Проектирование системы электроснабжения строительной площадки жилого дома
Федеральное
агентство по образованию Российской Федерации
Государственное
образовательное учреждение высшего профессионального образования
Белгородский государственный технологический
университет им. В. Г. Шухова
Кафедра
электроэнергетики
КУРСОВАЯ
РАБОТА
на
тему: Проектирование системы электроснабжения строительной площадки жилого дома
по
дисциплине: Системы электроснабжения
Белгород
2008
Введение
Для создания надежных и экономичных систем
электроснабжения различных предприятий и производств при проектировании
необходимо руководствоваться современными методиками электрических расчётов,
нормативными указаниями и руководящими документами, такими как: руководящие
указания по расчёту нагрузок, руководящие указания по расчёту токов короткого замыкания
и выбору электрооборудования, правила устройства электроустановок и пр.
Возникающие при проектировании вопросы
необходимо решать комплексно, используя серийно выпускаемое оборудование.
Особое внимание надо уделять вопросам обеспечения необходимой надёжности
электроснабжения, качества электроэнергии и электромагнитной совместимости
устройств. Релейная защита и оперативная автоматика должны работать с высокой
степенью быстродействия и селективности.
В данном проекте разрабатывается система
электроснабжения строительной площадки жилого дома. Основные расчёты,
необходимые для выполнения поставленной задачи: расчёты электрических нагрузок
с учётом компенсации реактивной мощности и расчёт токов короткого замыкания.
Выбору подлежат силовые трансформаторы КТП, основные проводники и
коммутационная аппаратура.
1. Расчёт силовой нагрузки методом упорядоченных
диаграмм
Расчёт силовой нагрузки производится в два
этапа. На первом этапе рассчитывается суммарная нагрузка строительной площадки
для выбора трансформаторов комплектной трансформаторной подстанции (КТП). На
втором этапе определяются нагрузки по группам подключения электроприёмников для
выбора низковольтного электрооборудования. Выполнение второго этапа расчётов
возможно только после разработки схемы низковольтного стройплощадки, поэтому в
данной главе рассчитывается только суммарная нагрузка стройплощадки.
Исходными данными к расчёту являются номинальные
мощности электрооборудования, перечень которого дан в таблице 1.1.
Таблица 1.1. Перечень электрооборудования
|
Наименование
электрооборудования
|
№
на плане
|
Pэп, кВт
|
|
Сварочные
трансформаторы (ПВ=25%)
|
1,
2
|
20
кВА
|
|
Токарно-винторезный
станок
|
3
|
10,5
|
|
Трубогибочный
станок
|
4
|
2,2
|
|
Ножницы
механические
|
5
|
3,2
|
|
Транспортер
грузовой
|
6,
11
|
5
|
|
Кран
погрузчик (ПВ=50%)
|
7,
27
|
18,2
|
|
Башенный
кран (ПВ=60%)
|
8
|
41,5
|
|
Насосы
раствора
|
9,
10, 19, 20, 22
|
6,5
|
|
Малярная
станция
|
12,
13, 14
|
15
|
|
Трансформаторы
термообработки бетона (ПВ=40%)
|
15,
16
|
50
кВА
|
|
Насос
водяной поршневой
|
17,
18
|
7,5
|
|
Подъемник
мачтовый грузовой (ПВ=60%)
|
21,
23
|
12
|
|
Станок-резак
по металлу
|
24
|
7
|
|
Станок
наждачный (1-фазный)
|
25
|
1,5
|
|
Вертикально-сверлильный
станок (1-фазный)
|
26
|
1,2
|
Мощности трёхфазного оборудования, работающего в
повторно-кратковременном режиме, приводим к длительному режиму:
Рн=Sп∙cosφ∙
,(1.1)
Рн=Pп∙,(1.2)
Здесь Рн − приведенная к
длительному режиму мощность;
Рп − паспортная активная
мощность, кВт;
cosφ
−
коэффициент мощности приёмника [1, с. 24−25];
ПВ − продолжительность включения, о.е..
Для сварочных трансформаторов, кранов,
подъёмников и трансформаторов термообработки бетона имеем:
Р1,2=20∙0,35∙
=3,5
кВт;
Р7,27=18,2∙
=12,9
кВт;
Р8=41,5∙
=32,1
кВт;
Р15,16=50∙0,95∙
=30,0
кВт;
Р21,23=12∙=9,3
кВт.
Имеющуюся на стройплощадке однофазную нагрузку
(наждачный и вертикально-сверлильный станок) необходимо привести к условной
трёхфазной мощности. Принимаем, что однофазные приёмники включаются на фазное
напряжение, тогда:
Ру(3)=3∙Рм.ф(1),(1.3)
Здесь Ру(3) −
условная трёхфазная мощность;
Рм.ф(1) − мощность
наиболее загруженной фазы.
Рм.ф25,26(1)=Р25=1,5
кВт,Ру25,26(3)=3∙1,5=4,5 кВт.
Расчёт суммарной нагрузки стройплощадки выполнен
в таблице 1.2 в следующем порядке.
Для каждой группы одинаковых электроприёмников
определены значения коэффициента использования Ки i
и коэффициента мощности tgφi
по [1, табл. 1.5.1; 2, табл. 2.2].
Средние активные Рсрi
и реактивные мощности Qсрi
каждой группы одинаковых электроприемников рассчитаны по формулам:
Рср
i=SРном
i·Ки
i;(1.4)ср
i=Рср
i·tg φi
,(1.5)
Где Рном i
- номинальная мощность одного электроприёмника в i-ой
группе, кВт.
Средневзвешенные коэффициенты Киср и tgφср
для
стройплощадки в целом определялись по формулам:
Ки
ср=SРср i
/Рном∑,(1.6)
tgφср=SQср
i / SРср
i,(1.7)
здесь Рном∑ - суммарная
номинальная мощность всех электроприёмников, кВт.
Эффективное число электроприемников находится по
формуле:
nэ=2·Рном∑
/ Рном.max.(1.8)
гдеРном.max
- наибольшая номинальная мощность одного электроприемника.
Коэффициент расчетной нагрузки Кр
определяется по [3, табл. 2] в зависимости от средневзвешенного коэффициента
использования и эффективного числа электроприемников Кр=f(Ки.ср,
nэ).
Расчетная активная и реактивная силовая нагрузка
стройплощадки [3]:
Рр=Кр·SРср
i ;(1.9)р=Кр·SQср
i .(1.10)
В результате проведённых расчётов получено:
Рр=105,9 кВт,
Qр=76,8
кВАр.
Таблица 1.2. Расчет электрических нагрузок
(форма Ф6336-90) для выбора трансформаторов КТП
|
Наименование
электроприемника
|
Кол-во
ЭП nф
|
Номинальная
мощность, кВт
|
Ки
|
tgφ
|
Pср,
кВт
|
Qср,
кВАр
|
nэ
|
Кр
|
РрS, кВт
|
QрS, кВАр
|
|
|
одного
ЭП
|
общая
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сварочные
трансформаторы
|
2
|
3,5
|
7
|
0,25
|
2,67
|
1,75
|
4,67
|
|
|
|
|
|
Токарно-винторезный
станок
|
1
|
10,5
|
10,5
|
0,14
|
1,73
|
1,47
|
2,54
|
|
|
|
|
|
Трубогибочный
станок
|
1
|
2,2
|
2,2
|
0,15
|
1,33
|
0,33
|
0,44
|
|
|
|
|
|
Ножницы
механические
|
3,2
|
3,2
|
0,15
|
1,33
|
0,48
|
0,64
|
|
|
|
|
|
Транспортер
грузовой
|
2
|
5
|
10
|
0,15
|
1,73
|
1,5
|
2,59
|
|
|
|
|
|
Кран
погрузчик
|
2
|
12,9
|
25,8
|
0,1
|
1,73
|
2,58
|
4,46
|
|
|
|
|
|
Башенный
кран
|
1
|
32,1
|
32,1
|
0,1
|
1,73
|
3,21
|
5,55
|
|
|
|
|
|
Насосы
раствора
|
5
|
6,5
|
32,5
|
0,7
|
0,75
|
22,75
|
17,06
|
|
|
|
|
|
Малярная
станция
|
3
|
15
|
45
|
0,7
|
0,75
|
31,5
|
23,63
|
|
|
|
|
|
Трансформаторы
термообработки бетона
|
2
|
30,0
|
60
|
0,75
|
0,33
|
45
|
14,85
|
|
|
|
|
|
Насос
водяной поршневой
|
2
|
7,5
|
15
|
0,7
|
0,75
|
10,5
|
7,88
|
|
|
|
|
|
Подъемник
мачтовый грузовой
|
2
|
9,3
|
18,6
|
0,1
|
1,73
|
1,86
|
3,22
|
1
|
7
|
7
|
0,14
|
1,73
|
0,98
|
1,7
|
|
|
|
|
|
Станок
наждачный
|
1
|
4,5
|
4,5
|
0,14
|
1,73
|
0,63
|
1,09
|
|
|
|
|
|
Итого
|
26
|
2,2−32,1
|
273,4
|
0,46
|
0,725
|
124,54
|
90,32
|
17
|
0,85
|
105,9
|
76,8
|
2. Расчёт осветительной нагрузки
Кроме силовой нагрузки на участке имеется
осветительная нагрузка от рабочего освещения, охранного и сигнального.
Рабочее освещение выполнено на железобетонных опорах
прожекторами заливного света типа ПЗС−35, размещенных по периметру
территории, охранное − светильниками типа РКУ с лампами ДРЛ−490,
сигнальное − лампами накаливания (42 Вт).
Так как наименьшая высота установки прожекторов
ПЗС−35 с лампами Г220−500 равна 13 м [4, табл. 9.6], то
предварительно принимаем, что прожекторы установлены на высоте 15 м, расстояние
между ними также составляет 15 м. Таким образом, по периметру стройплощадки
устанавливается 11 прожекторов (предварительно).
Установленную мощность прожекторного освещения
территории стройплощадки можно рассчитать по формуле [4, с. 254]:
Рпрож..≈Ен∙Кз∙m∙S,(2.1)
здесьЕн=10 лк − нормированная
освещенность территории стройплощадки [4, табл. 4-6];
Кз − коэффициент запаса,
принимаем 1,5;
m
−
величина, которая установлена для прожекторов с лампами накаливания в пределах
0,2−0,25 Вт/(лк∙м2) [4, с. 254];
Sз
− освещаемая площадь.
Руст.н.о.≈10∙1,5∙0,25∙15∙30=5625
Вт.
Данная величина очень хорошо согласуется с
предварительно принятым числом (11) прожекторов ПЗС−35 с лампами Г220−500,
установленных по периметру площадки:
Рпрож/Рл=5625/500=11,25,
здесьРл=500 Вт − мощность одной
лампы Г220−500.
Для охранного освещения используется 6
светильников РКУ с лампами ДРЛ−490, расстояние между ними − 25−30
м.
Для определения установленной мощности ламп
освещения вспомогательных помещений и строительного модуля здания необходимо
найти их количество, которое зависит от размещения светильников.