Раздел 3. Электроснабжение строительных площадок

3.1 Источники электроснабжения строительных площадок

Общие вопросы электроснабжения: понятие энергетической системы и ее отдельные компоненты. Схемы электрического снабжения потребите­лей электрической энергии, общая схема электроснабжения.

Источники электроснабжения строительных площадок, их характе­ристики.

Вопросы для самоконтроля

1. Что собой представляет понятие энергетическая система?

2. Перечислите возможные варианты электроснабжения строительных пло­щадок?

3. Как устроена закрытая понижающая трансформаторная подстанция?

4. Как выполняются столбовые трансформаторные подстанции?

5. Как осуществляется электроснабжение строительных площадок?

6. Как осуществляется распределение электроэнергии?

7. Перечислите возможные варианты схем внешнего электроснабжения строительных площадок?

Электрические сети строительных площадок

Классификация электрических сетей. Устройство электрических се­тей на строительных площадках. Характерные особенности воздушных и кабельных линий.

Расчет электрических сетей. Выбор сечения проводов и кабелей по допустимому нагреву. Защита электрических сетей.

Вопросы для самоконтроля

1. Как классифицируются электрические сети?

2. Назовите характерные особенности воздушных и кабельных линий?

3. Устройство проводов, их маркировка и применение?

4. Устройство кабелей, их маркировка и применение?

5. Какие особенности электрических сетей на строительных площадках?

6. Правила прокладки кабельных линий в земле.

7. Устройство воздушных линий электропередач.

8. Как осуществляется электроснабжение подвижных механизмов на стройплощадке?

9. Как определяется выбор сечения проводов и кабелей по допустимой потере напряжения?

10. Какие нужно соблюдать правила устройства и эксплуатации электри­ческих сетей на стройплощадке?

Электрическое освещение площадок

Назначение осветительных установок, источники света: лампы на­каливания и газоразрядные лампы, типы и область применения. Светильники и прожектора, назначение, марки.

Виды освещения. Нормированное освещение и способы расчета осве­тительных устройств.

Вопросы для самоконтроля

1. Сравните лампы накаливания и люминесцентные лампы низкого давле­ния.

2. Объясните работу схемы зажигания люминесцентной лампы.

3. Объясните, как осуществляется освещение открытых пространств.

4. В каких случаях применяется аварийное освещение и какие требова­ния предъявляются к нему?

 

3.4Проектирование электрооборудования строительной площадки

Характерные приемники электроэнергии на строительстве, их харак­теристики. Режим работы приемников электроэнергии. Расчетные электрические нагрузки, их определение.

Определение мощности и подбор трансформаторов для подстанции.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие требования предъявляются к площадке?

2. Какой смысл вкладывается в понятия «надёжность» и «качество» электроснабжения?

3. Какие приемники относят к электроприемникам 1 категории?

4. В каких случаях применяются двухтрансформаторные подстанции?

5. Как определяется место расположения ТП на строительной площадке?

6. Какие вы знаете схемы электроснабжения строительной площадки и какие факторы влияют на выбор схемы?

Учет и экономия электрической энергии

Организация учета электрической энергии на строительной площад­ке. Требования к системе учета активной и реактивной энергии. Мето­ды повышения коэффициента мощности.

Мероприятия по экономии электроэнергии на строительной площадке.

Вопросы для самоконтроля

1. Как осуществляется организация учета электроэнергии на строи­тельной площадке?

2. В каких случаях предусматривается оплата за отпущенную энергию по одноставочному тарифу?

3. В чем сущность двухставочного тарифа?

4. Какие принимаются меры по снижению расхода реактивной энергии?

 

3.6Электробезопасность при работе на строительной площадке

Общие вопросы электробезопасности, действие электрического тока на человека. Технические способы и средства обеспечивающие безопасность.

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

 

Решение задач – одна из наиболее активных форм обучения и самостоятельной работы учащихся дневной и заочной формы обучения.

Решение задач рекомендуется вести в следующем порядке:

а) запи­сывается условие задачи, которое сопровождается чертежом или схемой;

б) после разбора условия и содержания задачи намечается план ее ре­шения;

в) решение проводится по этапам с указанием цели каждого эта­па;

г) выписывается формула, используемая для решения на данном эта­пе, после чего в нее подставляют числовые значения величин; промежу­точные результаты решения выписываются на поля и подчеркиваются;

д) должны указываться размерности вычисляемых величин;

е) после реше­ния задачи оценивается правдоподобность полученного результата.

Номер варианта соответствует номеру по учебному журналу

№ варианта контрольной	№ по журналу
	1,16
	2,17
	3,18
	4,19
	5,20
	6,21
	7,22
	8,23
	9,24
	10,25
	11,26
	12,27
	13,28
	14,29
	15,30

Для решения задачи 1 необходимо знать:

- закон Ома для электри­ческой цепи;

- первый закон Киргофа;

- методику определения полного соп­ротивления цепи при смешанном соединении сопротивлений и ознако­миться с решением примера 1-11, данным в учебнике Попова и Николаева.

Задача 2 относится к неразветвленным цепям переменного тока. Перед решением ознакомиться с темой 5, учебник Свириденко Э.А. и Китунович Ф.Г.

Пример:

Последовательно с катушкой, активное сопротивление которой r₁=10 Ом и индуктивное х = 10 Ом, включен потребитель, обладающий активным сопротивлением r₂=1 Ом и емкостным х = 4 Ом (рис.1, а), к це­пи приложено напряжение U=120 В (действующее значение).

Определить:

- полное сопротивление цепи;

- коэффициент мощности це­пи;

- силу тока;

- напряжения на каждом сопротивлении;

- активную, реак­тивную и полную мощности цепи.

Построить в масштабе векторную диаг­рамму.

Решение:

1) Полное сопротивление цепи

2) Коэффициент мощности цепи

а)

r2

хL

r1

xC

U

Рисунок 1а

б) Масштаб:

1 см – 4 А

UL

UC

Ur2

Ur1

I

U

1 см – 20 В

Рисунок 1б

3) Сила тока в цепи

4) Напряжение на сопротивлениях цепи

5) Активная мощность

6) Реактивная мощность

Здесь sin = 0.48, который определяется по таблице тригонометрических величин по известному значению cos = 0.88

7) Полная мощность

или

8) Построение векторной диаграммы начинаем с выбора масштабов для тока и напряжения. Задаемся масштабом по току: 1 см - 4А и масштабом по напряжению: в 1см - 20В.

Построение векторной диаграммы (рис.1б) начинаем с вектора то­ка.

Откладываем по горизонтали вектора тока.

Вдоль вектора тока откладываем векторы напряжения на активных сопротивлениях r₁ и r₂.

и

К концу вектора U_r откладываем в сторону опережения вектора то­ка на 90° вектор напряжения U на индуктивном сопротивлении. Длина вектора

Из конца вектора U откладываем в сторону отставания от векто­ра тока на 90° вектор напряжения на емкостном сопротивлении. Длина вектора

Геометрическая сумма векторов Ur , Ur , U и U представляет полное напряжение U, приложенное к цепи. Так как длина вектора рав­на 6 см, то величина напряжения составит

Задача 3 относится к трехфазным цепям. Предварительно следует повторить материал темы 6 учебника Свириденко Э.А. и Китуновича Ф.Г.

Пример:

В каждую фазу трехфазной четырех проводной цепи включили сопро­тивления так, как показано на рис. 2. Величины сопротивления даны на рисунке. Линейное напряжение сети U=380 В.

Определить: линейные токи; углы сдвига фаз; активную, реактивную и полную мощности трех фаз.

Решение:

1) Полное сопротивление фаз

2)Углы сдвига фаз

(опережающий)

(отстающий)

3) Линейные (фазные) токи

 

Здесь фазное напряжение

r3=10 Ом

О

В

С

r2=16 Ом

r1=6 Ом

A

IA

xc=8 Ом

xL=12 Ом

IВ

I0

IС

Рисунок 2

4)Активная мощность потребляется только активными сопротивлениями. Поэтому

5) Реактивная мощность потребляется только реактивными сопротивле­ниями. Поэтому

Знак минус показывает, что реактивная мощность системы носит емкостный характер.

6) Полная мощность

Задача 4 относится к асинхронным двигателям. Необходимо изучить материал темы 8 учебника Свириденко Э.А. и Китунович Ф.Г.

Пример:

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет величи­ны:

- номинальная мощность Р_н = 12 кВт;

- номинальное напряжение U_н = 380 В;

- число оборотов n _н = 1480 об/мин;

- КПД _н = 0,88; cos = 0,85;

- краткость пускового тока = 6,5;

- перегрузочная способность = 1,8.

Определить:

- потребляемую мощность;

- номинальный и максимальный моменты;

- пусковой ток;

- номинальное скольжение.

- Как изменится пусковой ток, а также номинальный и максимальный моменты при снижении напряжение в сети на 10%?

Решение:

1) Потребляемая мощность

2) Номинальный момент

3) Максимальный момент

4) Номинальный ток

Номинальный ток двигателя определяется потребляемой мощностью, ко­торая равна номинальной, деленной на КПД, т. е.

5) Пусковой ток

6)Номинальное скольжение

При скорость поля равна

Задача 5 относится к машинам постоянного тока. Тема 9 учебника Свириденко Э.А. и Китунович Ф.Г.

Пример:

Двигатель постоянного тока при номинальной мощности Р_н=68 кВт вращается со скоростью п _н=1460 об/мин. Сила тока в цепи якоря I =346 А; сопротивление обмотки якоря r_я = 0,023 Ом. Номинальное напряжение сети U_н = 220 В.

Определить:

- противо-ЭДС в обмотке якоря;

- электромаг­нитную мощность;

- номинальный и электромагнитный моменты и момент холостого хода.

Решение:

Противо-ЭДС в обмотке якоря

2) Электромагнитная мощность

3) Номинальный момент

4) Электромагнитный момент

5) Момент холостого хода

 

 

ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

 

Вариант № 1

 

Задача 1. Для цепи постоянного тока

I3

I5

I1

I2

R3

R4

R1

UАВ

R5

R2

Дано:

R₁=3 Oм

R₂=30 Oм

R₃=42 Oм

R₄=9 Oм

R₅=4 Oм

U₅=20 B

Определить: R_экв

I_1-5: Р₃

Сделать проверку.

 

Задача 2. Для цепи переменного тока

 

Дано:R=3 Oм, X_L=10 Ом, X_C=6 Oм, U_а=9 B

Найти: Z, U, S, cos - угол сдвига фаз: S – полная, Р – активная, Q – реактивная мощность.

Построить в масштабе векторную диаграмму, по ней проверить правильность решения задачи.

 

Задача 3. Трёхфазная цепь

В каждую фазу трёхфазной цепи включили сопротивления.

Дано: R_A=10 Oм, R_B=3 Oм, X_C=4 Oм,

R_C=8 Oм, X_L=6 Oм, U_Л=380 B

Определить:I_A, I_B, I_{C, A, B, C,} P_, Q, S.

 

ХC

ХL

C

B

N

О

А

RС

RВ

RА

 

Задача 4. Двигатель постоянного тока при номинальной мощности Р_н =20 кВт вращается со скоростью n_н =1460 об/мин. Сила тока в цепи якоря I_я =120 А; сопротивление обмотки якоря r =0.023 Oм. Номинальное напряжение сети U_н= 220 В.

Определить:

1) противо- ЭДС в обмотке якоря

2) электромагнитную мощность

3) номинальный и электромагнитный моменты и момент холостого хода

 

Задача 5. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет величины: номинальная мощность Р_н=10 кВт; номинальное напряжение U_H=380 B; число оборотов n_H = 1480 об/мин; КПД _н=0,85; _н=0,85 кратность пускового тока перезагрузочная способность =1,5.

Определить:

- потребляемую мощность, номинальный и максимальный моменты;

- пусковой ток;

- номинальное скольжение.

 

Вариант № 2

 

Задача 1. Для цепи постоянного тока

В

R3

R4

R1

А

R5

R2

Дано:

R₁=3 Oм

R₂=30 Oм

R₃=42 Oм

R₄=9 Oм

R₅=4 Oм

U=220 B

Определить:

R_экв

I_1-5: Р₃

Сделать проверку.

Задача 2. Для цепи переменного тока

Дано:

R=12 Oм

X_L=10 0м

X_C=6 Oм

U=127 B

 

Найти: Z, U, S, cos -угол сдвига фаз: S – полная, Р – активная, Q – реактивная мощность.

 

Построить в масштабе векторную диаграмму, по ней проверить правильность решения задачи.

Задача 3. Трёхфазная цепь

В каждую фазу трёхфазной цепи включили сопротивления.

Дано: R_A=10 Oм, R_B=3 Oм, X_C=6 Oм,

R_C=8 Oм, X_L=4 Oм, U_Ф=380 B

Определить: I_A, I_B, I_{C, A, B, C,} P_B, Q_B, S_B.

C

О

ХC

ХL

B

N

А

RС

RВ

RА

 

 

Задача 4. Двигатель постоянного тока при номинальной мощности Р_н =26 кВт вращается со скоростью n_н 1460 об/мин. Сила тока в цепи якоря I_я =120 А; сопротивление обмотки якоря r =0.025 Oм. Номинальное напряжение сети U_н= 220 В.

Определить:

1) противо- ЭДС в обмотке якоря

2) электромагнитную мощность

3) номинальный и электромагнитный моменты и момент холостого хода

Задача 5. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет величины: номинальная мощность Р_н=10 кВт; номинальное напряжение U_H=380 B; число оборотов n_H = 2800 об/мин; КПД _н=0,85; _н=0,8 кратность пускового тока перезагрузочная способность =1,6.

Определить:

- потребляемую мощность, номинальный и максимальный моменты;

- пусковой ток;

- номинальное скольжение.

Вариант № 3

Задача 1. Для цепи постоянного тока

R1

А

R5

R4

R2

R3

В

Дано:

R₁=3 Oм

R₂=6 Oм

R₃=30 Oм

R₄=5 Oм

R₅=4 Oм

U₅=20 B

 

Определить:

 

R_экв

I_1-5: Р₃

Сделать проверку.

Задача 2. Для цепи переменного тока

Дано:

R=4 Oм

X_L=5 Oм

X_C=2 Oм

U=220 B

 

Найти: Z, I, S, cos - угол сдвига фаз: S – полная, Р – активная, Q – реактивная мощность.

Построить в масштабе векторную диаграмму, по ней проверить правильность решения задачи.

 

 

Задача 3. Трёхфазная цепь

В каждую фазу трёхфазной цепи включили сопротивления.

Дано: R₁=10 Oм, R₂=3 Oм, X_C=4 Oм,

X_L=10 Oм, U_Л=220 B

Определить:I_A, I_B, I_{C, A, B, C,} P_B, Q_B, S_B.

 

 

Задача 4. Двигатель постоянного тока при номинальной мощности Р_н =68 кВт вращается со скоростью n_н =1460 об/мин. Сила тока в цепи якоря I_я =360 А; сопротивление обмотки якоря r=0.023 Oм. Номинальное напряжение сети U_н=220 В.

Определить:

1) противо-ЭДС в обмотке якоря.

2) электромагнитную мощность.

3) номинальный и электромагнитный моменты и момент холостого хода.

 

Задача 5. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет величины: номинальная мощность Р_н=12 кВт; номинальное напряжение U_H=380 B; число оборотов n_H = 2860 об/мин; КПД _н=0,8; _н=0,85 кратность пускового тока перезагрузочная способность =1.5

Определить:

- потребляемую мощность;

- номинальный и максимальный моменты;

- пусковой ток;

- номинальное скольжение.

 

Вариант № 4

Задача 1. Для цепи постоянного тока

R2

В

R4

R1

А

R5

R1

R3

Дано:

R₁=4 Oм

R₂=4 Oм

R₃=2 Oм

R₄=6 Oм

R₅=4 Oм

U₄=20 B

Определить:

R_экв, I_об

I_1-5: Р₃ , U

Сделать проверку.

 

Задача 2. Для цепи переменного тока

Дано:

R=4 Oм

X_L1=1 Oм

X_L2=2 Oм

U=20 B

 

 

Найти: Z, I, cos - угол сдвига фаз:

S – полная, Р – активная, Q – реактивная мощность.

Построить в масштабе векторную диаграмму, по ней проверить правильность решения задачи.

Задача 3. Трёхфазная цепь

В каждую фазу трёхфазной цепи включили сопротивления.

Дано: R_А=10 Oм, R_В=3 Oм, X_В=4 Oм,

R_С=8 Oм, X_L=6 Oм, U_Л=380 B

 

Определить:I_A, I_B, I_{C, A, B, C,} P_B, Q_B, S_B.

 

 

ХВ

ХL

C

B

N

О

А

RС

RВ

RА

 

 

Задача 4. Двигатель постоянного тока при номинальной мощности Р_н =50 кВт вращается со скоростью n_н =1470 об/мин. Сила тока в цепи якоря I_я =250 А, сопротивление обмотки якоря r=0.023 Oм. Номинальное напряжение сети U_н=220 В

Определить:

1) противо-ЭДС в обмотке якоря.

2) электромагнитную мощность.

3) номинальный и электромагнитный моменты и момент холостого хода.

 

Задача 5. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет величины: номинальная мощность Р_н=10 кВт; номинальное напряжение U_H=380 B; число оборотов n_H = 2880 об/мин; КПД _н=0,85; _н=0,88 кратность пускового тока перезагрузочная способность =1.6

Определить:

- потребляемую мощность;

- номинальный и максимальный моменты;

- пусковой ток;

- номинальное скольжение.

Вариант № 5

Задача 1. Для цепи постоянного тока

R3

R1

R4

R2

R5

А

В

Дано:

R₁=6 Oм

R₂=4 Oм

R₃=10 Oм

R₄=15 Oм

R₅=4 Oм

P= 80 Вт

Определить: R_экв,I_об,U

I_1-5: Р₃

Сделать проверку.

 

Задача 2. Для цепи переменного тока

Дано:

R=12 Oм

f =50 Гц

L=0.051 Гн

U=250 B

 

 

Найти: Z, I, S, U_a, U_L, X_L cos угол сдвига фаз: S – полная, Р – активная, Q – реактивная мощность.

Построить в масштабе векторную диаграмму, по ней проверить правильность решения задачи.

 

Задача 3. Трёхфазная цепь

В каждую фазу трёхфазной цепи включили сопротивления.

Дано: R_А=16 Oм, X_А=12 Oм, X_В=40 Oм,

R_С=15 Oм, U_Л=692 B, X_С=20 Oм

ХС

C

B

N

RС

RA

ХA

ХB

A

О

 

Определить:I_A, I_B, I_{C, A, B, C,} P_B, Q_B, S_B.

Задача 4. Двигатель постоянного тока при номинальной мощности Р_н =30 кВт вращается со скоростью n_н =1450 об/мин. Сила тока в цепи якоря I_я =145 А; сопротивление обмотки якоря r=0.023 Oм. Номинальное напряжение сети U_н=220 В.

Определить:

1) противо-ЭДС в обмотке якоря.

2) электромагнитную мощность.

3) номинальный и электромагнитный моменты и момент холостого хода.

Задача 5. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет величины: номинальная мощность Р_н=12 кВт; номинальное напряжение U_H=220 B; число оборотов n_H = 14500 об/мин; КПД _н=0,86; _н=0,88 кратность пускового тока перезагрузочная способность =1.7

Определить:

- потребляемую мощность;

- номинальный и максимальный моменты;

- пусковой ток;

- номинальное скольжение.

Вариант № 6

Задача 1. Для цепи постоянного тока

Дано:

А

R₁=40 Oм

R₂=75 Oм

R₃=70 Oм

В

R₄=80 Oм

U=27 В

Определить:

Р, I_об, I_1-4

Сделать проверку.

Задача 2. Для цепи переменного тока

Дано:

R = 20 Oм

X_L= 25 Oм

X_C = 10 Oм

U_C = 40 B

 

Найти: U, I, cos , P, Q, S, Z.

 

 

Построить в масштабе векторную диаграмму и по ней проверить правильность решения задачи.

Задача 3. Трёхфазная цепь

В каждую фазу трёхфазной цепи включили три группы сопротивлений.

Дано: X_BC=10 Oм, X_CA=4 Oм, U_Л=220 B

R_AB=10 O, R_CA=3 Oм

 

Определить:I_AB, I_BC, I_{CA, A, B, C,} P_СА, Q_СА, S_СА.

 

 

ХСА

C

RСА

ХВС

B

RАВ

А

 

Задача 4. Двигатель постоянного тока при номинальной мощности Р_н =25 кВт вращается со скоростью n_Н= 1420 об/мин. Сила тока в цепи якоря I_я =120 А; сопротивление обмотки якоря r=0.023 Oм. Номинальное напряжение сети U_н=220 В.

Определить:

1) противо-ЭДС в обмотке якоря.

2) электромагнитную мощность.

3) номинальный и электромагнитный моменты и момент холостого хода.

Задача 5. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет величины: номинальная мощность Р_н=11 кВт; номинальное напряжение U_H=380 B; число оборотов n_H = 2800 об/мин; КПД _н=0,8; _н=0,85 кратность пускового тока ; перезагрузочная способность =1.5

Определить:

- потребляемую мощность;

- номинальный и максимальный моменты;

- пусковой ток;

- номинальное скольжение.

 

Вариант № 7

Задача 1. Для цепи постоянного тока

R3

R4

R1

А

R5

R2

В

 

Дано:

R₁=3 Oм

R₂=42 Oм

R₃=30 Oм

R₄=9 Oм

R₅=4 Oм

U=120 В

 

Определить:

I_об I_1-5: Р₃

Сделать проверку.

Задача 2. Для цепи переменного тока

Дано:

R=12 Oм

X_L=2 Oм

X_C=18 Oм

S=80 B A

 

Найти: U, I, cos , P, Q, S.

 

 

Построить в масштабе векторную диаграмму, по ней проверить правильность решения задачи.

Задачи 3. Трёхфазная цепь.

В каждую фазу трёхфазной цепи включили сопротивление.

Дано: r _A=10 Oм, r_B=3 Oм, r_C=8 Oм,

X_B=4 Oм, X_C=6 Oм, U_Л=380 B

ХВ

ХС

C

B

N

О

А

rС

rВ

rА

Определить:I_A, I_B, I_{C, A, B, C,} P_B, Q_B, S_B.

 

 

Задача 4. Двигатель постоянного тока при номинальной мощности Р_н =20 кВт вращается со скоростью n_н =1450 об/мин. Сила тока в цепи якоря I_я =140 А; сопротивление обмотки якоря r=0.023 Oм. Номинальное напряжение сети U_н=220 В.

1) противо-ЭДС в обмотке якоря.

2) электромагнитную мощность.

3) номинальный и электромагнитный моменты и момент холостого хода.

Задача 5. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет величины: номинальная мощность Р_н=11 кВт; номинальное напряжение U_H=380 B; число оборотов n_H = 2800 об/мин; КПД _н=0,85; _н=0,88 кратность пускового тока перезагрузочная способность =1.6

Определить:

- потребляемую мощность;

- номинальный и максимальный моменты;

- пусковой ток;

- номинальное скольжение.

 

Вариант № 8

 

З