	28	41	55	136	17	38	25	2,2	0,63
29	КЛ	23	26	39	53	138	14	32	22	3,2	0,63
30	КЛ	19	24	37	51	140	15	33	23	2	0,63

2.Для компенсации реактивной мощности в линиях питающих ВРУ, башенный кран и сварочный трансформатор установить компенсирующие конденсаторные установки. Конденсаторные установки подсоединяются параллельно нагрузке линии. Использование конденсаторных установок позволяет поднять значение коэффициента мощности (cos) для указанных линии до 0,95.

Таблица 3.2. Длина и нагрузка линий электропередачи на строительной площадки.

Обозначение линии	Длина линии (для магистралей записать расстояние между ближайшими точками подключения нагрузки), м	Расчетная активная мощность (для магистралей, записать полную активную мощность магистрали) , кВт	cos 	Расчетная полная мощность , кВА
L2
L3
L4
Мг1
Мг2
L1				формула (3.2)

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 (L1, L2, L3, Мг1, Мг2) определяется по формуле:

, (3.1)

где P_Р - расчетная, Вт; U_Л = 380 В - номинальное линейное напряжение; cos  - коэффициент мощности.

Расчетный ток однофазной линии (L4) определяется по формуле:

, (3.2)

где U_Ф = 220 В - номинальное фазное напряжение. Найденные величины токов занести в Таблицу 3.3.

3.Используя определенные величины токов, а также данные Таблиц 3.4, 3.5 определить допустимые по нагреву сечения проводников и внести их в Таблицу 3.3.

4. Для расчета потери напряжения, в радиальных линиях L1, L2, L3 использовать формулу:

. (3.3)

5. Для расчета потери напряжения, в радиальной линии L4 использовать формулу:

. (3.4)

6. Для расчета потери напряжения, в магистральных линиях Мг1 и Мг2 использовать формулу:

(3.5)

В этих формулах P_Р – активная мощность линий L1, L2, L3, L4; (P_Р)_m - активная мощность одного звена магистрали в кВт, L – длина радиальных линий; L_m – расстояние от ВРУ до точки приложения нагрузки в км; r₀ - активное сопротивления 1 км жилы кабеля, приведенное в Таблице 3.6. Потеря напряжения в линии сразу получается в процентах.

Таблица 3.3. Результаты расчета электрических сетей строительной площадки.

Обозначение линии	Расчетный ток линии, А	Сечение проводников выбранное по допустимому нагреву, мм2	Потеря напряжения в линии , % (для сечения соответствующего допустимому нагреву)	Проводники, выбранные для производства электромонтажных работ,
				Сечение, мм2	Потеря напряжения в линии , %
L1
L2
L3
L4
Мг1
Мг2

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 L1 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%.

Найденные сечения жил кабелей всех линий занести в Таблицу 3.3.

Сечения жил кабелей выбрать таким образом, чтобы они были не меньше 2,5 мм². Если при расчетах получаются сечения менее 2,5 мм², то необходимо увеличить сечение жил кабелей до 2,5 мм².

Таблица № 3.4. Длительно допустимые токовые нагрузки на кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией с алюминиевыми жилами.

Сечение жилы, мм2	Токовые нагрузки в четырехжильных кабелях при прокладке в земле, А
1,5	-
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

Таблица № 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 токопроводящей	Ток, А
жилы, мм2	двухжильных	трехжильных
0,5	12	-
0,75	16	14
1,0	18	16
1,5	23	20
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 № 3.6. Сопротивление проводов и трехжильных кабелей с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией при номинальном напряжении кабеля до 1 кВ.

Сечение жилы, мм2	Активное сопротивление жил r0, Ом/км
	алюминий	медь
0,5	62,5	37,0
0,75	41,67	24,67
1	31,25	18,50
1,5	20,83	12,33
2,5	12,5	7,4
4	7,81	4,63
6	5,21	3,09
10	3,12	1,84
16	1,95	1,16
25	1,25	0,74
35	0,894	0,53
50	0,625	0,37
70	0,447	0,265
95	0,329	0,195
120	0,261	0,154
150	0,208	0,124
185	0,169	0,100
240	0,130	0,077