Введение
Раздел 1. Аналитический обзор
1.1 Характеристика существующей системы электроснабжения
перекачивающей насосной станции ПНС-4 ………………………………... 9
1.2Задачи реконструкции …………………………………………………… 13
1.3 Повышение надежности схемы электроснабжения ПНС …………….. 14
Раздел 2. Конструкторская часть ……………………………………………18
2.1 Расчет электрических нагрузок основного оборудования ПНС-4 …....19
2.3 Расчет собственных нужд ПНС …………………………………………22
2.4 Расчет отходящих линий РУ-6 кВ ………………………………………24
2.5 Выбор дизель-генератора
2.6 Описание схемы электроснабжения ПНС-4 после реконструкции ……28
2.7 Освещение ПНС
2.7.1 Электротехнический расчет
2.7.2 Расчет осветительной сети
2.8 Расчет контура защитного заземления ПНС
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 электропривод насосов 55
4.1 Частотно-регулируемый привод на ПНС
4.2 Выбор частотного преобразователя
4.3 Технические достоинства частотно-регулируемых приводов среднего
напряжения серии Wanlida
Заключение
Список литературы
Теплоснабжение является одной из основных подсистем энергетики. На теплоснабжение промышленности, сельского хозяйства и населения расходуется около 1/3 всех используемых в стране первичных топливно - энергетических ресурсов.
Основными направлениями совершенствования этой подсистемы являются концентрация и комбинирование производства теплоты и электрической энергии (теплофикация) и централизация теплоснабжения. По уровню развития теплофикации и централизованного теплоснабжения наша страна занимает первое место в мире.
Централизованное теплоснабжение от теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) сочетается с целесообразным применением экономичных котельных установок и утилизацией вторичных энергоресурсов промышленных предприятий. Каждый из этих источников теплоснабжения имеет свою область целесообразного использования.
Развитие промышленности и жилищно-коммунальное строительство вызывают непрерывный рост тепловой нагрузки. Одновременно идет процесс концентрации этой нагрузки в крупных городах и промышленных районах, что создает базу для дальнейшего развития теплофикации и централизованного теплоснабжения.
Насосные станции в тепловых сетях предназначены для увеличения располагаемого напора, повышения расхода теплоносителя и изменения давления в трубопроводах теплосети. Автоматизация и телемеханизация насосных станций должны обеспечивать бесперебойную работу станции в отсутствии постоянного обслуживающего персонала.
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. Расстояние от насосной станции до жилых и общественных зданий принимаются с учетом норм допустимого уровня шума в жилой застройке.
Коллекторы трубопроводов и запорная арматура в насосных станциях тепловых сетей в отличие, например, от насосных станций системы водоснабжения, не резервируются. В подкачивающих насосных в зависимости от режима работы тепловой сети на трубопроводах подающей и обратной сетевой воды могут быть установлены регулятор давления, регулятор рассечки, обратный и сбросной клапаны. Обратные клапаны, а также регулирующие клапаны и другие устройства, в которых происходит потеря давления, устанавливают на напорных трубопроводах насосов. Их не рекомендуется устанавливать на всасывающих линиях насосов во избежание кавитации. Вокруг насосов рекомендуется предусматривать обводную линию для сохранения циркуляции в тепловых сетях в случае остановки насосов. В этом случае на обводной линии устанавливается обратный клапан.
Для защиты от загрязнения оборудования и приборов, перед ними (считая по ходу теплоносителя) располагаются грязевики, фильтры. Запорная арматура позволяет осуществить ремонт или произвести замену оборудования и арматуры без выключения всей насосной. Минимальное число рабочих подкачивающих насосов в насосных станциях принимается равным двум. Независимо от числа рабочих насосов должна быть предусмотрена установка одного резервного насоса. [1]
Агрегаты перекачивающих насосных станций являются ответственными потребителями электроэнергии. Например, при остановке насосов обратной магистрали давление у потребителей растет, что приводит к выходу из строя приборов отопления. Режимы работы перекачивающих насосных станций зависят от режима работы источника тепла и тепловой сети. В зависимости от режима нагрузка на насосные группы станции изменяется в широком диапазоне.
Применение технологий частотно-регулируемых приводов для управления гидравлическими параметрами магистралей тепловых сетей, как правило, целесообразно с точки зрения снижения удельных затрат на перекачку теплоносителя, снижения затрат на эксплуатацию оборудования перекачивающей насосной станции и с точки зрения обеспечения более надежного функционирования оборудования тепловых сетей.
Целью выпускной работы являлось обеспечение бесперебойным снабжением электроэнергией насосов подкачивающей станции, внедрение частотно-регулируемого электропривода насосов и автоматической диспетчеризации станции.
Перекачивающая насосная станция ПНС-4 расположена на тепломагистрали ОАО «Нижнекамские тепловые сети». ПНС -4 находится на огражденной территории размером 24х63 м, узел переключения расположен внутри здания ПНС. Здание насосной станции в плане имеет прямоугольную форму. Высота здания до низа несущих конструкций -6,9 метров.
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.
Максимальная производительность установленного оборудования составляет 7500 м3/час, общая установленная электрическая мощность 3 насосов по 630 кВт составила 18900 кВт. Режим работы насосов переменный: летом работает 1 насос, зимой -2 насоса, 1 насос - в резерве.
Электроприёмники перекачивающей насосной станции по надежности электроснабжения относятся к потребителям 1 категории. Электроснабжение потребителей выполнено от двух разных секций сборных шин 6 кВ РП -1 ячейки 5 и 13 по двулучевой схеме.
На напряжение 6 кВ принята одинарная секционированная вакуумным выключателем на две секции система сборных шин.
Н а напряжение 0,4 кВ устанавливается щит собственных нужд с АВР с двумя распределительными панелями, который питается от двух трансформаторов собственных нужд по двух лучевой схеме.
Распределительное устройство 6 кВ комплектуется ячейками КРУ-6 У3.1 с вакуумными выключателями во вводных шкафах, в секционном 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 и напрямую от РУ-6 кВ.
Для электроснабжения приёмников 0,4 кВ устанавливаются два трансформатора собственных нужд типа ТМГФ-100-6/0,4 и распределительное устройство 0,4 кВ. В качестве РУ-0,4 кВ применяем щит собственных нужд ЩСН с АВР и двумя распределительными панелями с автоматическими выключателями на отходящих линиях. Для компенсации реактивной мощности потребляемой асинхронными высоковольтными электродвигателями насосов на каждой секции РУ-6 кВ устанавливаем компенсирующие устройства с регулируемой мощностью нагрузки типа УКРП 57-6,3-450-50 У3, мощностью 450 кВАр и с минимальной ступенью регулирования 50 кВАр. Для определения местоположения шкафов с компенсирующими устройствами дополнительно расширяется тепловой узел ПНС. Для обеспечения автоматического управления задвижками насосов внедряется новая система защиты оборудования и требуется перестройка узла переключения ПНС.
В связи с перестройкой зданий ПНС выполнена замена освещения помещений энергосберегающими светильниками. На ПНС-4 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 составлена структурная схема частотно-регулируемого привода насоса, выбран частотный преобразователь серии Wanlida мощностью 756 кВт на напряжение 6 кВ.
Экономия электроэнергии на насосных станциях после ввода преобразователи частоты может составить 25-65%. Но не менее важны оптимизация и стабилизация давления в трубопроводах и снижение вероятности аварийных ситуаций, связанных с исключением условий возникновения гидравлических ударов.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
