Контрольная работа по "Электротехнике". 5


Содержание

 

 

Введение

  1. Расчет электрических нагрузок строительной площадки
  2. Расчет сечения и выбор проводов ЛЭП, питающих строительную площадку
  3. Расчёт координат центра электрических нагрузок

     4.  Расчет  сечения и выбор проводов (жил-кабелей)  распределительных ЛЭП

     5. Расчет  и выбор защиты центрального  распределительного шкафа и распределительных ЛЭП от аварийных режимов

     6. Проверка надёжности отключения повреждённого участка распределительной ЛЭП, питающей башенный кран, при однофазном замыкании на корпус

    7. Оценка качества  электроснабжения рабочих машин  и механизмов строительной площадки путем проверки возможности запуска электродвигателя при номинальной загрузке рабочей машины

    8.  Расчет потери мощности в проводниках питающей ЛЭП

   9.  Расчет потери мощности в проводниках распределительных ЛЭП

  10. Повышение коэффициента мощности

  11. Выбор вводно-распределительных  и пускозащитных устройств

  12. Проектирование  и расчет параметров контуров  заземления, трансформаторной подстанции, питающей строительную площадку, рельсового подкранового пути и центрально-распределительного пункта строительной площадки

  13. Принципиальная  электрическая схема электроснабжения  строительной площадки

  14. Технические мероприятия  по защите людей на территории стройплощадки от поражения электрическим током при прикосновении к нетоковедущим металлическим частям электроустановок, оказавшимся под напряжением

      Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 Введение

 

  Электричество занимает одно  из важнейших мест в строительстве.

    Процессы в промышленном и гражданском строительстве в основном электрофицированы, а технологические участки укомплектованы разнообразным оборудованием: сварочными трансформаторами, машинными агрегатами дуговой и контактной сварки, нагревательными средствами тепловой обработки бетона, пласт-

Масс, установками сушки  строительных материалов, преобразователями  вибрационной техники, приводами вентиляторов, компрессоров, насосов, промышленных роботов и т.д. Электрическая энергия используется также при отогреве замороженных трубопроводов и оттаивании грунта, в средствах коррозийной защиты от электроосмоса, установках освещения строительных площадок, а также в системах водоснабжения, отопления, канализации и иных бытовых и технологических устройствах.

    Однако каждый должен знать и соблюдать основные меры безопасности при работе с электрическим током. Основными причинами поражения электрическим током являются:

1.Работа в электроустановках  без снятия напряжения.

2.Неисправное состояние  электрооборудования.

3.Случайное прикосновение к проводам находящимся под напряжением.

4.Повреждение изоляции  токоведущих частей.

5.Обрыв провода или  касание стрелой крана воздушной  ЛЭП.

    Ток от 10 до 20 м.А. протекая через тело человека, может привести к не  отпускающему эффекту. При протекании через тело человека тока величиной 100м.А. и более приводит к смерти.

    Основными  мерами защиты от поражения  электрическим током являются:

1.Обеспечение недоступности  токоведущих частей для случайного  прикосновения.

2.Устройство защитного  заземления металлического корпуса электрических инструментов.

3.Использование малого  напряжения.

    Могут применяться  следующие средства индивидуальной  защиты:

1.Резиновый коврик.

2.Резиновые перчатки.

3.Резиновые боты.

4.Инструмент с изолированными  рукоятками.

    Весь электрический  инструмент, переносные лампы и  т.п. необходимо проверять один раз в месяц.

1. Расчёт электрических нагрузок строительной площадки

 

Линия электропередач кабельная  напряжением 380/220В. Расстояние от источника питания до ЦРС-500м. Мощность питающего трансформатора 320кВт.

Таблица 1.

 

№ гр.

Наимен.

групп потребителей.

Потребители электроэнергии.

 

tg

Расчет нагрузки.

коэффициенты

Ед.

мощ-ть

кВт.

Кол

ед.

шт.

Общ.уст

мощ-ть.

Руст.,

кВТ

Активная

мощ-ть

Ррас=Кс

Руст.

кВт.

Реактивная

мощ-ть.

Qрас=Ррасtg

КВАр.

ПВ.

1

Растворный узел

0.5

0.65

1.0

4.5

1

4.5

1.17

2.25

2.63

2

Кран башенный С-981

0.35

0.5

0.25

49.5

1

49.5

1.73

8.66

14.98

3

Сварочный аппарат

0.35

0.45

0.6

28

3

84

1.98

22.77

45.08

4

Установка электрообогрева бетона

0.7

0.85

1.0

24

1

24

0.62

16.8

10.42

5

Эл. освещение наружное

0.8

1.0

1.0

60.84

-

60.84

0

48.68

0

6

Эл. освещение внутреннее

0.85

1.0

1.0

10

-

10

0

8.5

0

7

Насосы, вентиляторы

0,6

0,7

1,0

1,6

7

11,2

1,02

6,72

6,85

8

Сушильный шкаф

0.8

0.95

0.1

1,5

2

3

0,32

2,4

0,76

Итого по строительной площадке

С учетом коэффициента (0,8) участия в максимуме и статических конденсаторов мощностью Р’рас/3


Мощность прожекторного  освещения определяем по формуле:

;                                                                                                           

где: m-коэффициент использования для ламп накаливания 0,2-0,25; для ламп ДРЛ и галогенных 0,12-0,16;

S-площадь территории строительной площадки, м;

Едоп - допустимая освещенность (таб.2.5);

Кз - коэффициент запаса, равный 1,3-1,5.

(кВт).

Полная расчетная мощность строительной площадки определяется из треугольника мощностей:

(кВА).                                                                

 

 

2. Расчет сечения и выбор проводов ЛЭП, питающих строительную площадку

 

 

Расчетный ток ЛЭП, питающей строительную площадку, определяется по формуле:

;                                                                                                             

где: SРАС - расчетная полная мощность кВА;

Uл=380В- линейное напряжение.

(А).

Для расчетов принимаем  А.

Из таблицы 3.1[1] экономическая  плотность тока для неизолированных  алюминиевых проводов jэк=1,3 А/мм2. Тогда сечение провода будет равно:

(мм2)                                                                                            

Из таблицы 3.2[1] выбираем кабель сечением 120мм2, длительно допускаемая токовая нагрузка Iдоп=375А.

Проверяем по допустимому нагреву:

(условие выполняется).

Потерю напряжения при  работе механизмов на строительной площадке определяем по формуле:

; 

где: L-длина линии, км;

r и x –удельные активные и индуктивные сопротивления, Ом (таб.3.2-3.3[1]);

Uл=380В- линейное напряжение.

Cos = - средневзвешенный коэффициент мощности электроустановок площадки

  

 

 

3. Расчёт координат центра электрических нагрузок

 

 

Координаты ЦЭН определяем с помощью формул:

 

           

 

 

Рисунок 1 - Расположение потребителей ЭЛ нагрузки на плане стройплощадки

 

Полная мощность (кВА) нагрузок определяется по формуле:

 

где Ррасч и Орасч - измеряются в кВт и кВАр;

Р= 4кВт прибавка активной расчетной мощности за счет дополнительной доли осветительной нагрузки.

 

4. Расчет сечения и выбор проводов (жил-кабелей) распределительных ЛЭП

 

Все вычисления аналогичны разделу 2 и базируются на результатах  расчета раздела 1. Следует иметь в виду, что коэффициент 0,8 при расчете полной мощности каждой из восьми групп потребителей не используется:

;   

QРАС и PРАС берем из таблицы 1. Никакого занижения мощностей не будет.

Далее определяем ток распределяющей линии:

 

; 

Из таблицы 3.1[1] находим  экономическую плотность тока (jэк) для алюминиевых проводов. Сечение провода, найденное по экономической плотности тока сравниваем с ближайшими табличными значениями тяготея к меньшему, т. к длина распределительных линий мала.

Результаты расчетов заносим в таблицу 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.  Расчет и выбор защиты центрального распределительного шкафа и распределительных ЛЭП от аварийных режимов

 

Каждая распределительная  линия должна быть защищена в начале линии предохранителем или магнитным пускателем (нулевая защита). Для защиты сетей и электроприемников от коротких замыканий применяют плавкие предохранители.

1) Защита сборных шин


        

где: (А) - номинальное значение тока;

- коэффициент полезного действия  в номинальном режиме;

-коэффициент мощности.


(А)

 

Принимаем предохранитель ПН2 250(А).

2) Растворный узел

 

(А)

                                                                     

(А)

Принимаем предохранитель ПР2 20(А)

3) Башенный кран

(А)

(А)

Принимаем предохранитель ПН2 100(А) и 120(А)

4) Сварочный аппарат

(А)

(А)

Принимаем предохранитель ПН2 120(А) и 150(А)

5) Электрообогрев бетона

(А)

Принимаем предохранитель ПН2 30(А) и 40(А).

6) Электроосвещение наружное

(А)

Принимаем предохранитель ПН2 60(А)

7) Электроосвещение внутреннее

(А)

Принимаем предохранитель ПР2 15(А)

8) Насосы,вентиляторы

(А)

(А)

Принимаем предохранитель ПН2 120(А)

9) Cушильный шкаф

(А)

(А)

Принимаем предохранитель ПН2 120(А)

 

 

 

 

 

6. Проверка надёжности отключения повреждённого участка распределительной ЛЭП, питающей башенный кран, при однофазном замыкании на корпус

 

Линия башенного крана:

Расчетный ток башенного  крана  (А). Башенный кран питается с помощью кабеля КРПТ. Из таблицы 3.1 находим (А/мм2).

Требуемое сечение алюминиевой  жилы:

  (мм2).

Из таблицы 3.3 находим для алюминиевого изолированного кабеля стандартного сечения 25мм2 (Ом/км); (Ом/км). Допустимый длительный ток шланговых проводов и кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой изоляцией при прокладке в воздухе и трехжильном исполнении (А).

Четвертую зануляющую линию выбираем в первом приближении равной сечением 16мм2. Ее характеристики: (Ом/км); (Ом/км); (А).

Сопротивления: (Ом)  (Ом).

Активное сопротивление линейного  провода составляет:

(Ом); (Ом).

Определяем ток плавкой вставки  предохранителя

А

Выбираем предохранитель с номинальной  силой плавкой вставки 100А, а дублирующий 120А.

Параметры питающей ЛЭП:

Кабель А-120 (r0=27 и x0=0.297), длина 0,5км. Мощность питающего трансформатора 320кВт.

Сопротивление прямого  и обратного проводов питающих ЛЭП  составляет:

;

;

Для распределительной  линии:

Для трансформатора:

Ток короткого однофазного замыкания  на корпус в конце распределительной  ЛЭП равен:

     Время срабатывания tср=4.5(с).

     Время срабатывания  tср=4.5(с).

 

Схема замещения системы электроснабжения башенного крана:

 

 

Рисунок 2- Схема замещения системы электроснабжения башенного крана

 

 

 

7. Оценка качества электроснабжения рабочих машин и механизмов строительной площадки путем проверки возможности запуска электродвигателя при номинальной загрузке рабочей машины

 

Суммарная потеря напряжения на сопротивлениях проводов питающей линии составляет . Крановый электродвигатель марки МТКF412-6.

Номинальный вращающий  момент

 Запуск осуществится  успешно.

8. Расчет потери мощности в проводниках питающей ЛЭП

 

Потери активной мощности в проводах питающей линии определяются по формуле:

                                

где -расчетный ток, А;

-активное сопротивление жилы  провода (кабеля), Ом.

Определим потери активной мощности ЛЭП длиной 0,5км выполненной из кабеля одинакового сечения 185 мм2

Расчетный ток 120А;

Находим ток в фазах  для варианта 9: IA=100A, IB=60A, IC=85A.

Находим углы сдвига фаз  и строим векторную диаграмму (МI=25A/см):

 

    

 

 

 

 

 

 

 

С учетом принятого масштаба находим:

(А).

Активное сопротивление кабеля сечением 120 длиной 0,5км составляет:                  (Ом).

Потеря активной мощности в проводах равна:

(Вт)

(Вт)

(Вт)

(Вт)

Суммарные потери активной мощности в проводах трехфазной сети составляют:

(Вт) - потери мощности не значительны.

Сравним активную мощность, передаваемую по фазе А, с ее потерями:

(кВт);

(кВт)   

 

 

9. Расчет потери мощности в проводниках распределительных ЛЭП

 

Общая активная мощность:

(Вт).

Потери мощности определим по формуле:

1) Растворный узел: (Вт)

2) Башенный кран: (Вт)

3) Сварочный аппарат:  (Вт)

4) Электрообогрев: (Вт)

5) Наружное освещение: (Вт)

6) Внутреннее освещение:  (Вт)

7) Насосы,вентиляторы: (Вт)

8) Сушильный шкаф: (Вт)

 

10. Повышение коэффициента мощности

 

Рассчитаем емкость  конденсатора для параллельного подключения к асинхронному двигателю электроинструментам, характеризуемого средневзвешенным значением , с целью повышения коэффициента мощности до требуемого значения :                 

Емкость конденсатора:

(с-1)  

(Вт)

;       ; ;

;  ;   ;   

(мФ)

Принимаем конденсатор  КС 2-0,38-50-3УЗ

 

11. Выбор вводно-распределительных и пускозащитных устройств

 

Нагрузка

Транспортер

Освещение внутреннее

Растворный узел

Электрообогрев бетона

Освещение  наружное

Насосы, вентиляторы

Башенный кран

Сварочный аппарат

Номинальный ток плавкой вставки.

 

 

20А

 

 

15А

 

 

20А

 

 

40А

 

 

60А

 

 

120А

 

 

120А

 

 

150А


Выбираем ШРС1-27УЗ

 

 

 

12. Проектирование и расчет параметров контуров заземления, трансформаторной подстанции, питающей строительную площадку, рельсового подкранового пути и центрально-распределительного пункта строительной площадки

 

Трансформаторная подстанция

Принимаем t=1(м); l=2(м); d=0.01(м). По таблице 13.1[1] для торфа (Ом* м).

Сопротивление вертикального  электрода:

(Ом).

Требуемое количество вертикальных электродов:

 

Принимаем решение размещения электродов по контуру с расстоянием между ними, равным длине электрода. Из таблицы (13.4) находим значение коэффициента экранирования. Для n=4 значение в первом столбце при размещении электродов в ряд ( =0,73) и ( =0,69) из первого столбца при размещении электродов по контуру. В итоге коэффициент взаимного экранирования принимаем равным (0,73+0,69)/2=0,71. Необходимость интерполяции обусловлена тем, что в таблице 13.4 отсутствуют данные для случая размещения электродов по контуру и расстоянии между ними равным длине электрода. Размещаем электроды по контуру, что наиболее целесообразно с точки зрения эксплуатации заземляющего устройства.

С учётом коэффициента экранизации  сопротивления единичного вертикального электрода будет составлять: . Уточненное количество составляет . Принимаем n=4, размещая электроды в два ряда по два электрода в каждом. В результате параллельно соединения 4 электродов с сопротивлением каждого 14,52 Ом эквивалентное сопротивление вертикальных электропроводов составляет .

Общая длина горизонтальных электродов составляет L=4*2=8м. В качестве полос, соединяющих в параллель верхние электроды и способствующие выравниванию потенциалов на поверхности земли, принимаем стальную полосу, толщиной 4 мм и шириной 40мм. Сопротивление горизонтальных соединительных полос:

                                               

где: t=1(м) - глубина заложения соединительных полос.

b =0.04(м)-ширина полосы.

Расположение горизонтальных соединительных полос по периметру  на расстоянии 2 м приводит к экранированию. В результате горизонтальная полоса используется не эффективно, не полностью. Из таблицы 13.3 находим коэффициент использования =0,45. С учетом полученного значения сопротивление растеканию горизонтально расположенного электрона будет составлять

Расчетное значение сопротивления (Ом) группового заземления находим  по формуле:

                                              

Расчетное значение существенно  меньше требуемого. Следовательно, даже в условиях наибольшего промерзания или просыхания грунта требуемое сопротивление контура заземления подстанции будет обеспечено.

Для башенного крана:

(Ом).

Требуемое количество вертикальных электродов:

  (Ом)        (Ом)

                 

 

Сопротивление горизонтальных соединительных полос:

(Ом).

Где: t=1(м) - глубина заложения соединительных полос.

b =0.04(м)-ширина полосы.

С учетом коэффициента использования  горизонтальных электродов : (Ом)

Ом.

Расчет контура заземления центрального распределительного щита строительной площадки существенно облегчен в связи с тем, что количество стержней при RЗ=4(Ом) должно быть в 2,5 раза больше, чем при RЗ=10(Ом).

13. Принципиальная электрическая схема электроснабжения строительной площадки

 

Электрическая схема  электрооборудования строительной площадки должна включать в себя восемь распределительных ЛЭП. К силовой же сборке подходят еще провода питающей ЛЭП. Шкаф же типа ШРС предусматривает только восемь линий. Выйти из положения можно следующими путями:

  1. Проводники питающей ЛЭП присоединяются непосредственно к сборным шинам.
  2. Проводники питающей ЛЭП присоединяются к сборным шинам ч/з предохранители, губки и рубильник одной из линий.

 

 

 

Электрическая схема должна максимально  обеспечивать безопасное обслуживание и надежность электроустановок. Так, основными деталями рубильника-разъединителя являются губки, зажимающие нож при включенном положении аппарата. Двухстороннее расположение губок диктуется термической устойчивостью контактного места при протекании тока короткого замыкания. При протекании тока короткого замыкания по двум близко расположенным проводникам магнитные потоки двух проводников объединяются в один общий. При этом увеличивается усилия сжатия проводников в контактном месте. Рубильник сконструирован таким образом, что к сборным распределительного силового шкафа присоединены губки. Электрический ток проходит по губкам, затем ножам и плавкой вставке предохранителя. При отключении рубильника остаются под напряжением сборные шины и губки рубильника.

При отключении рубильника ввода под напряжением остаются губки. Конструктивно ножи, в отключенном положении, как бы предотвращают доступ к губкам, находящимся под напряжением. Об этом всегда нужно помнить при производстве работ в силовых сборках при частичном снятии напряжения. Для замены предохранителя необходимо отключить рубильник и визуально убедиться в наличии разрывов всех трех фаз.

14. Технические мероприятия по защите людей на территории стройплощадки от поражения электрическим током при прикосновении к нетоковедущим металлическим частям электроустановок, оказавшимся под напряжением

 

Идея  защитного  заземления  заключается   в  создании   параллельно телу человека соединения  корпусов оборудования с землей с  сопротивлением,  значительно меньшим сопротивления тела человека, с тем, чтобы при прикосновении к частям оборудования, оказавшимся под напряжением, ток через тело человека не достигал опасных значений. К частям, подлежащим защитному заземлению, относятся:

металлические    корпуса   электрических    машин,    трансформаторов,    аппаратов, передвижных электроустановок и т.п.;

металлоконструкции    распределительных   устройств,    каркасы    щитов,    пультов  шкафов,   съемные   и   открывающиеся   части   конструкций,   если   на   них   установлено электрооборудование напряжением переменного тока выше 42 В или постоянного тока напряжением 110В;

металлические кабельные  конструкции, металлические кабельные  соединительные муфты, металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей (в начале и конце трассы), металлические оболочки проводов, металлические рукава, стальные трубы электропроводки/тросы и стальные полосы, на которых укреплены кабели и провода, другие металлоконструкции, связанные с установкой электрооборудования ;

железобетонные и металлические опоры воздушных линий электропередачи и электрооборудование, установленное на них;

электрооборудование, размещенное  на движущихся частях машин и механизмов. Выполняя принципиальную электрическую схему электроснабжения строительной площадки, указать защитные заземления указанных частей и деталей электрооборудования.

 

 

 

 

 Литература

 

  1. Воробьёв А. В. Электротехника и электрооборудование строительных процессов. -М.: Издательство   Ассоциации строительных вузов , 1995.
  2. Гайдукевич В.И. “Справочное пособие электромонтера в строительстве”, М., Стройиздат, 1987г.
  3. Методические указания по выполнению РГР, Курган 2010г.
  4. ГОСТ 13109-67 «Нормы    качества   электрической   энергии   у   ее   приемников, присоединяемых к электрическим сетям общего назначения»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




Контрольная работа по Электротехнике. 5 📙 Контрольная → 🆔 78902

Контрольная работа по Электротехнике. 5 📙 Контрольная → 🆔 78902

Контрольная работа по "Электротехнике". 5