Электроснабжение насосной станции
Технология и генеральный план насосной станции. Определение расчётных электрических нагрузок. Электропривод механизма передвижения моста. Выбор мощности двигателей пожарных насосов. Выбор системы питания, напряжения распределения электроэнергии.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 07.09.2010 |
Размер файла | 540,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
tс.в.откл. - собственное время отключения выключателя;
() = IПt/Iпо - определяется по рис. 2.25 [10].
Суммарное начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К-2:
I”ПО(К-2) = I”ПО(К-2) + I”ПО.СД. = 6,645 + 5,135 = 11,78 кА.
Суммарное значение периодической составляющей тока КЗ к моменту времени в точке К-2:
I”ПО(К-2)= I”ПО(К-2) + I”Пt.СД. = 6,645 + 2,978 = 9,623 к.А.
Ударный ток К3 в точке К-2 :
где КудСД - ударный коэффициент тока КЗ (табл. 2.45. [10]).
Расчет токов короткого замыкания в установках напряжением до 1000В.
Сети промышленных предприятий напряжением до 1000В характеризуется большой протяжённостью и наличием большого количества коммутационно-защитной аппаратуры. При напряжении до 1000В учитывают все сопротивления короткозамкнутой цепи, как индуктивные, так и активные.
Для установок напряжением до 1000В при расчетах токов КЗ считают, что мощность питающей системы не ограничена и напряжение на стороне высшего напряжения цехового трансформатора является неизменным.
Расчёт токов КЗ на напряжение до 1000В выполняют в именованных единицах.
Так как предполагается дальнейшее развитие энергосистемы необходимо, чтобы все выбранные аппараты при этом соответствовали своему назначению, расчёт токов КЗ выполняется без учёта сопротивления системы до цехового трансформатора.
Расчет токов КЗ в точке К-3
Участок сети от шин системы 110 кВ до трансформатора ТМЗ-160/10 принимаем системой бесконечной мощности (Sc = , Хс = 0).
Сопротивления трансформатора ТМЗ -- 160/10:
Rт = 16,6 мОм; Хт = 41,7 мОм из табл.2.50 [5]
Сопротивления трансформатора тока:
Rтт = 0,11 мОм; Хтт = 0,17 мОм из табл.2.49[5].
Сопротивления шинопровода при длине 10 м на ток 400 А:
Rш = 0,21 мОм; Хш = 0,21 мОм из табл.2.52[5].
Сопротивления автоматического выключателя на ток 400 А:
Rавт = 0,65 мОм; Хавт = 0,17 мОм из табл.2.54[5].
Сопротивление дуги: Rдуги = 15 мОм.
Постоянная времени затухания апериодического тока для точки К-2 [5,10,16]:
Ударный коэффициент для точки К-2 [16]:
Результирующее сопротивление схемы замещения до точки К-3:
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К-3:
Ударный ток КЗ в точке К-3:
Результаты расчета тока КЗ в точке К-3 сведены в табл. 5.1.
Таблица 5.1
Точка КЗ |
Uн, кВ |
IПО, кА |
iуд, кА |
|
К-1 |
35 |
7,569 |
11,614 |
|
К-2 |
10 |
11,78 |
28,74 |
|
К-3 |
0,4 |
4,32 |
6,58 |
6 Выбор и проверка элементов системы электроснабжения насосной станции
Целью выбора электрической аппаратуры является обеспечение электроустановок надежностью в работе и безопасностью в обслуживании.
Высоковольтные электрические аппараты выбираются по условиям длительного режима работы и проверяются по условиям коротких замыканий. При этом для всех аппаратов производится:
выбор по напряжению;
выбор по нагреву при длительных токах;
проверка на электродинамическую стойкость (согласно ПУЭ не проверяются аппараты и проводники, защищённые плавкими предохранителями с номинальным током до 60 А включительно);
проверка на термическую стойкость (согласно ПУЭ не проверяются аппараты и проводники, защищённые плавкими предохранителями);
выбор по форме исполнения (для наружной или внутренней установки).
Выбор электрооборудования на стороне 35 кВ.
Максимальный расчетный ток:
(6.1)
Предварительно выбираем разъеденитель типа РНДЗ - 35 /1000У1
Таблица 6.1
Условия выбора |
Каталожные данные |
Расчетные параметры |
|
Uн Uуст |
Uн = 35 кВ |
Uуст = 35 кВ |
|
Iн Iм.р |
Iн = 1000 А |
Iм.р = 291 А |
|
iдин iуд |
iдин = 63 кА |
iуд = 11,613 кА |
|
(Iт)2tт Вк |
(Iт)2·tт = 252 · 4 = = 2500 кА2·с |
Вк = (I”ПО)2·(tр.з.+tс.в.+ Та) = = 7,5692·(1 + 0,07+0,00427)= = 61,54 кА2·с |
Окончательно выбираем разъединитель типа РНДЗ -35/1000У1
Предварительно выбираем заземлитель типа 3Р 36 У1
Таблица 6.2
Условия выбора |
Каталожные данные |
Расчетные параметры |
|
Uн Uуст |
Uн = 36 кВ |
Uуст = 35 кВ |
|
iдин iуд |
iдин = 16 кА |
iуд = 11,613 кА |
|
(Iт)2tт Вк |
(Iт)2·tт = 902 ·1 = = 8100 кА2·с |
Вк = (I”ПО)2·(tр.з.+tс.в.+ Та) = = 7,5692·(1 + 0,07+0,00427)= = 61,54 кА2·с |
Предварительно выбираем выключатель типа МКП - 35 -1000 - 25 АУ1.
Таблица 6.3
Условия выбора |
Каталожные данные |
Расчетные параметры |
|
Uн Uуст |
Uн = 35 кВ |
Uуст = 35 кВ |
|
Iн Iм.р |
Iн = 1000 А |
Iм.р = 291 А |
|
Iн.откл. I”пt |
Iн.откл = 25 кА |
I”пt = 7,569 кА |
|
Iдин I”по |
Iн.откл = 25 кА |
I”по = 7,569 кА |
|
iдин iуд |
iдин = 64 кА |
iуд = 11,613 кА |
|
(Iт.)2tт Вк |
(Iт)2·tт = 252·4 == 2500 кА2·с |
Вк = (I”ПО)2·(tр.з.+tс.в.+ Та) == 7,5692·(1 + 0,07+0,00427)== 61,54 кА2·с |
Выбор электрооборудования на стороне 10 кВ.
Выбор ячеек и выключателей РУНН ПГВ.
Максимальный расчетный ток:
Выбираем ячейки КМ-1: Uh = 10 кВ, Iн = 1600 А, iдин = 80 кА. Ячейки комплектуются маломасляными выключателями типа ВКЭ-10-31,5/1600У3.
Таблица 6.4
Условия выбора |
Каталожные данные |
Расчетные параметры |
|
Uн Uуст |
Uн = 10 кВ |
Uуст = 10 кВ |
|
Iн Iм.р |
Iн = 1600 А |
Iм.р = 1018,3 А |
|
Iн.откл. I”пt |
Iн.откл = 31,5 кА |
I”пt = 9,623 кА |
|
Iдин I”по |
Iн.откл = 31,5 кА |
I”по = 11,78 кА |
|
iдин iуд |
iдин = 80 кА |
iуд = 28,74 кА |
|
(Iт.)2tт Вк |
(Iт)2·tт = 31,52·4 == 3969 кА2·с |
В*к = 58,78 кА2·с |
Окончательно выбираем маломасляный выключатель типа ВКЭ-10-31,5/1600У3.
· При коротком замыкании вблизи группы двигателей тепловой импульс определяется как суммарный от периодической Вк.п и апериодической Вк.а составляющих [18]:
Вк = Вк.п + Вк.а; (6.2)
(6.3)
где Тд - постоянная времени эквивалентного двигателя. При отсутствии точных данных можно принять значение Тд равным 0,07 с.
Апериодические составляющие токов двигателей от системы затухают по экспонентам с близкими постоянными времени. Поэтому апериодическую составляющую тока в месте КЗ можно представить в виде одной экспоненты с эквивалентной постоянной времени [18]:
(6.4)
Тепловой импульс от апериодической составляющей тока КЗ [18]:
(6.5)
По (6.2): Вк.п = 6,6752 1,07 + 2 6,645 5,135 0,07 +
+ 0,5 5,1352 0,07 =52,95 к.А2с.
По (6.4):
где Та.сд- из табл. 2.45[10].
По (6-5): Вк.а = (6,645 + 5,135)2 0,042 = 5,83 кА2с.
По (6.6): Вк = 52,95 + 5,83 = 58,78 кА2с.
роверка КЛЭП по термической стойкости к токам КЗ.
Проверка по термической стойкости к токам К3 производится по следующему выражению:
(6.5)
где С - тепловая функция, для кабелей 10 кВ с алюминиевыми однопроволочными жилами и бумажной изоляцией, С-=94 Ас2/мм2 табл. 2.72 [10];
По (6.2): Вкл = 6,6452 0,17 + 2 6,645 5,135 0,07 + 0,6 5,1352 0,07 =
= 13,206 кА2с,
где = tpз + tcв.omкл = 0,1 + 0,07 = 0,17 с.
По (6.1): Вк = 13,206 + 5,23 = 19,036 кА2 с,
где Вк.а = 5,23 кА2с (см. выбор ячеек РУНН ПГВ).
По (6.5):
Исходя из условий термической стойкости кабеля к токам КЗ выбираем кабель (отходящий от ПГВ к КТП) ААШв 3х50 с Iдоп = 90 А.
Выбор трансформатора напряжения.
Условия выбора:
по напряжению Uуст Uh;
по конструкции и схеме соединения обмоток;
по классу точности;
по вторичной нагрузке S2 < S2н
где S2н - номинальная мощность в выбранном классе точности;
S2 - нагрузка всех измерительных приборов.
Таблица 6.5
Наименование приборов |
Тип |
Количество |
S, ВА |
Число катушек |
cos |
sin |
Р, вт |
Q, вар |
|
Вольтметр |
Э-335 |
4 |
2 |
1 |
1 |
0 |
8 |
0 |
|
Ваттметр |
Д-335 |
1 |
1,5 |
2 |
1 |
0 |
3 |
0 |
|
Варметр |
Д-335 |
1 |
1.5 |
2 |
1 |
0 |
3 |
0 |
|
Счетчик активной энергии |
И-680 |
1 |
2Вт |
2 |
0,38 |
0,925 |
4 |
9.79 |
|
Счетчик реактивной энергии |
И-676 |
1 |
3Вт |
2 |
0,38 |
0,925 |
6 |
14,6 |
|
Частотомер |
Э-371 |
1 |
3 |
1 |
1 |
0 |
3 |
0 |
|
Итого: |
27 |
24,34 |
Вторичная нагрузка трансформатора напряжения:
Выбираем трансформатор напряжения типа НАМИ-10-66У3 со следующими каталожными данными: Uн =10 кB; U2H = 100 B; S2н = 120 ВА в классе точности 0,5.
S2 (36,532 ВА) < S2н (120 ВА).
Таким образом, трансформатор напряжения НАМИ-10-66УЗ будет работать в выбранном классе точности 0,5.
Выбор трансформатора тока.
Условия выбора:
- по напряжению Uуст Uh;
- по номинальному первичному току Iм.р I1н;
- по номинальному вторичному току;
- по классу точности;
- по вторичной нагрузке Z2 Z2н,
где Z2н -- номинальная нагрузка в выбранном классе точности;
Z2- нагрузка всех измерительных приборов.
Таблица 6.6
Наименование приборов |
Тип |
Количество |
S, BA |
||
А |
С |
||||
Амперметр |
Э-377 |
1 |
0.1 |
||
Ваттметр |
Д-335 |
1 |
0.5 |
0.5 |
|
Варметр |
Д-335 |
1 |
0.5 |
0.5 |
|
Счетчик активной энергии |
И-680 |
1 |
2.5 |
2.5 |
|
Счетчик реактивной энергии |
И-676 |
1 |
2.5 |
2.5 |
|
Итого: |
6.1 |
6 |
Максимальный расчетный ток Iм.р = 1018,3 А.
Предварительно выбираем трансформатор тока типа ТПЛК-10: I1н = 1500А;
I2н = 5А; Z2H = 0,4 Ом (в классе точности 0,5); Iт = 70,8 кА; tт = 3 c.
Определим расчетное сопротивление приборов:
Определим расчетное сопротивление соединительных проводов:
где Rконт. - сопротивление контактов, Ом.
Сечение соединительных проводов определяется по выражению:
(6.6)
где = 0,028 - удельное сопротивление алюминия;
lр - расчетная длина, зависящая от схемы соединения трансформаторов тока и расстояния l от трансформатора тока до приборов: при включении в неполную звезду м;
Сечение соединительных проводов по (6.6):
Принимаем стандартное сечение алюминиевого провода Fст =6 мм2.
Расчетное сопротивление нагрузки вторичной цепи:
Z2 (0.392 Ом) < Z2h (0,4 Ом).
Таким образом трансформатор тока ТПЛК-10 будет работать в выбранном классе точности.
Проверка на электродинамическую стойкость.
Условие проверки: im.дин iуд.
im.дин (74,5 кА) > iуд (28,74 кА)
Трансформатор типа ТПЛК-10 удовлетворяет условию проверки.
Проверка на термическую стойкость к токам КЗ.
Условие проверки:
I2т · tт (15038 кА2·с) > Вк (58,78 кА2·с)
Трансформатор типа ТПЛК-10 удовлетворяет условию проверки.
Таким образом, окончательно выбираем трансформатор тока типа ТПЛК-10.
Схема подключения приборов показана на рис. 6.1.
Выбор электрооборудования на стороне 0,4 кВ.
Выбор вводного автоматического выключателя.
Максимальный расчетный ток:
Предварительно выбираем автоматический выключатель типа А3734С.
Таблица 6.7
Условия выбора |
Каталожные данные |
Расчетные параметры |
|
UнUуст |
Uн = 660 В |
Uуст = 380 В |
|
I0 Iм.р. |
Iн = 400 А |
Iм.рас = 271,13 А |
|
Iн.откл I”о |
Iн.откл = 50кА |
I”по = 4,32 кА |
Уставка тока срабатывания защиты:
Iрасц (1,1 - 1,3)Iм.р.
Iрасц (298,243 - 352,47) А.
Принимаем уставку Iрасц.н = 350 А.
Iср.авт.кз=3 Iрасц.н = 3 350 = 1050 А.
Окончательно выбираем автоматический выключатель типа А3734С.
Выбор автоматического выключателя на линии к СП-4.
Максимальный расчетный ток берем из таблицы 4.5: Iм.р = 86,22 А.
Предварительно выбираем автоматический выключатель типа А3716БУЗ.
Таблица 6.8
Условия выбора |
Каталожные данные |
Расчетные параметры |
|
UнUуст |
Uн = 660 В |
Uуст = 380 В |
|
Iо Iм.р. |
Iн = 160 А |
Iм.рас = 86,22 А |
|
Iн.откл I”о |
Iн.откл = 40кА |
I”по = 4,32 кА |
Уставка тока срабатывания защиты:
Iрасц (1,1 - 1,3)Iм.р.
Iрасц (94,84 - 112) А.
Принимаем уставку Iрасц.н = 100 А.
Iср.авт.кз=3 Iрасц.н = 3 100 = 300 А.
Окончательно выбираем автоматический выключатель типа A3716БУЗ.
Выбор автоматического выключателя на линии к СП-3.
Максимальный расчетный ток берем из таблицы 4.5:Iм.р = 117 А.
Предварительно выбираем автоматический выключатель типа А3716БУЗ.
Таблица 6.9
Условия выбора |
Каталожные данные |
Расчетные параметры |
|
UнUуст |
Uн = 660 В |
Uуст = 380 В |
|
Iо Iм.р. |
Iн = 160 А |
Iм.рас = 117 А |
|
Iн.откл I”о |
Iн.откл = 40кА |
I”по = 4,32 кА |
Уставка тока срабатывания защиты:
Iрасц (1,1 - 1,3)Iм.р.
Iрасц (128,7- 152,1) А.
Принимаем уставку Iрасц.н = 150 А.
Iср.авт.кз=3 Iрасц.н = 3 150 = 450 А.
Окончательно выбираем автоматический выключатель типа А3716БУЗ.
Выбор автоматического выключателя на линии к СП-1,2.
Максимальный расчетный ток берем из таблицы 4.9: Iм.р = 34,1 А
Предварительно выбираем автоматический выключатель типа А3716БУЗ.
Таблица 6.10
Условия выбора |
Каталожные данные |
Расчетные параметры |
|
UнUуст |
Uн = 660 В |
Uуст = 380 В |
|
Iо Iм.р. |
Iн = 160 А |
Iм.рас = 34,1А |
|
Iн.откл I”о |
Iн.откл = 40кА |
I”по = 4,32 кА |
Уставка тока срабатывания защиты:
Iрасц (1,1 - 1,3)Iм.р.
Iрасц (37,51- 44,33) А.
Принимаем уставку Iрасц.н = 40 А.
Iср.авт.кз=3 Iрасц.н = 3 40 = 120 А.
Окончательно выбираем автоматический выключатель типа А3716БУЗ.
Выбор автоматического выключателя на линии к СП-5.
Максимальный расчетный ток берем из таблицы 4.9:Iм.р = 156,8 А
Предварительно выбираем автоматический выключатель типа А3726БУЗ.
Таблица 6.11
Условия выбора |
Каталожные данные |
Расчетные параметры |
|
UнUуст |
Uн = 660 В |
Uуст = 380 В |
|
Iо Iм.р. |
Iн = 160 А |
Iм.рас = 156,8А |
|
Iн.откл I”о |
Iн.откл = 40кА |
I”по = 4,32 кА |
Уставка тока срабатывания защиты:
Iрасц (1,1 - 1,3)Iм.р.
Iрасц (172,48 -203,84) А.
Принимаем уставку Iрасц.н = 200 А.
Iср.авт.кз=3 Iрасц.н = 3 200 = 600 А.
Окончательно выбираем автоматический выключатель типа А3726БУЗ.
7 Принципиальная схема управлениядвигателем насоса и его релейной защиты
7.1 Описание принципа действия схемы управления
Схемой, представленной на рис.7.2, предусмотрены два режима управления двигателем:
1) дистанционное - с диспетчерского пункта (кнопками управления SB3 SB4);
2) местное - с помощью кнопок управления, расположенных непосредственно у насосного агрегата (SB1, SB2).
Пуск двигателя осуществляется нажатием кнопки SB1 (SB3), при этом насос должен быть залит водой (контакт реле контроля заливки SL будет замкнут). При нажатии кнопки SB1 (SB3) получают питание катушка промежуточного реле KL1 и катушка магнитного пускателя КМЗ. Один из контактов KL1 шунтирует кнопку SB1 (SB3), а другим подает питание на катушку промежуточного реле KL4. Контактом КМЗ подается сигнал на электромагнит включения YAC1 масляного выключателя Q1. При включении выключателя Q1 статор двигателя через реактор LR подключается к сети. При его подключении к сети в начальный момент пуска (асинхронный пуск) в цепи статора проходит ток, в несколько раз превышающий номинальный в результате чего сработает токовое реле КА, присоединенное к трансформатору тока, включенному в статор двигателя М. Контакт этого реле включает реле времени КТ2. В цепи катушки промежуточного реле KL5 размыкается контакт КТ2 и подготавливает цепь включения контактора КМ2 и магнитного пускателя КМ4, включаемых через контакты KL5 промежуточного реле. По мере разгона двигателя ток в статоре его спадает и при подсинхронной скорости (0,95 - 0,98 синхронной) значительно уменьшается, реле КА при этом разомкнет свой замыкающий контакт в цепи КТ2. С выдержкой времени (около 0,9 с) замкнется контакт реле КТ2 в цепи катушки KL5. Контактор КМ2 включается и подключает к обмотке возбуждения М постоянный ток и одновременно с этим через замыкающий контакт КМ4 (пускатель КМ4 включается одновременно с контактором КМ2) получает питание электромагнит включения YAC2 масляного выключателя Q2. Выключателем Q2 шунтируется реактор LR и к статору двигателя прикладывается полное напряжение сети, двигатель входит в синхронизм. При включении КМ2 размыкается цепь разрядного резистора Rp.
С целью облегчения вхождения М в синхронизм, если напряжение питающей сети понижено, в схеме управления предусмотрен узел форсирования возбуждения.
Форсировка может выполняться двумя способами:
1) при помощи реле напряжения KV3, присоединяемого к вторичной обмотке трансформатора напряжения, используемого в схеме управления данного двигателя (индивидуальная форсировка);
2) при помощи реле напряжения KV4, подключаемого к шинам групповой форсировки на распределительном устройстве (групповая форсировка).
При индивидуальной форсировке реле KV3 размыкающим контактом (если напряжение сети снижено) включает контактор КМ1, шунтирующий своим контактом резистор регулятора возбуждения Rb, чем и обеспечивается форсированное возбуждение синхронного двигателя М.
Недостатком индивидуальной форсировки является возможность ложной форсировки в случае отключения автоматом цепей, отходящих от трансформатора напряжения, подключенного к распределительному устройству.
Более надежной является так называемая групповая форсировка, при которой контактор КМ1 включается замыкающим контактом реле KV4. Оно в свою очередь включается при подаче питания на шины групповой форсировки, когда напряжение высоковольтной сети снижается на 15-20%. В этом случае благодаря непосредственному подключению реле на выводы вторичной обмотки трансформатора напряжения исключается возможность ложной форсировки.
Способ форсировки выбирается с помощью контактных накладок ХВ1 и ХВ2.
Отключение синхронного двигателя осуществляется:
1) нажатием на кнопку SB2 (SB4);
2) срабатыванием релейной защиты;
3) если после пуска насос не развивает необходимое давление (контакт SP в цепи отключения выключателя);
4) при срабатывании реле контроля заливки насоса.
7.2 Выбор аппаратов для схемы управления
Промежуточные реле.
Таблица 7.1
Обозначение на схеме |
Параметры выбора |
Каталожные данные |
|||||
Uуст, В |
Число контактов |
Тип |
Uh, В |
Ih.koh, А |
Число контактов |
||
KL1 |
220 |
2з + 2р |
РП20М-217УЗ |
220 |
6 |
2з+2р |
|
KL2 |
220 |
1p |
РП20М-217УЗ |
220 |
6 |
2з+2р |
|
KL3 |
220 |
1p |
РП20М-217УЗ |
220 |
6 |
2з+2р |
|
KL4 |
220 |
1з |
РП20М-217УЗ |
220 |
6 |
2з |
|
KL5 |
220 |
2з |
РП20М-217УЗ |
220 |
6 |
2з |
Потребляемая мощность включающей катушки при питании переменным током с числом контактов реле не более 4 не превышает 4 ВА.
Реле времени.
Таблица 7.2.
Обозначение на схеме |
Параметры выбора |
Каталожные данные |
||||
Uуст, В |
Выдержка с. |
Тип |
Uh,В |
Диапазон выдержек,с |
||
KТ1 |
220 |
tAX 1 c |
ВЛ-59УХЛ4 |
220 |
0,1-100 с |
|
KТ2 |
220 |
T 0,9 c |
ВЛ-59УХЛ4 |
220 |
0,1-100 с |
|
KТ3 |
220 |
tпуска 20 c |
ВЛ-59УХЛ4 |
220 |
0,1-100 с |
Потребляемая мощность на переменном и постоянном токе не более 6 ВА.
Контакторы и пускатели.
Таблица 7.3
Обозначение на схеме |
Параметры выбора |
Каталожные данные |
||||||
Uуст, В |
Iм.р,А |
Тип |
Uh,В |
Uh, В |
Ih.kohА |
Sв.кат, ВА |
||
KМ1 |
=76 |
0,03 275=8,25= |
МК 1 - 10 |
=220 |
=220 |
40 |
40 Вт |
|
KМ2 |
=76 |
275 |
КПВ - 602 |
=220 |
=220 |
630 |
- |
|
KМ3 |
220 |
60 |
ПМЛ - 410002 |
220 |
220 |
63 |
200 |
|
КМ4 |
220 |
60 |
ПМЛ - 410002 |
220 |
220 |
63 |
200 |
Указательные реле.
Таблица 7.4
Обозначение на схеме |
Параметры выбора |
Каталожные данные Каталожные данные |
||
Uycт,B |
Тип |
Uh,b |
||
КН1-КН7 |
220 |
РЭУ 11-11 |
220 |
Мощность, потребляемая реле переменного тока с катушкой тока не более 2ВА.
Каталожные данные для промежуточных реле, реле времени, контакторов и указательных реле взяты из справочной литературы [19].
Сигнальные лампы.
Обозначение на схеме HL1-HL5.
Выбираем светосигнальное устройство типа ACШB 035У2 [20]: Uн = 220B, f=50 Гц, Рн = 10 Вт, светофильтр красный.
Кнопочные посты управления.
Обозначение на схеме: SB1-SB4.
Выбираем кнопочные посты управления ПКЕ 712-2 [20]: Uн = 220B, Iн = 6А.
Резисторы.
Разрядное сопротивление:
где Ubh - номинальное напряжение возбуждения, В;
Iвн - номинальный ток возбуждения, А.
Выбираем резистор, регулируемый проволочный типа ПЭВР с диапазоном регулирования 3 - 220 Ом.
Резистор регулятора возбуждения.
RB = 2 RB(при Iвн) = 2 4,2 = 8,4 Ом.
Выбираем резистор, регулируемый проволочный типа ПЭВР с диапазоном регулирования 3 - 220 Ом.
Электроконтактный манометр.
Обозначение на схеме: SP.
Электроконтактный манометр типа ЭКМ-1У предназначен для измерения и сигнализации или позиционного регулирования избыточного давления нейтральных жидкостей и газов. В нашем случае, электроконтактный манометр контролируют давление жидкости (воды) в нагнетающем трубопроводе.
Напряжение манометра 220 В; разрывная мощность 10 ВА - класс точности 1,5.
Верхние пределы измерения избыточного давления ЭКМ-1У [20]: 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,0; 10,0 МПа.
Реле контроля заливки.
Обозначение на схеме: SL.
Реле контроля заливки предназначено для контроля заполнения водой насоса. Выбираем реле контроля заливки типа РЗН-67.
Накладки контактные.
Обозначение на схеме: ХВ1, ХВ2.
Выбираем накладки контактные типа НКР-3.
Автоматический выключатель.
Обозначение на схеме: SF.
Максимальный расчетный ток:
Предварительно выбираем автоматический выключатель типа АП-50 [15].
Уставка тока срабатывания защиты:
Iрасц (1,1-1,3)Iм.р.
Iрасц. (2,53 - 2,99) А.
Принимаем уставку Iрасц.н = 10 А.
Icp.aвт.КЗ. = 10 Ipaц.н = 10 10 = 100 A.
Окончательно выбираем автоматический выключатель типа АП-50.
Типы реле, применяемые в схеме защиты СД.
Реле тока.
Таблица 7.5
Обозначение на схеме |
Тип реле |
|
КА |
РТ-40 |
|
КА1-КА4 |
РТ-40 |
|
КА5 |
РТ-80 |
|
КА6 |
РТ-40 |
|
КА7 |
РЭВ-830 |
|
КА8 |
РЭВ-830 |
Реле напряжения.
Таблица 7.6
Обозначение на схеме |
Тип реле |
|
KV1, KV2 |
РН-50 |
|
KV3 |
РН-50 |
|
KV4 |
РН-50 |
8 ОХРАНА ТРУДА
8.1 Анализ опасных и вредных факторов на рабочем месте
В соответствии с ГОСТ 12.0.003-74 опасными и вредными факторами по природе действия в помещениях мастерской и машинного зала является наиболее опасным физическое воздействие установленного оборудования на человека.
К физическим факторам насосной станции относятся следующие подгруппы:
повышенный уровень шума на рабочем месте;
повышенный уровень вибрации;
прямая и отражённая блескость;
повышенная пульсация светового потока.
Чтобы обеспечить нормальные условия работы, в соответствии с нормативными документами, предусмотрены нормы параметров опасных и вредных производственных факторов в помещении насосной станции:
Микроклимат. ГОСТ12.1.012-90, СН 2.2.4/2.1.8.548-96. Таблица 2.
Производственный шум. ГОСТ12.1.003-83, СН 2.2.4/2.1.8.562-96.
Таблица 8.1
Выполнение всех видов работ на постоянных рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятий |
Уровень звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц |
Уровень звука в дБА |
|||||||||
31,5 |
83 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
80 |
||
107 |
95 |
87 |
82 |
78 |
75 |
73 |
71 |
69 |
В зависимости от физической природы шумы могут быть:
механического происхождения, возникающие при вибрации поверхностей машин и оборудования, а также при одиночных или периодических ударах в сочленениях деталей или конструкциях в целом;
электромагнитного происхождения, возникающие в следствии колебательных элементов (ротора, статора, сердечника, трансформатора и др.) электромеханических устройств под действием магнитного поля;
гидродинамического происхождения, возникающие вследствие происходящих гидродинамических процессов (гидродинамические удары, кавитация, турбулентность потока и др.)
Приближённо действие шума, в зависимости от его уровня можно охарактеризовать следующим образом. Шум уровня 50-65 дБ может вызвать раздражение, однако его воздействие носит лишь психологический характер. Особенно отрицательно сказывается воздействие шума малой интенсивности при умственной работе.
При уровне шума 65-90 дБ возможно его физиологическое воздействие. Пульс и давление крови повышается, сосуды сужаются, что снижает снабжение организма кровью, и человек быстрее устаёт.
Воздействие шума уровнем 90 дБ и выше приводит к нарушениям органов слуха, усиливается его влияние на систему кровообращения, ухудшается деятельность желудка и кишечника, появляется ощущение тошноты, головной боли и шума в ушах.
При уровне шума 120 дБ и выше он может механически воздействовать на органы слуха - лопаются барабанные перепонки, нарушаются связи между отдельными частями внутреннего уха. Потеря слуха.
Шум уровня выше 120 дБ оказывает воздействие не только на органы слуха, но и на весь организм. Звук проникая через кожу, вызывает механические повреждения тканей, в результате чего происходит разрушение нервных клеток, разрывы мелких кровеносных сосудов и др.
Таблица 8.2
Оптимальные нормы температуры, относительная влажность и скорость движения воздуха в рабочей зоне насосной станции
Период года |
Категория работ |
Оптимальная температура, оС |
Оптимальная влажность, % |
Оптимальная скорость движения воздуха, м/с |
|
Холодный |
Лёгкая I-б |
21-23 |
40-60 |
0,1 |
|
Средней тяжести I I-б |
17-19 |
40-60 |
0,2 |
||
Тёплый |
Лёгкая I-б |
22-24 |
40-60 |
0,2 |
|
Средней тяжести I I-б |
20-24 |
40-60 |
0,3 |
I-б категория. Виды деятельности с расходом энергии не более 150 ккал/ч (174 Вт). Работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторыми физическими напряжениями.
II-б категория. Виды деятельности с расходом энергии в пределах 151-250 ккал/ч (175 - 290 Вт).
3) Электрическое поле. ГОСТ12.1.002-84.
Электрическое поле оказывает отрицательное воздействие на организм человека. Это поле создаётся по крайней мере между двумя электродами (телами), которые несут заряды разных знаков. Поле электрических установок неравномерное и вместе с тем оно обычно несимметричное, поскольку возникает между электродами различной формы, например между токоведущей частью и землёй. В нашем случае источником электрического поля является КТП. Предполагается, что фактором изменения в организме человека является индуцируемый в теле ток, который несёт с собой некоторый потенциал. И при определённых условиях (например, при прикосновении человека, имеющего контакт с землёй, к металлическому предмету, изолированному от земли) сопровождается прохождением через человека в землю разрядного тока, который приводит к болезненным ощущениям или опасен для жизни.
Предельный допустимый уровень напряжённости электрического поля должен находится в пределах 0,2 - 0,5 В/м при времени нахождении в ЭП от 0,5 до 8 часов.
4) Освещение. СНиП 23.05.95.
Освещение рабочего места - важнейший фактор создания нормальных условий труда. Возникает необходимость освещения как естественным, так и искусственным светом. Естественное освещение по своему спектральному составу является наиболее приемлемым. Искусственное же, наоборот, отличается относительной сложностью восприятия его зрительным органом человека, это приводит к тому, что начинает возникать неустойчивость зрительных процессов, которые из-за большей частоты сменяемости световых условий накладывается друг на друга, не давая глазу времени адаптироваться к новым условиям. От усиленной деятельности приспосабливаемых механизмов глаза быстро утомляются, что вызывает физическую усталость организма.
В насосной станции используется комбинированное освещение (общее освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно или применительно к расположению оборудования) и местное (локализованное).
Таблица 8.3
Рекомендуемые источники света для насосной станции
Характеристика зрительных работ по требованиям к цветоразличию |
Освещённость по СНиП, лк |
Типы светильников |
|
Требования к цветоразличию отсутствуют: Машинный зал |
150 |
ДРЛ 1000-2 |
Таблица 8.4
Характеристика зрительных работ |
Наименьший или эквивалентный размер объекта различия, мм |
Разряд зрительных работ |
Искусственное освещение |
|||
Комбинированная система освещения |
Сочетание нормативных величин показателя ослеплённости и коэффициента пульсации |
|||||
Р |
Кп, % |
|||||
Общее наблюдение за ходом производственного процесса |
Более 0,5 |
VIII |
150 |
40 |
20 |
8.2 Меры по снижению и устранению опасных и вредных факторов
В помещении машинного зала находятся 8 насосов, которые являются источниками шума (ИШ) и вибраций.
Защита от шума:
Замена шумного, устаревшего оборудования на оборудование с лучшими шумовыми характеристиками.
Правильная ориентация ИШ или места излучающегося шума по отношению к РТ для снижения показателя направленности Ф.
Размещение ИШ на возможно удалённом от РТ расстояние.
Использование средств звукопоглощения при выполнении акустической обработки шумных помещений.
Использование средств звукоизоляции путём применения таких материалов и конструкций для наружных стен, окон, ворот, дверей, трубопроводов и коммуникаций, которые могут обеспечить требуемую звукоизоляцию; применение экранов, препятствующих распространению звука от оборудования, размещённого в помещении насосной станции.
Защита от вибраций:
Для исключения воздействия вибраций на окружающую среду необходимо принимать меры по их снижению прежде всего в источнике их возникновения.
Причиной низкочастотных вибраций насосов, двигателей является диапазон вращающихся элементов (роторов), вызванный неоднородностью материала конструкции.
Для снижения уровня вибрации, возникающих из-за дисбаланса оборудования при монтаже и эксплуатации, должна применяться балансировка неуравновешенных роторов, колёс, лопаточных машин, валов двигателей и т. п.
Если не удаётся снизить вибрации в источнике возникновения, то применяют методы снижающие вибрацию на путях распространения, это - виброгашение (увеличение эффективной жёсткости и массы корпуса или станков за счёт объединения в единую замкнутую систему с фундаментом с помощью анккерных болтов или цементной подливки). Насосы устанавливают на опорные плиты и виброгасящие основания. Виброизоляция (резиновые и пластмассовые прокладки, листовые рессоры).
8.3 Определение шума в машинном зале в расчётной точке
Согласно генплану, в помещении машинного зала размером 55,5 х 22 м равномерно размещены 8 насосов 1000В-2,5/63 (источники шума). Отметим положение расчётной точки и определим на схеме расстояние от неё до оборудования. Расчётная точка находится в соседнем зале у щитов управления.
Определение шума при наличии нескольких источников шума в зоне прямого и отражённого звука.
(8.1)
где Zi = 100,1Lwi
Lwi - октавный уровень звуковой мощности (дБ) источника шума, для насоса равен 84 дБ при частоте 1000 Гц;
i - коэффициент, учитывающий влияние акустического поля источника, определяется по графику [20] и зависит от отношения ri / lmax;
lmax - длина источника шума , lmax = 6,79 м;
Фi - фактор направленности, Фi = 2 [20];
Si - площадь, м2, воображаемой поверхности правильной геометрической формы, радиусом ri, окружающей источник и проходящей через расчётную точку:
Si = kr2 (8.2)
где k = 4, когда источник шума находится на колонне или в помещении;
S1 = 4 х 3,14 х 17,942 = 4042 м2;
В - постоянная помещения в октавных полосах:
В = В1000 (8.3)
В1000 - постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000 Гц [20] в зависимости от V объёма помещения (м3) и его типа, В1000 = V/20;
- частотный множитель, 1000 =1 [20];
- коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении и зависит от отношения В/Sогр;
где Sогр - площадь ограничивающих помещение поверхностей;
n - общее количество источников шума в помещении, n = 8 шт;
m - количество источников шума, ближайших к расчётной точке т.е. тех, для которых ri ? 5 rmin (r4 = 17,94 м), где rmin(r4 = 17,94 м) - расстояние, м, от расчётной точки до ближайшего источника шума, m = 8 шт.
Таблица 2
i |
|||||||||
ri, м |
17,94 |
27,6 |
37,8 |
48,3 |
17,94 |
27,6 |
37,8 |
48,3 |
|
ri / lmax |
2,6 |
4,1 |
5,6 |
7,1 |
2,6 |
4,1 |
5,6 |
7,1 |
|
i |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
Si, м2 |
4042 |
9568 |
17946 |
29301 |
4042 |
9568 |
17946 |
29301 |
Объём помещения V = a x b x h = 55,5 х 22 х 16 = 19536 м3, согласно формуле (8.3)
В1000 = 19536/20 = 976,8 м2;
В = 976,8 х 1 = 976,8 м2;
Площадь поверхностей, ограничивающих поверхность помещения:
Sогр = 2(а+в)h + 2ав = 2(55,5+22)16 + 2х55,5х22 = 4922 м2;
Отсюда коэффициент согласно [20] будет:
= 0,825
Подставим полученные данные в формулу (1) и сведём в таблицу (3) для остальных частот спектра.
Таблица 3
f, Гц |
31,5 |
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
|
Lp, дБ |
76 |
74 |
72 |
68 |
71 |
68 |
61 |
47 |
37 |
|
Lн, дБ |
107 |
95 |
87 |
82 |
78 |
75 |
73 |
71 |
69 |
Превышение шума ни в одном диапазоне частот не наблюдается, вследствие этого дополнительно снижение шума не требуется.
8.4 Пожарная безопасность
Опасными факторами, воздействующими на обслуживающий персонал и материальные ценности насосной станции, является:
пламя и искры;
повышенная температура окружающей среды;
токсичные продукты горения и термические разложения;
дым;
пониженная концентрация кислорода.
К вторичным проявлениям опасных факторов пожара, воздействующих на рабочий персонал и материальные ценности, относятся:
осколки, части разрушивающихся аппаратов, агрегатов, установок, конструкций;
электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части конструкций, аппаратов, агрегатов;
огнетушащие вещества.
Для предотвращения пожара в рабочей зоне насосной станции необходимо предотвратить образование горючей среды и воздействие на неё источников зажигания. Для этого необходимо обеспечить предотвращение следующими способами:
максимально возможным применением негорючих и трудногорючих веществ и материалов;
изоляцией горючей среды (применение изолированных отсеков, камер, кабин и т.п.);
поддержание температуры и давления среды, при которых распространение пламени исключается;
установкой пожароопасного оборудования по возможности в изолированных помещениях или на открытых площадках;
применение машин, механизмов, оборудования, устройств, при эксплуатации которых не образуются источники зажигания;
применение в конструкции быстродействующих средств защитного отключения возможных источников зажигания;
поддержание температуры нагрева поверхности машин, механизмов оборудования, устройств, веществ и материалов, которые могут войти в контакт с горючей средой.
В здании насосной станции находятся несколько рабочих зон, которые относятся к следующим категориям:
рабочая зона со станками и машинный зал - к категории Д (помещения, в которых находятся негорючие вещества и материалы в холодном состоянии);
рабочая зона КТП - к категории В (помещение, в котором находится оборудование использующее легковоспламяняющие жидкости); так как в этой зоне используется ГЖ, то она относится к зоне пожароопасности П-1.
Вся насосная станция относится по взрывоопасности к зоне класса В-1а т.к. в эту зону входят помещения, в которых взрывоопасные смеси не образуются при нормальных условиях эксплуатации оборудования, но могут образоваться при авариях и неисправностях.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При выполнении дипломного проекта «Электроснабжение и электропривод насосной станции» были произведены все необходимые расчёты для определения всей нагрузки насосной станции.
Согласно заданию была скомплектована насосная станция, которая состоит из машинного зала и мастерской. После проведения расчёта по выбору мощности, типа и количества насосов принято решение установить восемь насосов типа 800В -2,5/63 единичной производительностью 2,5 м3/с.
По ходу расчётов определено, что насосная станция будет получать питание от энергосистемы по схеме УВН с выключателем на стороне высшего напряжения ПГВ на напряжение 35 кВ. Выбор производился согласно технико-экономическому расчёту.
Электроснабжение насосной станции осуществляется по двум воздушным ЛЭП - 35 кВ, выполненных проводом АС-70 на железобетонных опорах.
Подстанция глубокого ввода расположена справа от главных ворот машинного зала.
На ПГВ установлены два двухобмоточных трансформатора типа ТДН - 16000/35. На стороне 10 кВ одинарная система шин, секционированная маслянным выключателем РУ - 10кВ. Распределительное устройство низкого напряжения выполнено ячейками КМ - 1 с выкатными тележками.
КТП расположена внутри машинного зала напротив главных ворот и укамплектована двухобмоточными трансформаторами на 160 кВА с вторичным напряжением 0,4 кВ. От этой подстанции получают питание силовые пункты (СП1 - СП2, ЯБПУ), через которые в свою очередь запитывается всё электрооборудование насосной станции напряжением до 1000 В.
Рассмотрены схемы защиты и управления синхронного двигателя насоса. Для этих схем был произведён выбор аппаратов.
ЛИТЕРАТУРА
Лопастные насосы: Справочник / В.А. Замницкий, А.В. Каплун, А.Н. Папир, В.А. Умов: Под ред. В.А. Замницкого и В.А. Умова - Л: Машиностроение Ленинградское отделение, 1986-334с.: ил.
Каталог СДН.
Справочник по электротехническим машинам: В 2т. Под общ. ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. Т.1. - М.: Энергоатомиздат, 1988 - 456 с. ил.
Справочная книга для проектирования электрического освещения / Под ред. Кноринга Л. Энергия, 1976. 384 с.
Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учеб. пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат. 1987-368с.: ил.
Автоматизированный электропривод. Методические указания к курсовому проекту для студентов специальности 0303. А.И. Мирошник. - Омск. 1987. - 36 с.
Ключев В.И., Терехов В.М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов: Учебник для вузов. - М.: Энергия, 1980.-360с.: ил.
Абрамович И.И. Грузоподъемные краны промышленных предприятий: Справочник / И.И.Абрамович, В.Н.Березин, А.Г.Яуре.- М.: Машиностроение, 1989.- 360 с.: ил.
Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети. 2-е изд., перераб. и доп./Под общ. ред. А.А. Фёдорова и Г.В. Сербиновского. - М.: Энергия. 1980-576с. ил.
Справочник по проектированию электроснабжения./Под ред. Ю.Г.Барыбина и др.-М.: Энергоатомиздат, 1990. - 576 с.
Методические указания для выполнения курсового проекта по ЭсПП. Составители: C.Г. Диев, АЯ. Киржбаум; ОМГТУ, Омск.-1994 - 24 с.
Характерные ошибочные решения при курсовом проектировании по ЭсПП. Методические указания «Электроснабжение промышленных предприятий» для студентов дневной и вечерней формы обучения. /Составители: Вязигин В.Л., Диев С.Г., Карпов В.В. Омск 1989.-32с.
Электрическая часть станций и подстанций: Учеб. Для вузов / А.А. Васильев, И.П. Крючков; Под ред. А.А. Васильева. - 2-е изд., перераб и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 576 с: ил.
Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов.-4-e изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1989.-608 с.:ил.
Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Электрообрудование и автоматизация:/сост.: Т.В. Ангарова, В.В. Кашенева. - 2-е изд., перераб и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1981. - 624 с. ил.
Правила устройства электроустановок/ Минэнерго СССР - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 648с. ил.
Справочник электротехнических материалов и оборудования, поставляемых фирмой «ЭлектроСпецКомплект». Подготовлено к печати фирмой «ЭлектроСпецКомплект» Санкт-Петербург, 1998г., типографией «Наука».
Справочник по охране труда в машиностроении под ред. Бектабекова.
Охрана труда в полиграфии. Чижевский В.Г.
Л.О. Штриплинг, Л.Г. Стишенко, Защита от производственного шума. Методические указания к практическим самостоятельным и лабораторным работам. - Омск: ОмГТУ, 1995 - 39 с.
Подобные документы
Проведение расчетов силовых и осветительных нагрузок при организации энергоснабжения канализационной насосной станции. Обоснование выбора схем электроснабжения и кабелей распределительных линий насосной станции. Расчет числа и мощности трансформаторов.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 15.02.2017Выбор напряжения для силовой и осветительной сети. Расчёт освещения цеха. Определение электрических нагрузок силовых электроприёмников. Выбор мощности и числа цеховых трансформаторных подстанций, компенсирующих устройств. Расчёт токов короткого замыкания.
курсовая работа [736,3 K], добавлен 14.11.2012Характеристика насосной станции и требования, предъявляемые к электроприводу насосов. Электросхема управления насосной установкой. Расчет электрической сети питающих кабелей. Охрана труда при эксплуатации насосной станции. Типы осветительных щитков.
курсовая работа [114,4 K], добавлен 27.05.2009Определение противопожарного запаса воды, диаметров всасывающих и напорных водоводов, потребного напора насосной станции, геометрически допустимой высоты всасывания, предварительной вертикальной схемы насосной станции. Составление плана насосной станции.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 23.06.2015Характеристика насосной станции и реализуемого технологического процесса. Расчет электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов. Виды электропроводок. Монтаж кабельных линий, осветительного оборудования и защитного заземления.
дипломная работа [687,3 K], добавлен 03.04.2015Назначение и устройство насосной станции. Техническая эксплуатация ее электрооборудования и сетей. Неисправности асинхронных двигателей насосной установки, влияющих на расход электроэнергии. Технология их ремонта и процесс их испытания после него.
курсовая работа [173,5 K], добавлен 06.12.2013Разработка схемы распределения электроэнергии для питания местной и удаленной нагрузок. Выбор числа и мощности рабочих трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания для проверки электрических аппаратов и проводников; выбор электрооборудования станции.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 19.05.2013Выбор комплектной трансформаторной подстанции (КТП). Расчет электрических нагрузок. Размещение пускозащитной аппаратуры электродвигателей насосных агрегатов и венткамер. Выбор комплектного оборудования. Выбор проводов и кабелей и способов их прокладки.
курсовая работа [133,7 K], добавлен 22.10.2013Этапы проектирования системы электроснабжения автозавода, определение расчётных электрических нагрузок, выбор напряжения по заводу, числа и мощности трансформаторов, конструкции промышленных сетей. Расчет потерь мощности в трансформаторах подстанции.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 12.05.2019Обоснование выбора рода тока и рабочего напряжения электрической станции проекта. Выбор типа, числа и мощности генераторных агрегатов. Выбор устройств автоматизации проектируемой электрической станции. Разработка схемы распределения электроэнергии.
курсовая работа [4,9 M], добавлен 17.02.2015