Определение потребной мощности электроэнергии на стройплощадке

• Название: Определение потребной мощности электроэнергии на стройплощадке
• Дата: 12.03.2023
• Размер: 71.61 Kb.
• Имя файла: Zadanie_3.docx
• Тип: Практическая работа; #982217

Практическая работа № 3.
Тема: Определение потребной мощности электроэнергии на стройплощадке
Проектирование и организацию электроснабжения строительной площадки начинают с определения ее расчетной нагрузки, то есть величины необходимой электрической мощности трансформаторной подстанции. Требуемую мощность определяют в период пика потребления электроэнергии. Электроэнергия потребляется на производственные, технологические, хозяйственно-бытовые нужды, для наружного и внутреннего освещения. Наиболее точным является метод расчета по установленной мощности электроприемников и коэффициенту спроса:

, кВт (3.1)

где - коэффициент, учитывающий потери в электросети в зависимости от протяженности, сечения проводов и т.п., принимается 1,05 ÷ 1,1;

к_1с, к_2с, к_3с, к_4с – коэффициенты одновременности спроса, зависящие от числа потребителей, учитывающие неполную загрузку электропотребителей, неоднородность их работы (принимаются по табл. 3.1). Чем больше потребителей, тем меньше к_с;

Р_с; Р_т; Р_о.в.; Р_о.н. – установленная мощность силовых токоприемников «с», технологических потребителей «т», осветительных приборов внутреннего «о.в.» и наружного «о.н.» освещения, кВт.

Мощность силовых и технологических потребителей принимается по техническим характеристикам оборудования (табл. 3.2 и 3.5). Мощность наружного и внутреннего освещения по табл. 3.3.

- коэффициенты мощности по табл. 3.1.


Таблица 3.1 – Значение средних коэффициентов спроса К_с и мощности cos для стройплощадки

№ п/п	Группа потребителей электроэнергии	Кс	cos
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.	Силовые потребители Краны башенные, мостовые, козловые, подъемники Экскаваторы с электрооборудованием Автопогрузчик Сварочные аппараты, трансформаторы Растворные узлы Насосы, компрессоры, вентиляторы Переносные механизмы Технологические потребители Установки электропрогрева бетона и грунта Механизмы непрерывного транспорта Наружное освещение Внутреннее освещение Освещение складов Ремонтно-механические мастерские	0,3-0,7 0,5 0,6 0,35 0,15-0,4 0,7 0,1 0,5 0,6 1,0 0,8 0,35 0,3	0,5 0,6 0,7 0,4 0,5 0,8 0,4 0,85 0,7 1,0 1,0 1,0 0,65

Таблица 3.2- Мощность электродвигателей машин и механизмов

№ п/п	Наименование потребителя	Марка	Мощность, кВт
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.	Башенные краны с поворотной платформой Башенные передвижные краны с подъемной стрелой Башенные краны передвижные с балочной стрелой Башенные приставные краны Кран самоходный Кран со стрелой 2,2 м Автопогрузчик производительностью 6 м3/час Вибропогружатель Электропогрузчик кирпича Цемент-пушка Растворонасосы Штукатурная станция Вибратор Виброрейка Подъемник Сварочный аппарат Различные мелкие механизмы Машина для нанесения битумных мастик Машина для подогрева, перемешивания и подачи мастик на кровлю	КБ-100 КБ-301;КБ-302; КБ-100,3 МСК-1,0-20 КБ-160 КБ-160-2 КБ-401 КБ-405 КБ-308 КБ-403 КБ-403А КБ-502;КБ-503 КБ-503А КБ-504 КБ-675 КБ-676-1; КБ-676-2; КБ-676-3 ДЭК Т-108 - ЧТЗ ЭПК-1000 СБ-13 СО-48Б СО-496 «Салют» Н-22 СО-47 ТП-5 Т-1,1 СТЕ-24 СО-122 А СО-100 А	40,0 34,0 41,5 45,0 59,2 40,5 56,0 57,0 75,0 61,5 116,5 65,3 140,0 102,0 124,0 137,2 40,0 3,3 7,0 40,0 5,6 5,5 2,2 4,0 10,0 0,5 0,6 4,3 2,8 54 5,5 15 200

Таблица 3.3- Ориентировочная удельная мощность, потребная для наружного и внутреннего освещения

№ п/п	Наименование потребителей электроэнергии	Ед. изм.	Средняя освещенность, люкс	Удельная мощность
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.	Территория строительства в районе производства работ Места производства механизированных земляных и бетонных работ Монтаж строительных конструкций и каменная кладка Открытые склады Закрытые склады Мастерские и цеха Охранное освещение Проходы и проезды Прожекторы Внутрипостроечные дороги Конторы Столовые	1000 м2 1000 м2 1000 м2 1000 м2 1000 м2 100 м2 км км шт. 1 км 100 м2 100 м2	2 7 20 10 15 50 0,5 2 2-2,5 75 80	0,4 кВт 1,0 кВт 3,0 кВт 0,8-1,2кВт 1,2 кВт 1,3 кВт 1,5 кВт 3,5 кВт 2,0 кВт 2,5 кВт 1-1,5 кВт 0,8-1,0кВт

При одновременной работе нескольких однотипных силовых установок или электрофицированного инструмента их потребная мощность суммируется с учетом различных и к_с.

Составляется ведомость установленной мощности силовых потребителей.

Таблица 3.4- Ведомость установленной мощности силовых потребителей

№ п/п	Наименование потребителей	Ед. изм.	Установленная мощность, кВт	Кол-во	Общая установленная мощность, кВт

Чтобы определить суммарную мощность электроэнергии на технологические нужды нужно знать удельный расход электроэнергии.

Таблица 3.5 – Удельный расход электроэнергии на технологические нужды

№ п/п	Наименование потребителей	Ед. изм.	Удельный расход, кВт
1. 2. 3.	Электропрогрев бетона при модулях поверхности 6-10-15, наружной температуре -200С, доведения прочности до 70% Электропрогрев кирпичной кладки (стены,простенки,столбы) с модулем поверхности 4-9 Электропрогрев грунта строительными печами или вертикальными электродами	1 м3 1 м3 1 м3	95-140-190 40-70 35-45

Зная объем прогрева, определяют суммарную мощность на технологические нужды:

, кВт (3.2)

здесь V – объем прогреваемого бетона, кирпича, грунта; р_уд – удельный расход электроэнергии на единицу объема.

Затем определяется удельная мощность наружного и внутреннего освещения по табл. 3.3. Выбрав территории, которые нужно освещать и подобрав временные здания, составляют таблицы потребной мощности для наружного и для внутреннего освещения.

Таблица 3.6 – Потребная мощность наружного освещения

№ п/п	Потребители эл. энергии	Ед. изм.	Удельная мощность, кВт	Норма освещенности, люкс	Действительная площадь, протяженность	Потребная мощность, кВт
1. 2. 3.	……….. ……….. ……….. Итого мощность наружного освещения					…

Таблица 3.7 – Потребная мощность внутреннего освещения (пример)

№ п/п	Потребители эл. энергии	Ед. изм.	Удельная мощность, кВт	Норма освещенности, лк	Действительная площадь	Потребная мощность, кВт
1. 2. 3.	………. ………. ………. Итого мощность внутреннего освещения					Ро.в.=

Перерасчет мощности из кВт в кВ·А производится по формуле

Р_р=Р_у·соs (3.3)

для строительства соs =0,8.

Определив общую потребную мощность электроэнергии, необходимо решить вопрос об источнике электроснабжения. При суммарной мощности до 20 кВт можно подключаться к существующим городским или заводским низковольтным электрическим сетям. При большей потребной мощности необходимо устанавливать временный трансформатор (табл. 3.8). При отсутствии вблизи работ городских электрических сетей или мест возможного подключения к ним, необходимо предусматривать автономный источник электроэнергии.

Таблица 3.8 - Характеристики комплексных трансформаторных подстанций

Наименование (тип) трансформаторной подстанции	Мощность, кВа	Габариты, м			Примечание
		Длина	Ширина
СКГП-100-6/10/0,4 ____ “ ______ ____ “ ______ СКТП -180/10/6/0,4 СКТП-100-10/6/0,4 КТП СКБ Мосстроя ЖТП-560 СКТП-750-10/6/0,4/0,23 КТПМ-100 КТПМ-58-320 КПТП-100 ТМ-50/6 ТМ-50/10	20 50 100 180 20-100 180 и 320 560 750 20 180 100 50 50	3,05 “ “ 2,73 2,73 3,33 2,73 2,73 3,05 -“- -“- -“- -“-	1,55 “ “ 2 2 2,22 2 2 1,55 -“- -“- -“- -“-	Закрытая конструкция __ “ ____ ___ “ ____ полуоткрытая конструкция закрытая конструкция

Расчет количества прожекторов для освещения строительной площадки производится по формуле

N= (3.4)

р_уд – удельная мощность, Вт/м² . Для прожекторов ПЗС-35=0,25-0,4. Для ПЗС-45=0,2-0,3; S – величина площадки, подлежащей освещению, м². Ее можно разделить на монтажную зону и общую зону стройплощадки. Тогда количество прожекторов считается отдельно; Е – освещенность, лк. Для монтажной зоны Е=20 лк, для стройплощадки в целом Е=2 лк; Р_л – мощность лампы прожектора, Вт.

Таблица 3.9 – Технические характеристики прожекторов

Марка прожектора	Мощность лампы, Вт	Наименьшая высота установки
ПЗС-35	500;900;1000	9-18 м
ПЗС-45	1000;1500	22-30
ПЗС-24	200	4,5
ПЗС-25	200	5,0

Прожекторы устанавливаются на инвентарные опоры группами (по 3,4 и более) по контуру площадки. Высота установки на уровне крыши. Можно установить опоры и по периметру стройплощадки и в зоне монтажа. Расстояние между опорами не должно превышать 4-х кратной высоты осветительных приборов. Минимально допустимое расстояние 30 м.

Практическое задание: необходимо рассчитать потребную мощность электроэнергии на стройплощадке для различных потребителей и осветить территорию строительства в районе производства работ, исходя их следующих исходных данных:

№ варианта	Наименование силовых потребителей	Наименование технологических потребителей	Общая площадь стройплощадки, м2	Протяженность временных дорог, км	Площадь складов, м2
					открытых	закрытых
1	Кран башенный КБ-301; растворонасос СО-48Б; штукатурная станция «Салют»; виброрейка СО-47	Электропрогрев кирпичной кладки в зимнее время объемом 25 м3	4530 м2	3	342 м2	54 м2
2	Кран стреловый самоходный ДЭК; автопогрузчик; растворонасос СО-496; подъемник ТП-5	-	5480 м2	3,5	547 м2	123 м2
3	Кран башенный КБ-308;цемент-пушка; сварочный аппарат СТЕ-24	Электропрогрев бетона в зимнее время объемом 47 м3	5321 м2	3,5	487 м2	145 м2
4	Кран стреловый самоходный ДЭК; машина для нанесения битумных мастик СО-122А; машина для подогрева битумной мастики СО-100А	-	3499 м2	2,5	634 м2	342 м2
5	Кран башенный КБ-403; сварочный аппарат СТЕ-54; штукатурная станция «Салют»; вибропогружатель ЧТЗ	Электропрогрев грунта в зимнее время объемом 15 м3	3654 м2	2,5	348 м2	159 м2
6	Кран башенный КБ-16-2; электропогрузчик кирпича ЭПК-1000; виброрейка СО-47; установка для нанесения битумных мастик СО-122А	-	3590 м2	2,5	459 м2	236 м2
7	Кран башенный КБ-401; растворонасос СО-496; автопогрузчик; вибропогружатель ЧТЗ	-	5998 м2	3	479 м2	197 м2
8	Кран стреловый самоходный ДЭК; кран башенный КБ-100; цемент-пушка СБ-13; виброрейка СО-47	-	5921 м2	3	467 м2	210 м2
9	Кран башенный КБ-160; кран со стрелой 2,2 м Т-108; сварочный аппарат СТЕ-24; вибропогружатель ЧТЗ	-	6524 м2	3,5	321 м2	56 м2
10	Кран башенный КБ-502; электропогрузчик кирпича ЭПК-1000; вибратор Н-22	Электропрогрев кирпичной кладки в зимнее время объемом 37 м3	4256 м2	2,5	136 м2	78 м2
11	Кран стреловый самоходный ДЭК; растворонасос СО-48Б; штукатурная станция «Салют»; виброрейка	-	2569 м2	1,5	138 м2	48 м2
12	Кран башенный приставной КБ-676-1; автопогрузчик; вибропогружатель ЧТЗ; цемент-пушка; машина для перемешивания и подачи мастик на кровлю	-	6735 м2	3,5	543 м2	213 м2
13	Кран башенный приставной КБ-676-3; вибропогружатель ЧТЗ; электропогрузчик кирпича ЭПК-1000; сварочный аппарат СТЕ-24	Электропрогрев бетона в зимнее время объемом 27 м3	3678 м2	2	239 м2	190 м2
14	Кран стреловый самоходный ДЭК; автопогрузчик; вибропогружатель ЧТЗ; сварочный аппарат СТУ-24	-	2456 м2	1,5	234 м2	136 м2
15	Кран башенный приставной КБ-676-2; цемент-пушка СБ-13; растворонасос СО-48Б; вибратор Н-22	-	1578 м2	1	123 м2	78 м2
16	Кран башенный передвижной КБ-405; электропогрузчик кирпича ЭПК-1000; штукатурная станция «Салют»; подъемник Т-1,1	-	1989 м2	1	167 м2	93 м2
17	Кран стреловый самоходный ДЭК; виброрейка СО-47; сварочный аппарат СТБ-24; автопогрузчик	-	2547 м2	1,5	237 м2	196 м2
18	Кран башенный приставной КБ-676-3; вибропогружатель ЧТЗ; электропогрузчик кирпича ЭПК-1000; виброрейка СО-47	-	3256 м2		324 м2	245 м2
19	Кран башенный КБ-401; растворонасос СО-496; автопогрузчик; штукатурная станция «Салют»; цемент-пушка СБ-13	-	4368 м2	2,5	236 м2	124 м2
20	Кран башенный передвижной МСК-1,0-20; электропогрузчик кирпича ЭПК-1000; штукатурная станция «Салют»; подъемник Т-1,1; вибратор Н-22	-	4578 м2	2,5	445 м2	223 м2

Алгоритм выполнения задания:

1. 
   Рассчитать установленную мощность силовых потребителей, исходя из заданного перечня, коэффициентов одновременности спроса и коэффициентов мощности , пользуясь таблицами 3.1 и 3.2. Составить ведомость по форме 3.4.
   
2. 
   Рассчитать суммарную мощность электроэнергии на технологические нужды по формуле 3.2, пользуясь табл. 3.5.
   
3. 
   Заполнить таблицу 3.6 потребной мощности наружного освещения, пользуясь таблицей 3.3 и заданными площадями стройплощадки и открытого склада.
   
4. 
   Заполнить таблицу 3.7 потребной мощности внутреннего освещения, пользуясь таблицей 3.3 и заданной площадью закрытых складов. Перечень временных зданий, их площадь принять по результатам своего расчета по практической работе 1.
   
5. 
   По формуле 3.1 определить суммарную установленную мощность электроприемников.
   
6. 
   Произвести перерасчет мощности из кВт в кВ∙А по формуле 3.3.
   
7. 
   При суммарной мощности до 20 кВ·А можно подключаться к существующим городским или заводским низковольтным электрическим сетям. При большей потребной мощности необходимо устанавливать временный трансформатор. Подобрать трансформатор по табл. 3.8.
   
8. 
   Исходя из заданной площади стройплощадки , нормативной освещенности стройплощадки , рассчитать количество ламп прожекторов N по формуле 3.4, необходимых для освещения стройплощадки, предварительно задавшись удельной мощностью какого-либо типа прожектора и мощностью его лампы , пользуясь табл. 3.9.
   

Пример решения типовой задачи:

Дано:

А) Четыре силовых потребителя электроэнергии: башенный кран КБ-676-2; растворонасос СО-496; автопогрузчик; сварочный аппарат СТЕ-24.

Б) Технологический потребитель: установка для электропрогрева бетона в зимнее время производительностью 24 м³.

В) Общая площадь стройплощадки 2478 м².

Г) Площадь временных складов: открытых 243 м²; закрытых 97 м².

Д) Временные здания: прорабская 17,8 м²; гардеробная 24 м²; столовая 24 м²; душевая 24 м²; туалет 24 м²; диспетчерская 21 м²; медпункт 24 м²; проходная 6 м².

Е) Протяженность внутрипостроечных дорог 2 км

Требуется:

Рассчитать требуемую суммарную мощность электроэнергии и количество прожекторов на стройплощадке.
Решение:

1. 
   Исходя из исходных данных силовых потребителей, пользуясь таблицей 3.2, заполняем таблицу:
   

Таблица 3.4- Ведомость установленной мощности силовых потребителей (пример)

№ п/п	Наименование потребителей	Ед. изм.	Установленная мощность, кВт	Кол-во	Общая установленная мощность, кВт
1	Кран башенный КБ-676-2	шт	137,2	1	137,2
2	Растворонасос СО-496	шт	4,0	1	4,0
3	Автопогрузчик	шт	7,0	1	7,0
4	Сварочный аппарат СТУ-24	шт	54	1	54
				Итого:	202,2

2. Пользуясь данными таблиц 3.1 и 3.2, выписываем коэффициенты спроса и мощности, мощности электродвигателей машин и механизмов

- для башенных кранов к_с=0,3-0,7. Принимаем, например, к_с =0,3; сos ; мощность башенного крана КБ-676-2 равна 137,2 кВт;

- для насосов к_с=0,7; сos ;мощность растворонасоса СО-496=4,0 кВт;

- для автопогрузчика к_с=0,6; сos ;мощность автопогрузчика 7,0 кВт;

- для сварочного аппарата к_с=0,35; сos .

По этим данным рассчитываем мощность силовых потребителей по формуле:





То есть с учетом коэффициентов к_си сos мощность силовых потребителей уменьшилась с 202,2 до 139,07 кВт.

Зная объем прогреваемого бетона 24 м³ и удельный расход электроэнергии на единицу объема по таблице 3.5 п.1, определяем мощность на технологические нужды по формуле 3.2

3. 
   Пользуясь табл. 3.3, заданной площадью стройплощадки и открытого склада заполняем таблицу:
   

Таблица 3.6 - Потребная мощность наружного освещения (пример)

№ п/п	Потребители эл. энергии	Ед. изм.	Удельная мощность, кВт	Норма освещенности, люкс	Действительная площадь, протяженность	Потребная мощность, кВт
1. 2. 3.	Территория строитель-ства Открытые склады Внутрипо-строечные дороги Итого мощность наружного освещения:	1000 м2 1000м2 1 км	0,4 0,8 2,5 кВт	2 10 2	2,478 0,243 2 км	0,4·2,478=0,99 0,8·0,243=0,19 2,5∙2=5 6,18

3. 
   Пользуясь таблицей 3.3, заданной площадью закрытых складов, а также рассчитанную в практической работе № 1 площадь временных зданий, составляем таблицу 3.7:
   

Таблица 3.7 - Потребная мощность внутреннего освещения (пример)

№ п/п	Потребители эл. энергии	Ед. изм.	Удельная мощность, кВт	Норма освещен-ности, лк	Действите-льная площадь	Потребная мощность, кВт
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.	Конторы прораба Гардеробные Столовая Душевая Туалет Диспетчерская Медпункт Проходная Закрытый склад Итого мощность внутреннего освещения:	100 м2 100 м2 100 м2 100 м2 100 м2 100 м2 100 м2 100 м2 1000м2	1-1,5 1-1,5 0,8-1,0 0,8 0,8 1,0-1,5 1,0-1,5 0,8 1,2	75 50 75 50 75 75 50 15	0,178 0,24 0,24 0,24 0,24 0,21 0,24 0,06 0,075	0,178·1,5=0,26 0,24·1,5=0,36 0,24∙1,0=0,24 0,24∙0,8=0,19 0,24∙0,8=0,19 0,21·1,5=0,31 0,24·1,5=0,36 0,06∙0,8=0,04 0,075·1,2=0,09 Ро.в.=2,04

5. По формуле 3.1 определяем суммарную установленную мощность электроприемников

=1562,45 кВт

6. 
   Производим перерасчет мощности из кВт в кВ∙А по формуле 3.3.
   

Р_р=Р_у·соs =1562,45.0,8=1249,96 кВ·А

6. 
   Так как суммарная мощность всех потребителей превышает 20 кВ·А по таблице 3.8 подбираем 2 временных трансформатора марки СКТП-750-10/6/0,4/0,23 мощностью 750 кВ·А каждый.
   
7. 
   Исходя из заданной площади стройплощадки 2478 м², нормативной освещенности стройплощадки , рассчитываем количество ламп прожекторов N по формуле 3.4, необходимых для освещения стройплощадки, предварительно задавшись удельной мощностью какого-либо типа прожектора и мощностью его лампы , пользуясь табл. 3.9. Например, зададимся прожектором ПЗС-35 с мощностью лампы 500 Вт
   

N= =3,96

Принимаем к установке 4 лампы прожектора. Их можно установить на 4-х опорах по одной лампе на каждой по углам стройплощадки.