Расчет мощности строительной площадки

         1. Расчет мощности строительной площадки

1.1Определение потребляемых мощностей технологическими, производственными, машинами и механизмами

На  строительной площадке имеются следующие  потребители электроэнергии: кран башенный КБ-100, автопогрузчик, электрокраскопульт СО-61, сварочный аппарат СТЭ-24, мастерская, бытовки.

По  паспортным на технологические, производственные, силовые и другие потребители  электроэнергии, задействованные в строительстве уточняются их потребляемые мощности:

• силовые: кран башенный КБ-100 (40кВт, 380/220В, cosj=0.8);
• производственные: автопогрузчик (7 кВт, 380В, cosj=0.75);

- технологические: электрокраскопульт СО-61 (0,27кВт, 220В, cosj=0.7), сварочный аппарат СТЭ-24 (54кВт, 380В, cosj=0.7);

- мастерская (2кВА, 220В);

- бытовки  (4кВА,220В).

Так как  в данных приведены паспортные мощности Р_пасп, кВт, и коэффициенты мощности cosj, то потребляемую мощность S_nomp     определяем по формуле:

                                                                          (1.1)

В результате получим:

• башенный кран КБ-100: S_nomp = 40000/0.8 = 50кВА;
• автопогрузчик: S_nomp = 7000/0.75 = 9.33кВА;
• электрокраскопульт СО-61: S_nomp = 270/0.7 = 0.39кВА;
• сварочный аппарат СТЭ-24: S_nomp = 54/0.7 = 77.14кВА;
• мастерская: S_nomp =2 кВА;
• бытовки: S_nomp =4 кВА.

   1.2. Расчет освещения строительной площадки

   1.2.1 Расчет общего равномерного освещения

На  строительной площадке должно обязательно  предусматриваться рабочее, аварийное и охранное освещение. Рабочее освещение может быть общее равномерное (равномерное освещение всей строительной площадки) и локализованное (дополнительное освещение участков производства работ), которое предусматривается в дополнение к общему равномерному освещению.

Проектирование  освещения строительных площадок состоит  в определении необходимых норм освещенности, подборе и расстановке источников света, расчете потребной для их питания мощности. Осветительная установка должна обеспечивать фактическую освещенность не ниже нормативной.

Расчет рабочего освещения.

        Определяем освещаемую площадь строительной площадки:

   S =50×70+0.5×50×35+20×35=5075 м²

         Выбираем ртутную газоразрядную лампу ДРЛ-400 мощностью P_л=400Вт с прожектором ПЗС-45 (прил. Б [1]). Требуемая норма освещенности Е_н = 2 лк.

         Определяем требуемое количество прожекторов для освещения площадки. Расчет производится на основе нормируемой освещенности в горизонтальной плоскости по формуле (1.2) [2]:

                                                     ,                                   (1.2)

      где m – коэффициент учитывающий световую отдачу источников света, к.п.д. прожекторов и коэффициент использования светового потока. Для ламп ДРЛ при расчетной освещенности более 2 лк (прил. 3[2] ) m=0,13;

 S- площадь площадки;

 Pл – мощность лампы применяемых типов прожекторов;

  Ep – расчетная освещенность, определяется по формуле  (1.3) (прил. 3[2] ):

                                                            ,                                         (1.3)

    где Ен – нормируемая освещенность - 2лк ;

К- коэффициент запаса (табл.2 [2] ) К=1,7.

Отсюда

                                               прожекторов

      Минимальная высота установки прожекторов ПЗС-45 с лампами ДРЛ-400 для равномерного освещения территории стройплощадки (прил. 3[2] )           7 метров.

    Найдем потребляемую мощность:

2. Расчет общего локализованного освещения

        Определяем освещаемую площадь открытого склада:

                                            S =10*17=170 м²

        Выбираем ртутную газоразрядную лампу ДРЛ-400 мощностью P_л=400Вт с прожектором ПЗС-45 (прил. Б [1] ). Требуемая норма освещенности          Е_н = 10 лк.

      Определяем требуемое количество прожекторов для освещения открытого склада:

                                                                ,                                  

      где m =0,13

            S- площадь открытого склада;

            Pл – мощность лампы применяемых типов прожекторов;

                Ep – расчетная освещенность

                                                            ,                                        

                                                        .                                                    

Отсюда

                                               прожектор

      Минимальная высота установки прожекторов ПЗС-45 с лампами ДРЛ-400 для равномерного освещения территории открытого склада (прил. 3 [2]) 4 метра.

    Найдем потребляемую мощность:

      1.2.3  Расчет внутреннего освещения

        Определяем освещаемую площадь закрытого склада:

                                S =6*10=60 м²

     Выбираем лампу накаливания Г-220-100 мощностью P_л=100Вт со светильником ППР-100 (прил. Б [1]). Требуемая норма освещенности           Е_н = 10 лк.

     Определяем требуемое количество прожекторов для освещения открытого склада:

                                                                ,                                  

      где m =0,3

            S- площадь закрытого склада;

            Pл – мощность лампы применяемых типов светильников;

                Ep – расчетная освещенность

                                                      ,                                       

Отсюда:

                                        светильника

    Найдем потребляемую мощность:

   _{Полученные данные сводим в таблицу 1.1.}

_{Таблица 1.1 – Расчет рабочего освещения.}

   1.3 Расчет полной мощности  стройплощадки. Выбор источника электроснабжения

На основе календарного графика  работы потребителей и значений их потребляемых мощностей определяются потребляемые мощности строительной площадкой для каждого периода строительства.

Согласно  графику работы строительных машин  и механизмов башенный кран задействован во 2-4 кварталах, автопогрузчик - в 1 квартале, электрокраскопульт СО-61 – в 1-2 кварталах; сварочный аппарат СТЭ-24 - в 4 квартале; мастерская, бытовки – в 3и 4 квартале.  Все виды освещения задействованы в течении всех 4-х кварталов.

Составляем таблицу1.2 для расчета поквартальной мощности стройплощадки.

_{Таблица 1.2 – Расчет мощности строительной площадки.}

Составляем  график электрической нагрузки стройплощадки. Из графика видно, что пик электрической нагрузки происходит в 4-м квартале.

Рисунок1 – График электрической нагрузки стройплощадки.

Определим суммарную электрическую нагрузку строительной площадки Sполн.пл., кВА, для этапа строительства с максимальной потребляемой мощностью с учетом коэффициента спроса к_с потребителей по формуле (1.4):

                                                                _(1.4)

        где a - коэффициент учитывающий потери в сети, равный 1,05…1,1.

принимаем  a=1,1;

            Кс – коэффициент спроса потребителей (прил.Б[1]).

Получим

     Определяем потребную трансформаторную мощность Smp, кВА:

                                                                                  _(1.5)

 где Км- коэффициент совпадения максимумов нагрузки, принимаем 0,85.

Так как имеется возможность питания от проходящей вблизи линии электропередачи, то применяем трансформаторную подстанция, служащую для понижения напряжения линии электропередачи 6 кВ до рабочего напряжения строительных машин и механизмов (220 В и 380 В).

На строительной площадке имеются потребители II категории по степени надежности электроснабжения, следовательно выбирается двухтрансформаторная подстанция для повышения надежности электроснабжения, чтобы при выходе из строя одного из трансформаторов другой смог бы обеспечить нагрузку строительной площадки. Двух-трансформаторная подстанция выбирается с трансформаторами, мощностью каждого из них определяемого по условию:

      Получим

Выбираем комплектную двухтрансформаторную подстанцию наружной установки марки 2ПКТП-100-У1, с двумя трансформаторами мощностью по 100 кВА каждый, напряжением 6 кВ на стороне ВН, напряжением 0,4 кВ на стороне НН, габаритными размерами 3310x1490x2315 мм. Мощность  трансформаторной подстанции завышена по сравнению с расчетной, так как  при мощности в 40 кВА не будет обеспечена одновременная работа двух самых крупных потребителей электроэнергии (башенного крана, сварочного аппарата).

            _{2. Расчет токовых нагрузок питания потребителей. Выбор силовых кабелей}

      _{Рассчитаем потребляемый ток и выберем провода и кабели для подключения потребителей к распределительному щиту. Выбор производим по длительно допустимому току  [3].}

      _{Для башенного крана КБ-100:} 

    _{Выбираем кабель АВБбШв 4х25 (Iдоп=105А) – для прокладки в траншее от РЩ до шкафа питания крана.}

     _{Гибкий кабель КГ4х25 (Iдоп=105А) – для прокладки от шкафа питания крана до его вводного ящика.}

    _{Для автопогрузчика:}

     _{Гибкий кабель КГ4х2,5 (Iдоп=28А) – для прокладки по опорам от РЩ  до щита автопогрузчика.}

    _{Для  электрокраскопульта СО-61:}

      _{Гибкий кабель КГ2х2,5 (Iдоп=33А) – для прокладки  по опорам от РЩ  до щита электрокраскопульта .}

    _{Для сварочного аппарата СТЭ-24:}

      _{Гибкий шнур ШРПС 4х35 (Iдоп=130А) – для прокладки  по опорам от РЩ  до щита сварочного аппарата .}

    _{Для мастерской:}

     _{Кабель АВВГ 2х4 (Iдоп=29А) – для прокладки  по опорам от РЩ  до щита мастерской .}

    _{Для бытовок:}

     _{Кабель АВВГ 2х4 (Iдоп=29А) – для прокладки  по опорам от РЩ  до щита бытовок .}

     _{Равномерное освещение стройплощадки и освещение открытого склада конструкций запитываем от одной сети.}

       _{Провод самонесущий САПсш 2х16 (Iдоп=70А) – для прокладки  от РЩ по опорам наружного освещения  .  (Провод выбран по механической прочности.)}

       _{Освещение закрытого склада:}

       _{Кабель АВВГ 2х2,5 (Iдоп=21А) – для прокладки  по опорам от РЩ  до щита закрытого склада .}

_{Данные  о выбранных марках кабеля сводим в таблицу2.1.}

_{Таблица 2.1-Токовые нагрузки, сечение и марка питающих кабелей по строительной площадке}

                  _{3. Расчет искусственного защитного заземления башенного   крана и источника электроснабжения}

       _{Обязательному заземлению на стройплощадке подлежат пути башенного крана и трансформаторная подстанция. Требуемое сопротивление заземлителя растеканию тока Rз.треб согласно ПУЭ в электроустановках до 1 кВ – не более 4 Ом.}

     _{Для заземления используется заземлитель со следующими параметрами:}

    _{- диаметр стержней заземлителя: dст=5см;}

    _{- длина стержней заземлителя: lст=2,5м;}

   _{- расстояние между стержнями: Lст= lст;}

   _{- диаметр соединительного прута: dпр=1см;}

  _{- заглубление стержней и соединительного прута от поверхности земли: h=0,5м.}

     _{Рассчитаем сопротивление одного стержня по формуле (3.1):}

                                                               _(3.1)

     _{где Kmax -  повышающий коэффициент для заданной II климатической зоны равный 1,6;}

         _{r - удельное сопротивление грунта, равное 80 Ом´м}

         _{h’ – расстояние от поверхности земли, до середины стержня,м. Определяется по выражению (3.2):}

                                                                                                        _(3.2)

      _{Предварительно определяем необходимое количество стержней по формуле (3.3):}

                                                                                                           _(3.3)

      _{Способ размещения стержней заземлителя в соответствии с заданием – в ряд.}

     _{Окончательно определяем количество стержней nст по формуле (3.4):}

                                                                                                      _(3.4)

     _{где  hэк.ст – коэффициент экранирования стержня, для расположения стержней в ряд равен 0,62.}

    _{Определим длину соединительного прута по формуле (3.5):}

                                                                                                    _(3.5)                                                          

     _{Сопротивление растеканию тока соединительного прута по формуле (3.6):} 

                                                                                      _(3.6)

     _{Окончательно определяем сопротивление всего заземлителя Rз, Ом:}

                                                                                      _(3.7)

     _{где  hэк.пр – коэффициент экранирования соединительного прута, принимаем 0,4.}

        _{Так как Rз < Rз.треб (3,75Ом<4Ом). То рассчитанный заземлитель соответствует требованиям ПУЭ. И позволит надежно заземлить ТП и подкрановые рельсовые пути.}

                                 _{Список использованных источников}

         _{1.Адамович,  А.Л. Инженерные сети и оборудование. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 1-70 02 01 «Промышленное и гражданское строительство». Новополоцк, ПГУ, 2008. – 49 с.}

2.Система стандартов безопасности труда. Строительство. Нормы освещения строительных площадок: ГОСТ 12.1.046-85. - Введ. 01.01.1986. - М.: Гос. ком. СССР по делам стр-ва, 1986. - 27 с.

3.Пчелкина, И.А. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) / И.А. Пчелки-на. - М.: Энергосервис, 2007. - 440 с.

4.Система проектной документации для строительства. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах: ГОСТ 21.614-88. - Введ. 01.08.1988.- М.: Гос. строит. ком. СССР, 1988. - 15 с.

5.ГОСТ 21.204-93. СПДС. Условные графические обозначения и изображения элементов генеральных планов и транспорта. - М.: Изд-во стандартов, 1993.

6.ЕСКД Общие требования к текстовым документам: ГОСТ 2.105-95. - Введ. 01.07.1996. - РФ: Межгос. Совет по стандарт. метрологии и сертификации, 1996. - 30 с.