Помощь студентам в учебе
Реконструкция системы электроснабжения насосной станции доочистки ООО «АВТОГРАД ВОДОКАНАЛ
|
Введение 4
1 Анализ действующей схемы электроснабжения потребителей насосной
станции доочистки очистных сооружений ООО «АВТОГРАД ВОДОКАНАЛ» 6
1.1 Роль очистных сооружений ООО «АВТОГРАД ВОДОКАНАЛ» 6
1.2 Роль насосной станции доочистки 10
1.3 Система электроснабжения 11
1.4 Энергетическая устойчивость насосных станций 12
1.5 Потребители электрической энергии и объемы потребления
электроэнергии на насосной станции 14
1.6 Свойства, характеризующие надежность электроснабжения 14
1.7 Схема электроснабжения насосной станции доочистки 19
1.8 Выводы по первому разделу 22
2 Разработка мероприятий по повышению надежности схемы
электроснабжения насосной станции доочистки очистных сооружений 23
2.1 Выбор схемы электроснабжения 23
2.2 Расчет электрических нагрузок 26
2.3 Расчет освещения 27
2.4 Выбор и расчет питающих кабелей 0,4 кВ для внутрицеховых
приемников электроэнергии 36
2.5 Выбор защитного оборудования 39
2.6 Выбор преобразователя частоты 41
2.7 Расчет токов короткого замыкания 44
2.8 Расчет защитного заземления 55
2.9 Выводы по второму разделу 58
3 Экономическая эффективность инвестиционного проекта 59
3.1 Определение и виды эффективности инвестиционного проекта 60
3.2 Основные принципы оценки эффективности 60
3.3 Показатели эффективности инвестиционного проекта 63
3.4 Расчет экономической эффективности установки преобразователей
частоты 64
3.5 Выводы по третьему разделу 68
Заключение 69
Список используемых источников 71
1 Анализ действующей схемы электроснабжения потребителей насосной
станции доочистки очистных сооружений ООО «АВТОГРАД ВОДОКАНАЛ» 6
1.1 Роль очистных сооружений ООО «АВТОГРАД ВОДОКАНАЛ» 6
1.2 Роль насосной станции доочистки 10
1.3 Система электроснабжения 11
1.4 Энергетическая устойчивость насосных станций 12
1.5 Потребители электрической энергии и объемы потребления
электроэнергии на насосной станции 14
1.6 Свойства, характеризующие надежность электроснабжения 14
1.7 Схема электроснабжения насосной станции доочистки 19
1.8 Выводы по первому разделу 22
2 Разработка мероприятий по повышению надежности схемы
электроснабжения насосной станции доочистки очистных сооружений 23
2.1 Выбор схемы электроснабжения 23
2.2 Расчет электрических нагрузок 26
2.3 Расчет освещения 27
2.4 Выбор и расчет питающих кабелей 0,4 кВ для внутрицеховых
приемников электроэнергии 36
2.5 Выбор защитного оборудования 39
2.6 Выбор преобразователя частоты 41
2.7 Расчет токов короткого замыкания 44
2.8 Расчет защитного заземления 55
2.9 Выводы по второму разделу 58
3 Экономическая эффективность инвестиционного проекта 59
3.1 Определение и виды эффективности инвестиционного проекта 60
3.2 Основные принципы оценки эффективности 60
3.3 Показатели эффективности инвестиционного проекта 63
3.4 Расчет экономической эффективности установки преобразователей
частоты 64
3.5 Выводы по третьему разделу 68
Заключение 69
Список используемых источников 71
Изменяющийся климат и растущее население создает неслабую нагрузку на энергосистему, как правило, это приводит к растущим проблемам для многих систем энергоснабжения. В ходе изучения данной проблемы было выявлено, что на сегодняшний день промышленность потребляет порядка 2/3 всей вырабатываемой электрической энергии в России. Потребляемая мощность предприятий с каждым годом стремительно растет, и это приводит к тому, что усложняются задачи построения схем электроснабжения, повышаются требования к качеству электрической энергии, экономичности, надежности и безопасности эксплуатации электрооборудования.
В результате проведенных исследований было выявлено, что на многих промышленных предприятиях существующие системы электроснабжения имеют высокую степень износа систем, а также являются проектами как минимум двадцати-, тридцатилетней давности. В электроэнергетике отчетливо заметна четкая тенденция снижения показателя надежности электроснабжения и рост цен на электроэнергию. Это все связано со старением электрогенерирующих предприятий, электрических сетей и увеличением числа отключений на линиях вследствие аварий.
Предметом исследования была выбрана насосная станция доочистки очистных сооружений ООО «АВТОГРАД ВОДОКАНАЛ».
Насосная станция сегодня - это очень сложная и крупная инженерная конструкция, которая обеспечивает транспортировку жидкости с одного места в другое.
Любая насосная станция по требованиям к надежности электроснабжения должна относиться к первой категории. При этом насосная станция должна получать питание от двух независимых друг от друга источников питания по двум линиям электропередач.
«Внезапный перерыв в электроснабжении насосной станции может привести к несчастным случаям, крупнейшим авариям, нанесению большого материального ущерба по причине выхода из строя целых комплексов оборудования, взаимосвязанных систем» [1].
Незапланированные перерывы систем электроснабжения считаются самыми тяжелыми и наиболее распространенными видами нарушений, от которых, как правило, очень сложно защитить электрооборудование, потому что невозможно сделать запас электроэнергии, необходимый для обеспечения бесперебойного питания.
«Все устройства электропитания насосных станций и других технологических устройств, подстанций и распределительных устройств должны быть устойчивы в эксплуатации и защищены от нарушения режима их нормальной работы, повреждений, частичных разрушений, коротких замыканий в электрической сети, способных вызвать тепловые и механические воздействия на электрические установки» [2].
Целью работы является снижение удельных затрат электроэнергии при работе насосных агрегатов, обеспечение безаварийной и экономичной эксплуатации оборудования.
Задачи для реализации поставленной цели:
1 Анализ действующей схемы электроснабжения потребителей насосной станции доочистки очистных сооружений ООО «АВТОГРАД ВОДОКАНАЛ»;
2 Разработка мероприятий по повышению надежности схемы электроснабжения насосной станции доочистки очистных сооружений»;
3 Экономическая эффективность инвестиционного проекта насосной станции.
В результате проведенных исследований было выявлено, что на многих промышленных предприятиях существующие системы электроснабжения имеют высокую степень износа систем, а также являются проектами как минимум двадцати-, тридцатилетней давности. В электроэнергетике отчетливо заметна четкая тенденция снижения показателя надежности электроснабжения и рост цен на электроэнергию. Это все связано со старением электрогенерирующих предприятий, электрических сетей и увеличением числа отключений на линиях вследствие аварий.
Предметом исследования была выбрана насосная станция доочистки очистных сооружений ООО «АВТОГРАД ВОДОКАНАЛ».
Насосная станция сегодня - это очень сложная и крупная инженерная конструкция, которая обеспечивает транспортировку жидкости с одного места в другое.
Любая насосная станция по требованиям к надежности электроснабжения должна относиться к первой категории. При этом насосная станция должна получать питание от двух независимых друг от друга источников питания по двум линиям электропередач.
«Внезапный перерыв в электроснабжении насосной станции может привести к несчастным случаям, крупнейшим авариям, нанесению большого материального ущерба по причине выхода из строя целых комплексов оборудования, взаимосвязанных систем» [1].
Незапланированные перерывы систем электроснабжения считаются самыми тяжелыми и наиболее распространенными видами нарушений, от которых, как правило, очень сложно защитить электрооборудование, потому что невозможно сделать запас электроэнергии, необходимый для обеспечения бесперебойного питания.
«Все устройства электропитания насосных станций и других технологических устройств, подстанций и распределительных устройств должны быть устойчивы в эксплуатации и защищены от нарушения режима их нормальной работы, повреждений, частичных разрушений, коротких замыканий в электрической сети, способных вызвать тепловые и механические воздействия на электрические установки» [2].
Целью работы является снижение удельных затрат электроэнергии при работе насосных агрегатов, обеспечение безаварийной и экономичной эксплуатации оборудования.
Задачи для реализации поставленной цели:
1 Анализ действующей схемы электроснабжения потребителей насосной станции доочистки очистных сооружений ООО «АВТОГРАД ВОДОКАНАЛ»;
2 Разработка мероприятий по повышению надежности схемы электроснабжения насосной станции доочистки очистных сооружений»;
3 Экономическая эффективность инвестиционного проекта насосной станции.
Проанализированная схема питания насосной станции доочистки предприятия ООО «АВТОГРАД ВОДОКАНАЛ» показала, что текущее электроснабжение недостаточно надежно из-за износа основного оборудования. Было установлено, что из-за отсутствия систем автоматического мониторинга и дистанционного управления в диспетчерской, насосом можно управлять только по месту. Система управления насосными агрегатами также морально и физически устарела и нуждается в полном перестроении с использованием современных технологий, которые могут автоматически контролировать работу промышленного оборудования.
Для каждого помещения в отдельности здания насосной станции доочистки, а именно - машинный зал, РП-НСД, комната дежурного машиниста, инструментальная, с/у, коридор, производился выбор и расчет освещения с использованием LED-светильников типа Астро ДПП 5000K. В конечном итоге установленная мощность системы освещения здания была снижена почти в два раза и достигла мощности до 1,8 кВт.
Для каждого потребителя электроэнергии производился также расчет и выбор кабелей. Принято решение, кабели с алюминиевыми жилами заменить на кабели, с медными жилами с изоляцией из сшитого поливинилхлорида, марки ВВГнг.
Сегодня кабели, выполненные из ПВХ изоляции, имеют достаточно неплохой показатель эксплуатационных характеристик. Далее был произведен расчет и выбор защитной аппаратуры на более современное с высокими показателями надежности.
Рекомендуется установить преобразователь частоты марки PowerFlex 400 на насосы АД №1 - АД №8, чтобы решить проблемы плавного запуска электродвигателей, автоматического регулирования и управления на дистанции. Это приведет к снижению энергопотребления насоса, находящегося в работе, приблизительно на 20-25% и, в то же время, сможет обеспечить плавную работу электродвигателей, что приведет к большему сроку службы данных насосов.
По результатам расчетов, которые приведены в третьей главе, срок окупаемости, потраченных средств на установку восьми преобразователей частоты PowerFlex 400 при экономии электроэнергии в 20%, составит порядка шести месяцев, а по истечению двух лет после вложений в проект и установки данных преобразователей частоты экономия на расходуемую электроэнергию составит 5651920 рублей. Из этого следует, что средства, вложенные в предложенные методы, являются экономически выгодными.
Для каждого помещения в отдельности здания насосной станции доочистки, а именно - машинный зал, РП-НСД, комната дежурного машиниста, инструментальная, с/у, коридор, производился выбор и расчет освещения с использованием LED-светильников типа Астро ДПП 5000K. В конечном итоге установленная мощность системы освещения здания была снижена почти в два раза и достигла мощности до 1,8 кВт.
Для каждого потребителя электроэнергии производился также расчет и выбор кабелей. Принято решение, кабели с алюминиевыми жилами заменить на кабели, с медными жилами с изоляцией из сшитого поливинилхлорида, марки ВВГнг.
Сегодня кабели, выполненные из ПВХ изоляции, имеют достаточно неплохой показатель эксплуатационных характеристик. Далее был произведен расчет и выбор защитной аппаратуры на более современное с высокими показателями надежности.
Рекомендуется установить преобразователь частоты марки PowerFlex 400 на насосы АД №1 - АД №8, чтобы решить проблемы плавного запуска электродвигателей, автоматического регулирования и управления на дистанции. Это приведет к снижению энергопотребления насоса, находящегося в работе, приблизительно на 20-25% и, в то же время, сможет обеспечить плавную работу электродвигателей, что приведет к большему сроку службы данных насосов.
По результатам расчетов, которые приведены в третьей главе, срок окупаемости, потраченных средств на установку восьми преобразователей частоты PowerFlex 400 при экономии электроэнергии в 20%, составит порядка шести месяцев, а по истечению двух лет после вложений в проект и установки данных преобразователей частоты экономия на расходуемую электроэнергию составит 5651920 рублей. Из этого следует, что средства, вложенные в предложенные методы, являются экономически выгодными.