负荷计算.docx
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负荷计算
一、负荷计算
第一阶段临时用电:
表6-1主体施工设备用电明细表
序号
设备名称
台数
功率(KW/台)
需用系数
计算负荷
有功功率(KW)
功率因数COSØ
视在功率(KVA)
1
三轴搅拌桩
1
400
0.7
400
0.8
165
2
潜污泵
10
7.5
0.6
75
0.8
55
3
钢筋弯曲机
2
3
0.6
6
0.8
6
4
钢筋切断机
2
3
1
6
0.8
10.5
5
钢筋调直机
2
3
0.4
6
0.8
3.75
6
交流电焊机
20
22
0.4
440
0.8
27.5
7
钢筋切割机
2
3
0.4
6
0.8
7.5
8
泥浆泵
12
7.5
0.4
90
0.8
56.3
9
搅拌机
3
5.5
0.6
16.5
0.8
5.5
10
油泵车
3
45
0.6
135
0.8
562.5
11
灌浆架
3
22
0.6
66
0.8
41.3
12
插入式振捣器
5
3
0.6
15
0.8
9
13
合计
524.5
1261.5
表6-2生活办公及其他用电明细表
序号
设备名称
台数
功率(KW/台)
需用系数
计算负荷
有功功率(KW)
功率因数COSØ
视在功率(KVA)
1
办公生
活用电
办公生活
1套
150
0.8
120
0.9
135
2
厨房浴室
1套
50
0.9
45
0.9
50
3
备用
1套
40
0.6
24
0.8
32
4
合计
240
189
217
第二阶段临时用电
表6-3盾构施工设备用电明细表
序号
设备名称
功率(KW)
数量(台)
需用
系数
功率合计(KW)
计算负荷
视在功率(KW)
功率因数COSØ
有功功率(KVA)
1
盾构机
1631
2
1.05
3262
4029
0.85
3425
2
充电机
30
10
0.7
300
300
0.7
126
3
龙门吊
110.5
2
0.55
221
162
0.75
121.55
4
搅拌站
50
1
0.8
50
50
0.82
40
5
储浆罐
18.50
1
0.8
18.5
18.5
0.82
15
6
通风机
71
2
0.8
142
142
0.82
114
7
立式多级泵
55
2
0.8
110
98
0.9
88
8
潜污泵
18.5
2
0.8
37
37
0.8
30
9
冷却塔
11
2
0.8
22
22
0.82
17.6
10
办公生活
80
1
0.9
80
80
0.8
72
11
隧道照明
30
1
0.8
30
24
1
24
12
始发井配电箱
40
1
0.8
40
40
0.8
32
13
修理车间及库房
80
1
0.8
80
80
0.8
64
14
厨房浴室
50
1
0.8
50
80
0.8
40
合计
4282.5
5049.5
4209
七、低压配电负荷计算及配电导线的选择
选择导线截面有以下三种方式,由于盾构机及后配套设备负荷量较大,其主要矛盾在导线的容许电流方面,所以本设计按允许电流选择方式选择配电导线的截面。
1.按机械强度的选择:
导线必须保证不能因一般机械损伤而折断,根据GB50217-94移动式电气设备,龙门吊需经常弯移或有较高柔软性要求回路的电缆,应采用橡皮外护层。
其余线路敷设已埋设为主,且因距离较短,无过大跨度,均能满足要求。
2.按允许电流选择:
导线必须能承受负载电流长时间通过所引起的温升。
三相五线制线路上的电流按下式计算
I线=(K×P)/(1.732·U线·cosφ)
二相制线路上的电流按下式计算
I线=P/(U线·cosφ)
式中I线-电流值(A)
K-需要系数
P-总容量(kw)
U线-电压(kv)
cosφ-功率因数
3.按允许电压降选择
因导线自有阻抗,在大功率长路线用电时会引起线压的大幅度下降,为确保施工设备的正常运转,必须将电压降控制在一定限度内。
配电导线截面可用下式计算:
S=(∑P×L/C×ε)%
式中S-导线截面
ε-允许的相对电压降;照明允许电压降为2.5%~5%,电动机电压不超过+5%
C-系数视导线材料而定,线路电压配电方式而定,铜线线路额定电压380V/220V,配电五线,C=77
第一阶段临时用电:
(1).配电箱1(钢筋加工场1)
主要设备有交流电焊机、钢筋切割机、钢筋切断机、钢筋调直机等,由于负荷量较大,距离较短,则主要矛盾在导线的允许电流,所以按导线的持续容许电流选择:
Pjs=K∑(Kd1Pe1+…KdnPen)
Qjs=K∑(Kd1tanфPe1+…KdntanфPen)
Sjs=
Ijs=Sjs/
U·cosф
K∑d=Pjs/Sjs
Pjs——计算有功功率
Qjs——计算无功功率
Sjs——计算视在功率
Kd——需用系数查《建筑电气规范GB50055》
K∑——同时系数查《建筑电气规范GB50055》
Pe——用电设备额定功率
Ijs——计算电流,根据此值选择电缆截面
tanф——功率因数正切值
用电设备名称
总功率
需要系数
功率因数
额定电压
设备相数
视在功率
有功功率
计算电流
交流电焊机
110
0.6
0.8
380
三相
82.5
66
156.54
钢筋切割机
6
0.7
0.8
380
三相
5.25
4.2
10
钢筋弯曲机
4
0.8
0.8
380
三相
4
3.2
7.5
钢筋调直机
6
0.7
0.8
380
三相
5.25
4.2
10
总负荷:
126KW
同时系数:
0.70
进线相序:
三相
总功率:
126KW
总功率因数:
0.85
视在功率:
97KVA
有功功率:
77.6KW
计算电流:
184.04A
查《电工手册》得从箱变至配电箱1进线选用铜芯(铠式)VV223×1502+2×702电缆线符合要求。
但为统一敷设及备用富裕量,则选用铜芯(铠式)VV223×1852+2×952电缆线。
从配电箱1到二级配电箱进线选用铜芯(铠式)VV223×952+2×502电缆线符合要求。
(2).配电箱2(钢筋加工场2)
同
(1)计算得:
用电设备组名称
总功率
需要系数
功率因数
额定电压
设备相数
视在功率
有功功率
计算电流
交流电焊机
110
0.6
0.8
380
三相
82.5
66
156.54
钢筋切割机
6
0.7
0.8
380
三相
5.25
4.2
10
钢筋弯曲机
4
0.8
0.8
380
三相
4
3.2
7.5
钢筋调直机
6
0.7
0.8
380
三相
5.25
4.2
10
总负荷:
126KW
同时系数:
0.70
进线相序:
三相
总功率:
126KW
总功率因数:
0.85
视在功率:
97KVA
有功功率:
77.6KW
计算电流:
184.04A
查《电工手册》得从箱变至配电箱2进线选用铜芯(铠式)VV223×1502+2×702电缆线符合要求。
但为统一敷设及备用富裕量,则选用铜芯(铠式)VV223×1852+2×952电缆线。
从配电箱2到二级配电箱进线选用铜芯(铠式)VV223×952+2×502电缆线符合要求。
(3).配电箱3(泥浆系统)
同
(1)计算得:
用电设备组名称
总功率
需要系数
功率因数
额定电压
设备相数
视在功率
有功功率
计算电流
泥浆泵
115
0.5
0.8
380
三相
71.88
57.5
136.39
空压机
45
1
0.8
380
三相
56.25
45
106,74
搅拌机
11
1
0.8
380
三相
13.75
11
26.1
水泵
12
0.5
0.8
380
三相
7.5
6
14.23
总负荷:
183KW
同时系数:
0.55
进线相序:
三相
总功率:
183KW
总功率因数:
0.85
视在功率:
149.38KVA
有功功率:
119.5KW
计算电流:
283.46A
查《电工手册》得从箱变至配电箱3进线选用铜芯(铠式)VV223×1852+2×952电缆线符合要求。
从配电箱3到二级配电箱进线选用铜芯(铠式)VV223×952+2×502电缆线符合要求。
(4).配电箱4(冲击钻机)
同
(1)计算得:
用电设备组名称
总功率
需要系数
功率因数
额定电压
设备相数
视在功率
有功功率
计算电流
冲击钻机
300
0.5
0.85
380
三相
176.4
150
315
总负荷:
300KW
同时系数:
0.5
进线相序:
三相
总功率:
300KW
总功率因数:
0.85
视在功率:
176.4KVA
有功功率:
150KW
计算电流:
315A
查《电工手册》得从箱变至配电箱4进线选用铜芯(铠式)VV223×1852+2×952电缆线符合要求。
从配电箱4到二级配电箱进线选用铜芯(铠式)VV223×952+2×502电缆线符合要求。
(5).配电箱5(冲击钻机)
同
(1)计算得:
用电设备组名称
总功率
需要系数
功率因数
额定电压
设备相数
视在功率
有功功率
计算电流
冲击钻机
300
0.5
0.85
380
三相
176.4
150
315
总负荷:
300KW
同时系数:
0.5
进线相序:
三相
总功率:
300KW
总功率因数:
0.85
视在功率:
176.4KVA
有功功率:
150KW
计算电流:
315A
查《电工手册》得从箱变至配电箱5进线选用铜芯(铠式)VV223×1852+2×952电缆线符合要求。
从配电箱5到二级配电箱进线选用铜芯(铠式)VV223×952+2×502电缆线符合要求。
(6).配电箱6(办公室用电、备用、厨房及浴室)
同
(1)计算得:
用电设备组名称
总功率
需要系数
功率因数
额定电压
设备相数
视在功率KVA
有功功率KW
计算电流A
办公室用电
150
0.8
0.82
220
单相
48.78
150
74.11
备用电
40
0.8
0.82
220
单相
39.51
40
60.03
厨房及浴室
50
0.8
0.80
220
单相
22
50
33.43
总负荷:
240KW
同时系数:
0.5
进线相序:
单相
总功率:
240KW
总功率因数:
0.9
视在功率:
110.29KVA
有功功率:
240KW
计算电流:
167.57A
查《电工手册》得从箱变至配电箱5进线选用铜芯(铠式)VV223×1502+2×702电缆线符合要求。
但为统一敷设及备用富裕量,则选用铜芯(铠式)VV223×1852+2×952电缆线。
从配电箱1到二级配电箱进线选用铜芯(铠式)VV223×952+2×502电缆线符合要求。
从二级配电箱到三级配电箱选用铜芯3×352+2×252电缆线符合要求。
第二阶段临时用电:
(1).盾构机导线截面
盾构机导线截面选择;因用电距离为2公里、10KV高压送电,电压降为0.089%,所以按允许通过电流选择,如下:
I盾=(1.05P)/(1.732·U线·COSф)
I盾=(1.05×1918.5)/(1.732×10×0.85)=136.85(A)
查《电工手册》选至盾构机高压电源电缆为8.7/15kvYJV223×70mm2。
(2).配电箱1(充电机)
由于负荷量较大,距离较短,则主要矛盾在导线的允许电流,所以按导线的持续容许电流选择:
I充=(K·P)/(1.732U线·cosφ)
I充=(0.7×180)/(1.732×0.4×0.85)=214(A)
查《电工手册》,选用铜芯(铠式)电缆VV223×1202+2×702符合要求。
(3).配电箱2(45T龙门吊1,隧道照明1,通风机1)
同
(1)计算得:
用电设备组名称
总功率
需要系数
功率因数
额定电压
设备相数
视在功率
有功功率
计算电流
45吨龙门吊1
110.00
0.55
0.75
380
三相
80.67
60.50
130.76
隧道照明1
15.00
1.00
1.00
380
三相
15.00
15.00
22.79
通风机1
71.00
0.80
0.82
380
三相
69.26
56.8
105.25
总负荷:
196KW
同时系数:
0.70
进线相序:
三相
总功率:
196KW
总功率因数:
0.85
视在功率:
168.036KVA
有功功率:
132.3KW
计算电流:
232.98A
查《电工手册》得从箱变至配电箱2进线选用铜芯(铠式)VV223×1202+2×702电缆线,至45吨龙门吊1选用铜芯(铠式)VV223×702+1×352电缆线,隧道照明箱1选用5×35mm2BX线,至通风机1选用铜芯(铠式)VV223×702+2×352电缆线。
(4).配电箱3(45T龙门吊2,隧道照明2,通风机2)
同
(1)计算得:
用电设备组名称
总功率
需要系数
功率因数
额定电压
设备相数
视在功率
有功功率
计算电流
45吨龙门吊2
110.00
0.55
0.75
380
三相
80.67
60.50
130.76
隧道照明2
15.00
1.00
1.00
380
三相
15.00
15.00
22.79
通风机2
71.00
0.80
0.82
380
三相
69.26
56.8
105.25
总负荷:
196KW
同时系数:
0.70
进线相序:
三相
总功率:
196KW
总功率因数:
0.85
视在功率:
168.036KVA
有功功率:
132.3KW
计算电流:
232.98A
查《电工手册》得从箱变至配电箱2进线选用铜芯(铠式)VV223×1202+2×702电缆线,至45吨龙门吊2选用铜芯(铠式)VV223×702+1×352电缆线,隧道照明箱2选用5×35mm2BX线,至通风机2选用铜芯(铠式)VV223×702+2×352电缆线。
(5).配电箱4(始发井配电箱,多极泵1,多极泵2)
同
(1)计算得:
用电设备组名称
总功率
需要系数
功率因数
额定电压
设备相数
视在功率
有功功率
计算电流
始发井用电箱
40.00
0.80
0.80
380
三相
40.0
32.00
60.77
多级泵1
55.00
0.80
0.80
380
三相
55.0
44.00
83.56
多级泵2
55.00
0.80
0.80
380
三相
55.0
44.00
83.56
总负荷:
150KW
同时系数:
0.70
进线相序:
三相
总功率:
150KW
总功率因数:
0.80
视在功率:
105.00KVA
有功功率:
84.00KW
计算电流:
159.53A
查《电工手册》得从箱变至配电箱4进线可选用铜芯(铠式)VV223×902+2×352电缆线,但为统一敷设及备用富裕量,则选用铜芯(铠式)VV223×1202+2×702电缆线。
至始发井用电箱选用铜芯(铠式)VV223×162+2×62电缆线,但为统一敷设及备用富裕量,则选用铜芯(铠式)VV223×352+2×162电缆线。
多级泵1选用选用铜芯(铠式)VV223×352+2×162电缆线。
(6).配电箱5(搅拌站、砂浆罐、冷却塔、污水泵1、污水泵2)
同
(1)计算得:
用电设备组名称
总功率
需要系数
功率因数
额定电压
设备相数
视在功率KVA
有功功率KW
计算电流A
搅拌站
50
0.8
0.82
380
三相
48.78
40
74.11
砂浆灌冷却塔
40.5
0.8
0.82
380
三相
39.51
32.4
60.03
污水泵1
22
0.8
0.80
380
三相
22
17.6
33.43
污水泵2
22
0.8
0.80
380
三相
22
17.6
33.43
总负荷:
127.5KW
同时系数:
0.70
进线相序:
三相
总功率:
120.71KW
总功率因数:
0.80
视在功率:
120.71KVA
有功功率:
96.49KW
计算电流:
183.41A
查《电工手册》得从箱变至配电箱5进线可选用铜芯(铠式)VV223×902+2×352电缆线,但为统一敷设及备用富裕量,则选用铜芯(铠式)VV223×1202+2×702电缆线。
中转站冷却塔及砂浆罐选用铜芯(铠式)VV223×352+2×162电缆线,污水泵选用铜芯VV223×102+1×62电缆线,搅拌站距电源较远,且穿越地段较多,增级考虑选用铜芯(铠式)VV223×352+2×162电缆线。
(7).配电箱6(修理车间及库房,办公生活,厨房浴室)
同
(1)计算得
用电设备组名称
总功率
需要系数
功率因数
额定电压
设备相数
视在功率KVA
有功功率KW
计算电流A
修理车间及库房
80
0.8
0.8
380
三相
60
48
91.16
办公生活
80
0.8
0.8
380
三相
80
64
121.55
厨房浴室
50
0.8
0.8
380
三相
30
24
40.58
总负荷:
210KW
同时系数:
0.70
进线相序:
三相
总功率:
210KW
总功率因数:
0.80
视在功率:
119.00KVA
有功功率:
95.20KW
计算电流:
180.80A
查《电工手册》得从箱变至配电箱6进线选用铜芯(铠式)VV223×952+2×352电缆线,至修理车间选用铜芯(铠式)VV223×352+2×162电缆线,办公生活用电(含厨房浴室)选用5×95mm2BV线,2级配电箱至厨房浴室用电选用3×35mm2BV线。
八、电气设备选择
1.箱式变电站容量确定:
箱式变电站输入电压10KV,输出电压400V/230V。
箱式变电站容量为盾构施工配套设备及办公生活用电视在计算负荷。
第一阶段箱式变电站容量为:
P1=Sjs1
P1=1077KVA
同时用电系数K取0.8,则Pjs=0.8×P1=0.8×1077=861.6kw
第二阶段箱式变电站容量为:
P1=Sjs1
P1=1020.5KVA
同时用电系数K取0.8,则Pjs=0.8×P1=0.8×1020.5=816.4kw
故选箱式变电站容量为630KVA×2,满足要求。
2.盾构机变压器容量确定:
盾构机掘进时同时工作的设备最多,此时设备使用系数最大。
盾构机变压器容量为盾构机掘进时的用电设备视在计算负荷。
盾构机变压器容量为:
P2=2Sjs2
P2=3949.4KVA
共计两台盾构机,每台盾构机配备变压器容量为2000KVA。
3.高压配电站容量确定:
高压配电站容量为整个施工现场所有配电容量之和,它包含箱式变电站容量和盾构机变压器容量,其数值为:
P=P1+P2
P=1020.5+3262=4282.5(KW)
4.高压配电站配电屏规格确定:
配电屏的规格根据输入、输出容量和电压确定,盾构机施工现场供电电源电压为10KV,所以输入屏、输出屏的电压等级为10KV;输入屏容量为P即5260KVA;至盾构机的输出屏容量为P2即2000KVA×2;至箱式变电站的输出屏容量为P1即630KVA×2。
5.高压配电站配电屏数量:
因采取单回路供电,两面输入屏、两面计量屏,两面箱变输出屏,叁面盾构输出屏(两台盾构机各一面盾构输出屏、一面备用盾构输出屏)。
九、备用电源
盾构机属于二级负荷,停电对生产造成损失较大,况且隧道施工安全型要求高。
对于隧道照明和通风等设备,则用自备柴油发电机(250KW一台)保障停电时的正常供电。
十、接地与防雷
1.箱变基础下、门吊轨线附近、粉煤灰罐基础下均应用∠50×5长2米的角钢或Ф40长2米的钢管埋入地下,再用10×4的扁钢通过电焊互相连接作为接地装置。
要求箱变接地电阻值不大于10欧姆,门吊和粉煤灰罐接地电阻值不大于4欧姆。
2.箱变基础角钢与接地装置用10×4的扁钢可靠焊接,箱变基础角钢与箱变金属构架用BV25mm2的黄/绿双色线可靠连接。
3.门吊的钢轨连接夹板两端用接地线互相连接,两条轨道用接地线跨接后,再用BV16mm2黄/绿双色线与接地装置可靠接地。
4.粉煤灰罐用10×4的扁钢或Ф14钢筋与接地装置牢固焊接。
5.门吊、粉煤灰罐均安装避雷针,利用各自的金属结构体作为接地装置连接,作为避雷装置;箱式高压配电站和箱式变电站的输入端安装避雷器,避雷器接地端与箱式高压配电站和箱式变电站的接地装置连接,作为箱式高压配电站及箱式变电站的避雷装置。
6.隧道内轨线接地:
用φ12的钢筋将轨道互相焊接后,再用BV16mm2黄/绿双色线从井口接到地面,与地面接地装置可靠连接。
7.隧道内循环水管、排污管用BV16mm2黄/绿双色线从井口接到地面,与地面接地装置可靠连接。
8.所有配电箱/开关箱内均设置接地排,接地排与电源电缆的接地芯连接。
9.所有用电设备的金属外壳均用电缆的接地芯线与其对应配电箱/开关箱的内接地排可靠连接。
十一、供电设施施工要求
1.电缆敷设
(1).电缆的路径选择,应符合下列规定:
a.避免电缆遭受机械性外力、过热、腐蚀等危害。
b.满足安全要求条件下使电缆较短。
c.便于敷设、维护。
d.避开将要挖掘施工的地方地面电缆沟深度600mm,宽500mm,在电缆沟底铺厚50mm细
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