Размещено на http://www.allbest.ru/

Санкт-Петербургский Государственный архитектурно-строительный университет

Строительный институт

Кафедра Автоматики и Электротехники

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему

“ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДЕЙ”

Санкт-Петербург 2015



Содержание

Исходные данные

Введение

1. Расчет мощности, потребляемой строительной площадкой

2. Выбор компенсирующих устройств для стройплощадки

3. Выбор мощности силового трансформатора

4. Определение центра нагрузок

5. Выбор сечения кабелей, питающих электропотребители строительной площадки

Список использованной литературы



Исходные данные

Объект и его обозначение	Наименование групп электроприемников	Условные номера групп электроприемников
башенные краны (БК)	Электродвигатели башенных кранов	1
Бетоносмесительное отделение (БСО)	Вибраторы	2
	Растворнасосы	3
	Компрессоры	4
Строящийся корпус (Сп)	ручной электроинструмент	5
	Сварочные трансформаторы	6

Номер варианта	Условные номера групп электроприемников
	1	2	3
	Рн, кВт	Cosц	ПВ	Pн, кBт	Cosц	ПВ	Рн, кВт	Cosц	ПВ
8	2000	0,85	0,6	35	0,8	0,7	45	0,6	0,8

Номер варианта	Условные номера групп электроприемников
	4	5	6
	Рн, кВт	Cosц	ПВ	Pн, кBт	Cosц	ПВ	Рн, кВт	Cosц	ПВ
8	45	0,75	0,8	15	0,75	0,8	60	0,55	0,65



Введение

Энерговооруженность современного строительства неизменно растет. В настоящее время в ведении инженера-строителя находятся башенные краны, электросварочное оборудование, электрооборудование бетоносмесительных отделений, электроинструмент и т.д.

В связи с этим становится очевидным необходимость для будущего инженера-строителя определенных знаний и навыков в электроснабжении строительства.

Данная курсовая работа имеет целью ознакомиться с некоторыми, наиболее важными задачами, связанными с вопросами электроснабжения строительных площадок, и научить их практически решать эти задачи на примерах расчета электроснабжения строительства конкретного объекта.

При этом основное внимание обращается на расчет потребляемой мощности строительной площадки с учетом особенностей установленных на ней электроприемников, выбор силовых трансформаторов и средств компенсации реактивной мощности, а также выбору сечения кабелей.

стротельный кабель электроприемник мощность



1. Расчет мощности, потребляемой строительной площадкой

Исходные данные для расчета мощностей

Наименования групп электроприемников	Суммарная установленная мощность Рн, кВт	cosц	ПВ	Коэффициент спроса Кс
	1	2	3	4	5
БК	Башенный кран	2000	0,85	0,6	0,3
БСО	Вибраторы (ВБ) Растворонасосы (РН) Компрессоры (К)	35 45 45	0,8 0,6 0,75	0,7 0,8 0,8	0,25 0,7 0,8
СК	Ручной электроинструмент (РИ) Сварочные трансформаторы (СТ)	15 60	0,75 0,55	0,8 0,65	0,55 0,3

БК - башенный кран, БСО - бетоносмесительное отделение, СК - строящийся корпус.

1. Определяем величины активных расчетных мощностей отдельных групп электроприемников:

- для башенного крана:

P'_нБК = P_нБК* = 2000* = 1549,19 кВт;

P_рБК = К_сБК * P'_нБК = 0,3*1549,19 = 464,76 кВт.

- для вибраторов:

P'_нВБ = P_нВБ* = 35*= 29,28 кВт;

P_рВБ = К_сВБ * P'_нВБ = 0,25*29,28 = 7,32 кВт.

- для растворнасосов:

P_рРН = К_сРН * P_нРН = 0,7*45 = 31,5 кВт.

-для компрессоров:

P_рК = К_сК * P_нК = 0,8*45 = 36,0 кВт.

- для ручного электроинструмента:

P'_нРИ = P_нРИ* = 15* = 13,42 кВт;

P_рРИ = К_сРИ * P'_нРИ = 0,55*13,42 = 7,38 кВт.

-для сварочных трансформаторов:

P_нСТ = S_нСТ * cosц_нСТ = 60*0,55 = 33,0 кВт;

P_рСТ = К_сСТ * P_нСТ = 0,3*33 = 9,9 кВт.

2. Определяем величину активной расчетной мощности всей строительной площадки:

Р=Р_рБК+Р_рВБ+Р_рРН+Р_рК+Р_рРИ+Р_рСТ=464,76+7,32+31,5+36,0+7,38+9,9=556,86 кВт.

3. Определяем величины реактивных расчетных мощностей отдельных групп электроприемников:

- для башенного крана:Q_рБК = Р_рБК * tgц_БК = 464,76*0,62 = 288,15 квар;

- для вибраторов:Q_рВБ = Р_рВБ * tgц_ВБ = 7,32*0,75 = 5,49 квар;

- для растворнасосов:Q_рРН = Р_рРН * tgц_РН = 31,5*1,33 = 41,90 квар;

- для компрессоров:Q_рК = Р_рК * tgц_К = 36*0,88 = 31,68 квар;

- для ручного электроинструмента:Q_рРИ=Р_рРИ * tgц_РИ=7,38*0,88=6,49 квар;

- для сварочных трансформаторов:Q_рСТ=Р_рСТ * tgц_СТ=9,9*1,52=15,05 квар.

4. Определяем величину реактивной расчетной мощности всей строительной площадки:

Q=Q_рБК+Q_рВБ+Q_рРН+Q_рК+Q_рРИ+Q_Рст=288,15+5,49+41,9+31,68+6,49+15,05=388,76квар

5. Определяем расчетную полную мощность и cosц всей строительной площадки:

S===679,14 кВА;

cosц=P/S=556,86/679,14=0,82.

6. Уточняем величины расчетных мощностей с учетом коэффициента участия в максимуме нагрузки К_м, который принимаем равным 1,06:

Р_расч = K_м*Р = 0,82*557 = 456,74 кВт;

Q_расч = K_м*Q = 0,82*389 = 318,98 квар;

S_расч = K_м*S = 0,82*680 = 557,6 кВА;

Или

S_расч = = = 557,1 кВА.

Таким образом, полная расчетная мощность всей строительной площадки S_расч = 557,1 кВА; исходя из этого значения можно выбрать мощность трансформатора понижающей трансформаторной подстанции (подробнее см. Раздел III).

2. Выбор компенсирующих устройств для стройплощадки

Выбрать компенсирующее устройство для повышения коэффициента мощности электрооборудования строительной площадки, полученного в результате расчетов в разделе I, от величины 0,73 до величины 0,95.

Рассчитываем реактивную мощность компенсирующего устройства:

Q_ку=Р_расч(tanц₁-tanц₂);

Q_ку=456,74*(0,936-0,326)=278,61 квар.

По результатам расчета выбираем для компенсации косинусные конденсаторные установки типа ККУ-0,38-у номинальной мощностью

Q_н = 280 квар.

3. Выбор мощности силового трансформатора

Выбрать силовой трансформатор для строительной площадки по результатам расчетов.

Исходными данными являются:

Р_расч = 456,74 кВт; Q_расч = 318,98 квар;

S_расч = 557,1 кВА; Q_ку = 278,61 квар.

1. Рассчитываем реактивную мощность стройплощадки с учетом мощности компенсирующего устройства Q_ку:

Q`=Q_расч- Q_ку=318,98-278,61=40,37 квар.

2. Определяем полную расчетную мощность стройплощадки:

S`===458,52 кВА.

3. По результатам, полученным в п.2, проводим предварительный выбор трансформатора, исходя из того, что его мощность должна быть больше S`.

Выбираем трансформатор типа Тм-630/10 мощностью S_тр=630 кВА.

4. Рассчитываем потери в трансформаторе ?Р_тр и ?Q_тр:

?Р_тр=0,02 * S_тр=0,02*630=12,6 кВт;

?Q_тр=0,12 * S_тр=0,12*630=75,6 квар.

5. Определяем общие расчетные мощности стройплощадки:

Р_общ=+?Р_тр=456,74+12,6=469,34 кВт;

Q_общ=+?Q_тр=40,37+75,6=115,97квар;

S_общ===483,45 кВА.

6. Проверяем соотношение S_общ ? S_тр.

В нашем случае условие выполняется.

Оставляем трансформатор типа Тм-630/10 мощностью Sтр=630 кВА.

4. Определение центра нагрузок

Определить центр электрической нагрузки стройплощадки исходя из заданных в таблице координат отдельных объектов и по результатам расчета мощностей этих объектов.

Координаты центров электрических нагрузок отдельных объектов строительной площадки.

Номер варианта		Объекты строительной площадки
	Башенный кран	Бетоносмесительное отделение	Строящийся корпус
	Х, м	У, м	X, м	У, м	Х, м	Y, м
8	115	80	15	40	125	80

1. Рассчитываем полные мощности отдельных групп электроприемников по данным, полученным в разделе 1:

- для башенного крана

S_рБК = = =546,84 кВА;

- для бетоносмесительного отделения

Р_рБСО = Р_рВБ+Р_рРН+Р_рК =7,32+31,5+36=74,82 кВА;

Q_рБСО = Q_рВБ+Q_рРН+Q_рК =5,49+41,9+31,68=79,07 кВА;

S_рБCО = = =108,86 кВА;

- для строящегося корпуса

Р_рСК = Р_рРИ+Р_рСТ =7,38+9,9=17,28 кВА;

Q_рСК = Q_рРИ+Q_рСТ =6,49+15,05=21,54 кВА;

S_рCК = = =27,61 кВА;

2. Определяем координаты центра нагрузок:

X₀ == = 99,47 м;

Y₀ == = 73,63 м;

Таким образом, получаем координаты центра нагрузок X₀=99,47 м; Y₀=73,63 м, которые наносим на план-схему строительной площадки, тем самым определяем место расположения понижающей трансформаторной подстанции.

5. Выбор сечения кабелей, питающих электропотребители строительной площадки

Рассчитать сечение трехфазного кабеля марки АБВГ с прокладкой его в траншее на номинальное напряжение 380В для питания бетоносмесительной площадки по радиальной схеме на основании результатов, полученных в предыдущих разделах.

Алгоритм расчета:

1. На плане строительной площадки наносим помещение бетоносмесительного отделения, кабельную линию, отмечаем центр нагрузок, размещаем в нем трансформаторную подстанцию.

В соответствии с масштабом определяем длину кабельной линии. Она оказывается равной: для БСО - 90,93 м; для БК - 16,79 м; для СК - 26,31 м.

2. Расчетная активная мощность группы электроприемников, входящих в состав электрооборудования бетоносмесительного отделения, определена в разделе 4 и составляет 74,82 кВТ.

3. В соответствии с заданием выбираем четырехжильный кабель марки АБВГ, включающий в себя три токоведущих жилы и нулевой провод, так как нагрузка от работы агрегатов бетоносмесительного отделения может быть несимметричной.

4. Вычисляем расчетный ток бетоносмесительного отделения (нагрузка трехфазная):

I_р= = = 164,75 А;

cosц_n= = = 0,69.

По величине расчетного тока I_р исходя из условия I_р ? I_д определяем сечение жил кабеля S=70 мм ².

Т.о. выбираем кабель АБВГ 3x70+1x25. Расшифровка маркировки означает: силовой четырехжильный кабель на напряжение 1 кВ с тремя токоведущими рабочими жилами из алюминия (А) сечением по 70 мм ² и нулевой жилой сечением 25 мм ² с поливинилхлоридной оболочкой (В) и такой же изоляцией (Б), без наружного покрова (Г).

5. Выбираем плавкую вставку предохранителя, соблюдая условие I_р ? I_в:

I_в=200 А > I_р

Т.о. выбираем предохранитель типа ПР-2-200 на 200А.

6. Поверяем правильность выбора сечения кабеля по условию допустимой величины потери напряжения; принимаем эту величину равной 5%:

?U% = 100* ;

?U% = 100* * = 2,34%;

sinц_n= = = 0,73.

Т.о. падение напряжения не превышает заданной величины, т.е. ?U% < ?U_доп% = 5% и выбранное сечение кабеля отвечает требованиям пожаробезопасности и допустимой величины потерь напряжения в линии, а кабель АБВГ 3x70+1x25 может быть использован для питания бетоносмесительного отделения строительной площадки.

7. Вычисляем расчетный ток башенного крана (нагрузка трехфазная):

I_р= = = 830,74 А;

cosц_n= = = 0,85.

По величине расчетного тока I_р исходя из условия I_р ? I_д определяем сечение жил кабеля S=185 мм ².

Т.о. выбираем кабель АБВГ 3x185+1x35. Расшифровка маркировки означает: силовой четырехжильный кабель на напряжение 1 кВ с тремя токоведущими рабочими жилами из алюминия (А) сечением по 185 мм ² и нулевой жилой сечением 35 мм ² с поливинилхлоридной оболочкой (В) и такой же изоляцией (Б), без наружного покрова (Г).

8. Выбираем плавкую вставку предохранителя, соблюдая условие I_р ? I_в:

I_в=225 А > I_р

Т.о. выбираем предохранитель типа ПР-2-15 на 850А.

9. Поверяем правильность выбора сечения кабеля по условию допустимой величины потери напряжения; принимаем эту величину равной 5%:

?U% = 100* ;

?U% = 100* * = 1,12%;

sinц_n= = = 0,53.

Т.о. падение напряжения не превышает заданной величины, т.е. ?U% < ?U_доп% = 5% и выбранное сечение кабеля отвечает требованиям пожаробезопасности и допустимой величины потерь напряжения в линии, а кабель АБВГ 3x185+1x35 может быть использован для питания башенного крана строительной площадки.

10. Вычисляем расчетный ток строящегося корпуса (нагрузка трехфазная):

I_р= = = 42,67А;

cosц_n= = = 0,63.

По величине расчетного тока I_р исходя из условия I_р ? I_д определяем сечение жил кабеля S=10 мм ².

Т.о. выбираем кабель АБВГ 3x10+1x6. Расшифровка маркировки означает: силовой четырехжильный кабель на напряжение 1 кВ с тремя токоведущими рабочими жилами из алюминия (А) сечением по 10 мм ² и нулевой жилой сечением 6 мм ² с поливинилхлоридной оболочкой (В) и такой же изоляцией (Б), без наружного покрова (Г).

11. Выбираем плавкую вставку предохранителя, соблюдая условие I_р ? I_в:

I_в=60 А > I_р

Т.о. выбираем предохранитель типа ПР-2-60 на 60А.

12. Поверяем правильность выбора сечения кабеля по условию допустимой величины потери напряжения; принимаем эту величину равной 5%:

?U% = 100* ;

?U% = 100* * = 1,03%;

sinц_n= = = 0,78.

Т.о. падение напряжения не превышает заданной величины, т.е. ?U% < ?U_доп% = 5% и выбранное сечение кабеля отвечает требованиям пожаробезопасности и допустимой величины потерь напряжения в линии, а кабель АБВГ 3x10+1x6 может быть использован для питания строящегося корпуса строительной площадки.



Список использованной литературы

1. A.B.Воробьев Электроснабжение и электрооборудование строительных площадей и предприятий. Учебно-справочное пособие для студентов, СПб, 1992 г.

2. Справочник энергетика строительной организации (под ред В.Г.Сенчева), т.1. Электроснабжение строительства, М., Стройиздат, 1991 г.

3. Правила устройства электроустановок. М., Энергоатомиздат, 1986 г.

Размещено на Allbest.ru

...