Электроснабжение строительных площадей. Выбор сечения кабелей, питающих электропотребители строительной площадки

Санкт–Петербургский государственный архитектурно–строительный

университет

Автомобильно-дорожный институт

Кафедра автоматики и электротехники

Дисциплина: электротехника

К У Р С О В А Я  Р А Б О Т А  П О  Т Е М Е

“ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДЕЙ”

Работу выполнил:

студент группы 3 – п – III

Работу принял:

Санкт–Петербург

2007

Содержание

Исходные данные..................................................................................... 3

1. Расчет мощности, потребляемой строительной площадкой.............. 4

2. Выбор компенсирующих устройств для стройплощадки.................. 6

3. Выбор мощности силового трансформатора...................................... 7

4. Определение центра нагрузок.............................................................. 8

5. Выбор сечения кабелей, питающих электропотребители строительной площадки........................................................................... 9

Исходные данные

Объекты строительной площадки:

Табл. 1.

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 (СК)	Ручной электроинструмент	5
	Сварочные трансформаторы	6

Данные для расчета

Табл. 2.

Номер варианта	Условные номера групп электроприемников (см. табл. 1.)
	1  Электродвигатели башенных кранов				2 Вибраторы				3 Растворнасосы
6	Рн, кВт	cosφ		ПВ	Рн, кВт	cosφ		ПВ	Рн, кВт	cosφ		ПВ
	1000	0,75		0,5	25	0,7		0,6	35	0,5		0,5
	4 Компрессоры				5 Ручной электроинструмент				6 Сварочные трансформаторы
	Рн, кВт	cosφ		ПВ	Рн, кВт	cosφ		ПВ	Рн, кВт	cosφ		ПВ
	60	0,65		0,6	5	0,65		0,5	50	0,45		0,55
	Объекты строительной площадки
	Башенный кран: Электродвигатели башенных кранов (БК)				Бетоносмесительное отделение: Вибраторы (ВБ) Растворнасосы (РН) Компрессоры (К)				Строящийся корпус: Ручной электроинструмент (РИ) Сварочные трансформаторы (СТ)
	Х, м		У, м		Х, м		У, м		Х, м		У, м
	115		40		15		80		125		40

где:

Х и У, м – координаты центров электрических нагрузок отдельных объектов строительной площадки.

Значение коэффициентов спроса К_с основных приемников электроэнергии строительных площадок:

Табл. 3.

Наименование приемника	коэффициент спроса Кс
Строительные башенные краны	0,3
Вибраторы	0,25
Растворнасосы	0,7
Компрессорные станции	0,8
Ручной электроинструмент	0,25
Сварочные трансформаторы	0,3

Технические данные масляных трансформаторов общего назначения (класс напряжений 6 – 10 кВ):

Табл. 4.

Тип	Номинальная мощность, кВА	Номинальное напряжение, кВ
		ВН	НН
ТМ–25/10	25	6; 10	0,4
ТМ–40/10	40	6; 10	0,4
ТМ–63/10	63	6; 10	0,4
ТМ–100/10	100	6; 10	0,4
ТМ–160/10	160	6; 10	0,4
ТМ–250/10	250	6; 10	0,4
ТМ–400/10	400	6; 10	0,4
ТМ–630/10	630	6; 10	0,4
ТМ–1000/10	1000	6; 10	0,4

Цель работы

1. Рассчитать мощность, которую потребляет строительная площадка;

2. Выбрать необходимые компенсирующие устройства;

3. Выбрать силовой трансформатор понижающей трансформаторной подстанции;

4. Определить его месторасположение на строительной площадке;

5. Рассчитать сечение силового кабеля марки АВВГ на номинальное напряжение 380В для питания строящегося корпуса и бетоносмесительного отделения по радиальной схеме при принятой трехфазной несимметричной нагрузке.

1. Расчет мощности, потребляемой строительной площадкой

1. Определяем величины активных расчетных мощностей отдельных групп электроприемников по формулам

где:

Р’_н – номинальная активная мощность;

Р_н – паспортная номинальная активная мощность электроприемника;

ПВ_п – паспортная продолжительность включения;

Р_р – расчетная активная мощность для каждой из групп потребителей;

К_с – коэффициент спроса;

а) для башенного крана:

Р’_{н БК} = Р_{н БК} · = 1000 ·= 707,1 кВт

Р_{р БК} = К_{с БК} · Р’_{н БК} = 0,3 · 707,1 = 212,1 кВт б) для вибраторов:

Р’_{н ВБ} = Р_{н ВБ} · = 25 ·= 19,4 кВт

Р_{р ВБ} = К_{с ВБ} · Р’_{н ВБ} = 0,25 · 19,4 = 4,85 кВт в) для растворнасосов:

Р_{р РН} = К_{с РН} · Р_{н РН} = 0,7 · 35 = 24,5 кВт г) для компрессоров:

 Р_{р К} = К_{с К} · Р_{н К} = 0,8 · 60 = 48 кВт д) для ручного электроинструмента:

Р’_{н РИ} = Р_{н РИ} · = 5 ·= 3,53 кВт

Р_{р РИ} = К_{с ВБ} · Р’_{н ВБ} = 0,25 · 3,5 = 0,883 кВт е) для сварочных трансформаторов:

Р’_{н СТ} = Р_{н СТ} · = 50 ·= 37,1 кВт

Р_{р СТ} = К_{с СТ} · Р’_{н СТ} = 0,3 · 37,1 = 11,1 кВт

2. Определяем величину активной расчетной мощности всей строительной площадки по формуле:

Р_р = Р_{р БК} + Р_{р ВБ} + Р_{р РН} + Р_{р К} + Р_{р РИ} + Р_{р СТ} =

= 212,1 + 4,85 + 24,5 + 48 + 0,883 + 11,1 = 301,4 кВт ≈ 302 кВт

3. Определяем величины реактивных расчетных мощностей отдельных групп электроприемников по формуле:

где:

φ – угол фазового сдвига а) для башенного крана:

Q_{р БК} = Р_{р БК} · tgφ_БК = 212,1 · 0,88 = 186,6 квар б) для вибраторов:

Q_{р ВБ} = Р_{р ВБ} · tgφ_ВБ = 4,85 · 1,02 = 4,95 квар в) для растворнасосов:

Q_{р РН} = Р_{р РН} · tgφ_РН = 24,5 · 1,73 = 42,4 квар г) для компрессоров:

Q_{р К} = Р_{р К} · tgφ_К = 48 · 1,16 = 55,7 квар д) для ручного электроинструмента:

Q_{р РИ} = Р_{р РИ} · tgφ_РИ = 0,883 · 1,16 = 1,02 квар е) для сварочных трансформаторов:

Q_{р СТ} = Р_{р СТ} · tgφ_СТ = 11,1 · 1,98 = 22,0 квар

4. Определяем величину реактивной мощности всей строительной площадки по формуле:

Q = Q_{р БК} + Q_{р ВБ} + Q_{р РН} + Q_{р К} + Q_{р РИ} + Q_{р СТ}

Q = 186,6 + 4,95 + 42,4 + 55,7 + 1,02 + 22,0 = 312,7 ≈ 313 квар

5. Определяем расчетную полную мощность и сosφ всей строительной площадки по формулам:

где:

S –  расчетная полная мощность

Q – реактивная расчетная мощность

P –  активная мощность

S = = 435 кВА

6. Уточняем величину рассчитанных мощностей с учетом коэффициента участия в максимуме нагрузке Кm, который принимаем равным 0,85 по формулам:

Р_расч = Кm · Р

Q_расч = Кm · Q

S_расч = Кm · S = Кm ·

Р_расч = 0,85 · 302 = 256,7 кВт

Q_расч = 0,85 · 313 = 266,1 квар

S_расч = 0,85 ·= 369,7 кВА

Т. о.  полная    расчетная    мощность   всей   строительной   площадки   S_расч = 369,7 кВА; исходя из этого значения можно выбрать мощность трансформатора понижающей трансформаторной подстанции:

2. Выбор компенсирующих устройств для стройплощадки

Определяем реактивную мощность компенсирующего устройства исходя из формулы:

Q_КУ = Р_расч · (tgφ₁ – tgφ₂)

где:

Р_расч – расчетная активная мощность строительной площадки;

φ₁ – угол сдвига фаз до компенсации;

φ₂ – угол сдвига фаз после компенсации;

Q_КУ = Р_расч · (tgφ₁ – tgφ₂)

Q_КУ = 256,7 · (1,037 – 0,328) = 182,0 квар

Следуя полученным значениям выбираем для компенсации конденсаторную    установку    типа    ККУ–0,38–III  номинальной    мощностью Q_Н = 280 квар.

3. Выбор мощности силового трансформатора

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

Q’ = Q_расч + Q_КУ

Q’ = 266,1 – 182,0 = 84,1 квар

2. Имея в виду, что активная мощность от ввода компенсирующего устройства не меняется, т. е. Р_расч = Р’, определяем полную расчетную мощность стройплощадки:

S’ =

S’ = = 270,1 кВА

3. По результату, полученному в п. 2. используя таблицу № 4, проводим предварительной выбор трансформатора, исходя из того, что его мощность должна быть больше S’, т. е.:

S_тр > S’

Выбираем трансформатор типа ТМ–400/10 мощностью S_тр = 400 кВА.

4. Рассчитываем потери в трансформаторе ΔР_тр и ΔQ_тр по формулам:

ΔР_тр = 0,02 · S_тр

ΔQ_тр = 0,12 · S_тр

где:

S_тр – номинальная мощность трансформатора, указанная в его паспорте

ΔР_тр = 0,02 · 400 = 8 кВт

ΔQ_тр = 0,12 · 400 = 48 квар

5. Определяем общие расчетные мощности стройплощадки по формулам:

Р_ОБЩ = Р’ + ΔР_тр

Q_ОБЩ = Q’ + ΔQ_тр

S_ОБЩ =

Р_ОБЩ = 256,7 + 8 = 264,7 кВт

Q_ОБЩ = 84,1 + 48 = 132,1 квар

S_ОБЩ = = 295,8 кВА

6. Проверяем соотношение S_тр ≥ S_ОБЩ, т. к. 400 > 295,8, то выбираем этот трансформатор.

Оказалось, что этот трансформатор будет работать с большой