Введение 5
Раздел 1. Аналитический обзор 7
1.1 Анализ требований, предъявляемых к строящимся подкачивающим станциям 8
1.2 Краткая характеристика объекта проектирования 16
Раздел 2. Конструкторская часть 21
2.1 Расчет необходимой мощности насосов и выбор электродвигателей
2.2 Выбор трансформаторов собственных нужд 23
2.3 Расчет компенсирующих устройств 25
2.4 Расчет сечения питающих кабелей 26
2.5 Выбор отходящих линий РУ-6кВ 28
2.6 Описание схемы электроснабжения ПНС №9 31
Раздел 3. Конструкторская часть 34
3.1 Расчет токов короткого замыкания 35
3.2 Выбор электрооборудования 40
3.3 Выбор уставок релейной защиты 46
3.3.1 Защита высоковольтного электродвигателя 46
3.3.2 Выбор уставок защиты на отходящих линиях к ТСН 49
3.3.3 Выбор уставок релейной защиты на линии с ЧРП 51
3.3.4 Выбор уставок релейной защиты на питающих линиях 53
3.3.5 Выбор уставок на отходящей ячейке к КУ 55
Раздел 4. Спецвопрос. Автоматизация и диспетчеризация насосной
станции
4.1 Особенности применения ЧРП на ПНС
4.2 Построение системы автоматизированного управления ПНС 62
Раздел 5. БЖД и промышленная экология 67
5.1 Освещение ПНС
5.1.1 Светотехнический расчет
5.1.2 Электротехнический расчет освещения
5.2 Расчет контура защитного заземления ПНС
5.3 Расчет естественной вентиляции в помещении ПНС
5.4 Анализ опасных и вредных факторов на рабочем месте в насосной станции
Раздел 6. Экономическая часть
Заключение
Список литературы
Насосные станции в тепловых сетях предназначены для увеличения располагаемого напора, повышения расхода теплоносителя и изменения давления в трубопроводах тепловой сети. Насосные станции повышают давление в подающем трубопроводе и снижают в обратном.
Система водоотведения города Набережные Челны состоит из системы самотечной канализации, КНС и очистных сооружений, ежедневно принимающих в среднем 520 тыс. м3 стоков.
Ежесуточное потребление электроэнергии системы «Водоснабжения и Канализации» составляет примерно 400 тыс. кВт. Затраты на электроэнергию составляют четверть от себестоимости тарифов «Водоснабжения и Канализации».
Для комплексного решения задачи энергосбережения необходимо постоянно помнить о трех ее составляющих:
1. Качество услуги (непрерывность, надежность и безопасность).
2.Эффективность производства (оптимальные затраты на производственные услуги).
3. Экономия натуральных ресурсов (воды, тепла, электроэнергии).
Опыт эксплуатации систем водоснабжения и канализации города свидетельствует о том, что если в водоканале нет оперативной информации о состоянии сети водопровода, объектов водоснабжения и канализации, то трудно ориентироваться в постоянно меняющейся ситуации с водопотреблением, велик риск «случайностей», часты отказы в работе оборудования, не поддающиеся объективному анализу. Решения в таких случаях принимает самый опытный рабочий участка - как правило, это слесарь. В таких случаях невозможно говорить о какой-то системности в работе и тем более об энергоэффективности. Автоматизация и телемеханизация насосных станций должны обеспечивать бесперебойную работу станции в отсутствие постоянного обслуживающего персонала. В начальный период эксплуатации (1 — 2 года) насосные станции обычно находятся под постоянным наблюдением эксплуатационного персонала, что необходимо учитывать при компоновке помещений.
В здании насосной станции предусматриваются: машинный зал, в котором размещаются насосные агрегаты; помещение распределительных устройств; щитовое помещение; трансформаторные камеры; мастерская для производства мелкого ремонта; помещения для эксплуатационного персонала; санитарный узел. При компоновке здания следует учитывать возможность расширения машинного зала. Помещение распределительных устройств, щитовое помещение, трансформаторные камеры располагают с одного торца машинного зала. Расстояния от насосной станции до жилых и общественных зданий принимаются с учетом норм допустимого уровня шума в жилой застройке. К зданию насосной станции необходимо предусмотреть подъезд с твердым дорожным покрытием для автомобильного транспорта.
Коллекторы трубопроводов и запорная арматура в насосных станциях тепловых сетей не резервируются. Отдельные насосы с арматурой и измерительными приборами, установленными на их напорных и всасывающих патрубках, должны отключаться от коллекторов задвижками.
Обводную линию вокруг насосов рекомендуется предусматривать также для сохранения циркуляции в тепловых сетях в период остановки насосов. В этом случае на обводной линии устанавливается обратный клапан. На трубопроводах подающей и обратной сетевой воды на входе и выходе из насосной станции должна устанавливаться отключающая арматура (задвижки). Запорная арматура позволяет осуществить ремонт или произвести замену оборудования и арматуры, установленных на подпиточной линии, без выключения всей насосной. [1]
Целью дипломного проекта являлось обеспечение бесперебойным снабжением электроэнергией насосов подкачивающей станции №9, внедрение частотно-регулируемого привода насосов и автоматической диспетчеризации станции.
Подкачивающая насосная станция запитывается от вновь устанавливаемых ячеек на подстанции 110 кВ ЗЯБ по двум кабельным линиям типа АПвПГ 3(1х150) длиной 1,33 км, проложенными в земле на глубине 0,7 м, из них 2х0,15 км кабеля укладывается методом ГНБ. Напряжение питания ПНС№9 - 6 кВ.
Для работы ПНС устанавливается высоковольтное электрооборудование - электродвигатели насосов в количестве 4 штук. Для регулирования давления в обратном трубопроводе №410 на ПНС используем частотно-регулируемый привод - ЧРП. Электродвигатели насосов мощностью 800 кВт. Режимы работы насосов летом и зимой различаются: зимой работает 4 насоса, летом - 2 насоса. Соответственно ЧРП подключаем на два электродвигателя. На станции располагаем шкафы РУ-6 кВ, трансформаторы собственных нужд станции типа ТСЗ-100-6/0,4 кВ, шкафы РУ-0,4 кВ. Сборочные шины РУВН и РУНН секционированы и снабжены АВР. Для компенсации реактивной мощности насосов в КРУ-6 устанавливаем регулируемые компенсационные устройства типа КРМ-6,3- 600-100 кВАр.
Распределительное устройство 6 кВ комплектуется ячейками КРУ-6 У3.1 с вакуумными выключателями во вводных шкафах, в секционном шкафу и на отходящих линиях. Все вакуумные выключатели на выкатных тележках для удобства их обслуживания.
К каждой секции РУ-6 кВ присоединяются одна питающая и три отходящих линии, трансформатор напряжения и силовой трансформатор собственных нужд. Питание электродвигателей насосных агрегатов осуществляется от станции ЧРП.
Контроль качества энергии будет выполняться измерительными приборами в РУ-6 кВ на питающих и отходящих к электродвигателям и трансформаторам линиях. Качество энергии должно обеспечиваться согласно требованиям ГОСТа 32144-2013. Падение напряжения в нормальном режиме не более 5%, в максимальном режиме -15%.
Комплект оборудования телемеханики, устанавливаемый на РУВН, предназначен для диспечеризации состояния электрооборудования и режимов электроснабжения.
На ПНС№9 выполняем общую систему освещения, состоящую из рабочего освещения, эвакуационного, электроосвещение безопасности и охранное. 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.
Заземляющее устройство ПНС принято общим для оборудования напряжением 10 и 0,4 кВ. В соответствии с ГОСТ Р 5057.2-96 в проекте принят тип заземления системы TN-S, тип системы токоведущих проводников 0,4 кВ для трехфазных электроприёмников - 4-х жильная, для однофазных - 3-х жильная. Внешнее заземляющее устройство выполняется в виде контура вокруг здания из вертикальных электродов, соединенных стальной полосой 40х5 мм.
В качестве спецвопроса рассматривается внедрение частотно-регулируемого привода и диспетчеризация станции.
Главным преимуществом диспетчеризации является то, что на пульте сотрудника оперативно-диспетчерской службы воссоздается целостная картина работы объекта теплоснабжения города, что позволяет не только предотвращать аварийные ситуации, но и сделать процесс обеспечения жителей теплом и горячей водой менее трудоемким и экономичным.
В разделе «БЖД и промышленная экология» выполнен анализ вредных и опасных факторов, предложены меры их снижения. Выполнен расчет вентиляции в помещениях насосной станции. Установлены 23 крышных вентилятора с двигателями мощностью 2.2 Вт.
В экономической части проекта выполнен расчет стоимости проектных и монтажных работ насосной станции. Срок окупаемости проекта составил 2,6 года.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
