Стремительное развитие инфраструктуры города Тольятти неминуемо влечет за собой увеличение числа подключаемых к системе водо- и теплоснабжения объектов. Комплекс водо- и теплоснабжения города Тольятти является одним из важнейших составляющих его нормального функционирования и входит в состав системы жизнеобеспечения.
Согласно толкованию словаря справочника «Безопасность жизнедеятельности», системой жизнеобеспечения (СЖО) называется комплекс градостроительных, социально-экономических, хозяйственно-бытовых, медико-профилактических объектов, которые направлены на нейтрализацию или сглаживание негативных воздействий окружающей среды на жизнедеятельность населения и обеспечение его высокой работоспособности при сохранении высокого уровня здоровья и социального благополучия.
Поэтому поддержание работоспособности этой системы является основной задачей для организаций, ответственных за обеспечение города качественными водными, тепловыми ресурсами.
Рассматриваемая повысительная насосная станция, назначение которой - повышение давления в системе теплопровода, относится к объектам жизнеобеспечения Автозаводского района города Тольятти.
В частности, на площадях повысительной насосной станции развернут процесс принятия и дальнейшей передачи воды с магистральных теплопроводов с использованием современных асинхронных двигателей. Соответственно, при дальнейшей модернизации технологического оборудования должно меняться и энергетическое обеспечение станции.
Конечно, комплексная модернизация технологического процесса, включающая в себя обновление всего оборудования, которое в нем участвует, а также внедрение современных востребованных технологий, требует значительных материальных и финансовых затрат. Но даже поэтапное достижение данной цели даст ощутимый эффект.
Проведение модернизации системы электроснабжения с применением современных систем автоматизированного управления технологическим процессом позволит в реальном времени отслеживать состояние электрооборудования, параметров сети, уменьшить вероятность ошибочных переключений оперативным персоналом.
Для реализации обозначенной цели необходимо отметить несколько задач, каждая из которых имеет свою значимость.
Первая задача - подробный анализ текущего состояния объекта, его системы электроснабжения, исследование и проработка возможных вариантов по модернизации, внедрения автоматизированных систем мониторинга, диспетчеризации.
Вторая задача - исследование вариантов модернизации системы электроснабжения с внедрением комплексов автоматики и мониторинга, проработка системы контроля состояния сети, релейной защиты.
Третья задача - технико-экономический расчет выбранного варианта, разрабатываемого для обоснования и целесообразности проведения модернизации системы электроснабжения повысительной насосной станции.
В данной работе представлен подробный расчет высоковольтных и низковольтных нагрузок с целью дальнейшего выбора силового (трансформаторы) и коммутационного (выключатели, разъединители) оборудования. Также приведен вариант замены системы освещения, так как хорошо организованное освещение способствует нормализации ведения технологического процесса, снижает возможность возникновения аварийных ситуаций по вине персонала из-за недостаточной освещенности рабочих мест.
Помимо вышесказанного рассматривается возможность обновления системы релейной защиты, внедрения системы мониторинга за технологическим процессом, задействованным оборудованием, которое сводится в систему диспетчеризации повысительной насосной станции.
В ходе выполнения магистерской диссертации была выполнена модернизация системы электроснабжения повысительной насосной станции ПНС-3. Также предложен вариант системы диспетчеризации, который можно применить на рассматриваемый объект.
Осмотр самого объекта, разбор полученной информации позволил сделать следующий вывод. На насосной станции большое количество «возрастного» силового оборудования и кабельных линий, которые задействованы в технологическом процессе и находятся в работе. Естественно, что с течением времени оборудование вырабатывает свой ресурс и нуждается в ремонте или же в замене.
После подробного описания рассматриваемого объекта был выполнен расчет высоковольтных и низковольтных нагрузок. Результаты этих измерений для нагрузки НН следующие:
Рур = 244,1 1 кВ т ;
Q^P= 16 °, 4 3 кв ар ;
-% = 2 97,96 к ВА.
Нагрузка ВН, соответственно, составила:
РЕр = 4382 кВ т ;
QEP =2 764,3 к в а р ;
5Zp = 5 1 8 2 , 1 к ВА.
Следующим пунктом была рассчитана модернизация системы освещения. Существующая тенденция применения светодиодных светильников, выдающих рассеянный свет, который является комфортным для выполнения производственного процесса, актуальна для помещений с высокими потолками.
Был предложен вариант по замене существующих светильников внутреннего и наружного освещения на светодиодные светильники Казанской компании «LEDEL». Полученные результаты от планирования их использования позволяют сделать вывод о том, что эта замена позволит снизить количество потребляемой светильниками электроэнергии, а, как следствие, и материальные затраты на электроэнергию.
Далее проводился выбор числа и мощности силовых трансформаторов для электроснабжения нагрузок 6 и 0,4 кВ. Расчет параметров силовых трансформаторов на трансформаторных подстанциях, а именно их мощность и количество, является одним из ключевых вопросов.
По стороне 0,4 кВ рассматривалось два варианта: с установкой сухих трансформаторов и с установкой масляных трансформаторов в герметичном исполнении. В результате проведения расчетов были получены схожие, удовлетворяющие нас значения. Однако по конечной стоимости вариант с принятием масляных трансформаторов в герметичном исполнении дешевле. Именно по этой причине данный вариант принят за основу.
Говоря о питании высоковольтной нагрузки, следует отметить, что установленные сейчас на объекте силовые трансформаторы ТМ-4000/10/6 в полном объеме обеспечивают электроснабжение секций шин 6 кВ, и асинхронных ЭД соответственно. Однако из-за высокого эксплуатационного срока, во избежание возможных аварийных ситуаций, вызванных отключением силовых трансформаторов, предложен вариант их замены на аналогичные.
Следующим пунктом представлен расчет токов короткого замыкания самого загруженного участка повысительной насосной станции. Была составлена схема замещения, которая является вариантом расчетной схемы.
Короткие замыкания могут возникать вследствие старения изоляции, ее повреждения, а также из-за механических повреждения линии и оборудования, а также из-за других причин.
После определения токов короткого замыкания был просчитан вариант замены существующих масляных выключателей на вакуумные. В результате проведенной проверки на соответствие каталожных данных реальным параметрам можно сделать вывод, что вакуумный выключатель BB/TEL-10- 20/1000 удовлетворяет требованиям надежности и подходит для установки в заданную защищаемую линию.
Также проработан вопрос существующих разъединителей. Они требуют ремонта или же полной замены. Поэтому в ходе модернизации помещения ЗРУ, по причине замены ячеек КСО полностью, соответственно, и их оснащения тоже, на всех ячейках секций 10 и 6 кВ данные разъединители подлежат замене.
Следующим пунктом проводился выбор кабельных линий. Само сечение кабельных линий на напряжение 6 и 10 кВ выбирается по нагреву расчетным током, а также проверяется по термической стойкости к токам короткого замыкания, потери напряжения в нормальном эксплуатационном режиме и аварийном режиме. Результат измерений приведен в таблице 10.
Далее проработан вопрос замены существующей системы релейной защиты на микропроцессорные блоки «Сириус» различного типа исполнения для ячеек 10 и 6 кВ. Кроме того, для питания цепей управления и сигнализации предусматривается трансформатор напряжения НТМИ-6. А для обеспечения надежности предлагается вариант установки шкафа оперативного тока.
Он предназначен для бесперебойного питания цепей защиты и управления электрооборудования, а также систем автоматики и сигнализации на электрических станциях и подстанциях.
Далее проработан вариант внедрения на объект системы мониторинга и диспетчеризации. ЗАО «НПФ «ЭНЕРГОСОЮЗ» (г. Санкт-Петербург) предлагает вариант оптимизации всей системы комплексно, используя базу программно-технического комплекса «НЕВА» (ПТК «НЕВА»).
Данная система позволит повысить надежность объекта, а также обеспечит возможность удаленного контроля за параметрами сети и оборудования, а также технологического процесса, что особенно важно для текущей системы теплоснабжения Автозаводского района города Тольятти.
Оформление диссертации выполнено на основе [2].
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
