ЭСН и ЭО строительной площадки жилого дома

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Барышский колледж (филиал)

 

 

 

 

№  госрегистрации 410140204

ИНВ №

  

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора

по учебной работе

__________И.И.Шмелькова

«____»___________200  г.


 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ПО ТЕМЕ:

«ЭСН и ЭО строительной площадки жилого дома»

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: Электроснабжение отрасли

 

              спец      140613                        ДО             19.00.00 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент 3 курса                                        ____________А.Ю.Тимофей

(подпись, дата)

 

Руководитель темы                                  ____________Г.Т.Мартынов

(подпись, дата)

 

 

2013

 

 

 

Содержание

Введение…………………………………………………………………….3

1. Общая часть

1.1. Характеристика ЭСН  и ЭО строительной площадки  жилого дома, электрических нагрузок  и его технологического процесса………………5

1.2.Классификация помещений  по взрыво -,

 пожаро-,  электробезопасности…………………………………………….8

2. Расчётно-конструктивная  часть.

2.1. Категории надёжности  ЭСН и выбор схемы ЭСН……………………9

2.2. Расчёт электрических  нагрузок, компенсирующего устройства  и выбор трансформаторов………………………………………………………….....10

2.3. Расчёт и выбор элементов  ЭСН………………………………………..13

        2.3.1.Выбор  аппаратов защиты и распределительных  устройств…...13

        2.3.2. Выбор линии ЭСН, характерной  линии………………………..14

2.4. Расчёт токов КЗ и проверки элементов в характерной линии ЭСН…15

        2.4.1.Выбор  точек КЗ……………………………………………...……16

        2.4.2.Проверка  элементов по токам КЗ………………………………..20

        2.4.3. Определение потери напряжения……………………………….21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

В последнее десятилетие  в электроэнергетике России происходят широкомасштабные структурные изменения. В первую очередь, это связано с либерализацией рынка электроэнергии (мощностей) и отказом от государственного контроля над отраслью. По замыслу авторов реформы, такие меры приведут к повышению конкурентоспособности, эффективности производства и потребления энергии, улучшению финансовой деятельности предприятий отрасли и притоку инвестиций. Указанные меры позволят достичь обозначенных планов, поскольку отрасль на сегодняшний день отличается от отрасли 90-х годов, когда была недофинансированность, что привело к износу мощностей.

Причины реформ в энергетике: низкая эффективность производства и потребления электроэнергии, несовершенство государственного регулирования электроэнергетики, снижение управляемости и эффективности функционирования, дефицит инвестиционных ресурсов, снижение надёжности электроснабжения, кризисное состояние научно-технического развития, ухудшение показателей финансовой устойчивости, отсутствие эффективной системы корпоративного управления. Для решения данных проблем в 2000 г. было принято решение о реформирование отрасли.

В 2008 г. темпы реформирования достигли своего максимального уровня и, можно сказать, процесс реформирования дошёл до своего логического завершения. Изменить положение дел может конкурентная среда в электроэнергетике. Реформа стала возможной благодаря тому факту, что государство признало то, что в сфере производства и купли-продажи электроэнергии возможны конкурентные отношения. В течение 2008 г. вопрос о реформе и проблемах

РАО "ЕЭС России" обсуждался на всех уровнях власти.

В настоящее время (2012 г.) процесс реформирования отрасли  завершён.

Со стороны РАО "ЕЭС  России" была предложена программа  развития отрасли на ближайшие несколько  лет, в которой было предусмотрено  финансирование строительства генерирующих мощностей и сетевых объектов в размере 3,1 трлн рублей.

Для развития конкурентных отношений в отрасли, имеющих традиционно вертикально-интегрированную структуру, необходимо проведение структурных преобразований.

В качестве основы реформирования электроэнергетической отрасли  была

принята концепция её глубокой реструктуризации с разделением всех видов деятельности на естественно-монопольные (передача электроэнергии, оперативно-диспетчерское управление) и конкурентные (генерация, сбыт, ремонтное обслуживание, непрофильные виды деятельности).

 

 

 

 

 

Целями реформирования электроэнергетики  Российской Федерации

являлось обеспечение  устойчивого функционирования и  развития экономики

и социальной сферы, повышение  эффективности производства и потребления

электроэнергии, обеспечение  надёжного и бесперебойного энергоснабжения потребителей.

 

Предполагалось создание полноценного конкурентного оптового рынка

электроэнергии и формирование эффективных розничных рынков электро-

энергии, обеспечивающих надёжное энергоснабжение потребителей, а также

понижение тарифов на электроэнергию.

Передача электроэнергии по магистральным (системообразующим) и распределительным сетям, как монопольная деятельность, регулируется государством, а всем участникам рынка обеспечивается недискримиционный доступ к услугам естественных монополий.

Компании и другие виды организаций разделены на группы по принципу

наличия (отсутствия) конкурентных отношений и видам деятельности .

Можно сделать вывод, что на сегодняшний день в руках частных

компаний находятся несколько  организаций электроэнергетики: генерация,

сбыт, администратор торговой системы и ремонтные (сервисные) организации.

Администратор торговой системы  и сбытовые компании ни производят

и не передают электроэнергию, администратор торговой системы  отвечает

за юридические составляющие при продаже электрической энергии, а сбытовые

компании являются посредниками между производителями и потребителями

электрической энергии. Остальные  сферы деятельности в электроэнергетике,

такие как распределение  и передача электрической энергии, атомные и изолированные электростанции находятся в руках государства и, в случае возникновения каких-либо непредвиденных ситуаций, государство всегда выполнит управляющую функцию. Наиболее ощутимые последствия реформы испытывают производители электроэнергии, которые имеют изношенность основных фондов до 70 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.Общая часть.

1.1. Характеристика ЭСН и ЭО строительной площадки жилого дома.

Строительная площадка (СП) предназначена для постройки 12-этажного дома из монолитного железобетона.  Дом является составной частью микрорайона. Территория строительной площадки предусматривает  размещение временных производственных, вспомогательных и бытовых помещений.

Строительные механизмы  распределены по месту стройки.

Транспортно-подъёмные операции выполняются башенным краном, кранами-погрузчиками, грузовыми транспортерами, мачтовыми подъёмниками и наземным транспортом.

СП получает электроснабжение(ЭСН) от комплектной трансформаторной подстанции (КТП-10/0,4кВ),размещённый на строй площадке.

Рабочее освещение выполнено  на железобетонных опорах прожекторами заливного света типа ПЗС-35, размещённых  по периметру территории, охранное –светильниками типа РКУ с лампами ДРЛ-490, сигнальное – лампами накаливания(42 В).

Количество рабочих смен – 2.

Грунт в районе стройплощадки  – суглинок с температурой +10С.  Ограждение строй-площадки выполнено деревянными щитами длинной 5 м каждый, прикреплёнными к столбам .

Размеры ограждения A × B = 50 × 30 м.

Высота вспомогательных  помещений – 3,2 м.

Строительный модуль здания – 3,6 м.

Перечень ЭО строительной площадки дан в таблице 1.

           Мощность электропотребления (Pэп) указана для одного электроприёмника.

           Расположение  основного ЭО показано  на плане (рис. 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

Перечень ЭО строительной площадки жилого дома.

Таблица 1.

№ на плане                                     

Наименование ЭО

Вариант 1

  

Pэп, кВт

Примечание

1

2

3

4

1,2

Сварочные трансформаторы

20 кВ·А

ПВ = 25%

3

Токарно-винторезный станок

10,5

  

4

Трубогибочный станок

2,2

  

5

Ножницы механические

3,2

  

6,11

Транспортер грузовой

5

  

7,27

Кран-погрузчик

18,2

ПВ = 50%

8

Башенный кран

41,5

ПВ = 60%

9,10,19,20,22

Насосы раствора

6,5

  

12,14

Масляная станция

15

  

15,16

Трансформаторы термообработки бетона

50кВ·А

ПВ = 40%

17,18

Насос водяной поршневой

    

21,23

Подъёмник мачтовый грузовой

  

ПВ = 60%

24

Станок-резак по металлу

    

25

Станок наждачный

  

1-фазный

26

Вертикально-сверлильный  станок

  

1-фазный


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.Классификация помещений по взрыво-, пожаро-, электробезопасности.

Таблица 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Расчётно-конструкторская  часть.

2.1.Ко 2 категории относятся вентиляция и освещении, все остальные относятся к 3 категории.

 

Схема 2 категории

Рис 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2.Расчёт электрических  нагрузок ,компенсирующего устройства и выбор трансформаторов.

Таблица 3.

 

 

 

 

 

 

Согласно распределению  нагрузки по РУ заполняется «Сводная ведомость» (ст. 31 [5]).

Колонки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

Колонка 4: Pн.∑=Pн·n, кроме РП с 1-фазными электроприёмниками и ЩО.

Определяется  результат соотносится в колонку 8.

Определяется , , результат соотносится в колонки 9, 10, 11.

 

Определяется  , , результат заносится в колонку 5, 6, 7.

Определяется  результат заносится в колонку 12.

Определяется результат заносится в колонку 13.

Определяется ; ; результат заносятся в колонку 15, 16, 17.

Определяется ток на РУ, результат заносится в колонку 18

 

 

 

 

 

 

Определяется  расчётная  мощность КУ

 

Применим 2 установки УК 2 – 0,415 – 40 со ступенью 20квар

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4

Параметр

cosϕ

tgϕ

Pм,кВт

Qм,квар

Sм,кВ·А

Всего ШНН

1,35

1,24

164,22

90,01

187,8

КУ

      

2×40

  

Всего на ШНН с КУ

0,87

0,57

164,22

10,01

164

Потери

    

3,28

16,4

16,7

Всего ВН с КУ

    

167,5

26,4

169,6


 

Выбираем трансформатор  ТМЗ-250-10/0,4

                                   

Δ

 

Δ     

Δ квар

        

Δ=16,7 кВ·А

 

 

Рассчитываем коэффициент  загрузки трансформатора:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3.Расчет и  выбор элементов ЭСН.

2.3.1.Выбор аппаратов  защиты и распределительных устройств .

Таблица 5.

 

• Автоматы выбираются согласно условиям:

≥        ≥          - для линий без ЭД;

 ≥           ≥1.25     - для линий с одним соединением ЭД;

                       ≥1.1        - для групповой линии с несколькими ЭД,

где – номинальный ток автомата, А;

       – номинальный ток расцепителя, А;

         – длительный ток в линии, А;

          – максимальный ток в линии, А;

   

 

   – номинальное напряжение автомата, В;

          – напряжение сети, В.

 

- линия к ЭД переменного тока.

• Проводник для линии  ЭСН выбираются с учётом соответствия аппарату защиты согласно условиям:

  - для линии, защищённой  автоматом с комбинированным расцепителем;

 – для линии, защищённой  только от КЗ предохранителем;

–для линии с тепловым реле;

 – допустимый ток  проводника, А;

  – коэффициент защиты.

Принимают – 1,25 для разрыв- о и пожароопасных помещений;   = 1 – для нормальных (неопасных) помещений;   = 0.33 – предохранителей без тепловых реле в линии.

По типу проводника, числу  фаз и условию  выбора формируется  окончательно марка аппарата защиты (ст. 184-187 [5]).

Выбираем вводной автомат (1SF)

 

Выбираем ВА 51-37     

= 400 А  = 320 А

В качестве РП 1 принимаем  ПР 85-067 с вводным выключателем ВА 51-35 и восемью трёх полюсным выключателем.

В качестве РП 2 принимаем  ПР 85-067 с вводным выключателем ВА 51-35 и восемью трёх полюсным выключателем.

В качестве РП 3 принимаем  ПР 85-067 с вводным выключателем ВА 51-35 и восемью трёх полюсным выключателем.

В качестве РП 4 принимаем  ПР 85-067 с вводным выключателем ВА 51-35 и восемью трёх полюсным выключателем.

2.3.2.Характеристикой линией является линия наиболее загруженного электроприёмник РП – 1 Башенный кран = 140А.

В качестве ЩО выбираем силовой щит ОЩВ с вводным автоматическим выключателем ВА 51-35.

 

 

 

 

 

 

2.4. Расчёт токов  КЗ и проверки элементов в характерной линии ЭСН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4.1. Выбор точек и расчёт КЗ.

 

1. Составляется схема  замещения, и нумеруются точки КЗ в соответствии с расчётной схемой.

2. Вычисляются сопротивления  элементов и наносятся на схему замещения (ст. 63-65[5]).

 

По справочнику ВЛ АС-3×10/1,8 ; = 84 А.

= 0.4 Ом 

== 0,4·2=0,8 Ом

 

 

Сопротивления приводятся к  НН

 

 

• Для трансформатора по таблице 1.9.1 (ст. 61 [5]).

;

•Для автоматов по таблице 1.9.3. (ст. 61 [5]).

1SF

SF1

SF

•Для кабельных линий по таблице 1.9.5 (ст. 62 [5]).

КЛ1 :мОм/м     

= 46,8 мОм 

 

КЛ2 :мОм/м     

= 6,75 мОм 

 

• Для ступеней распределения по таблице 1.9.4 (ст. 62 [5]).

 

3. Упрощается схема замещения,  вычисляются эквивалентные сопротивления  на участках между точками  КЗ и наносятся на схему(рис. 4) :

 

 

 

 

 

 

4. Вычисляются сопротивления  до каждой точки КЗ и заносятся в «Свободную ведомость» (Таблица 6) (ст. 65-66 [5])..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Определяются коэффициенты  (рис. 2) и q:

 

 

 

 

6. Определяются 3-фазные и  2-фазные точки КЗ и заносятся в «Ведомость» (ст. 66 [5]):

 

 

 

5,1 кА

кА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6.

Точка КЗ

Rк,       мОм

Xк,       мОм

Zк,       мОм

Rк/Xк                                                    

Kу

q

,

кА

,

кА

кА

кА  

 

кА

 

 

К1

36,8

19,12

41,5

1,9

1

1

5,1

7,2

5,1

4,4

15

1,3

К2

58,1

19,95

31,4

2,9

1

1

1,8

2,5

1,8

1,5

128

0,9

К3

73,6

23,55

77,3

3,1

1

1

1,7

2,4

1,7

1,4

142

2


 

7. Составляется схема  замещения для расчёта 1-фазных  токов КЗ (рис. 5) и определяются сопротивления.

   Рис. 5

Для кабельных линий (ст. 67 [5]):

 

 

 

 

 

 

 

 мОм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4.2. Проверка элементов по токам.

1. Согласно условиям по токам КЗ АЗ проверяются(ст. 72-73 [5]):

• на надёжность срабатывания:

     1SF ;            1,9˃0,32·3    кА;

      SF1 ;          0,9˃0,1·3      кА;

       SF                   2 ˃ 0.16·3    кА;

Надёжность срабатывания автоматов обеспечена;

• на отключающую способность:

          1SF              5 ˃ 1,41 ·1,9

          1SF             15 ˃ 1,41·0,9

          1SF              12,5 ˃ 1,41·2

 

Автомат при КЗ отключается не разрушаясь;

 •на отстройку от  курсовых токов.  Учтено при выборе = каждого автомата:

(для ЭД);

(для РУ);

2. Согласно условиям проводники  проверяются на термическую стойкость:

КЛ (ШНН-ШМА):       40 ˃34

 

КЛ (ШНН-Н):               140 ˃16,2

 

где –термический коэффицент.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4.3. Определение потери напряжения.

 

Составляется расчетная  схема для потерь напряжения и наносятся необходимые данные.

 

 

 

Учтено при выборе сечения  проводника

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как токи участков известны, то наиболее целесообразно выбрать  вариант расчета Δ по токам участков. (ст. 74 из [5])


Δ

 

 

ΔV= Δ+=0,013% что удовлетворяет силовые нагрузки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Составление  ведомостей монтируемого ЭО и  электромонтажных работ.

Таблица 7. Ведомость монтируемого ЭО.

 

№   п/п

Наименование ЭО

Тип,                марка

Ед.      Изм.

n

Доп.     Свед.

1

2

3

4

5

6

1

Трансформатор

ТМЗ 250-10/0,4

шт.

1

  

2

Конд. уст-ка

УК 2-0,415-40

шт.

2

  

3

Кабели 

АВВГ 4×3

м.

72

  

 

Таблица 8. Ведомость физических объемов электромонтажных работ.

№   п/п

Виды работ

Тип,                марка

Ед.      Изм.

n

Доп.     Свед.

1

2

3

4

5

6

1

Монтаж тр-ра

ТМЗ 250-10/0,4

шт.

1

  

2

Монтаж КУ

УК 2-0,415-40

шт.

2

  

3

Площадка КЛ

  

м.

179

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Организационные и технические мероприятия безопасного поведения работ с электроустановками до 1 кВ.

 

Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ  в электроустановках, являются:

- оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

- допуск к работе;

- надзор во время работы;

- оформление перерыва в работе, перевода на другое место, окончания работы.

Ответственными за безопасное ведение работ являются:

- выдающий наряд, отдающий распоряжение, утверждающий перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

- ответственный руководитель работ;

- допускающий;

- производитель работ;

- наблюдающий;

- члены бригады.

При подготовке рабочего места  со снятием напряжения должны быть в указанном порядке выполнены  следующие технические мероприятия:

произведены необходимые  отключения и приняты меры, препятствующие подаче напряжения на место работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов;

на приводах ручного и  на ключах дистанционного управления коммутационных аппаратов должны быть вывешены запрещающие плакаты;

проверено отсутствие напряжение на токоведущих частях, которые должны быть заземлены для защиты людей  от поражения электрическим током;

установлено заземление (включены заземляющие ножи, а там, где они  отсутствуют, установлены переносные заземления);

вывешены указательные плакаты  «Заземлено», ограждены при необходимости  рабочие места и оставшиеся под  напряжением токоведущие части  вывешены предупреждающие и предписывающие плакаты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

Разработан проект ЭСН  и ЭО строительной площадки жилого дома.

В качестве силового трансформатора выбран трансформатор ТМЗ-250-10/0,4. Для  компенсации реактивной мощности была рассчитана и принята конденсаторные установки УК 2-0,415-40.

 

Рассчитаны и выбраны  аппараты защиты, распределительный  пункт и линии эл. питания. Для характерной линии рассчитаны токи КЗ проверка устройств защиты, и проверка цепи на соответствие по потерям напряжения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература.

  1. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. – М.:Омега-Л, 2006.
  2. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению. – М.: ФОРУМ-ИНФА-М, 2009.
  3. Конюхова Е.А. – Электроснабжение объектов – М.: Мастерство, 2002.
  4. Липкин Б.Ю. - Электроснабжение промышленных предприятий и установок – М.: Высшая школа, 1990.
  5. Шеховцов В. П. -  Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования с примерами решений задач – М.: ФОРУМ-ИНФА-М, 2010.