Введение
Раздел 1. Аналитический обзор
1.1 Краткая характеристика системы водоснабжения города Бугульма
1.2 Классификация насосных станций
1.3 Монтаж рабочих агрегатов в зданиях насосных станций водоснабжения 11
1.4 Источники энергии для насосных станций
1.5 Режимы работы
Раздел 2. Конструкторская часть
2.1 Характеристика насосной станции
2.2 Расчет необходимой мощности насосов и выбор электродвигателей
2.3 Выбор трансформаторов собственных нужд
2.4 Расчет компенсирующих устройств
2.5 Расчет сечения питающих и отходящих кабелей
2.6 Освещение станции
2.6.1 Светотехнический расчет
2.6.2 Электротехнический расчет освещения
2.7 Расчет защитного заземления станции
Раздел 3. Технологическая часть
3.1 Расчет токов короткого замыкания
3.2 Выбор электрооборудования
3.3 Релейная защита высоковольтных электродвигателей насосов
3.4 Релейная защита линии к компенсирующим установкам
Раздел 4. Спецвопрос. Частотно-регулируемый привод насосов
Заключение
Список литературы
Насосными станциями называют здания или помещения, в которых расположены насосные агрегаты, соединяющие их трубопроводы, арматура, силовое электрооборудование, контрольно -измерительные приборы, грузоподъемное и вспомогательное оборудование, обеспечивающие нормальную работу насосных агрегатов, их ремонт или замену. Насосные станции являются наиболее ответственными сооружениями в системах водоснабжения и водоотведения, обеспечивающими подачу необходимого расхода воды с требуемым напором. От того насколько правильно запроектирована и построена насосная станция, зависит не только ее надежность и удобство эксплуатации, но и надежность и экономичность работы системы водоснабжения или водоотведения.
Насосные станции классифицируют по назначению, по требуемой надежности действия, по расположению машинного зала относительно уровня земли, по степени автоматизации и т.д.
В области водного хозяйства по назначению различают четыре основные группы насосных станций:
- Водопроводные, предназначенные для работы в системах водоснабжения городов, населенных мест и промышленных предприятий.
- Канализационные, предназначенные для работы в системах водоотведения городов и промышленных предприятий.
- Ирригационные, предназначенные для подачи воды в системы орошения сельскохозяйственных угодий.
- Дренажные, предназначенные для откачки воды в системах дренажа территорий и промышленных площадок.
В свою очередь водопроводные насосные станции в зависимости от их назначения в системе водоснабжения подразделяют на насосные станции первого и второго подъема, повысительные (станции подкачки) и циркуляционные.
Насосные станции первого подъема предназначены для подачи воды из источника водоснабжения на очистные сооружения или непосредственно в сеть, резервуары или водонапорную башню, если очистка воды не требуется. В некоторых (чаще всего малых) системах водоснабжения насосная станция первого подъема может быть единственной в данной системе. Тогда ее называют просто насосной станцией. Если в системе имеется несколько таких независимо действующих насосных станций, то их, как правило, нумеруют (насосная станция № 1, № 2 и т.д.). В некоторых случаях на насосной станции первого подъема устанавливают две или более групп насосов, например, для подачи воды на очистные сооружения и непосредственно потребителям (на нужды промышленных предприятий и т. п.).
Для гарантированной надежной работы насосной станции необходимо обеспечить ее бесперебойное электроснабжение. Это достигается подключением силовой установки станции двумя фидерами от двух независимых источников питания.
В некоторых особо ответственных случаях предусматривают так называемый тепловой резерв, т. е. привод резервных насосов от паровых турбин или двигателей внутреннего сгорания. Тепловой резерв вступает в действие автоматически при прекращении подачи электроэнергии.
В тех случаях, когда допускается снижение или некоторый перерыв подачи, можно устанавливать лишь один резервный агрегат, а второй хранить в полностью укомплектованном виде на складе при насосной станции.
По расположению приемного резервуара относительно машинного зала различают насосные станции с раздельным расположением резервуара и совмещенные, когда в одном здании размещен резервуар с решетками и прочим оборудованием и машинный зал.
По высоте расположения оборудования относительно уровня земли водопроводные станции подразделяют на наземные, полузаглубленные, заглубленные и шахтного типа, т. е. расположенные на большой глубине.
По степени автоматизации различают насосные станции с ручным управлением, полуавтоматизированные, в которых некоторые операции по управлению насосными агрегатами выполняет обслуживающий персонал, автоматизированные и управляемые на расстоянии (так называемые телеуправляемые станции). Автоматизированные и телеуправляемые насосные станции могут быть включены в АСУ водоснабжения или водоотведения.
Целью выпускной работы являлось обеспечение надёжным и качественным электроснабжением насосной станции в городе Бугульма.
Здание насосной станции одноэтажное, размеры в осях 18,0x36,0 м. Здание насосной станции в плане имеет прямоугольную форму. Высота здания до низа несущих конструкций -6,9 метров.
В здании расположены: машинный зал с насосами, предусмотрены помещения административно-бытового назначения, отделённые от помещения машинного зала кирпичной кладкой. Высота встроенных помещений 3 и 3,5 метров. В состав встроенных помещений входят: тамбур, санузел, служебное помещение, подсобное помещение, РУ-6 кВ и РУ-0,4 кВ. На высоте 4,5 метра предусмотрена металлическая площадка для обслуживания подвесного крана и осветительного оборудования. Для прокладки электрических кабелей в полах предусмотрены лотки со съёмными крышками.
Из здания насосной станции имеются эвакуационные выходы: через главный вход здания и калитку в воротах.
По степени надежности электроснабжения данный объект относится к потребителям II категории.
Насосная станция получает питание по двум кабельными линиями, проложенными на глубине 0,7 м от планировочной отметки длиной 1,295 м. Выбираем трёхжильный кабель типа АПвПу2Г - 3(1х185/70) . Отходящие кабели от РУ-6 к электродвигателям насосов, компенсирующим установкам и ТСН приняты марки СГБ-Б - 3х50/16.
Распределительное устройство РУ-6 кВ имеет одну рабочую шину, разделённую на две секции. Между секциями устанавливается АВР, состоящий из секционного выключателя и линейного разъединителя. На всех линиях питающих и отходящих, и в АВР установлены вакуумные выключатели. Все вакуумные выключатели на выкатных тележках для удобства их обслуживания.
На насосной станции установлены 4 насосных высоковольтных агрегата. Агрегаты устанавливаем на всасывающих трубопроводах по два насоса: один насос - основной, второй резервный. Режимы работы насосов - сезонные: летом работают четыре насоса, зимой 2 насоса. Коэффициент мощности насосной станции - оптимальный 0,95(тангенс - 0,33), для поддержания его в заданных пределах на станции установлена автоматическая компенсационная установка на 600 кВАр со ступенью регулирования 150 кВАр.
Электродвигатели насосов - асинхронные, для плавного пуска и регулирования частоты вращения двигателей установим частотный преобразователь. Изменять напор во всасывающем трубопроводе можно вручную и с помощью ЧРП.
Для собственных нужд станции установлены два сухих трансформатора по 63 кВА, с загрузкой не более 60%.
В работе выполнен расчет заземления насосной станции по контуру с помощью 13 вертикальных электродов и горизонтальной полосы 40х5 мм. Заземляющее устройство насосной станции принято общим для оборудования напряжением 6 и 0,4 кВ, и не превышает 4 Ом. Принят тип заземления системы TNC-S, тип системы токоведущих проводников 0,4 кВ для трехфазных электроприёмников - 5-ти жильная, для однофазных - 4-х жильная.
На станции выполняем общую систему освещения, состоящую из рабочего освещения, эвакуационного, электроосвещение безопасности и охранного. Рабочее освещение машинного зала и наружное освещение разделено на две независимые группы, запитанные с разных секций шин РУ-0,4 кВ. Наружное освещение и электроосвещение машинного зала выполнено светильниками UMA-400 с металлогалогенновыми лампами и помещение ЧРП светильниками LZ -128 с люминесцентными лампами.
В машинном зале для предотвращения стробоскопического эффекта применена трехфазная система освещения с равномерным чередованием фаз.
В РУ-6 кВ в качестве устройств РЗиА применяются микропроцессорные терминалы «Сириус». Схемы электрических соединений предусматривают работу оборудования на постоянном оперативном токе. Для питания оперативных цепей освещения и обогрева ячеек РУ-6, а также и блока управления компенсирующими устройствами используется переменный оперативный ток. Для учета активной и реактивной энергии на вводных ячейках устанавливаем электронные счетчики энергии типа «Меркурий 230».
Контроль качества энергии будет выполняться измерительными приборами в РУ-6,3 кВ на питающих и отходящих к электродвигателям и трансформаторам линиях. Качество энергии должно обеспечиваться согласно требованиям ГОСТа 13109-97. Падение напряжения в нормальном режиме не более 5%, в максимальном режиме -10%. [5]
Комплект оборудования телемеханики, устанавливаемый на РУВН, предназначен для диспечеризации состояния электрооборудования и режимов электроснабжения.
В качестве спецвопроса рассматривается внедрение частотно-регулируемого привода для насосов станции 1-го подъёма.
Широкое применение в мировой практике получил частотно регулируемый электропривод с асинхронным электродвигателем общепромышленного применения. Частотное регулирование скорости вращения вала асинхронного двигателя, осуществляется с помощью электронного устройства, которое принято называть частотный преобразователь.
Вышеуказанный эффект достигается путем изменения частоты и амплитуды трехфазного напряжения, поступающего на электродвигатель. Таким образом, меняя параметры питающего напряжения (частотное управление), можно делать скорость вращения двигателя как ниже, так и выше номинальной. Для управления насосами в обязательном порядке необходим преобразователь частоты, обеспечивающий поддержание стабильного давления во всасывающем трубопроводе.
Управление насосами с помощью нескольких преобразователей частоты (по одному на каждый насос) обеспечивает наибольшую экономию электроэнергии и высокую точность поддержания давления. При данной схеме производительность насосной станции регулируется параллельным изменением частоты вращения всех включенных насосов.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
