Электроснабжение насосной станции

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Описание технологического процесса и оборудования насосной станции

1.2 Характеристика помещений по пожаро-, взрыво-, и электробезопасности насосной станции

2. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Надежность электроснабжения насосной станции

2.2 Определение нагрузок насосной станции, выбор трансформатора и компенсирующего устройства

2.3 Расчет и выбор элементов электроснабжения

2.4 Расчет токов короткого замыкания

2.5 Картограмма нагрузок и центр электрических нагрузок насосной станции

2.6 Расчет заземляющего устройства

3. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Передача электроэнергии от источников к потребителям производится энергетическими системами, объединяющими несколько электростанций.

Длительный опыт эксплуатации энергетических систем показал технико-экономическую целесообразность их соединения между собой.

Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электрической энергии.

Энергосистемы продолжают оставаться основными источниками электроснабжения потребителей электроэнергии, в том числе наиболее энергоемких, каковыми являются промышленные предприятия.

Основные элементы электрической части энергосистем - различные типы районных трансформаторных и распределительных подстанций, главные подстанции предприятий (ГПП) и других объектов и городов.

Надежность электроснабжения достигается благодаря бесперебойной работе всех элементов энергосистемы и применению ряда технических устройств как в системе, так и у потребителей: устройств релейной защиты и автоматики, автоматического ввода резерва (АВР) и повторного включения (АПВ), контроля и сигнализации.

Качество электроснабжения определяется поддержанием на установленном уровне значений напряжения и частоты, а также ограничением значений в сети высших гармоник и несинусоидальности и несимметричности напряжений.

Экономичность электроснабжения достигается путем разработки совершенных систем распределения электроэнергии, использования рациональных конструкций комплектных распределительных устройств и трансформаторных подстанций и разработки оптимизации системы электроснабжения. На экономичность влияет выбор рациональных напряжений, оптимальных значений сечений проводов и кабелей, числа и мощности трансформаторных подстанций, средств компенсации реактивной мощности и их размещения в сети.

Реализация этих требований обеспечивает снижение затрат при сооружении и эксплуатации всех элементов системы электроснабжения, выполнение с высокими технико-экономическими показателями планов электрификации всех отраслей народного хозяйства, надежное и качественное электроснабжение промышленных предприятий.

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников электрической энергии, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электродуговой сварки, осветительные установки и другие промышленные приемники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электрических станций.

Для обеспечения подачи электроэнергии от энергосистем к промышленным объектам, установкам, устройствам и механизмам служат системы электроснабжения промышленных предприятий, состоящие из сетей напряжением до 1 кВ и выше, и трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций.

По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включается сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализаций и телеуправления и вести активную работу по экономии электрической энергии.

Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий велось в централизованном порядке в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования возникли типовые решения. В настоящее время созданы методы расчета и проектирования цеховых сетей, выбора мощности трансформаторов, методика определения электрических нагрузок, выбора напряжений, сечений проводов и жил кабелей и т. п.

Задача энергетики - всемирное развитие и использование возобновляемых источников энергии: солнечной, геотермальной, ветровой, приливной, а также атомной энергии; развития комбинированного производства электроэнергии и теплоты для централизованного теплоснабжения промышленных городов.

В данном курсовом проекте рассмотрены вопросы и результаты их решения по электроснабжению насосной станции. При расчете электрических нагрузок, выборе электротехнического оборудования, проводниковой продукции, коммутационно-защитной аппаратуры были учтены требования по проектированию рациональной системы электроснабжения.

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Описание технологического процесса и оборудования насосной станции

Насос - гидравлическая машина, создающая напорное перемещение жидкости при сообщении ей энергии.

Насосный агрегат - совокупность насоса, электропривода и передаточного механизма.

Насосная установка - комплекс оборудования, обеспечивающий требуемый режим работы насосных агрегатов. Насосная установка состоит из насосных агрегатов, трубопроводов, запорной и регулирующей арматуры, контрольно-измерительной аппаратуры, аппаратуры управления и защиты.

Насосная станция - сооружение, включающее в себя несколько насосных установок, а также вспомогательные системы и оборудование.

Проектируемая насосная станция (НС) предназначена для мелиорации.

Технологический процесс осуществляется работой вакуумных насосов, насосных агрегатов, задвижек, которые создают необходимый напор и давление воды при перекачке ее потребителям.

Проектируемая насосная станция содержит машинный зал, ремонтный участок, агрегатную, сварочный пост, служебные, бытовые и вспомогательные помещения.

Машинный зал содержит: насосные агрегаты, дренажные насосы, щит сигнализации.

В агрегатной расположены вакуумные насосы и задвижки. Станки установлены в ремонтном участке.

Основные операции автоматизированы, а вспомогательные транспортные операции выполняются с помощью мостового крана.

Мощность электрических приемников насосной станции составляет от 2,5 до 40,2 кВт. Электрические приемники работают в длительном (металлообрабатывающий станки, насосы, вентиляторы) и в повторно кратковременном режимах (мостовой кран). Электрические приемники насосной станции работают на переменном 3-х фазном токе (металлообрабатывающие станки, насосы, вентиляторы и др.)) и однофазном токе (сверлильный станок, заточный станок, электродвигатели задвижек, щит сигнализации, освещение).

Технологические возможности станков могут быть расширены за счет применения на них делительной головки, круглого поворотного стола и других приспособлений. Станки выпускаются в различных исполнениях по напряжению, частоте питающей сети.

Основные преимущества станков:

а) конструктивные:

1) механизированное крепление инструмента в шпинделе;

2) устройство периодического регулирования величины зазора в винтовой паре продольной подачи;

3) предохранительная муфта защиты привода подач от перегрузок;

4)торможение горизонтального шпинделя при остановке электромагнитной муфтой;

5) устройство защиты от разлетающейся стружки;

б) технологические:

1) разнообразные автоматические циклы работы станка;

2) широкий диапазон частот вращения шпинделя и подач стола;

3) большая мощность приводов;

4) высокая жесткость;

5) надежность и долговечность.

В насосной станции размещено много электрооборудования для различных видов работ:

- насосы, насосные агрегаты - предназначены для создания необходимого напора и давления воды при перекачке ее потребителям;

- электронагреватели отопительные - предназначены для создания необходимых метеоусловий;

- мостовой кран, предназначен для вспомогательных транспортных операций.

На насосной станции также предусмотрена система вентиляции. Вентилятор используется в системах вентиляции и воздушного отопления производственных, общественных и жилых зданий, а также для подпора воздуха при пожаре, с целью предотвращения проникновения дыма в лестничные клетки, тамбуры-шлюзы, шахты лифтов и создания возможности проведения работ по борьбе с пожаром и спасению людей и материально-технических ценностей.

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

Количество рабочих смен - 3. Размеры станции (длина х ширина х высота) равны 42х30 х6 м.

Основными потребителями являются 5 мощных автоматизированных насосных агрегата. Грунт в районе здания - глина с температурой +5єС. Каркас здания и ТП сооружён из блоков-секций длиной 6м каждый.

Перечень электрооборудования приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Ведомость электрических нагрузок насосной станции

№ На плане	Наименование оборудования	Кол-во, ед.	Уст. мощность Руст, кВт	Примечание
1	2	3	4	5
1,2	Вентиляторы	2	10
3	Сверлильный станок	1	4,2	1-фазный
4	Заточный станок	1	2,5	1-фазный
5	Токарно-револьверный станок	1	28
6	Фрезерный станок	1	9,6
7	Круглошлифовальный станок	1	6,2
8	Резьбонарезной станок	1	6
Продолжение таблицы 1
1	2	3	4	5
9… 11	Электронагреватели отопительные	3	15,5
12	Кран мостовой	1	40,2 кВ·А	ПВ=25%
13… 17	Электродвигатели вакуумных насосов	5	6
18… 22	Электродвигатели задвижек	5	0,8	1-фазные
23… 27	Насосные агрегаты	5	250
28	Щит сигнализации	1	0,8	1-фазный
29,30	Дренажные насосы	2	9,5
31,32	Сварочные агрегаты	2	12 кВ·А	ПВ=40%

1.2 Характеристика помещений по пожаро-, взрыво-, и электробезопасности насосной станции

Знание показателей пожаро-, взрывоопасностых веществ и материалов в условиях их производств, переработки, транспортировки и хранения необходимо при определении класса взрывоопасных и пожароопасных зон. Классификация пожароопасных и взрывоопасных зон необходима для правильного и обоснованного выбора типа и места размещения электрооборудования (машин, аппаратов, устройств) и электрических сетей (электропроводок, токопроводов, кабельных и воздушных линий).

Насосная станция относится к пожароопасной зоне, т.к в нем размещены насосы, сварочные агрегаты, электронагреватели отопительные, способные самовозгораться.

Помещение насосной станции - помещение, где могут образоваться взрывоопасные смеси. Такие помещения относятся к помещениям категории ВI. Это такие помещения, в которых выделяются горючие газы и пары ЛВЖ, в таком количестве и с такими свойствами, что они могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных не длительных режимах работы. В помещениях класса BI устанавливают электрооборудование общепромышленного исполнения.

Аппараты управления и защиты располагаются в операторной, поэтому можно использовать степень защиты IP00, для освещения - IP54

По электробезопасности насосная станция относится к классу ПО (с повышенной опасностью). Классификацию записываем в таблицу 2.

Таблица 2 - Классификация помещений по ВПЭБ

Наименование помещений	Категории
	Взрыво опасность	Пожаро опасность	Электро безопасность
1	2	3	4
Склад запчастей	В-ІІ	П-ІІІ	БПО
Ремонтный участок	В-ІБ	П-ІІА	ПО
Щитовая	В-ІА	П-ІІ	ОО
Комната обслуживающего персонала	В-ІІА	П-ІІІ	БПО
Комната начальника смены	В-ІІА	П-ІІІ	БПО
Агрегатная	В-ІІА	П-ІІА	ПО
Машинный зал	В-ІІА	П-ІІА	ПО
Сварочный пост	В-І	П-ІІ	ПО
Бытовка	В-ІІА	П-ІІІ	БПО
Вентиляторная	В-ІІА	П-ІІА	ПО

2. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Надежность электроснабжения насосной станции

В отношении обеспечения надежности и бесперебойности питания приемники электрической энергии в соответствии с ПУЭ делят на 3 категории.

I категория - наиболее ответственные электроприемники, отключение которых может привести к гибели людей или большому недоотпуску продукции. Питание от 2-х и более трансформаторов.

II категория - электроприемники, отключение которых приведет к простою производства. Они питаются от 2-х трансформаторов.

III категория - электроприемники не имеющие большого промышленного и хозяйственного значения. Питаются от 1-го трансформатора

Электроприемники насосной станции относятся к II и III категориям. Основная часть электроприемников относится к II категории. Рекомендуется обеспечивать электроснабжение от двух независимых источников. Допускается питание от одного трансформатора, но с перерывом в электроснабжении не более 24 ч.

Основные потребители электроэнергии - это насосы. Работают они в продолжительном режиме.

Электродвигатели, работающие в повторно-кратковременном режиме: электродвигатели мостового крана, сварочные агрегаты, для которых характерны постоянные броски мощности (частые включения-выключения).

Для электроустановок повторно - кратковременного режима, указанная в паспорте мощность повторно - кратковременного режима должна быть приведена к номинальной мощности продолжительного режима Рном, кВт, при ПВ = 100%.

2.2 Определение нагрузок насосной станции, выбор трансформатора и компенсирующего устройства

При расчете силовых нагрузок важное значение имеет правильное определение электрической нагрузки во всех элементах силовой сети.

Завышение нагрузки может привести к перерасходу проводникового материала, удорожанию строительства; занижение нагрузки - к уменьшению пропускной способности электрической сети и невозможности обеспечения нормальной работы силовых электроприемников.

Расчет начинаем с определения номинальной мощности каждого электроприемника, независимо от его технологического процесса средней мощности: мощности, затраченной в течение наиболее загруженной смены, и максимальной расчетной мощности станции.

Для электроприемников, работающих в повторно-кратковременном режиме, приводим их работу к длительному режиму и определяем приведенную мощность Рн, кВт

Рн = РП = SП·cosц·,

где РП - паспортная активная мощность, кВт;

SП - полная паспортная мощность, кВ·А;

ПВ - продолжительность включения, отн.ед

Для крана мостового

Рн = 40,2 · 0,5· =10,05

Для сварочного агрегата

Рн= 12· 0,4· =2,4

Приведем однофазную нагрузку в условную трехфазную нагрузку.

Мощность наиболее загруженной фазы Pнб, кВт

Pнб=2Pп,

где Pп - паспортная мощность, кВт

Для электродвигателя задвижек

Pнб=2·0,8=1,6

Мощность наименее загруженной фазы Pнм, кВт

Pнм=1,5Pн

Pнм=1,5·0,8=1,2

Определяем неравномерность Н,%

Н=

>15%

Неравномерность является величиной определяющей, произойдет ли перекос фаз при подключений однофазного электроприемника в трехфазную сеть. Величиной критической неравномерности является 15 %. Если значение неравномерности Н ? 15%, расчет ведется как для трехфазных нагрузок (сумма всех однофазных нагрузок). При величине неравномерности Н ? 15% выполняются следующие расчеты.

Определяем условную приведенную мощность Ру, кВт включение на фазное напряжение

Pу=3Pнб

Для электродвигателя задвижек

Pу =3·1,6=4,8

Для щита сигнализации, сверлильного и заточного станков расчет аналогичен, результаты заносим в таблицу 3.

Находим сменную мощность для групп и цеха.

Активная мощность Рсм, кВт определяется по формуле

Рсм= РУ ·Ки ,

где Ки - коэффициент использования оборудования, характеризует использование активной мощности и представляет собой отношение средней активной мощности Рсм одного или группы приемников за наиболее загруженную смену к номинальной мощности Рном

Для сверлильного станка

Рсм = 12,6·0,14 = 3,53

Реактивная мощность Qсм, кВАр определяется по формуле

Qсм = Рсм·tg ц

Для сверлильного станка

Qсм = 3,5·1,76 = 6,2

Расчеты для остальных электроприемников аналогичны и сведены в таблицу 3.

Эффективное число электроприемников nэ:

- если m > 3, КиА ? 0,2 , то

;

- если m > 3, КиА < 0,2 , то

;

- если m < 3, то

nэф = n

Подставляем данные в формулу (16)

Активная максимальная мощность Рм, кВт определяем по формуле

Рм =Км·Рсм,

где Км - коэффициент максимума активной мощности

Рм = 1,99·16,22 = 32, 3

Реактивная максимальная мощность Qм, кВАр определяем по формуле

Qм =Кґм •Qсм

где КґМ- коэффициент максимума реактивной нагрузки

Qм = 1,1·28,18= 31

Полная максимальная мощность Sм , КВА определяется по формуле

Sм =

Sм =

Максимальный ток нагрузки Iм, А определяем согласно

Iм = Sм А/ Uном

Iм =

Потребители электроэнергии насосной станции относятся ко второй и третьей категории надежности электроснабжения.

Определяем потери в трансформаторе.

Потери активной мощности ДРт, кВт



Потери реактивной мощности ДQт, кВАр

Полные потери ДSм(нн), кВ·А

Определяем расчетную мощность трансформатора с учетом потерь, но без компенсации реактивной мощности Sт, кВ·А

Значение Sт =1000 кВ·А.

Параметры трансформатора сведены в таблицу 4.

Выбор компенсирующего устройства.

Расчетная компенсируемая мощность Qку, кВАр определяется из формулы

,

где б=0,7-0,9 - коэффициент, учитывающий повышение cosц естественным способом;

tgцк, tgц1- коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации

Компенсацию реактивной мощности по опыту проектирования, производим до получения значения cos цк= 0,92…0,95, принимаем tgцк=0,33.

К установке принимаем две комплектные конденсаторные установки (ККУ) серии УКЗ-0,38-225 УЗ реактивной мощностью 225кВАр, напряжением 380В с суммарной номинальной мощностью 450кВАр.

Определяем реактивную максимальную мощность нагрузки Qр, квар

Определяем полную максимальную мощность Sр , кВА

Определяем максимальный ток нагрузки IР, А



Определяем коэффициент мощности после компенсации cos цку

cos цку =Pм(нн)/Sp

cos цку = 930,4/989=0,94

Полученное значение удовлетворяет требованиям ПУЭ.

2.3 Расчет и выбор элементов электроснабжения

Расчет защитной аппаратуры электрооборудования насосной станции. Аппаратура зашиты выбирается исходя из устойчивой работы в нормальном и аварийном режимах системы.

Аппаратура защиты и управления выбирается для ответвлений на основании номинальных участков сетей - исходя из расчетных нагрузок на защищаемый участок цепи. Исполнение аппарата выбирается с учетом условий размещения аппаратов на объекте, также должна быть обеспечена селективность работы зашиты, то есть соблюдение условий, при которых в первую очередь срабатывает аппарат, ближайший со стороны питания к участку цепи с нарушенным токовым режимом. Для зашиты сетей используется предохранители, а также автоматические выключатели.

В курсовом проекте выбираем силовые сборки с автоматическим выключателем. насосный трансформатор ток замыкание

Определяем номинальный ток Iн электроприемника, А

,

где Pн - мощность электроприемника, кВт;

Uн - напряжение, кВ;

сosц - коэффициент мощности;

з - коэффициент полезного действия

Для вентилятора

Аналогично номинальный ток выбирается для других электроприемников. Обязательно рассчитываются автоматы для линий Т1- ШНН, ШНН-РП.

Находим номинальный ток расцепителя Iн.расц, А

,

где 1,25 - постоянное значение

К установке принимаем автоматический выключатель типа ВА 51Г-31, IН.А=100А, IН.расц.=31,5А

Для последующих электроприемников расчет производится аналогично и сводится в таблицу 5. После расчетов выбираем автоматы.

Таблица 5- Расчет защитной аппаратуры

Электроприемники	Рном, кВт	Iном, А	Iн.расц, А	Тип защитной аппаратуры	Каталожные данные Iн/Iр
РП1
Сверлильный станок, 1-ф	25,2	85,2	106,5	ВА 51-33	160/125
Заточный станок, 1-ф	15	25,4	31,7	ВА 51Г-31	100/40
Токарно-револьверный станок	28	94,5	118,3	ВА 51-33	160/125
Фрезерный станок	9,6	32,5	40,6	ВА 51Г-31	100/50
Круглошлифовальный станок	6,2	21	26,2	ВА 51Г-31	100/31,5
Резьбонарезной станок	6	20,3	25,4	ВА 51Г-31	100/31,5
Кран мостовой, ПВ=25%	10,05	34	42,5	ВА 51Г-31	100/50
Электродвигатель задвижки,1-ф	4,8	10,14	12,7	ВА 51-25	25/16
Щит сигнализации, 1-ф	2,4	8,1	10,14	ВА 51-25	25/12,5
Сварочный агрегат, ПВ=40%	4,8	8,1	10,14	ВА 51-25	25/12,5
Итого по группе А, РП-1	112,05	259,4	324,3	ВА 51-37	400/400
РП2
Вентилятор	10	21,13	26,4	ВА 51Г-31	100/31,5
Эл-ли вакуум. насосов	6	13,52	16,9	ВА 51-25	25/20
Электронагреватели отопительные	15,5	23,6	29,5	ВА 51Г-31	100/40
Дренажный насос	9,5	21,4	26,76	ВА 51Г-31	100/40
Итого по РП-2	115,5	238	297,5	ВА 51-37	400/320
ЩО	11,34	18,2	22,7	ВА 51-25	25/25
РП3
Насосный агрегат	250:
	110	247,9	309,9	ВА 51-37	400/320
	110	247,9	309,9	ВА 51-37	400/320
	30	67,6	84,5	ВА 51Г-31	100/100
Итого по РП-3	1250	2817	3511,2	ВА 75-47	4000/4000
ШНН	1488,89	3311,13	4139	АВ-45/1000	6000/6000

Насосный агрегат состоит из двух двигателей по 110кВт и одного 30 кВт. Один агрегат из пяти на насосной при расчётах учитываем как резервный. Запуск двигателей производится поэтапно.

Выбор линий электроснабжения электрооборудования. Проводники электрических сетей от прохождения по ним тока нагреваются. Чрезмерно высокая температура нагрева проводника может привести к преждевременному износу изоляции, ухудшению контактных соединений и пожарной опасности. Значение максимально длительных допустимых токов определены из условий допустимого теплового износа материала изоляции проводов различных марок и сечений.

При расчете сетей по нагреву сначала выбираем марку провода в зависимости от характеристики среды помещений, его конфигурации и способа прокладки сети. Затем выбираем сечения проводников по условию допустимых длительных токов по нагреву - это длительно протекающий ток по проводнику. При котором устанавливается наиболее длительно допустимая температура нагрева проводника.

Для выбора сечения проводника по условиям нагрева токами нагрузки сравниваются ток расцепителя Iн.расц, с допустимым током Iдоп для проводника принятой марки и условий его прокладки. При этом

Iн.расцIдоп

Выбор производим по справочным данным, результат заносим в таблицу 6.

Таблица 6 - Выбор линий электроснабжения электрооборудования

Номер Эл/приемника	Pном, КВт	Iном , А	Iн.расц. ,А	Марка провода	Сечение провода, ммІ	Iдоп , А
1	2	3	4	5	6	7
РП1
Сверлильный станок, 1-ф	25,2	85,2	106,5	АПВ	4х25	115
Заточный станок, 1-ф	15	25,4	31,7	АПВ	4х4	38
Токарно-револьверный станок	28	94,5	118,3	АПВ	4х35	135
Фрезерный станок	9,6	32,5	40,6	АПВ	4х6	46
Круглошлифовальный станок	6,2	21	26,2	АПВ	4х2,5	29
Резьбонарезной станок	6	20,3	25,4	АПВ	4х2,5	29
Кран мостовой, ПВ=25%	10,05	34	42,5	НРГ	4х10	50
Электродвигатель задвижки,1-ф	4,8	10,14	12,7	АПВ	4х2,5	29
Щит сигнализации, 1-ф	2,4	8,1	10,14	АПВ	4х2,5	29
Сварочный агрегат, ПВ=40%	4,8	8,1	10,14	АПВ	4х2,5	29
Итого по группе А, РП-1	112,05	259,4	324,3	АВВГ	4х185	345
РП2
Вентилятор	10	21,13	26,4	АПВ	4х2,5	29
Эл-ли вакуум. насосов	6	13,52	16,9	АПВ	4х2,5	29
Электронагреватели отопительные	15,5	23,6	29,5	ПВ	4х4	30
Дренажный насос	9,5	21,4	26,76	АПВ	4х2,5	29
Итого по РП-2	115,5	238	297,5	АВВГ	4х150	305
ЩО	11,34	18,2	22,7	АПВ	2х2,5	34
РП3
Насосный агрегат	250:
	110	247,9	309,9	АВВГ	4х185	345
	110	247,9	309,9	АВВГ	4х185	345
	30	67,6	84,5	АПВ	4х25	90
Итого по РП-3	1250	2817	3511,2	АВВГ	8(4х240)	8·440= 3520
ШНН	1488,89	3311,13	4139	АВВГ	10(4х240)	10·440= 4400

2.4 Расчет токов короткого замыкания

Определяем ток сети Iс, А



где Sт - мощность трансформатора, кВА;

Uс - напряжение сети, кВ

Наружная КЛ АСБ - 3х10, IДОП =80А.

Определяем сопротивление, приведенное к ВН ,Ом по формуле

где - протяженность линии, км;

=0,06 мОм/м- для кабельных линий, удельное реактивное сопротивление, мОм/м

Составляется схема замещения и однолинейная схема электроснабжения в соответствии с рисунком 1.

Определяем удельное активное сопротивление r0, Ом/км

где S - сечение проводника, мм2;

г - удельная проводимость материала, для алюминия г=30 м/(Ом·мм2)



Определяем сопротивление приведенное к ВН , мОм

Сопротивление, приведенное к НН Rс , Ом

,

где Uвн и Uнн - высокое и низкое напряжение, кВ

Сопротивление, приведенное к НН Xc, мОм

Сопротивления силового трансформатора

RT = 2 мОм; ХТ =8,5мОм; ZТ(1) = 81мОм.

Сопротивления автоматов

1SF R1SF = 0,04 мОм; Х1SF = 0,05 мОм; R1п = 0,05 ;

SF1 RSF1 = 0,15 мОм; ХSF1 = 0,17 мОм; Rп1 = 0,4;

SF RSF =5,5 мОм; ХSF = 4,5 мОм; Rп2 = 1,3

Для ступеней распределения:

Rc1 = 15 мОм; Rc2 = 20 мОм.

После выбора сопротивлений, упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления Rэi, Xэi, мОм на участках между точками КЗ и наносятся на схему замещения

Вычисляются сопротивления до каждой точки КЗ Rкi, Xki, мОм и заносятся в таблицу 7.



; ;

Определяются коэффициенты К и q

,

,

,

Определяются 3-фазные Iki(3), А и 2-фазные Iki(2), А токи КЗ в трех точках и заносятся в таблицу 7.

,

,

,

,

,

Определяем сопротивления Xnкл, Rnкл , мОм для кабельных линий



=15 мОм

,



2.5 Картограмма нагрузок и центр электрических нагрузок насосной станции

Главную понизительную и цеховые подстанции следует располагать как можно ближе к центру нагрузок, так как это позволяет приблизить высокое напряжение к центру потребления электрической энергии и значительно сократить протяженность, как распределительных сетей высокого напряжения, так и цеховых электрических сетей низкого напряжения, уменьшить расход проводникового материала и снизить потери электрической энергии.

Определяется масштаб активных нагрузок mа, м исходя из масштаба генплана

,

где Рmin - наименьшая мощность цеха, кВт;

Rai - наименьший визуально воспринимаемый радиус картограммы нагрузок, км

Определяется радиус для Ra, м, нагрузки в принятом масштабе

,

Для вентилятора

Определяются реактивные нагрузки Qi, кВАр каждого электроприемника из соотношения

,

где Pi - мощность электроприемников, кВт;

tgцi- коэффициент реактивной мощности

Для вентилятора

Определяются радиусы кругов для реактивных нагрузок Rрi , м

,

Для вентилятора

Полученные данные заносим таблицу 8.

Таблица 8 - ЦЭН для насосной станции

Наименование электроприемника	Pн, кВт	Rai, м	Qp, кВАр	Rрi , м
Сверлильный станок, 1-ф	25,2	3,2	42,84	4,2
Заточный станок, 1-ф	15	2,5	25,5	3,3
Токарно-револьверный станок	28	3,4	47,6	4,5
Фрезерный станок	9,6	2,0	16,32	2,6
Круглошлифовальный станок	6,2	1,6	10,54	2,1
Резьбонарезной станок	6	1,54	10,2	2,0
Кран мостовой, ПВ=25%	10,05	2,0	17,1	2,7
Электродвигатель задвижки,1-ф	4,8	1,4	3,6	1,22
Щит сигнализации, 1-ф	2,4	1,0	4,08	1,3
Сварочный агрегат, ПВ=40%	4,8	1,0	5,52	1,52
Вентилятор	10	2,0	7,5	1,8
Электродвигатели вакуум. насосов	6	1,54	5,28	1,5
Электронагреватели отопительные	15,5	2,53	-	-
Дренажный насос	9,5	1,98	8,36	1,84
Насосный агрегат	250	10,2	220	9,6

Определяются условные ЦЭН активной и реактивной

,



,

,



,

2.6 Расчет заземляющего устройства

Определяем расчетное сопротивление одного вертикального электрода rв, Ом

,

где Ксез - коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта;

с -удельное сопротивление грунта, измеренное при нормальной влажности

Определяем предельное сопротивление совмещенного ЗУ Rзу, Ом

,

где Iз - расчетный ток замыкания на землю, А (не более 500 А)

,

где Uлэп - номинальное линейное напряжение сети, КВ;

Lкл, Lлэп - длина кабельной линии, км

Значение допустимого сопротивления совмещенного ЗУ Rз.нб ? 10 Ом, поэтому принимаем Rзу1=10 Ом.

Требуемое по НН Rзу.2 ? 4 Ом на НН.

Определяем количество вертикальных электродов , шт

Принимаем N/вр=4.

Вертикальный электрод - стальной уголок (60х60), LВ=3м.

Вид ЗУ - контурное.

Горизонтальный электрод - полоса (40х4 мм).

С учетом экранирования

где зв - коэффициент использования вертикального электрода=0,85

Принимаем Nв=5. Для равномерного распределения электродов окончательно принимаем Nв=12

Так как контурное ЗУ закладывается на расстоянии не менее 1 м, то длина по периметру закладки равна

,

где А и В - размеры насосной станции, м

Тогда расстояние между электродами уточняется с учетом формы объекта. По углам ус-танавливают по одному вертикальному электроду, а оставшиеся -- между ними.

Расстояние между электродами по ширине объекта ав, м

,

где nв -- количество электродов по ширине объекта

Расстояние между электродами по длине объекта аа, м

где nа-- количество электродов по длине объекта

Для уточнения принимается среднее значение отношения

Тогда уточняем коэффициенты использования.

=0,71; =0,45

Определяем уточненные значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов.

Сопротивление горизонтального электрода (полосы) определяется Rг, Ом

где b - ширина полосы;

t - глубина заложения, м

Определяем сопротивление вертикального электрода (полосы) Rв, Ом

Определяем фактическое сопротивление ЗУ Rзу.ф, Ом



Следовательно, ЗУ эффективно.

Располагаем электроды в соответствии с рисунком 2.

Рисунок 2 - Схема заземления цеховой ТП

3. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Техника безопасности - система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных факторов.

Задачи техники безопасности - на основе изучения производственных процессов и трудовых приемов установить и устранить причины, которые могут вызвать несчастный случай на производстве.

На каждом промышленном предприятии имеется кабинет по технике безопасности для обучения работающих безопасному и производительному ведению работ. Кабинет оснащен плакатами по отдельным видам работ. На плакатах показаны правильные и неправильные трудовые приемы, а также исправный и неисправный инструмент.

Каждый рабочий, поступающий на предприятие, подробно знакомится в кабинете с требованиями техники безопасности и проходит вводный инструктаж по технике безопасности и пожарной безопасности. В цехе у рабочих мест и на специальных цеховых щитах развешены красочные инструктивные плакаты по технике безопасности. Устроившийся рабочий повторно проходит инструктаж непосредственно на рабочем месте по своей специальности. На базе типовых инструкций по технике безопасности разработана специальная инструкция для рабочих.

При передвижении по территории ввиду интенсивного движения электрокар, грузоподъемных механизмов и автомашин необходимо быть внимательным и не нарушать установленных правил, а также на голове должна быть каска.

В помещении станции расположено разнообразное оборудование, поэтому здесь производят многообразные операции.

Операции выполняют с помощью мостового крана, поэтому рабочие должны соблюдать все правила техники безопасности.

Перед началом каждой новой работы, рабочий должен внимательно выслушать дополнительные указания мастера, проверить приспособления и свои рабочие инструменты.

Категорически запрещается находиться и работать под грузом. Все работы с грузоподъемными приспособлениями производят внимательно. Предварительно проверяют состояние строп (цепи, тросы, канаты) и их соответствие поднимаемому грузу. Приспособления применяют только по прямому назначению. На голове рабочего обязательно должна быть каска, а на ногах специальные боты со стальным каркасом.

Курить в помещении станции разрешается только в специально отведенных местах. Рабочий должен знать свои права и обязанности при выполнении каких-либо работ или заданий.

Эксплуатация электроустановок предусматривает планово-предупредительные работы установленного электрооборудования, электрические испытания изоляции машин и аппаратов, сетей внутреннего электроснабжения, наладку электроприводов, систем автоматики и релейной защиты и др. Кроме того, не исключены работы по предупреждению и ликвидации возможных аварий и неполадок. Эти работы сопряжены с опасностью поражение током.

Согласно требованиям ПТБ работы, производимые в действующих электроустановках, в отношении принятия мер безопасности разделяются на следующие четыре категорий:

- работы, выполняемые при полном снятии напряжения;

- работы, выполняемые при частичном снятии напряжения;

- работы, выполняемые без снятия напряжения вблизи токоведущих частей и на токоведущих частях;

- работы, выполняемые без снятия напряжения в дали от токоведущих частей, находящихся под напряжением.

До начала ремонтных или наладочных работ необходимо выполнить технические и организационные мероприятия по обеспечению электробезопасности работающих.

Мероприятия по технике безопасности.

Техническими мероприятиями по обеспечению безопасности работ в электроустановках являются:

- отключение ремонтируемого электрооборудования и принятия мер
против ошибочного его включения или самовключения;

- установка временных ограждений на отключенных электроустановках
и вывешивание запрещающих плакатов «Не включать - работают люди» или
«Не включать - работа на линии» и др.

- присоединение переносного заземления - закоротки к заземляющей шине стационарного заземляющего устройство и проверка отсутствия напряжения на токоведущих частях, которые для безопасности производства работ подлежат замыканию накоротко и заземлению;

- наложение переносных заземлений на отключенные токоведущие
части электроустановки сразу после проверки отсутствия напряжения или
включение специальных заземляющих ножей разъединителей, имеющихся в
распределительных устройствах;

- ограждение рабочего места и вывешивание на нем разрешающего
плаката «Работать здесь».

Эти технические мероприятия выполняют допущенные к работе по разрешению лица, отдающего распоряжение на производство работ.

Схемы включения насосов вывешиваются на рабочих местах. Работники, обслуживающие насосные, обеспечиваются спецодеждой и спец обувью в соответствии с действующими нормами (костюмом хлопчатобумажным; рукавицами комбинированными).

В насосной станции имеются огнетушители ОВП-8.

Работники, обслуживающие насосные, должны уметь пользоваться первичными средствами пожаротушения.

В насосной запрещается нахождение лиц, не имеющих отношения к эксплуатации насосов и оборудования насосной. В необходимых случаях посторонние допускаются в насосную станцию только с разрешения администрации и в сопровождении ее представителя.

Запрещается загромождать помещение насосной или хранить в нем какие-либо материалы или предметы. Проходы в насосном помещении и выходы из него должны быть всегда свободны.

Не допускается размещение баков с легковоспламеняющимся жидким топливом, а также запасов горюче-смазочных материалов в помещении, где установлен насос.

Надзор за техническим состоянием насосов в период эксплуатации осуществляется путем наружного осмотра:

- еженедельно работниками насосной станции с записью в сменном журнале;

- ежедневно лицом, ответственным за безопасную эксплуатацию и техническое состояние насосов;

- периодически. не реже одного раза в месяц, главным инженером предприятия.

Результаты периодического наружного осмотра должны отражаться в акте обследования насоса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте было рассмотрено электроснабжение и электрооборудование насосной станции. Были сделаны расчеты, электрической нагрузки, компенсирующего устройства.

Для насосной станции было выбрано компенсирующее устройство марки КС3 - 0,38 - 225 ЗУ3 (К- конденсаторы, С- силовые, 0,5 - номинальное напряжение, кВ, 225 - номинальная реактивная мощность, кВАр, З- для внутренней установки, У - умеренный климат, 3- размещается в закрытых помещениях).

Так же был выбран цеховой трансформатор типа ТМ1000/10 (ТМ- трансформатор масленый) имеющие следующие параметры:

- Sном=1000 кВ·А;

- напряжение высокой стороны (ВН) =6;10 кВ;

- напряжение низкой стороны(НН) =0,4 кВ;

- потери ХХ=2,1кВт, КЗ=12,2кВт;

- uкз%=5,5;

- ixx%=1,4.

Из расчетов определено место нахождения трансформатора и распределительного устройства. Для подключения оборудования выбраны линии электроснабжения марки проводов трехжильные АПВ, АВВГ(алюминиевая жила, поливинилхлоридная оболочка и изоляции, без джутового покрытия) и способ их размещения в цеху. Для защиты электрооборудования от токов КЗ (короткого замыкания) и токов перегрузки были выбраны автоматические выключатели (ВА), марками ВA(ВА51-25 - 5шт; ВА51Г-31 - 9шт; ВА51-33 2шт; ВА51-37 - 4шт). (ВА- выключатель автоматический 51- разработка с тепловым расцепителем, 31,25 - номинальный ток, 1- один полюс).

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Садовникова А.О. Методические указания по курсовому проекту. Павлодар. 2014.

2. Зимин Е.Н. Электрооборудование промышленных предприятий и установок. М.: Энергоиздат. 1981.

3. Герасимов В.Г. Электротехнический справочник. т.2. М.: Энергоатомиздат. 1986 .

4. Дьяков В.И. Типовые расчеты по электроснабжению. М: Энергия. 1979.

5. Федоров А.А. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию, т.2. Электрооборудование. М.: Энергоатомиздат. 1987.

6. Крупович В.И. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. М.: Энергоиздат. 1981 .

7. Алексеев В.С. Реле защиты. М.: Энергия. 1969 .

8. Гольстрем В.А. Справочник энергетика промышленных предприятий. Киев. Техника. 1977.

9. Лапицкий В.И. Организация и планирование энергетики 2-е изд., учебник. М., Высш. Школа. 1975 .

10. Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных и гражданских зданий. М., Академия.2006.

Размещено на Allbest.ru

...