ЭСН и ЭО насосной станции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Федеральное государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования

«Курганский технологический колледж имени Героя Советского Союза Н.Я.Анфиногенова»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Электроснабжение отрасли»

на тему: «ЭСН и ЭО насосной станции»

КТК.140613.353.9508.КП

Краткая характеристика насосной станции и потребителей электроэнергии

Насосная станция (НС) предназначена для мелиорации. Она содержит машинный зал, ремонтный участок, агрегатную, сварочный пост, служебные, бытовые и вспомогательные помещения.

НС получает электроснабжение от государственной районной электростанции (ГРЭС) по воздушной ЛЭП-35. Расстояние от ГРЭС до собственной ТП -- 5 км. Трансформаторная подстанция (ТП) находится вне помещения насосной станции на расстоянии 10 км.

Потребители ЭЭ по надежности ЭСН относятся к 2 и 3 категории. Количество рабочих смен -- 3.

Основными потребителями являются 5 мощных автоматизированных насосных агрегата.

Грунт в районе здания -- глина с температурой +10 °С. Каркас здания и ТП сооружен из блоков-секций длиной б м каждый.

Размеры здания НС А х В х Н= 42 х 30 х7м.

Все помещения, кроме машинного зала двухэтажные высотой 2,8 м.

Перечень ЭО насосной станции представлен в таблице 1.

Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника.

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

Таблица 1 Перечень ЭО насосной станции

№ на плане	Наименование ЭО	Рэп , кВт	Примечание
1,2	Вентиляторы	5
3	Сверлильный станок	3,4	1-фазный
4	Заточный станок	2,2	1-фазный
5	Токарно-револьверный станок	22
6	Фрезерный станок	10
7	Круглошлифовальный станок	5,5
8	Резьбонарезной станок	8
9...11	Электронагреватели отопительные	15,5
12	Кран мостовой	30,8 кВА	ПВ = 25 %
13...17	ЭД вакуумных насосов	8
18...22	Электродвигатели задвижек	1,2	1-фазные
23...27	Насосные агрегаты	630
28	Щит сигнализации	1,1	1-фазный
29,30	Дренажные насосы	9,5
31,32	Сварочные агрегаты	15кВА	ПВ = 40 %



Рис. 1 План расположения ЭО насосной станции

1. Расчет электрических нагрузок и выбор силового трансформатора

В настоящее время промышленные предприятия потребляют значительное количество электроэнергии. Внедрение новых энергоемких технологических процессов и повышение общего технологического уровня производства вызывает необходимость значительного повышения уровня надежности электрооборудования и экономического использования электроэнергии.

1.1 Характеристика электроприемников

Насосная станция (НС) предназначена для мелиорации. Она содержит машинный зал, ремонтный участок, агрегатную, сварочный пост, служебные, бытовые и вспомогательные помещения. Размеры здания НС 42 x 30 x 7 м. Каркас здания и ТП сооружен из блоков-секций длиной 6 м каждый. НС получает электроснабжение от государственной районной электростанции (ГРЭС) по воздушной ЛЭП-35. Расстояние от ГРЭС до собственной ТП - 5 км. Трансформаторная подстанция (ТП) находится вне помещения насосной станции на расстоянии 10 км. Потребители ЭЭ по надежности ЭСН относятся к 2 и 3 категории. В цехе имеется следующие виды электроприемников.

Общепромышленные установки: насосные агрегаты - трехфазные асинхронные с короткозамкнутым ротором, работают в длительном режиме, не требуют регулирования частоты вращения. Мощность агрегата - 630 кВт, напряжение статорной обмотки - 380 В. Питание насосных агрегатов производится переменным током промышленной частоты 50 Гц. Перерыв в электроснабжении недопустим, т. к. может повлечь за собой опасность для жизни людей и серьезное нарушение технологического процесса. Насосные агрегаты создают равномерную и симметричную по всем трем фазам нагрузку. Коэффициент мощности cosц = 0,8. Коэффициент использования равен kи = 0,7.

Транспортировка и подъем грузов осуществляется подъемно-транспортным механизмам: кран мостовой. Кран работает в повторно-кратковременном режиме. В качестве приводных асинхронных электродвигателей используют электродвигатель общего назначения cosц = 0,5; kи = 0,1; Рном =7,7 кВт. Питается переменным током частотой 50 Гц, напряжением 380 В. Эта нагрузка считается симметричной по всем трем фазам.

Электродвигатели задвижек. Мощность двигателей составляет 1,2 кВт. Напряжение сети 380 В. Ток переменный частотой 50Гц, коэффициент мощности cosц = 0,65; kи = 0,1. По надежности электроснабжения двигатели относятся ко II категории.

Сварочные агрегаты: работают на переменном токе промышленной частоты, с напряжением 380 В. Являются с повторно-кратковременным режимом работы, неравномерной нагрузкой фаз с cosц = 0,35; относятся к приемникам электрической энергии II категории надежности электроснабжения.

Электрические осветительные установки: представляют собой однофазную нагрузку, но при правильной группировке осветительных приборов можно достичь равномерной нагрузке по фазам. Характер нагрузки равномерный, без толчков cosц для газоразрядных ламп 0,95. Напряжение питания 220 В. По надежности электроснабжения осветительные установки относятся ко II категории.

1.2 Характеристика помещений

По условиям окружающей среды производственные помещения делятся на три группы: нормальные помещения, опасные по коррозии и взрыво- и пожароопасные помещения.

Таблица 1.1 Классификация помещений

Наименование помещений	Категории	Условия окружающей среды
	Взрывоопасности	Пожароопасности	Электробезо-пасности
Вентиляционная	В-IIа	П-IIA	ПО	Нормальные
Ремонтный участок	д	д	БПО	Нормальные
Щитовая	г	г	БПО	Нормальные
Бытовка	Д	д	БПО	Нормальные
Начальник смены	д	д	БПО	Нормальные
Агрегатная	д	П-IIА	БПО	Нормальные
Машинный зал	д	д	БПО	Нормальные
Сварочный пост	д	д	БПО	Нормальные
Обслуживающий персонал	д	д	БПО	Нормальные
Склад запчастей	д	д	БПО	Нормальные
ТП	д	д	БПО	Нормальные

1.3 Определение категории надежности

В зависимости от требуемой надежности электроснабжения электроприемники разделяют по правилам устройства электроустановок (ПУЭ) на три категории:

К первой категории относят электроприемники, нарушение жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение особо важных объектов промышленности и городского хозяйства. Они должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, причем перерыв в электроснабжении допускается только на время автоматического ввода резервного питания, но не более чем на 1 мин.

Ко второй категории относят электроприемники, допускающие перерыв в электроснабжении (не более 30 мин), необходимый для включения резервного питания дежурным персоналом предприятия или выездной бригадой электроснабжающей организации.

К третьей категории относят все остальные электроприемники, для которых допустимы перерывы в электроснабжении на время ремонта поврежденного элемента системы электроснабжения, но не более одних суток.

В цехе имеются электроприемники 2 и 3 категории надежности (в пояснительной записке дать определение этим категориям). Поэтому необходимо иметь не менее двух источников питания. Выбираем два трансформатора для питания силовой и осветительной нагрузки. Коэффициенты использования kи и коэффициенты мощности cosц, tgц.

насосный сварочный трансформатор

Таблица 1.2 Сводная ведомость нагрузок НС

Наименование РУ и ЭП	Нагрузка установленная	Нагрузка средняя за смену	Нагрузка максимальная
	Рн, кВт	n	Рн.У, кВт	kи	cosц	tgц	m	Рсм, кВт	Qсм, квар	Sсм, кВ·А	nэ	kм	kм'	Рм, кВт	Qм, квар	Sм, кВ·А	Iм, А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
РП1
Кран мостовой ПВ=25%	7,7	1	7,7	0,1	0,5	1,73	-	0,77	1,35	1,6	-	-	-	0,77	1,35	1,6	2,46
РП2
Сварочные агрегаты ПВ=40%	3,3	2	6,6	0,25	0,35	2,67	-	0,825	2,4	2,6	-	-	-	0,825	2,4	2,6	4
ШМА1
Сверлильный станок	3,4	1	3,4	0,14	0,5	1,73		0,476	0,84
Заточный станок	2,2	1	2,2	0,14	0,5	1,73		0,308	0,54
Токарно-револьверный станок	22	1	22	0,14	0,5	1,73		3,08	5,4
Кругло-шлифовальный станок	5,5	1	5,5	0,14	0,5	1,73		0,77	1,35
Резьбонарезной станок	8	1	8	0,14	0,5	1,73		1,12	2
Фрезерный станок	10	1	10	0,14	0,5	1,73		1,4	2,5
Всего по ШМА1	51,1	6	51,1	0,15	0,5	1,8	2,2	7,2	12,7	14,5	6	2,64	1,1	19	14	23,6	36,3
ШМА2
Вентиляторы	5	2	10	0,7	0,8	0,75		3,5	2,7
Электронагреватели отопительные	15,5	3	46,5	0,75	0,95	0,33		12	4
ЭД вакуумных насосов	8	5	40	0,7	0,8	0,75		5,6	4,2
Электродвигатели задвижек	1,2	5	6	0,1	0,65	1,17		0,12	0,15
Насосные агрегаты	630	5	3150	0,7	0,8	0,75		441	330,8
Щит сигнализации	1,1	1	1,1	0,1	0,65	1,17		0,11	0,13
Дренажные насосы	9,5	2	18,4	0,7	0,8	0,75		6,65	5
Всего по ШМА2	670,3	23	3272	0,7	0,8	0,75	40,6	469	350	585,2	23	1,1	1	469	385	643,8	990,4
ЩО ОУ с ГРЛ	-	-	88,2	0,85	0,95	0,33		75	25	80				75	25	80	123
Всего на ШНН								552,7	391,4	1273,7				611,5	427,7	751,6	-
Потери														1,6	8	8,2	-
Всего на ВН														613,1	435,7	759,8	-

Таблица 1.3 Технические данные электроприемников

№ п.п.	Наименование электроприемника	Рн, кВт	n	kи	cosц	tgц
1	2	3	4	5	6	7
3-фазный ДР
1	Вентиляторы	5	2	0,7	0,8	0,75
2	Сверлильный станок	3,4	1	0,14	0,5	1,73
3	Заточный станок	2,2	1	0,14	0,5	1,73
4	Токарно-револьверный	22	1	0,14	0,5	1,73
5	Круглошлифовальный станок	5,5	1	0,14	0,5	1,73
6	Резьбонарезной станок	8	1	0,14	0,5	1,73
7	Фрезерный станок	10	1	0,14	0,5	1,73
8	Электронагреватели итопительные	15,5	3	0,75	0,95	0,33
9	ЭД вакуумных насосов	8	5	0,7	0,8	0,75
10	Электродвигатели задвижек	1,2	5	0,8	0,95	0,33
11	Насосные агрегаты	630	5	0,7	0,8	0,75
12	Щит сигнализации	1,1	1	0,6	0,7	1,7
13	Дренажные насосы	9,5	2	0,7	0,8	0,75
3-фазный ПКР
14	Кран мостовой ПВ=25%	7,7	1	0,1	0,5	1,73
15	Сварочные агрегаты ПВ=40%	3,3	2	0,25	0,35	2,67

Сварочные агрегаты: представляют однофазную нагрузку повторно-кратковременного режима, включенную на линейное напряжение.

Sн = 15 кВ·А; ПВ = 40 %; n = 2 шт. Эту нагрузку необходимо привести к длительному режиму и к условной трехфазной мощности. Сначала определяется номинальная мощность, приведенная к длительному режиму работы: Рн = Sп·cosц·= 15·0,35·=15·0,35·0,63 = 3,3 кВт.

Кран мостовой: представляет собой однофазную нагрузку повторнократковременного режима, включенного на линейное напряжение.

Sн = 30,8 кВ·А; ПВ = 25 %; n = 1 шт. Эту нагрузку необходимо привести к длительному режиму и к условной трехфазной мощности. Сначала определяется номинальная мощность, приведенная к длительному режиму работы:

Рн = Рп· cosц· =30,8·0,5·0,5=7,7кВт;

кВт;

Осветительная нагрузка определяется методом удельной мощности:

Роу = Руд ·S = 10·882·10-3=88,2кВт,

где Руд -- удельная мощность освещения, Вт / м2;

S - площадь цеха, м;

2. Данные для колонок 5, 6, 7 для отдельных электроприемников

берутся из Таблицы 5 (Рекомендуемые значения коэффициентов) или из Таблицы 11 (Технические данные электроприемников) Приложения.

Колонка 4: находится путем умножения номинальной мощности ЭП на их количество, т.е. Рн.У =Рнn, кроме РП2 и РП1.

Так как на РП1, РП2, ЩО электроприемники одного наименования, итоговых расчетов не требуется.

Расчеты для ШМА1 и ШМА2 выполняются следующим образом.

Определяется показатель силовой сборки т = , результат заносится в колонку 8: где Рн.нб, Рн.нм -- номинальные приведенные к длительному режиму активные мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе, кВт.

т = = - для первой силовой сборки, т.е. <3.

т = = - для второй силовой сборки, т.е. >3.

Определяются

Рсм = kиРн, Qсм = Рсмtgц, Sсм = ,

результаты заносятся в колонки 9, 10, 11 соответственно.

-Кран мостовой, ПВ=25% (РП-1):

Рсм = kиРн =0,1·7,7= 0,77кВт;

Qсм = Рсм·tgц=0,77·1,73 = 1,35квар;

Sсм = кВ·А.

-Сварочные агрегаты, ПВ=40% (РП-2):

Рсм = kиРн=0,25·3,3= 0,825кВт;

Qсм = Рсм·tgц = 0,825·2,67=2,4квар;

Sсм = кВ·А.

ШМА-1:

-Сверлильный станок:

Рсм = kиРн=0,14·3,4 = 0,476кВт;

Qсм = Рсм·tgц = 0,476·1,73= 0,84 квар.

-Заточный станок:

Рсм = kиРн=0,14·2,2 = 0,308кВт;

Qсм = Рсм·tgц = 0,308·1,73 = 0,54квар.

-Токарно-револьверный станок:

Рсм = kиРн=0,14·22 = 3,08 кВт;

Qсм = Рсм·tgц = 3,08·1,73= 5,4квар.

- Кругло-шлифовальный станок:

Рсм = kиРн=0,14·5,5 = 0,77 кВт;

Qсм = Рсм·tgц = 0,77·1,73 = 1,35 квар.

Резьбонарезной станок:

Рсм = kиРн=0,14·8=1,12 кВт;

Qсм = Рсм·tgц =1,12·1,73=2 квар.

-Фрезерный станок:

Рсм = kиРн=0,14·10=1,4 кВт;

Qсм = Рсм·tgц =1,4·1,73=2,5 квар.

Путем сложения вычисленных мощностей находим среднюю нагрузку за смену для ШМА-1: Рсм.У = 0,476+0,308+3,08+0,77+1,12+1,4=7,2кВт;

Qсм.У = 0,84+0,54+5,4+1,35+2+2,5=12,7квар;

Sсм.У = = 14,5 кВ·А.

ШМА-2:

-Вентиляторы:

Рсм = kиРн=0,7·5 = 3,5 кВт;

Qсм = Рсм·tgц = 3,5·0,75 =2,7 квар.

- Электронагреватели отопительные:

Рсм = kиРн=0,75·15,5 = 12 кВт;

Qсм = Рсм·tgц = 12·0,33 = 4 квар.

- ЭД вакуумных насосов:

Рсм = kиРн=0,7·8 = 5,6 кВт;

Qсм = Рсм·tgц = 5,6·0,75 = 4,2 квар.

- Электродвигатели задвижек:

Рсм = kиРн=0,1·1,2 = 0,12 кВт;

Qсм = Рсм·tgц = 0,12·1,17 = 0,15 квар.

-Насосные агрегаты:

Рсм = kиРн=0,7·630=441 кВт;

Qсм = Рсм·tgц =441·0,75=330,8 квар.

-Щит сигнализации:

Рсм = kиРн=0,1·1,1=0,11 кВт;

Qсм = Рсм·tgц =0,11·1,17=0,13 квар.

-Дренажные насосы:

Рсм = kиРн=0,7·9,5=6,65 кВт;

Qсм = Рсм·tgц =6,65·0,75=5 квар.

Путем сложения вычисленных мощностей находим среднюю нагрузку за смену для ШМА-2: Рсм.У = 3,5+12+5,6+0,12+441+0,11+6,65=469 кВт;

Qсм.У = 2,7+4+4,2+0,15+330,8+0,13+5=350 квар;

Sсм.У = = 585,2кВ·А.

Определяются kи.ср =, cosц =, tgц = для ШМА1 и ШМА2, результаты заносятся в колонки 5, 6, 7 соответственно.

Для ШМА-1:

kи.ср =, cosц =, tgц =

Для ШМА-2:

kи.ср =, cosц =, tgц =

Расчет эффективного (приведенного) числа электро - приемников nэ (результат заносится в колонку 12) :

Для ШМА-1: по результатам расчетов имеем n=6; kи.ср =0,15; m = 2,2.

6 ? 5; 0,15 ? 0,2; 2,2 < 3.

По таблице 6 определяем пэ = п = 6

?5	?0,2	<3	Постоянная	пэ = п

Для ШМА-2: по результатам расчетов имеем n=23; kи.ср =0,7; m = 40,6.

23 ? 5; 0,7 ? 0,2; 40,6 ? 3.

По таблице 6 определяем пэ = п = 23

?5	?0,2	?3	Постоянная	пэ = п

Определяется kм = F(kи.ср, пэ), результат заносится в колонку 13.

Для ШМА-1: по результатам расчетов имеем nэ =6; kи.ср =0,15.

По таблице 7 находим kм =2,64.

Для ШМА-2: по результатам расчетов имеем nэ =23; kи.ср =0,7.

По таблице 7 находим kм =1,1.

Определяются Рм = kмРсм; Qм=Qсм; Sм =, результат заносится в колонки 15, 16, 17.

Для ШМА-1:

Рм=kмРсм.У =2,64•7,2=19 кВт;

Qм=Qсм = 1,1•12,7=14 квар; Sм = =23,6 кВ•А;

Для ШМА-2:

Рм=kмРсм.У =1•469=469 кВт;

Qм=Qсм = 1,1•350= 385 квар; Sм = =643,8 кВ•А;

Определяется ток на РУ, результат заносится в колонку 18.

Iм(РП1)=;

Iм(РП2)=;

Iм(ШМА1)=;

Iм(ШМА2)=;

Iм(РП1)=;

Iм(ЩО)=;

Размещено на Allbest.ru

...