Электроснабжение строительной площадки
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«ПОЛОЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
инженерно-строительный
факультет
кафедра
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине: «Инженерные сети и оборудование»
тема: «Электроснабжение строительной площадки»
№ варианта: 81
Исполнитель: ___________________ студент группы: 10-ПГСз-8
подпись
Снегирева Мария Сергеевна
ФИО студента
Руководитель: ___________________ ________________________
подпись степень, звание, должность,
ФИО руководителя
Новополоцк 2013
Задание
на выполнение работы
Студенту: |
Снегиревой Марии Сергеевне | ||
№ варианта |
81 |
(номер по журналу или последние две цифры номера зачетной книжки): | |
Тема проекта: |
Электроснабжение строительной площадки | ||
Исходные данные: |
|||
| |||
Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень вопросов, которые подлежат разработке): | ||||
Названия раздела |
Содержание разделов |
Ссылки на раздел МУ |
Объем, стр. |
|
Титульный лист |
||||
Задание |
Комплект документов, сформированный в последовательности: настоящее задание, план стройплощадки, исходные данные (таблицы) |
3-5 |
||
Содержание |
Содержание с указанием страниц |
1 |
||
1 Расчет мощности строительной площадки 1.1 Определение потребляемых мощностей технологическими, производственными машинами и механизмами |
Рассчитать (либо выписать) потребляемые мощности при электроснабжении: - силовых и технологических строительных машин и оборудования (табл. 1 исх. данных); - строящегося здания, мастерской, бытовок (табл. 2 исх. данных) |
2-3 |
||
1.2 Расчет освещения на стройплощадке 1.2.1 Расчет общего равномерного освещения 1.2.2 Расчет общего локализованного освещения 1.2.3 Расчет внутреннего освещения |
Рассчитать общее равномерное освещение строительной площадки исходя из нормы освещенности Eн=2лк. Рассчитать внешнее локализованное освещение открытого склада исходя из нормы освещенности по табл.1 ГОСТ 12.1.046-85 (п. 5 Погрузка, установка, подъем, разгрузка оборудования, строительных конструкций, деталей и материалов грузоподъемными кранами). Рассчитать внутреннее освещение закрытого склада исходя нормы освещенности по табл.1 ГОСТ 12.1.046-85 (п. 49 Помещение для хранения мелкого технологического оборудования и монтажных материалов). |
2-3 |
||
1.3 Расчет полной мощности стройплощадки. Выбор источника электроснабжения |
Составить таблицу и график эл. нагрузки (используя табл. 3 исх. данных) и определить максимальную мощность источника стройплощадки. Выбрать источник электроснабжения. |
2-3 |
||
2 Расчет токовых нагрузок питания потребителей. Выбор силовых кабелей |
Рассчитать потребляемый ток каждым потребителем электроэнергии с учетом потребляемой мощности, напряжения питания и количества фаз. Определить минимально допустимое сечение жил кабеля по ПУЭ, выбрать подходящие питающие силовые кабели. Привести таблицу с результатами расчетов. |
3-4 |
||
3 Расчет искусственного защитного заземления башенного крана и источника электроснабжения |
Рассчитать заземлитель с учетом свойств грунта, климатической зоны и вида расположения стержней заземлителя (см. табл. 4 исх. данных). |
3-4 |
||
Список использованных источников |
Привести полный список источников используемых для выполнения курсовой работы. Ссылки в тексте пояснительной записки обязательны. |
1 |
||
Приложение А. Стройгенплан |
см. п.5 «Перечень графического материала |
1 |
||
Приложение Б. Ответы на дополнительные вопросы |
Дать полные письменные ответы на 3 вопроса в соответствии с вариантом (см. табл. 5 исх. данных). Ответы дополнить рисунками и формулами. При подготовке ответов использовать лекционные материалы, методические указания, дополнительную литературу, сеть интернет. |
1-2 |
||
Перечень графического материала (с подробным указанием обязательных чертежей и графиков): | |||||||
Приложение А. Стройгенплан (сети электроснабжения) |
С учетом масштаба схемы стройплощадки выполнить строительный генеральный план на листе формата А3 (масштаб 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000) с основной надписью. Разместить на стройгенплане элементы и сети электроснабжения с использованием их условных графических изображений соответствующих размеров, привести перечень условных обозначений, отметить знаки безопасности. | ||||||
Руководитель |
А.С.Вершинин | ||||||
Задание принял для выполнения |
|||||||
дата |
подпись |
||||||
План стройплощадки
Исходные данные
Таблица 1 – Силовые, производственные и технологические потребители электроэнергии на стройплощадке
№1 на плане: краны башенные |
|||||||||||
№2 на плане |
КБ–100 |
КБ–301 |
КБ-504 |
КБ-401 |
КБ-403 |
КБ–100 |
КБ–301 |
КБ-504 |
КБ-401 |
КБ-403 |
№3 на плане |
Растворо-бетоносмеситель |
01 |
02 |
03 |
04 |
05 |
06 |
07 |
08 |
09 |
10 |
Электропрогрев бетона |
Растворонасос СО-48Б |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
Компрессорная установка СО-7А |
Цемент пушка СБ-13 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
Малярная станция СО-115 |
Автопогрузчик |
31 |
32 |
33 |
34 |
35 |
36 |
37 |
38 |
39 |
40 |
Электрокраскопульт СО-61 |
Растворонасос СО-49Б |
41 |
42 |
43 |
44 |
45 |
46 |
47 |
48 |
49 |
50 |
Цемент-пушка СБ-13 |
№4 на плане: сварочные аппараты |
|||||||||||
СТЭ-24 |
СТН-350 |
СТШ-500 |
ТДП-1 |
ТД-300 |
СТЭ-24 |
СТН-350 |
СТШ-500 |
ТДП-1 |
ТД-300 |
||
Мастерская (питание светильников, станков и электроинструментов) (Sпотр/Напряжение) |
|||||||||||
2кВА 220В |
3кВА 220В |
4кВА 220В |
5кВА 220В |
6кВА 220В |
6кВА 380/220В |
8кВА 380/220В |
10кВА 380/220В |
12кВА 380/220В |
14кВА 380/220В |
||
Бытовки (питание светильников и обогревателей) (Sпотр/Напряжение) |
|||||||||||
4кВА 220В |
5кВА 220В |
6кВА 220В |
3кВА 220В |
4кВА 220В |
5кВА 220В |
6кВА 220В |
7кВА 220В |
5кВА 220В |
6кВА 220В |
||
Таблица 2 - График работы потребителей электроэнергии на стройплощадке (согласно календарного плана строительства)
Потребители |
Кварталы строительства | |||
I |
II |
III |
IV | |
1 |
+ |
+ |
+ | |
2 |
+ |
|||
3 |
+ |
+ |
||
4 |
+ | |||
бытовки |
+ |
+ | ||
мастерская |
+ |
+ | ||
освещение |
+ |
+ |
+ |
+ |
Таблица 3 - К расчету искусственного контура заземления
Расположение стержней заземлителя |
в ряд |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
по замкнутому контуру |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
Тип, удельное сопротивление грунта ρ, Ом∙м |
Песок, 50 Ом∙м |
Гравий, щебень, 80 Ом∙м |
Смешанный грунт, 20 Ом∙м |
Суглинок, 16 Ом∙м |
Чернозем, 40 Ом∙м | |
Климатическая зона |
I |
II |
III |
IV |
I | |
СОДЕРЖАНИЕ
1 Расчет мощности строительной площадки
1.1 Определение потребляемых мощностей технологическими,
производственными машинами и механизмами
1.2 Расчет освещения на стройплощадке
1.2.1 Расчет общего равномерного освещения
1.2.2 Расчет общего локализованного освещения
1.2.3 Расчет внутреннего освещения
1.3 Расчет полной мощности стройплощадки. Выбор источника
электроснабжения
2 Расчет токовых нагрузок питания потребителей. Выбор силовых
кабелей
3 Расчет искусственного
защитного заземления
источника электроснабжения
Список использованных источников
Приложение А. Стройгенплан
Приложение Б. Ответы на дополнительные вопросы
1 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ
1.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ПОТРЕБЛЯЕМЫХ МОЩНОСТЕЙ
Потребляемая мощность находится из выражения:
Sпотр = Pпасп/cosφ,
где Pпасп – паспортная мощность, кВт;
cosφ – коэффициент мощности.
Определяем потребляемые мощности для следующих потребителей электроэнергии, задействованных на строительной площадке:
- силовые: кран башенный КБ-100 (40 кВт; 380/220В; 0,8):
Sпотр = 40/0,8 = 50 кВА
- производственные: автопогрузчик (7 кВт; 380В; 0,75):
Sпотр = 7/0,75 = 9,3 кВА
- технологические:
Sпотр = 0,27/0,7 = 0,4 кВА
- технологические: сварочный аппарат СТЭ-24 :
Sпотр = 5 кВА
- мастерская (2 кВА; 220В):
Sпотр = 2 кВА
- бытовки (4кВА; 220В):
Sпотр = 4 кВА.
1.2 РАСЧЕТ ОСВЕЩЕНИЯ НА СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКЕ
1.2.1 РАСЧЕТ ОБЩЕГО РАВНОМЕРНОГО ОСВЕЩЕНИЯ
Рассчитываем равномерное освещение строительной площадки.
Площадь стройплощадки S = 5151,5 м2.
Выбираем ртутную
Требуемая норма освещенности для равномерного освещения по ГОСТ 12.1.046-85 Ек = 2 лк.
Определяем требуемое количество прожекторов для освещения площадки:
где m – коэффициент, учитывающий световую отдачу источников света, к. п. д. прожекторов и коэффициент использования светового потока, принимается по таблице ГОСТ 12.1.046-85;
Рл -мощность лампы применяемых типов прожекторов.
Ер = КЕн,
где К – коэффициент запаса (таблица 2 ГОСТ 12.1.046-85),
Ен – нормируемая освещенность.
Ер =1,7*2 = 3,4 лк
Минимальная высота установки прожекторов ПЗС-45 с лампами ДРЛ-400 для равномерного освещения территории стройплощадки 7 метров (приложение 4 ГОСТ 12.1.046-85).
Определяем мощность Pпотр, потребляемую прожекторными установками равномерного освещения:
Рпотр = nPл
Рпотр = 6*400 = 2400 Вт = 2,4 кВт
1.2.2 РАСЧЕТ
ОБЩЕГО ЛОКАЛИЗОВАННОГО
Рассчитываем внешнее локализованное освещение открытого склада.
Площадь открытого склада конструкций S = 167 м2.
Выбираем ртутную газоразрядную лампу ДРЛ-400 мощностью Рл = 400 Вт с прожектором ПЗС-45 (приложение Б методических указаний).
Требуемая норма освещенности для равномерного освещения по ГОСТ 12.1.046-85 Ек = 10 лк.
Определяем требуемое количество прожекторов для освещения открытого склада:
Ер =1,7*10 = 17 лк
Минимальная высота установки прожекторов ПЗС-45 с лампами ДРЛ-400 для равномерного освещения территории стройплощадки 4 метра (приложение 4 ГОСТ 12.1.046-85).
Определяем мощность Pпотр, потребляемую прожекторными установками равномерного освещения:
Рпотр = nPл
Рпотр = 1*400 = 400 Вт = 0,4 кВт
1.2.3 РАСЧЕТ ВНУТРЕННЕГО ОСВЕЩЕНИЯ
Рассчитываем внутреннее освещение закрытого склада.
Площадь закрытого склада S = 64,2 м2.
Выбираем лампу накаливания Г-220-100 мощностью Рл = 100 Вт со светильником ППР-100 (приложение Б методических указаний).
Требуемая норма освещенности для равномерного освещения по ГОСТ 12.1.046-85 Ек = 30 лк.
Определяем требуемое количество прожекторов для внутреннего освещения закрытого склада:
Ер =1,3*30 = 39 лк
Определяем мощность Pпотр:
Рпотр = nPл
Рпотр = 5*100 = 500 Вт = 0,5 кВт
Расчет рабочего освещения
№ |
Назначение освещения |
Норма освещенности, не менее Ен, лк |
Освещаемая площадь S, м2 |
Тип ламп |
Мощность лампы Рл, Вт |
Тип (марка) прожекторов или светильников |
Кол-во прожекторов или светильников |
Потребляемая мощность Рпотр, кВт |
1 |
Равномерное освещение строительной площадки |
2 |
5151,5 |
Ртутная газоразрядная ДРЛ-400 |
400 |
ПЗС-45 |
6 |
2,4 |
2 |
Освещение открытого склада конструкций |
10 |
16,7 |
Ртутная газоразрядная ДРЛ-400 |
400 |
ПЗС-45 |
1 |
0,4 |
3 |
Освещение закрытого склада |
30 |
64,2 |
Накаливания Г-220-100 |
100 |
ППР-100 |
5 |
0,5 |
1.3 РАСЧЕТ ПОЛНОЙ МОЩНОСТИ СТРОЙПЛОЩАДКИ.
ВЫБОР ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
На основе календарного графика работы потребителей (таблица 2
исходных данных) и значений их потребляемых мощностей определяем
потребляемые мощности строительной площадкой для каждого периода (этапа)
строительства, для чего составляется таблица.
Расчет мощности строительной площадки
Наименование потребителей |
Потребляемая мощность Sпотр, кВА |
Sпотр.пл., кВА | ||||
Этапы строительства | ||||||
I кв |
II кв |
III кв |
IV кв | |||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Силовые |
||||||
1 |
Кран башенный КБ-100 |
50 |
50 |
50 |
50 | |
Производственные |
||||||
2 |
Автопогрузчик |
9,3 |
9,3 |
|||
Технологические |
||||||
3 |
Электрокраскопульт СО-61 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
||
4 |
Сварочный аппарат СТЭ-24 |
5 |
5 | |||
Другие |
||||||
5 |
Мастерская |
2 |
2 |
2 | ||
6 |
Бытовки |
4 |
4 |
4 | ||
Освещение |
||||||
7 |
Равномерное освещение стройплощадки |
2,4 |
2,4 |
2,4 |
2,4 |
2,4 |
8 |
Освещение открытого склада |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
9 |
Освещение закрытого склада |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
ИТОГО: |
74 |
13 |
53,7 |
59,3 |
64,3 | |
Составляем график электрической нагрузки стройплощадки.
Пик электрической нагрузки происходит в IV квартале. Определяем суммарную электронагрузку строительной площадки Sполн.пл., кВА, для этапа строительства с максимальной потребляемой мощностью с учетом коэффициента спроса kс потребителей:
Sполн.плю = α
где α – коэффициент учитывающий потери в сети, равный 1,05…1,1.
Sполн.плю=1,05*(50*0,5+9,3*0,
+0,5*1) = 1,05*(25+6,51+0,28+3,5+1,3+2,
Определяем потребную трансформаторную мощность Sтр, кВА:
Sтр = kм*Sполн.пл.,
где kм – коэффициент одновременности (совпадения максимумов нагрузок), принимается 0,75…0,85.
Sтр = 0,8*42,69 = 34,15 кВА
Выбираем источник электроснабжения.
Трансформаторная подстанция выбирается исходя из условия:
S’тр
S’тр
Так как на стройплощадке не было потребителей 1-й и 2-й категории, то можно было выбрать передвижную комплектную однотрансформаторную подстанцию ПКТП-40-У1, с мощностью трансформатора 40 кВА, напряжением 6 кВ на стороне ВН, напряжением 0,4 кВ на стороне НН, габаритными размерами 3310х1490х2315 мм.
2 РАСЧЕТ ТОКОВЫХ НАГРУЗОК ПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ. ВЫБОР СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ
Рассчитаем потребляемый ток и выберем провода или кабеля для подключения потребителей к распределительному щиту, пользуясь таблицами ПУЭ.
Кран башенный КБ-100:
Кабель бронированный ААБ 4×35 (Iдоп = 82 А).
Гибкий кабель КГ 4×16 (Iдоп = 80 А)..
Автопогрузчик:
Гибкий кабель КГ 3×2,5 (Iдоп = 28 А).
Электрокраскопульт СО-61:
Гибкий шнур ШРПС 2×2,5 (Iдоп = 33 А).
Сварочный аппарат СТЭ-24:
Гибкий шнур ШРПС 3×2,5 (Iдоп = 28 А).
Мастерские:
Кабель АВВГ 2×2,5 (Iдоп = 21 А).
Бытовки:
Кабель АВВГ 2×2,5 (Iдоп = 21 А).
Прожекторы равномерного
освещения стройплощадки и
Равномерное освещение
стройплощадки и освещение
Кабель АВВГ 2×16 (Iдоп = 60 А). Экономичнее выбрать кабель АВВГ 2×2,5 (Iдоп = 2 1А), однако по допустимой механической прочности требуется с сечением не менее 16 мм2.
Закрытый склад:
Кабель АВВГ 2×16 (Iдоп = 60 А).
Токовые нагрузки, сечение и марка питающих кабелей по строительной площадке
№ п/п |
Наименование потребителей |
Номинальный ток в жиле, Iн, А |
Допустимый ток кабеля или провода, А |
Марка кабеля или провода |
1 |
Кран башенный КБ-100 |
75,9 |
82 |
ААБ 4×35 |
80 |
КГ 4×16 | |||
2 |
Автопогрузчик |
14,1 |
28 |
КГ 3×2,5 |
3 |
Электрокраскопульт СО-61 |
1,8 |
28 |
ШРПС 3×2,5 |
4 |
Сварочный аппарат СТЭ-24 |
7,59 |
28 |
ШРПС 3×2,5 |
5 |
Мастерские |
9,1 |
21 |
АВВГ 2×2,5 |
6 |
Бытовки |
18,2 |
21 |
АВВГ 2×2,5 |
7 |
Равномерное освещение
стройплощадки и освещение |
12,7 |
60 |
АВВГ 2×16 |
8 |
Закрытый склад |
2,27 |
60 |
АВВГ 2×16 |
3 РАСЧЕТ ИСКУССТВЕННОГО
ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Параметры заземлителя выбираем произвольно:
- диаметр стержней (трубы) заземлителя dст = 8 см;
- длина стержней заземлителя lст = 2,5 м;
- расстояние между стержнями Lст = 2,5 м;
- диаметр соединительного прута dпр = 1 см;
- заглубление стержней и соединительного прута от поверхности земли h = 0,5 м.
- требуемое сопротивление заземлителя растеканию тока Rз.треб согласно ПУЭ в электроустановках до 1кВ – не более 4 Ом.
Сопротивление одного стержня Rст, Ом:
где Kmax – повышающий коэффициент для заданной II климатической зоны равный 1,5;
ρ – удельное сопротивление грунта;
h' – расстояние от поверхности земли, до середины стержня, м, определяется по
выражению:
Предварительно определяем ориентировочное количество стержней:
Выбираем способ размещения стержней заземлителя в соответствии с заданием – в ряд.
Окончательно определяем количество стержней:
где ηэк.ст – коэффициент экранирования стержня, для расположения стержней в ряд 0,62
Длина соединительного прута:
lпр = 1,05*nст*Lст,
lпр = 1,05*15*2,5 = 39,4 м
Сопротивление растеканию тока соединительного прута Rпр , Ом:
Окончательно определяем
сопротивление всего
где ηэкр.пр. – коэффициент экранирования соединительного прута равный 0,4.
Т.к. Rз < Rз.треб (1,61 Ом < 4 Ом), то рассчитанный заземлитель соответствует требованиям ПУЭ и позволит надежно заземлить трансформаторную подстанцию и подкрановые рельсовые пути.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Пчелкина, И.А. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) / И.А. Пчелкина. – М.: Энергосервис, 2007. – 440 с.
2. Система стандартов
безопасности труда.
3. Система проектной
документации для строительства
4. ГОСТ 21.204-93. СПДС. Условные графические обозначения и изображения элементов генеральных планов и транспорта. – М.: Изд-во стандартов, 1993.
5. Система стандартов безопасности труда. Строительство. Электробезопасность. Общие требования: ГОСТ 12.1.013-78. – Введ. 18.09.1978.– М.: Гос. ком. СССР по делам стр-ва, 1978. – 9 с.
6. Цвета сигнальные и знаки безопасности: ГОСТ 12.04.026-76.– Введ. 01.01.1978. – М.: Гос. ком. стандартов Совмина СССР. – 1978.– 23 с.
7. Правила устройства
и безопасной эксплуатации
8. Энергоснабжение строительства / В.Г. Сенчев [и др.]. – М.: Стройиздат, 1980. – 783 с.
9. Зайцев, В.Е. Электротехника. Электроснабжение, электротехнология и электрооборудование строительных площадок / В.Е. Зайцев, Т.А. Нестерова. – М.: Академия, 2005. – 128 с.
10. Гайдукевич, В.И. Справочник электромонтера строительной площадки / В.И. Гайдукевич, Я.В. Гайдукевич. – М.: АСВ, 2003. – 232 с.
11. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 1-70 02 01 «Промышленное и гражданское строительство».
ПРИЛОЖЕНИЕ Б.
ОТВЕТЫ НА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Электрические сети в строительстве. Устройство и виды силовых кабелей применяемых на стройплощадке.
Электрическая сеть, совокупность устройств, служащих для передачи и распределения электроэнергии от ее источников к электроприёмникам. Э. с. общего назначения, по которым передается и распределяется около 98% всей вырабатываемой электроэнергии, объединяют электростанции и потребителей электроэнергии в электрические системы, а также системы между собой посредством воздушных и кабельных линий электропередачи (ЛЭП). Э. с. обеспечивают надёжное централизованное электроснабжение территориально рассредоточенных потребителей при требуемом качестве электроэнергии и высоких экономических показателях.
С целью предупреждения электротравматизма временную проводку на строительной площадке необходимо выполнять только изолированным проводом и подвешивать на надежных опорах на высоте не менее 2,5 м над рабочими местами, 3,5 м над проходами и 6 м над проездами. На высоте менее 2,5 м от земли, пола или настила электрические провода должны быть заключены в трубы или короба.
Схема электрических соединений на строительной площадке должна быть устроена так, чтобы была возможность отключения всех находящихся под напряжением проводов в пределах отдельных объектов или участков. После завершения строительных работ на стройплощадке и демонтажа осветительной арматуры, электродвигателей и других приемников тока следует изолировать концы проводов или кабелей.
Наружные воздушные сети необходимо осматривать в дневное время не реже одного раза в месяц. Соединительные контакты и изоляцию линий проверяют ночью не реже одного раз в 3 месяца (при осмотре в темноте легко обнаруживается искрение в местах плохого контакта).