Электрооборудование компрессорной установки с системой охлаждения

KRU R-BEL do 1600A.dwg

Shavlovsky.cdw

Ограничитель перенапряжения
Силовой Трансформатор
Измерительный трансформатор
напряжения НОМ-35-66 У1
Секционый выключатель
Секционный штепсельный
Понизительная подстанция
Принципиальная схема
соединений подстанциии
Измерительный трансформатор тока ТВ-35
Разъеденитель РГ-351000 УХЛ1

титульник.docx

Управление образования «Гомельский областной исполнительный комитет»
Учреждение образования «Светлогорский государственный индустриальный колледж»
Специальность 2-43 01 03
Электроснабжение (по отраслям)
По дисциплине: «Электрооборудование ПП»
Тема: «Электрооборудование компрессорной установки с системой охлаждения»

moy kursach po oborudovaniyu.docx

В помощь себе люди придумали огромное количество вспомогательных механизмов которые помогают людям выполнять свою работу намного быстрее и качественнее. Но для работы этих механизмов необходима энергия: существует несколько видов энергии: механическая электрическая и т.д. Механизмам для их работы необходима механическая энергия которую получают посредствам преобразования электрической энергии при электрификации и автоматизации рабочих мест.
Электрификация обеспечивает выполнение задачи широкой комплексной механизации и автоматизации производственных процессов что позволяет ускорить темпы роста производительности общественного труда улучшить качество продукции и улучшить условия труда. На базе использования электроэнергии ведется техническое перевооружение промышленности внедрение новых технологических процессов и осуществление коренных преобразований в организации производства и управлении им. Поэтому в современных технологиях и оборудовании промышленных предприятий велика роль электрооборудования т.е. совокупности электрических машин аппаратов приборов и устройств посредством которых производиться преобразование электрической энергии в другие виды энергии и обеспечивается автоматизация технологических процессов.
В современных условиях эксплуатация электрооборудования требует глубоких и разносторонних знаний а задачи создания нового или модернизации существующего электрифицированного технологического агрегата механизма или устройства решаются совместными усилиями технологов механиков и электриков. Требования к электрооборудованию вытекают из технологических данных и условий.
Электрооборудование промышленных предприятий и установок проектируется монтируется и эксплуатируется в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и другими руководящими документами.
Основными целями данного курсового проектирования является:
Получить навыки расчета и выбора электрооборудования;
Составление технической документации;
Закрепление навыков составления и чтения электрических схем.
Назначение установки и общая характеристика электрооборудования
Компрессорная установка - представляет собой компактную машину для производства сжатого воздуха выполненную в шумопоглащающем корпусе и состоящую из следующих основных агрегатов узлов и деталей: винтовой блок; блок всасывающий; электродвигателя с вентилятором; радиатора; маслосборника; блока маслоотделителя с фильтром и клапаном минимального давления; фильтра масляного; термостата; фильтра воздушного; шкафа с электроаппаратурой и устрой-
ствами защиты; панели управления с размещенными на ней органами управления программируемым контроллером и сигнальной аппаратурой.
Основные элементы стационарной компрессорная установка с одноступенчатым сжатием воздуха: фильтр компрессор двигатель воздухопровод. Кроме того в компрессорную установку входят вентили и задвижки измерительные приборы (манометры термометры и др.) предохранительные и обратные клапаны а также приборы автоматики сигнализации и управления. В компрессорную установку с многоступенчатым сжатием входят промежуточные воздухоохладители. Основные агрегаты компрессорной установки имеют циркуляционную систему смазки подаваемой шестерённым насосом через фильтр и маслоохладитель. Одна или несколько стационарных компрессорных установок вместе со зданием в котором они размещены составляют сооружение называемое компрессорной станцией.
Передвижные компрессорные установки обычно монтируются на автоприцепе или автомобильном шасси. Они состоят из компрессора (обычно поршневого с воздушным охлаждением) двигателя внутреннего сгорания а также воздухозаборника с фильтром и небольшого резервуара (ресивера) к которому присоединены несколько прорезиненных шлангов для подачи сжатого воздуха к потребителям (например пневматическим инструментам).
Для привода компрессоров в компрессорной установке используют электрические двигатели двигатели внутреннего сгорания (в том числе газотурбинные) и паровые турбины.
Компрессорные установки обслуживают доменные и сталелитейные цехи машиностроительные заводы строительные площадки предприятия горнорудной нефтеперерабатывающей и химической промышленности газопроводы природного газа и др.
Напряжение первичной обмотки U1 = 380В
Напряжение вторичной обмотки U2 = 110В
Принципиальная схема и порядок ее работы
Для работы компрессорной установки используется три двигателя М1 М2 М3. Включение установки осуществляется включением автоматическими выключателями QF1-QF4. В схеме предусмотрено автоматическое ручное управление компрессора. Выбор режима осуществляется выключателем SA2. Пуск компрессора осуществляемый кнопкой SB4 (ручной режим) или контактом промежуточного реле KL2. Автоматический режим возможен только при наличии напора воды в системе охлождения что контролируется датчиком давления SP1. Промежуточное реле KL2 управляется датчиком давления SP2минимальное давление и SP3 максимальное давление в системе.
Отключение компрессора осуществляется кнопкой SB3. Пуск насоса охлаждения осуществляется кнопкой SB2. Переключатель SA1 позволяет выбрать ведущий насос. При недостатке охлаждения одним насосом автоматически подключается второй насос что осуществляется при помощи датчика температуры SK1 и промежуточном реле KL1. Отключение насосов осуществляется кнопкой SB1. Если компрессор перегревается выше определенной температуры (датчик SK2) то включается звуковая сигнализация HA и через некоторое время (заданное установкой реле КТ) компрессор отключается.
Сигнализация включения насосов и компрессора осуществляется естественно лампами HL1-HL3 лампа HL4 сигнализирует отсутствие давления в воздушной системе. Защита двигателей от перегрузки осуществляется тепловым реле KK1-KK3 от короткого замыкания автоматическим выключателем QF1-QF4 силовая часть и цепи управления предохранителями FU1-FU4.
ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
Двигатель производственного механизма должен наиболее полно отвечать технико-экономическим требованиям т. е. отличаться простотой конструкции надежностью в эксплуатации наименьшей стоимостью небольшими габаритами и массой обеспечивать простое управление удовлетворять особенности технологического процесса и иметь высокие энергетические показатели при различных режимах работы. Конструкцию двигателя выбирают исходя из условий окружающей среды.
Правильный выбор мощности двигателя в соответствии с нагрузкой на его валу обеспечивает надежную и экономичную работу электропривода минимальную стоимость оборудования и наименьшие потери энергии при эксплуатации производственного механизма. Недостаточная мощность двигателя приводит к его перегрузке вызывает недопустимые превышения температуры отдельных частей сокращающие срок службы изоляции обмоток влечет собой быстрый выход двигателя из строя. Если мощность двигателя излишняя повышаются первоначальные затраты увеличиваются габариты масса и стоимость двигателя возрастают эксплуатационные расходы в связи со снижением к. п. д. и коэффициент мощности двигателя.
Расчет мощности двигателей для разных видов механизмов и станков имеет существенные отличия. Номинальная мощность электродвигателя называется мощность развиваемая на валу двигателя при номинальном режиме. При этом двигатель развивает номинальный вращающий момент М при номинальной скорости вращения n.
Расчёт мощности электродвигателя.
Двигатели выбираются по мощности.
Исходные данные: Электрооборудование компрессорная установки.
Производительность компрессора 12м3мин при давлении 05 МПа. Двигатели насосов около 10 кВт
Выбор двигателя компрессорной установки установки:
Для компрессора мощность двигателя определяется по формуле:
Где kз - коэффициент запаса принимается 11÷12.
Q– производительность насоса м3с
п–КПД передача 0.9.к–КПД насоса 06÷08.
B-работа затрачиваемая на сжатие 1м3воздуха до заданных рабочих давленийПа.
Выбираем двигатель 4A280М6УЗ с номинальными данными:
P2ном=90 кВт; =925%; cosφ1=089; Sном=2% ; Mma I2пI1ном=7; Mm МпМном=19
Для насосов выбираем два двигателя марки 4A132М2УЗ с номинальными данными:
P2ном=11 кВт; =88%; cosφ1=09; Sном=31% ; Mma I2пI1ном=75; Mm МпМном=16
Ток главных контактов рассчитываем по формуле:
где - расчетная сила тока; U- напряжение; cosφ- коэффициент мощности
Выбор электрических аппаратов и элементов схемы управления
При выборе аппаратов управления предпочтение необходимо отдавать наиболее современным и совершенным типам аппаратов. Выбор аппаратов управления в системах электропитания приборов и средств автоматизации производится с учетом следующих требований:
Напряжение и номинальный ток аппаратов должны соответствовать напряжению и допустимому длительному току цепи. Номинальные токи аппаратов защиты следует выбирать по возможности наименьшими по расчетным токам отдельных электроприемников при этом аппараты не должны защиты отключать цепь при кратковременных перегрузках (например при пусках электродвигателей);
Аппараты управления должны без повреждений включать пусковой ток электроприёмника и отключать полный рабочий ток. Для определения рабочего тока схемы необходимо первоначально выбрать все элементы схемы которые создают этот ток – магнитные пускатели промежуточные реле реле времени резисторы и так далее то есть все элементы которые потребляют мощность из сети. Для того чтобы найти максимальный рабочий ток схемы выбирают момент когда включено максимальное количество таких элементов схемы.
Магнитные пускатели выбирают по следующим условиям:
току и напряжению главных контактов (пусковой ток двигателей)
числу и роду главных контактов
числу и роду вспомогательных контактов
конструктивному исполнению.
Выбор магнитных пускателей:
Данные записываем в таблицу 1
Таблица 1 Результаты выбор магнитных пускателей
Напр. главных контактов В
Число главных контактов замразм
Число вспомог. контактов замразм
ПМЛ2210 с приставкой ПКЛ-11
КТИ-5185 с приставкой ПКИ-11
*- контактор открытого исполнения размещаем в шкафу управления закрытого типа (IP44)
Для сигнализации принимаем лампы СКЛ-1 с Iном=10мА и Uном=110В.
Записываем выбор промежуточных и тепловых реле в таблицу 2
Выбираем промежуточное реле реле времени .
Таблица 2 Результаты выбора магнитных реле
Выбрано (паспортные данные)
Число разомкнутых контактов по схеме = 1
Число разомкнутых контактов =1
Число замкнутых контактов по схеме = 0
Число замкнутых контактов = 0
Число разомкнутых контактов по схеме = 2
Число разомкнутых контактов =2
Число замкнутых контактов по схеме = 1
Число разомкнутых контактов = 1
Число разомкнутых контактов по схеме =0
Число замкнутых контактов = 1
Выбор переключателей:
Таблица3 Результаты выбора переключателей
При выборе кнопок и постов управления учитывают следующие условия:
ток и напряжение контактов;
число и род контактов;
конструктивное исполнение;
Цвет толкателя: красный
Число замкнутых контактов =1
Цвет толкателя: красый
Цвет толкателя: зелёный
Для схемы принимаем датчики давления SDET датчики температуры ДТМ2 акустическую сигнализацию Oris CLT-20.
Расчёт параметров и выбор аппаратов защиты
При возникновении технологических перегрузок и аварийных режимов являющихся следствием нарушений работы схемы по электрическим цепям аварийного контура протекают токи превосходящие номинальные значения на которое рассчитано электрооборудование.
В результате воздействия аварийных токов и перегрева токопроводов нарушается электрическая изоляция обгорают и плавятся контактные поверхности соединительных шин и электрических аппаратов. Электродинамические удары вызывают повреждение шин изоляторов и обмоток реакторов.
Для ограничения влияния аварийных токов и длительности из протекания применяют специальные устройства и системы защиты электрооборудования. Устройства защиты должны отключить аварийную цепь раньше чем могут выйти из строя отдельные её элементы.
При больших перегрузках или коротких замыканиях устройства защиты должны сразу отключить всю электроустановку или часть её с максимальным быстродействием для обеспечения дальнейшей работоспособности или если авария является следствием выхода из строя одного из элементов цепи предотвратить выход из строя другого электрооборудования.
Выбор предохранителей
При выборе предохранителей необходимо учитывать следующие условия:
Номинальное напряжение сети:
где Uном.пред.– номинальное напряжение предохранителя; Uном.с.- оминальное напряжение сети;
Длительный расчетный ток линии:
где Iном.вст.- номинальный ток плавкой вставки; Iдлит – длительный расчетный ток цепи.
Выбор предохранителя для цепи управления:
где Iпуск – пусковой ток двигателя α – коэффициент учитывающий условия пуска 25 - при легких условиях пуска 15-2 - при тяжелых условиях пуска или частых пусках
Выбираем предохранитель типа ВП2Т-1Ш с его данными U=250B Iпв=0315А
Для защиты силового трансформатора выбираем предохранители
Iном вст≥Ip+01*Ip max
Выбираем предохранитель типа ВПБ с его данными U=600B Iпв=2А
Выбор тепловых реле
Тепловые реле выбираются по номинальному току двигателя (или длительному расчетному току):
При выборе теплового реле необходимо стремиться к тому чтобы ток уставки находился в центре диапазона регулирования.
Тепловое реле КК1 КК2:
Принимаем тепловое реле типа РТЛ102204 с Iтр=22А и диапазоном уставки 18-25А
Принимаем тепловое реле типа РТТ-4 с Iтр=167А диапазоном уставки 136-184А
Выбор автоматических выключателей:
Выбор автоматических выключателей производится по номинальному напряжению и току с соблюдением следующих условий:
Где Uном.а - номинальное напряжение автоматического выключателя;
Uном.с. - номинальное напряжение сети;
Iном.а - номинальный ток автоматического выключателя;
Iдлит. – длительный расчётный ток цепи.
Кроме того должны быть правильно выбраны : номинальный ток расцепителяIном.расц.; ток уставки электромагнитного расцепителя элемента комбинированного расцепителяIуста.эл.магн.; номинальный ток уставки теплового расцепителя или теплового элемента комбинированного расцепителя - Iном.уста.тепл..
Номинальный ток теплового расцепителя автоматического выключателя для электродвигателя или линии электрической сети питающей группу электродвигателей выбирается по номинальному току Iном электродвигателя или расчётному Iрасчтоку линии по условию:
Iном.т.р. ≥ Iном.(Iрасч)
При затяжных условиях пуска электродвигателя тепловойрасцепитель автоматического выключателя следует увеличить на 15 - 25% т.е.:
Iном.т.р. ≥ (115 125)Iном.(Iрасч)
Номинальный ток электромагнитного расцепителя выбирается по длительному расчётному току Iрасчэлектродвигателя или линии электрической сети по у словию:
Iэл.м.расц .≥ Iрасч
Ток срабатывания (отсечка) электромагнитного расцепителя проверяется по максимальному кратковременному току Iкрлинии (уставки) по условию:
Iср.эл.м.расц. ≥ 125Iкр
Максимальны кратковременный ток можно определить по выражению:
Iкр=Iпуск.макс. + Iном.
Где Iпуск.макс – пусковой ток максимального по мощности электродвигателя А;
Iном – сумма номинальных токов остальных электродвигателей в группе кроме Iном.макс электродвигателя А.
Пусковой ток электродвигателей определяется как произведение номинального тока и кратности пускового тока Iпуск. Iном. которая приводится в технических данных электродвигателей.
Автоматический выключатель QFl:
Iдл=Iр=211+211+1661+027=2086А
Iэр = 10* Iнтр =10*250=2500 А
Iкр =Imax n+Ip=11627+211+211+027=12052A
Принимаем автоматический выключатель серии ВА 88-35 с его данными Iн=250А Iнтр=250А Iзр=2500А.
Автоматические выключатели QF2 QF3:
Iэр ≥125 * Iп=125*15825=19781А
Принимаем автоматический выключатель серии ВА 88-32 с его данными Iн=125А Iнтр=25А Iзр=500А
Автоматические выключатели QF4:
Iэр ≥125 * 11627=14534А
Iэр = 10 * Iнтр=2000А
Принимаем автоматический выключатель серии ВА 88-35 с его данными Iн=250А Iнтр=200А Iзр=2000А
Расчёт трансформатора цепей управления
Правильный выбор трансформатора имеет большое значение. Сечение провода с одной стороны должно быть такое чтобы провод не нагревался под действием прохождения по нему тока с другой стороны при большом сечении увеличивается затрата на изготовление проводов с алюминия и меди то есть с цветных металлов которые дорого стоят.
Токи вторичных обмоток I2 = 084А
Тип стержня магнитопровода-стержневой.
Частота питаний цепи F = 50 Гц
Определяем вторичную мощность трансформатора:
Находим первичную мощность трансформатора:
Где - кпдтрансформатора равно 091 по [ 1 ].
Поперечное сечение сердечника трансформатора Qcопределяем по следующей эмпирической формуле:
Где f — частота тока в сети.
К - постоянная (4-6 для масленых) (6-8 для воздушных).
Сечение сердечника может быть выражено через его размеры Qc = ab где а — ширина пластин см; b — толщина пакета пластин см. Соотношение размеров сечения сердечника может находиться в пределах bа = 12-18. Где а = 20мм b = 30мм.
Сечение стержня обычно имеет квадратную прямоугольную или ступенчатую форму вписанную в окружность. Стержни прямоугольного сердечника обычно применяют для трансформаторов до 700 ВА. Высоту Нс (см) прямоугольного стержня можно вычислить по формуле:
Ширину окна сердечника принимают по формуле:
Где m - коэффициент учитывающий более выгодные размеры окна сердечника (25-3).
Сечение ярма трансформатора с учетом изоляции между листами принимается=(1115). Qя= 1*6206=6206мм2
Сечение проводов для первичной и вторичной обмоток определяют в зависимости от тока в обмотках и допустимой плотности тока. Ток первичной обмотки определяется следующим образом:
Сечение провода первичной и вторичной обмоток определяют по формулам:
где - плотность тока по справочным данным [ ]=25 Амм.
Принимаем по справоччным данным для первич м вторич обмотки провод ПЭЛ со след данными:
без изоляции d1=038мм d2=069мм
С изоляцией d1=042мм d2=074мм
Число витков первичной и вторичной обмоток определяется по формуле:
С учетом компенсации падения напряжения в проводах число витков вторичной обмотки принимают=11*591=650 вит
После выбора основных параметров трансформатора необходимо проверить разместятся ли обмотки в окне выбранного магнитопровода.
Чтобы проверить разместятся ли обмотки в окне выбранного магнитопровода необходимо найти коэффициент заполнения окна сердечника обмоткой:
где - площадь занимаемая обмоткой;
- площадь окна сердечника.
Коэффициент заполнения окна сердечника обмоткой для маломощных трансформаторов принимают 02-04.
Следовательно обмотки свободно разместятся в окне выбранного сердечника трансформатора.
Расчет и выбор проводов и кабелей
Сечение проводов и жил кабелей цепей управления сигнализации измерения и т. п. выбирается так же как сечение проводников цепей питания по допустимым токовым нагрузкам потере напряжения и механической прочности.
Расчетный ток по которому производится выбор сечения проводов должен приниматься как большее значение тока определяемое двумя условиями: нагревом проводников длительным током и соответствием выбранному аппарату защиты т. е. допустимым отношением (кратностью) номинального тока или тока срабатывания защитного аппарата к длительно допустимому току проводов и кабелей.
Условия нагрева проводов длительным расчетным током имеет вид:
Iдлит. доп. ≥ Iрасч.
а условие соответствия выбранному аппарату защиты:
где Iдлит. доп. – допустимый длительный ток для провода или кабеля при нормальных условиях прокладки.
Выбираем кабель для питания схемы:
Iдлит=Iн1+ Iн2+ I1=1661+211+211+027=2086А
I доп=235А с s=150мм2
Производим проверку кабеля по аппарату защиты:
Принимаем сечение кабеля с допустимым током 235А. По сечению принимаем один трехжильный алюминиевый кабель марки АВВГ-4х150.
Выбираем кабель для двигателя М1:
I доп=170А с s=95мм2
Принимаем сечение кабеля с допустимым током 170А. По сечению принимаем один трехжильный алюминиевый кабель марки АВВГ-4х95.
Выбираем кабель для двигателя М2 и М3
Принимаем сечение кабеля с допустимым током 27А. По сечению принимаем один трехжильный алюминиевый кабель марки АВВГ-4х4.
Выбираем кабель для трансформатора:
Принимаем сечение кабеля с допустимым током 19А. По сечению принимаем один трехжильный алюминиевый кабель марки АППВ-2х25.
Выбираем кабель для цепи управления:
Принимаем сечение кабеля с допустимым током 235А. По сечению принимаем один трехжильный алюминиевый кабель марки АПВ-1х25.
Выбранные кабеля удовлетворяют всем требованиям.
Размещение элементов схемы управления
Все оборудование служащее для управления защиты и контроля за электродвигателем обычно располагается в шкафу или станции управления.
Внутри шкафа управления размещаются: автоматические выключатели магнитные пускатели промежуточные реле реле защиты. На передней панели или панели управления размещаются: ключи управления измерительные приборы сигнальные лампочки. При размещении аппаратуры следует учитывать ее назначение особенности монтажа и эксплуатации. В процессе разработки размещения аппаратов на панелях учитывают назначение аппаратов а также условия их монтажа и эксплуатации:
Прежде всего размещают аппараты расположение которых в шкафу предопределено их назначением и использованием; например вводной выключатель или автоматический выключатель устанавливается так чтобы его рукоятка находилась в удобном месте на уровне 15—17 м от пола; главные предохранители располагают ниже вводного выключателя или рядом с ним; тяжелые контакторы и пускатели располагают на нижней части панели.
В местах наиболее удобных для обслуживания располагают блоки и комплекты аппаратов главных узлов управления: усилительные и регулирующие устройства измерительные приборы и др.
Предохранители для отдельных силовых цепей ставят выше а тепловые реле- ниже соответствующих контакторов.
Обычно панели делятся на вертикальные и горизонтальные зоны. Внутри каждой вертикальной зоны группируются аппараты и блоки управления относящиеся к отдельному приводу станка. По горизонталям вертикальных зон располагают однотипные аппараты имеющие примерно одинаковую высоту. При этом следует стремиться к сокращению межаппаратных связей обеспечивая удобство и безопасность обслуживания.
При размещении аппаратов на панелях с передним монтажом следует предусматривать места для прокладки пучков межаппаратных и межпанельных проводов горизонтальные дорожки и вертикальные промежутки между аппаратами места для наборов зажимов и штепсельных разъемов с помощью которых производится межпанельный монтаж.
Таблица соединений оборудования
На первом листе таблицы соединений сверху пол заголовком «Технические требования» приводят:
ссылку на электрическую принципиальную схему на основании которой выполнена таблица;
при необходимости требования к выполнению электрических проводок.
Далее начинают запись проводок.
При заполнении таблицы соединений проводки записывают в пределах всего щита учитывая расположение приборов и аппаратов по возрастанию номеров маркировки цепей в принципиальной электрической схеме. Порядок заполнения граф «Таблицы соединений» следующий:
в графе «Проводник» указывают маркировку проводки (провода) по
электрической принципиальной схеме;
В графах «Откуда идет» и «Куда поступает» приводят адреса присоединения проводников.
Для общих цепей допускается не заполнять графу «Откуда идет» кроме первого адреса.
Номера выводов приборов и аппаратов проставляют в соответствии с технической документацией завода-изготовителя этих изделий. При отсутствии у аппаратов заводской нумерации выводов им присваивают условные номера которые наносят на монтажном символе. Таблица подключения.
Таблицы подключения проводок следует выполнять в порядке соответствующем расположению приборов аппаратов и зажимов в щите на виде с внутренней стороны слева направо сверху вниз последовательно по стенкам и поворотным конструкциям. В графе «Вид контакта» проставляется:
позиция приборов по спецификации или позиционное обозначение аппарата блока зажимов рейки с наборными зажимами;
Условные обозначения контактов и катушки для реле кнопок переключателей блок - контактов магнитных пускателей электромагнитов. Применяются следующие условные обозначения: 3 - замыкающий контакт Р - размыкающий контакт К - катушка.
Переключающий контакт записывается двумя строчками как контакт размыкающий и замыкающий. При этом общий вывод записывается один раз в строке где записывается размыкающий контакт.
Таблица 5 Таблица соединений для насоса.
Охрана труда и техника безопасности
Настоящая Инструкция предусматривает основные требования по организации безопасного ведения работ в насосных станциях (далее - "насосных") на предприятиях нефтепродуктообеспечения.
При производстве работ в насосных кроме требований изложенных в настоящей Инструкции должны выполняться также требования инструкций по охране труда при проведении газоопасных и огневых работ а при проведении работ на высоте более 13 м над уровнем пола или перекрытия работники должны выполнять требования "Инструкции по охране труда при работе на высоте".
К обслуживанию насосного агрегата допускаются лица достигшие 18 лет ипрошедшие медицинский осмотр обучение инструктаж и проверку знаний по охранетруда.
При проведении работ в насосных в случае нарушения правил охранытруда работники могут быть подвержены воздействию токсичных веществ повышеннойтемпературы вибрации электрического тока.
Руководитель предприятия возлагает технический надзор за эксплуатациейнасосных на квалифицированного специалиста являющегося ответственным за ихбезопасное обслуживание ведение журнала эксплуатации насосных агрегатов иоборудования насосных принятие мер по устранению обнаруженных неисправностей.
Насосная должна быть оборудована принудительной приточно-вытяжнойвентиляцией системой аварийной вентиляции сблокированной с автоматическимгазоанализатором стационарными или переносными грузоподъемными устройствамисистемой автоматического пожаротушения.
В насосной должны быть вывешены в рамках под стеклом инструкции поохране труда и пожарной безопасности по эксплуатации насосных агрегатов графикпланово-предупредительного ремонта агрегатов схема обвязки насосов и соединенийс трубопроводами и резервуарами схема электрической части насосов.
Насосные должны содержаться в чистоте и порядке. Летки и полы насоснойдолжны регулярно промываться водой скопление нефтепродуктов на полах должноустраняться. Запрещается применять для мытья полов легковоспламеняющиесянефтепродукты.
Запрещается загромождать проходы между насосами материаламиоборудованием или другими предметами.
Хранение смазочных материалов в насосной допускается в количестве неболее суточной потребности. Смазочный материал должен храниться в специальнойметаллической или полиэтиленовой таре с плотно закрытыми крышками.
Хранение легковоспламеняющихся жидкостей в насосных не допускается.
Все открытые и доступно расположенные движущиеся части насосногооборудования должны быть снабжены металлическими защитными ограждениями.
В темное время помещение насосной должно иметь освещение не менее 150лк.
Для местного освещения в темное время суток должны применятьсяпереносные аккумуляторные светильники во взрывозащищенном исполнении напряжениемне выше 12 В.
Светильники включают и выключают вне помещения насосной на расстоянии неменее 20 м.
В помещении насосной запрещается пользоваться открытым огнем и курить.Для курения должны быть отведены специально оборудованные места.
В помещении насосной для перекачки этилированного бензина следуетхранить запас чистого песка или опилок обтирочных материалов хлорной известиа также бачок с керосином для мытья рук и деталей.
В насосной необходимо иметь комплект аварийного инструмента запасаккумуляторных фонарей которые должны храниться в специальных шкафах воператорной.
Вход в помещение насосной посторонним лицам (не обслуживающимустановку) запрещен.
Работники насосных станций должны соблюдать требования правилвнутреннего трудового распорядка пожарной и электробезопасности личнойгигиены. Запрещается находиться на территории предприятия рабочем месте и врабочее время в состоянии алкогольного наркотического или токсикологическогоопьянения.
Работник должен знать приемы оказания доврачебной помощи знать местонахождения медицинской аптечки. При получении травмы немедленно сообщить об этомруководителю или другому должностному лицу нанимателя либо попросить этосделать другого работника затем обратиться в медпункт или медучреждение.
При получении травмы другим рабочим - оказать ему первую помощь и помочьобратиться в медучреждение принять меры к сохранению места происшествиянесчастного случая (если это не создает угрозы жизни и здоровью окружающих)сообщить о происшествии руководителю.
За невыполнение требований настоящей инструкции работник несетответственность в соответствии с действующим законодательством РеспубликиБеларусь.
Назначение и характеристика электрооборудования станка
.Принципиальная схема станка и порядок ее работы
Выбор электродвигателей
Расчет параметров и выбор аппаратов защиты
Расчет трансформатора цепей управления
Таблицы соединений и подключения оборудования
) Электрооборудование промышленных предприятий и установок Б.Ю.Липкин. Москва 1972г.
) Электрооборудование промышленных предприятий и установок Е.Н. Зимин В.И. Преображенский И.И. Чувашов. Москва.Энергоиздат. 1981 г.
) Асинхронные двигатели серии 4А А.Э. Кравчик. М.М. Шлаф В.И. Афонин Е.А. Соболенская. Москва. Энергоиздат. 1982г.
) Электрические аппараты В.Д. Елкин Т.В. Елкина. Минск. Дизайн ПРО. 2003 г.
) Электрические аппараты Л.А. Родштейн. Ленинград. Энергоатомиздат. 1989 г.
) ПУЭ. Издание шестое. Москва. Энергоатомиздат. 1985г.
Лампа освещения МО 36 х 100 – 1 (36 В 100 Вт 1590 Лм)
ВП2Т-1Ш U=250B I=0315А
РТЛ–102204 (18 – 25А)
Электродвигатели асинхронные
А132M2Y3 11 кВт 3000 обмин
А280М6У390кВт 1000 обмин
Выключатели автоматические
ВА 88-35 Iн=250 А Iэр=2500А Iнтр=250А
ВА 88-32 Iн=125 А Iэр=500А Iнтр=25А
ВА 88-35 Iн=250 А Iэр=2000А Iнтр=200А
КЕО11 –3 (220В 10А1з+1ркрасный грибок)
КЕО11 –4 исп.1 синий 2з (220В 4А)
КЕО11 –5 исп.1 зеленый 2з (220В 4А)

1.cdw

КП.ЭЛ-28-12.0055957.
Принципиальная схема
Электрооборудование компрессорной установки
с системой охлаждения
Пояснительная записка
Защита от перегрузки
Световая сигнализация
работы двиготелем М1
работы двиготелем М2
работы двиготелем М3
Звуковая сигнализация

подсанции на печать.docx

1Краткая технология производства . .. .. 5
2Характеристикапотребителейэлектроэнергии 6
3 Разработка структурных схем подстанции 7
4 Разработка главной схемы электрических соединений подстанци 8
5 Контрольно-измерительные приборы на подстанции 9
6 Собственные нужды электрических подстанций .. .11
1 Выбор типа и расчет мощностей трансформаторов . ..12
2 Технико-экономическое сравнение вариантов . .14
3Расчет токов короткого замыкания для выбора аппаратов и токоведущих частей .. . . .16
4 Расчетные условия и выбор аппаратов на первичном напряжении
аппаратов на первичном напряжении туры.остройства серии К-61М 21
5 Расчетные условия и выбор аппаратов на вторичном напряжении 25
6 Расчетные условия и выбор токоведущих частей электрических
соединений подстанции . . 28
7 Выбор типов релейной защиты 35
8 Выбор измерительных трансформаторов ..36
9 Выбор конструкций и описание распределительных устройств 41
Задачей курсового проекта является закрепление теоретических знаний и приобретение навыков по проектированию электрической части электростанций и подстанций а также приобретение опыта в использовании справочной литературы руководящих указаний и нормативных материалов.
Проектированию электрической подстанции предшествует разработка схемы развития соответствующей части электроэнергетической системы на ближайшие 10-15 лет. При разработке этой схемы возникает ряд вариантов подлежащих анализу и сопоставлению по технико-экономическим показателям.
На основании этих данных можно сделать вывод что цель проектирования состоит в рассмотрении и решении следующих вопросов:
выбора основного оборудования;
выбора главной схемы РУ;
выбора коммутационной аппаратуры;
выбора релейной защиты основных элементов;
выбора токоведущих частей и т.д.
Данный ряд вопросов не имеет однозначного решения. Выбор наиболее удачного варианта производится на основе теоретических расчетов.
Принимаемые решения должны обеспечивать целесообразный уровень надежности снабжения потребителей энергией требуемого качества и экономическую эффективность рациональное использование природных ресурсов защиту окружающей среды.
Следует учитывать тот факт что при проектировании используют нормативные материалы. В них фиксируют единые требования по основным показателям проектируемых объектов – надежности экономичности безопасности и удобству эксплуатации технической эстетике защите окружающей среды и т.п. – и устанавливают единую техническую политику.
1Краткая технология производства
Закон сохранения энергии гласит что в замкнутой системе энергия не может возникнуть из ничего и не может исчезнуть в никуда она может только переходить из одной формы в другую. Таким образом электрическая энергия получается преобразованием механической тепловой световой химической энергии с помощью преобразователей в электрическую. Она преобразовывается и передаётся электроприемникам которые потребляя ее совершают работу.
Электрическая энергия наиболее удобный для передачи вид энергии ее потери при передаче минимальны по сравнению с другими видами энергии. В зависимости от источника энергии чего они преобразовывают в электрическую электрические станции подразделяются на:
Тепловые электростанции и централи (энергия химического вещества).
Гидро и приливные электростанции (энергия водного потока).
Атомные электростанции (энергия получаемая при расщеплении ядра радиоактивных элементов).
Солнечные электростанции (энергия потока света).
Ветряные электростанции (энергия потока воздуха).
Самым распространенным видом электростанций в нашей республике являются тепловые. Они обладают большим преимуществом по сравнению с другими например гидроэлектростанцией так как наряду с электрической энергией вырабатывают тепловую что является более экономически целесообразным.
Рассмотрим технологию получения электрической энергии: химическая энергия сжигаемого топлива преобразуется в энергию водяного пара приводящего во вращение паровую турбину соединенную с генератором. Механическая энергия вращения преобразовывается в электрическую а отработанный пар используют для нужд производства а также отопления и горячего водоснабжения.
Коэффициент полезного действия такой электростанции составляет 50-80%.
2 Характеристика потребителей
Электроприемники по степени надежности их электроснабжения можно разделить на три категории: первую вторую третью.
Если электроприемники относятся к первой категории то к системе электроснабжения предъявляются повышенные требования а именно обеспечение электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников перерыв их электроснабжения при выходе из строя одного из источников питания может быть допущен на время автоматического ввода резерва. Такие высокие требования к электроснабжению предъявляются потому что его нарушение может привести к:
возникновению опасности для жизни людей;
значительному ущербу народному хозяйству;
повреждению дорогостоящего оборудования;
расстройству технологического процесса;
нарушению функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства;
Нарушение электроснабжения электроприемников второй категории может привести к массовому простою рабочих и оборудования нарушению нормальной деятельности большинства городских и сельских жителей. Перерыв электроснабжения допускается на время включения резерва с помощью дежурного персонала или выезда оперативной бригады но не более суток.
К третьей категории относятся все электроприемники которые не относятся к первым двум категориям.
Потребители проектируемой подстанции относятся к трем категориям: к первой –5% ко второй – 60% к третьей – 35% поэтому для надежности электроснабжения при проектировании принимаем двухтрансформаторную подстанцию.
3 Разработка структурных схем подстанции
При проектировании подстанции до разработки главной схемы составляются структурные схемы выдачи электроэнергии (мощности) на которых показываются основные функциональные части установки (трансформаторы распределительные устройства) и связи между ними. Схемы выдачи электроэнергии зависят от типа и мощности подстанции состава электрооборудования и распределения нагрузки между распределительными устройствами (далее РУ) разного напряжения.
Электроэнергия от энергосистемы поступает в РУ высшего напряжения подстанции затем трансформируется и распределяется между потребителями в РУ низшего напряжения.
Узловые подстанции не только осуществляют питание потребителей но и связывают отдельные части энергосистемы. В этом случае на подстанции кроме РУ низшего напряжения сооружаются РУ высшего и среднего напряжения и устанавливаются трёхобмоточные трансформаторы или автотрансформаторы.
Подстанция 356кВ питает приёмники всех трёх категорий поэтому принимаем двух трансформаторную подстанцию для более гибкой и надёжной работы электрической подстанции. Проектируемая подстанция является двухтрансформаторной а трансформаторы выбираются двухобмоточными. Ее структурная схема изображена на рисунке 1.
Рисунок 1 Структурная схема выдачи энергии на двухтрансформаторной подстанции
4 Разработка главной схемы электрических соединений подстанции
Главная схема электрических соединений подстанции разрабатывается после разработки структурной схемы. Она представляет собой совокупность основного электрического оборудования сборных шин коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними соединениями. От выбора главной схемы зависит состав элементов и связей между ними. При ее проектировании определяется категория подстанции ее назначение тип присоединения способ защиты трансформаторов подстанции. Главная схема электрических соединений определяет основные качества электрической части подстанций: надежность экономичность ремонтопригодность безопасность обслуживания удобство эксплуатации удобство размещения электрооборудования возможность дальнейшего расширения и т.д.На рисунке 2 изображена главная схема проектируемой подстанции.
Рис.2 Главная схема электрических соединений подстанции
Подстанция является проходной потребительской двух трансформаторной. Трансформаторы приняты двух обмоточными защита трансформаторов выполняется с помощью выключателей. «Мостик» расположен со стороны трансформатора.
Схема с выключателем в перемычке обеспечивает при повреждении на линии и отключении одного трансформатора возможность подключить его ко второй линии.Выключатель в перемычке в нормальном режиме работы подстанции должен быть включен чтобы при коротком замыкании (далее КЗ) была возможность быстрого отключения поврежденного участка схемы и восстановления с помощью АВР питания потребителей подстанции
5 Контрольно-измерительные приборы на подстанции
Контроль над режимом работы электрооборудования на подстанциях осуществляется с помощью контрольно-измерительных приборов (указывающих и регистрирующих).Приборы контроля для различных присоединений могут устанавливаются в разных местах: на центральном пульте управления на блочных щитах управления и на местных щитах.
Даже на аналогичных присоединениях в зависимости от особенностей их режима работы количество контрольно-измерительных приборов может быть различным.
Перечень используемых контрольно-измерительных приборов представлен в таблице 1
Таблица 1. Контрольно-измерительные приборы на подстанции
Потребляемая мощность ВА
Понижающий двухобмоточный трансформатор
Счетчики активной энергии
В цепи тока - 01; в цепи напряжения - 1
Счетчик реактивной энергии
Продолжение таблицы 1
Вольтметр для измерения междуфазного напряжения
Вольтметр с переключением для измерения трехфазных напряжений
Секционный выключатель 6кВ
Дугогасительный реактор
6 Собственные нужды электрических подстанций
Установки собственных нужд является важным элементом электрических подстанций.
К категории собственных нужд подстанций относится потребление электроэнергии токоприемниками обеспечивающими необходимые условия функционирования оборудования подстанций в технологическом процессе преобразования и распределения электрической энергии.
Состав потребителей собственных нужд (далее с.н.) подстанций зависит от типа подстанции мощности трансформаторов наличия синхронных компенсаторов типа электрооборудования. Наименьшее количество потребителей собственных нужд на подстанциях выполненных по упрощённым схемам без синхронных компенсаторов без постоянного дежурства. Это электродвигатели обдува трансформаторов обогрев приводов QR и QN шкафов КРУН а также освещение подстанции.
На подстанциях с выключателями ВН дополнительными потребителями являются компрессорные установки (для выключателей ВНВ ВВБ) а при оперативном постоянном токе – зарядный и подзарядный агрегаты. При установке синхронных компенсаторов необходимы механизмы смазки подшипников насосы системы охлаждения GC.
Наиболее естественными потребителями собственных нужд подстанций являются оперативные цепи система связи телемеханики система охлаждения трансформаторов и GC аварийное освещение система пожаротушения электроприемники компрессорной.
Мощность потребителей собственных нужд не велика поэтому они присоединяются к сети 380220В которая получает питание от понижающих трансформаторов.
1 Выбор типа и расчет мощности трансформаторов
По данным принимаем трансформатор силовой масляный трехфазный двухобмоточный с регулированием напряжения под нагрузкой (4 ступени по 25%) типа ТД напряжения 35кВ.
Производим расчет мощности трансформатора для двухтрансформаторной подстанции по формуле:
где: Sтр. – мощность трансформатора кВА
Sp – расчетная мощность трансформатора кВА
– коэффициент загрузки трансформатора 07 [1]
N – число трансформаторов
Принимаем [2] трансформатор ТД-1000035 для первого варианта. Технические характеристики предоставлены в Таблице 2.
Рассчитываем действительный коэффициент загрузки по формуле:
где:Sн. - номинальная мощность трансформатора кВА
Проверяем его при аварийном режиме по формуле:
где: I и II – категории электроприемников = 065
– коэффициент перегрузки
По формуле (1) выбираемтрансформатор для двухтрансформаторной подстанции:
Принимаем [2] трансформатор ТМ-630035 для первого варианта.
Аналогично производим расчет мощности трансформатора собственных нужд по формуле (1):SткВА
Выбираем трансформатор типа ТМГ-2506
Расчитываем действительный коэффициент загрузки:
Таблица 2. Технические характеристики трансформаторов
Мощность трансформатора кВА
2 Технико-экономическое сравнение
Выбор одного из вариантов определяется сравнением показателей надежности безопасности экономичности маневренности. Для окончательного выбора рассмотрим два-три варианта с выявлением капитальных затрат включающих в себя стоимость оборудования трансформаторной подстанции. Эксплуатационные расходы складываются из стоимости потерь и амортизационных отчислений. Суммарные затраты состоят из капитальных затрат и эксплуатационных расходов.
Для определения капитальных затрат принимаем основное оборудование объединенное в таблицу 3.
Таблица 3. Капитальные затраты
Наименование продукции
Производим расчет экономических показателей:
Время максимальных потерь определяем по формуле
=(0124+Тmax10000)2*8760 (6)
где:Tmax - число часов использования максимума нагрузки ч.
Годовые потери электроэнергии в одном трансформаторе рассчитаем по формуле:
W=Px.x.*T+Pк.з.*д2* (7)
где:T- годовое время работы трансформатора (8760ч) [1]
Px.x. – мощность потерь холостого хода кВт.
Pк.з. - Мощность потерь короткого замыкания кВт.
д2–коэффициент загрузки трансформатора.
- время максимальных потерь ч.
Годовые потери в двух трансформаторах рассчитаем по формуле:
где:W - годовые потери в одном трансформаторе кВт*ч.
Экономически целесообразные схемы определяются минимальными приведенными затратами:
где:рн – нормативный коэффициент экономической эффективности; 012
К - капиталовложения тыс.руб.
И - годовые эксплуатационные издержки тыс.рубгод.
У – ущерб от недоотпуска электрической энергии .
Ущерб определяется только в том случае если сравниваемые варианты имеют существенное различие по надежности питания.
В учебном проектировании ущерб обычно не учитывается.
Издержки определяем по формуле:
И=ра+ро*К+с*W*10-5 (10)
где: (ра+ро) – коэффициент отчислений на амортизацию и обслуживание 0093
с - стоимость 1кВтч потерь тыс. руб.
Производим расчет экономических показателей для первого варианта.
Время максимальных потерь определим по формуле (4):
=0124+6000100002*8760=4591ч.
По формуле (5) рассчитаем годовые потери в одном трансформаторе:
W=145*8760+65*0732*4591=286045 кВт*ч.
Для расчета потерь в двух трансформаторах воспользуемся формулой (6):
W=2*286045=572090кВт*ч.
По формуле (9) рассчитаем годовые эксплуатационные издержки:
И1=0093*247+08*572090*10-5=687тыс.руб.
Приведенные затраты определяем по формуле (8):
З1=012*247+687=984 тыс.руб.
Производим расчет экономических показателей для второго варианта.
Годовые потери в одном трансформаторе по формуле (5):
W=8*8760+465*0782*4591=199962кВт*ч.
По формуле (7) годовые потери в трех трансформаторах:
W=3*199962=599886кВт*ч
И2=0093*2565+08*599886*10-5=72тыс.руб.
З2=012*2565+72=1026тыс.руб.
Вывод: Принимаем для расчета двухтрансформаторную подстанциюТД-1000035 так как она является наиболее экономичной.
3 Расчет токов короткого замыкания для выбора аппаратов и токоведущих частей
По расчетной схеме где представлены элементы коротко замкнутой цепи составляем схему замещения в виде активных и индуктивных сопротивлений. С учетом того что активное сопротивление мало относительно индуктивного то в установках напряжением выше 1000В его не учитывают.
Схема замещения путем постепенного преобразования приводится к одному эквивалентному сопротивлению а затем ток короткого замыкания определяется по закону Ома.
Токи короткого замыкания в установках выше 1000В рассчитывается методом относительных единиц. Этот метод дает более простую структуру расчетных выражений. Относительные величины при расчете короткого замыкания приводятся к базисному напряжению и их базисной мощности.
При мощности источника равной бесконечности его сопротивление принимаем равнымнулю.
Сопротивление трансформатора в относительных единицах определяется по формуле:
Xтр=Uк.з.100*SбSтр (11)
где— напряжение короткого замыкания трансформатора кВ.
— базисная мощность принимается произвольно МВА
Индуктивное сопротивление воздушной и кабельной линии определяется:
Хl=Хo*l*SбUcp2 (12)
гдеl — длина линии км.
Uср- среднее напряжение принимается вместо действительного кВ.
Хо – удельное сопротивление линии Омкм.
Начальный периодический ток определяется:
Iпо=Eэкв* IбXрез (13)
где — базисный ток кА
— результирующее сопротивление.
Базисный ток определяется по формуле:
Ударный ток короткого замыкания:
где — коэффициент ударный принимается по справочным данным в зависимости от места короткого замыкания [3].
Сопротивление трех обмоточного трансформатора:
XB=05*(Uвс+Uвн-Uсн)100*SбSн.тр. (16)
Xс=05*(Uвс+Uсн-Uвн)100*SбSн.тр. (17)
Xн=05*(Uвн+Uсн-Uвс)100*SбSн.тр. (18)
Хв- сопротивление на высокой обмотке.
Хс- сопротивление на средней обмотке.
Хн- сопротивление на низкой обмотке.
Если задана мощность то относительное сопротивление источника определяется через сверхпереходное сопротивление генератора базисную мощность и номинальную мощность.
где Р - мощность источника МВт.
- коэффициент мощности.
Эквивалентное ЭДС для 2-х источников:
Eэкв=EcXc+EcXcXr+Xc (21)
Произведем расчет токов короткого замыкания.
Рисунок 3.Расчетная схема.
Рисунок 4. Схема замещения
Принимаем Sб=100МВА.
Производим расчет тока короткого замыкания для первой точки.
Сопротивление источника вычисляем по формуле (18):
Сопротивление линии вычисляем по формуле (11):
Х2= 04*100*10001152=302
Х8=X9=04*40*1000372=1169
Сопротивление трансформатора вычисляем по формуле (10)
Х10=Х11= 001*75*100010=75
Определяем номинальную мощность по формуле (19):
Сопротивление источника определяем по формуле (18):
Х3=Х4=012*1000375=32
Определяем сопротивление трехобмоточного трансформатора по формулам (151617):
Х5= 05*017+0105-007*100040=255
Х6= 05*0105+007-017*100040=006
Х7=05*017+007-0105*100040=169
Рисунок 5. Схема замещения
Определяем сумму сопротивлений:
Х13=Х12+Х6=16+006=166
Х14=Х1+Х2+Х5=02 +302+255=577
Х15=Х82+Х7 =11692+169=754
Х16=Х12*Х13Х12+Х13+Х14=577*166577+166+754=88
Находим эквивалентное ЭДС для двух источников по формуле (20):
Еэкв=Ec *Х13+Eг*Х14Х14+Х13 =113*166+1.08*577166+577=1.19
Производим дополнительное преобразование схемы:
Рассчитываем токи короткого замыкания от первой ветви:
токи определяем по формулам (1213):
Iб= 10003*37 = 156кА
Iп.о =119*15688=21кА
Находим ударный ток короткого замыкания по формуле (14):
Iуд=2*1608*21=478 кА
Расчет для второй точки короткого замыкания аналогичен:
Находим общее сопротивление:
Х17= Х11+X16= 88+75= 163
Находим токи по формулам (12 1314):
Iп.о = 119*9164163=67кА
Iуд = 2*16*67 = 1516 кА
Значения токов короткого замыкания для двух точек приведины в таблице 4.
4 Расчетные условия и выбор аппаратов
на первичном напряжении
Цель выбора — обеспечить электрическую установку надежным в работе безопасным в обслуживании и экономическим в монтаже и эксплуатации оборудованием.
Для этого выбранные аппараты шины и кабели должны:
а) соответствовать условиям окружающей их среды или роду установки.
б) иметь такие номинальные параметры чтобы удовлетворять условиям работы в нормальном режиме и при коротком замыкании.
в) отвечать требованиям технико-экономической целесообразности.
Выключатели выбираются по следующим параметрам:
По длительному току:
Проверку выключателей следует производить по следующим параметрам:
По отключающей способности:
На симметричный ток отключения:
Отключение апериодической составляющей тока короткого замыкания:
где:iа.ном.- номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключенном токе для времени
норм.- номинальное значение содержания апериодической составляющей в отключаемом токе % .
iа- апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент расхождения контактов .
3 если условие Iп.≤Iоткл.ном. соблюдается а iа>iа.ном. то допускается производить проверку по полному току короткого замыкания
По включающей способности:
где: Iвкл.- номинальный ток включения
iвкл.- наибольший пик тока включения рассчитываемый по формуле:
где: Kу- ударный коэффициент нормированный для выключателя 18
На электродинамическую стойкость:
где: Iпр.скв.- действующее значение периодической составляющей предельно сквозного тока короткого замыкания.
iпр.скв.- QUOTE iпр.скв.- наибольший пик тока электродинамической стойкости.
На термическую стойкость:
где: Iтер.-ток термической стойкости.
tтер- QUOTE tтер- длительность протекания тока термической стойкости с.
Bк- QUOTE Bк- тепловой импульс тока короткого замыкания рассчитывается по формуле: Bк=Iп.02tоткл+Та
Проверка выключателей по параметрам восстанавливающегося напряжения наконтактах выключателя в учебном проектировании обычно не производится так как в большинстве энергосистем реальные условия восстановления напряжения соответствуют условиям испытания выключателя.
При выборе типа разъединителя нужно обращать внимание на необходимое количество заземляющих ножей и место их установки. В схеме должно быть предусмотрено такое количество заземляющих ножей чтобы исключить необходимость использования переносных заземляющих ножей.
Разъединитель выбирается по тем же параметрам за исключением включающей и отключающей способностей.
Выбираем выключатель ВГБ-110[1]. Его технические характеристики указаны в таблице №4.
Таблица №4 Технические характеристики выключателя:
По формуле (23) определяем расчетное время отключения:
Принимаем по [1] Ta = 002c.
iвкл. ном. = =2828кА
tоткл=005с tтерм = 3с
Выбираем разъединитель РГ-35 1000 УХЛ1 и РГ35-111000 УХЛ1. Разъединители данной марки выпускаются с одним двумя или без заземляющих ножей поэтому их количество зависит от места установки. Его номинальные данные указаны в таблице №5.
Таблица №5 Технические характеристики разъединителя РГ-351000 УХЛ1
Таблица 6. Данные о выборе и проверке аппаратов.
Iтер2×tоткл=781 кА2с
Iтер2×tоткл=128 кА2с
Выбираем предохранитель для защиты измерительного трансформатора напряжения. Предохранители характеризуется номинальным напряжением номинальным током и номинальным током отключения. Кварцевые предохранители для защиты измерительных трансформаторов напряжения типа ПКН имеют неограниченную отключающую способность и их выбор осуществляется по конструкции и роду установки и по напряжению установки.
По формуле:Uуст≤Uном
По [1] принимаем предохранитель ПКН 001-35 У1.
Выбираем ОПН: он выбирается по напряжению - ОПН-110 УХЛ 1.
Выбранные аппараты удовлетворяют всем требованиям поэтому принимаем их к установке.
5 Расчетные условия и выбор аппаратов на вторичном напряжении
Комплектное распределительное устройство (далее КРУ) состоит из шкафов со встроенными в них аппаратами для коммутации управления измерения защиты и регулирования совместно с их несущими конструкциями кожухами электрическими соединениями и вспомогательными элементами.
КРУ состоит из: вводного шкафа шкафа с трансформатором собственных нужд линейного шкафа шкафа с секционными выключателями шкафа с измерительными трансформаторами и с заземлением сборных шин с аппаратами защиты от перенапряжений.
КРУ выбирается по максимальному току по формуле (25):
Принимаем КРУ серии ЕС-01-6-201600-У3. Его номинальные данные сводим в таблицу 7.
Таблица 7 Номинальные данные КРУ.
КРУ ЕС-01-6-201600-У3
Выбор вводного выключателя:
Выбираем выключатель BBTEL1600[4] и его номинальные данные сводим в таблицу 8.
Таблица 8 Номинальные данные вводного выключателя
По формулам (22) – (31) выбираем выключатель:
Принимаем по [1] Ta = 003c.
tоткл=0025с tтерм = 3с
Выбор выключателя на отходящих линиях:
Выбираем количество отходящих линий оно производится по условию:
Подставляем значения в формулу (32):
Выбираем по [4] выключатель BBTEL630. Номинальные данные выключателя сводим в таблицу9.
Таблица 9 Номинальные данные выключателя на отходящих линиях:
Проверка выключателя на отходящую линию аналогична вводному выключателю только вместо Iутяж и Iнорм берётся Iр:
Подставляем значения в формулу (33):
Выбор секционного выключателя:
Секционный выключатель выбираем по току:
Imax =07·Iутяж=07·134715=943А
Выбираем по [4] выключатель BBTEL1000. Номинальные данные выключателя сводим в таблицу10:
Таблица 10 Номинальные данные секционного выключателя:
Проверка секционного выключателя аналогична вводному выключателю.
Расчетные и номинальные данные выключателей сводим в таблицу11:
Таблица 11 Данные выключателей:
Каталожные данные. Вводной BBTEL1600
Каталожные данные. Секционный BBTEL1000
Каталожные данные. Линейный BBTEL630
I2терм*tоткл =14кА2с
Выбранный выключатель удовлетворяет всем требованиям поэтому принимаем его к установке.
Выбираем ОПН: выбирается по напряжению - ОПН-п-6610550.
Выбор предохранителя для измерительного трансформатора напряжения
Выбираем по [1] предохранитель ПКН001-10УЗ с номинальными данными:
Проверяем по условию:Uном ≥ Uуст
Выбранные предохранители удовлетворяют всем требования значит принимаем их к установке.
6 Расчетные условия и выбор токоведущих частей электрических соединений подстанции
Гибкие токопроводы применяются для соединения электрических аппаратов в РУ.В РУ 35кВ и выше она выполняется неизолированными проводами марки АС. Для соединения генератора и трансформатора с РУ 6кВ гибкийтокопровод выполняется пучком проводов. Два провода из пучка сталеалюминевые они несут в основном механическую нагрузку от собственного веса гололеда и ветра. Остальные провода алюминиевые и являются только токоведущими их сечение рекомендуется выбирать большими так как это уменьшает число проводов и стоимость токопровода.
Расчет гибкого токопровода заключается в определении числа и сечения проводников.
Выбор гибкоготокопровода на напряжение 35кВ
Выбираем сечение по экономической плотности тока:
где Jэк – экономическая плотность тока [5] в зависимости от характеристицки и часов использования максимума нагрузки принимаем равным 1Амм2. Сечение должно быть не меньше:
Принимаем [6] сталеалюминевый провод АС-9516с диаметром 16 мм Iдоп=330А;
Проверяем по допустимому току:
Проверяем на термическую устойчивость:
где C – коэффициент выделения тепла соответствующий разности тепла после и до короткого замыкания принимается по [5] в зависимости от материала проводника и конструкции принимаем равный 91.
По формуле (30) определяем минимальное сечение:
Провод термически устойчив:
Принимаем к установке гибкийтокопровод АС-9516.
Проверяем провода на коронирование:
где Е – напряженность электрического поля у проводника;
Ео – максимальное значение начальной критической напряженности.
где U – линейное напряжение кВ
ro – радиус провода см
Dср – среднее геометрическое расстояние между проводами фаз см
где D – расстояние между соседними проводами фаз должно быть не менее 50cм так какU =35кВ.
где m – коэффициент учитывающий шероховатость поверхности провода (для однопроволочных проводов m=1).
По формуле (38) находим радиус провода:
По формуле (39) находим среднее геометрическое расстояние между проводами фаз:
По формуле (37) находим Е:
По формуле (40) находим Еo:
Выбираем подвесные изоляторы на напряжение 35кВ:
ПС-6А (количество - 3).
Выбор гибкого токопровода на напряжение 6 кВ:
По формуле (29) рассчитываем сечение токопровода. j =1А мм2 так как Tmax=6000ч:
Принимаем два сталеалюминевых провода АС-30066 с Iдоп =680А.
По формуле (35) определяем минимальное сечение:
Проверяем гибкийтокопровод по допустимому рабочему току:
Выбор сечения жестких сборных шин в комплектном распределительном устройстве напряжением 6 кВ производится по нагреву:
Принимаем по [1] однополосную алюминиевую шину 80х10 с Iдоп=1480А типа АД31Т с допустимым механическим напряжением доп=89МПаи поперечным сечением шины 800мм2.
Проверяем шину на термическую стойкость по условию:
Шина термически устойчива.
Проверяем шину на динамическую устойчивость. Для этого определяем наибольшее удельное усилие при трехфазном коротком замыкании по формуле Нм:
где Кф— коэффициент формы шин принимается в зависимости от соотношения размеров шины Кф =1
а — расстояние между шинами а=200 мм=02м [1]
Момент сопротивления при расположении шины плашмя м3:
где b — ширина шины м
Момент инерции поперечного сечения шины см4
Изгибающий момент определяется по формуле:
где L – принятая к расчету длина пролета определяемая по формуле:
Напряжение в материале шины возникающее при воздействии изгибающего момента МПа:
Шины механически прочны если:
Выбранная шина удовлетворяет всем условиям.
В РУ шины устанавливаются на опорных проходных и подвесных изоляторах. Жесткие шины устанавливаются на опорных изоляторах выбор которых производится по следующим условиям:
по номинальному напряжению:
по допустимой нагрузке:
где Fрасч – сила действующая на изолятор;
Fдоп – допустимая нагрузка на головку изолятора Н
где Fразр – разрушающая нагрузка на изгиб кг*с
Сила действующая на изолятор определяется по формуле:
где Кn – поправочный коэффициент на высоту шины если шина расположена плашмя Кn=1.
Выбираем по [6] опорный изолятор ИОР-6-375. Данные сводим в таблицу 12.
Таблица 12 Номинальные данные
Определяем допустимую нагрузку на головку изолятора по формуле (47):
Находим силу действующую на изолятор по формуле (48):
Изолятор удовлетворяет условиям поэтому принимаем к установке опорный изолятор ИОР-6-375.
Проходной изолятор выбирается по тем же условиям что и опорный а также по максимальному рабочему току:
Выбираем по [6] проходной изолятор ИПУ-101600-125. Данные сводим в таблицу 13.
Таблица 13 Номинальные данные
Находим силу действующую на изолятор по формуле (49):
Определяем допустимую нагрузку на головку изолятора:
Сводим в таблицу 14 расчетные и номинальные данные изолятора.
Таблица 14 Данные проходного изолятора
Изолятор удовлетворяет условиям поэтому принимает к установке проходной изолятор ИПУ-101600-125.
по напряжению установки
по экономической плотности тока Fэк
где Jэк = 16Амм2 [1]
где Iдоп - длительно допустимый ток (А) с учетом поправки на число рядом проложенных в земле кабелей К1 (принимается равным 1) и на температуру окружающей среды К2(принимается равным 1) с учетом коэффициента перегрузки в
послеаварийном режиме Кав (принимается равным 123)
по термической стойкости
Производим выбор кабеля:
Выбираем для всех отходящих линий кабель с алюминиевыми жилами с изоляцией из сшитого полиэтилена.
Проверяем по напряжению:
Производим расчет сечения кабеля :
Выбираем по [6] кабель трехжильный алюминиевый с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение U=10кВ сечением F=120мм2 Iдоп.ном=271А для прокладки в земле типа АПвП.
Проверяем по допустимому току (50):
Iдоп=271*1*1*123=3333А
По термической стойкости:
Выбранный кабель удовлетворяет всем условиям.
7 Выбор типов релейной защиты
Выбор типов релейной защиты осуществляется в соответствие с техническим кодексом установившейся практики (далее ТКП).
Должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от следующих видов повреждений и ненормальных режимов:
Для трансформаторов собственных нужд:
От многофазных замыканий в обмотках и на выводах - продольная дифференциальная токовая защита трансформатора без выдержки времени.
От токов в обмотках обусловленных внешними КЗ – максимальная токовая защита с комбинированным пуском напряжения или без него.
От токов в обмотках обусловленных перегрузкой – максимальная токовая защита от токов обусловленных перегрузкой с действием на сигнал.
От замыканий внутри бака и понижения уровня масла – газовая защита с действием на сигнал при слабом газообразовании и понижении уровня масла и на отключение при интенсивном газообразовании и дальнейшем понижении уровня масла.
Для трансформаторов:
Многофазных замыканий в обмотках и на выводах – продольная дифференциальная токовая защита без выдержки времени.
Однофазных замыканий на землю в обмотке и на выводах присоединенных к сети с глухозаземленнойнейтралью.
Витковых замыканий в обмотках – газовая защита с действием на сигнал при слабом газообразовании и понижении уровня масла и на отключение при интенсивном газообразовании и дальнейшем понижении уровня масла.
Токов в обмотках обусловленных внешними КЗ – максимальная токовая защита с комбинированным пуском напряжения или без него.
Токов в обмотках обусловленных перегрузкой – максимальная токовая защита от токов обусловленных перегрузкой с действием на сигнал.
Для сборных шин 6 кВ:
Для секционированных шин 6-10 кВ подстанций предусмотрено двухступенчатая неполная дифференциальная защита первая ступень которой выполнена в виде токовой отсечки по току и напряжению а
вторая – в виде максимальной токовой защиты. Защита должна действовать на отключение питающих элементов и трансформатора собственных нужд.
8 Выбор измерительных трансформаторов
Трансформаторы тока выбирают по напряжению по токупо электродинамической стойкости по термической стойкости классу точности и вторичной нагрузке.
Вторичная нагрузка определяется по формуле:
r2н≥rпр+rпров+rк (51)
где rпр – сопротивление приборов принимаем по справочным материалам или по формуле: rпр=SпрIн22 (52)
rк – сопротивление переходных процессов равное: 005 Ом – если ко второй обмотке подключено 2-3 прибора и 01 Ом – если более 3 приборов;
rпров – сопротивление проводов определяемое по формуле
rпров=r2н-rпр-rк (53)
Сечение провода рассчитывается по формуле q=ρ Lрасчrпров (54)
где Lрасч– расчётная длинна принимаемая в зависимости от действительной длинны и от схемы соединения измерительных трансформаторов тока.
При соединении в неполную звезду
При соединении в полную звезду:
Действительное сопротивление провода рассчитываем по формуле:
rпров=ρ Lрасчqст (57)
Выбираем трансформатор тока на первичном напряжении подстанции.
Трансформаторы тока выбираются по типу и номинальному току.
По [5] принимаем встроенный трансформатор тока ТВ-35. Его номинальные данные представлены в таблице15.
Таблица 15. Данные трансформатора тока:
Так как трансформатор тока встроен в выключатель то проверять его на динамическую стойкость не нужно. В таблицу 16 сведены расчетные и номинальные данные трансформатора тока.
Таблица 16. Данные трансформатора тока.
Выбор трансформаторов напряжения на напряжение 35кВ осуществляется по роду установки по конструкции по напряжению и по классу точности.
Принимаем для наружной установки измерительный трансформатор напряжения типа НОМ 35-66У1U1=35кВ U2=100В класс точности –3.
Выбираем трансформаторы тока на вторичном напряжении подстанции.Согласно требуемым значениям для вводного секционного и линейного шкафа принимаем трансформатор тока ТОЛ-10-IM2.
Технические характеристики трансформаторатока сводим в таблицу 17.
Таблица 17. Номинальные данные трансформатора тока.
Для проверки трансформатора тока по вторичной нагрузке пользуемся каталожными данными приборов представленных в таблице 1. Определяем нагрузку по фазам для наиболее загруженного трансформатора тока. Данные сводим в таблицу 18
Таблица 18. Вторичная нагрузка трансформатора тока во вводном шкафу
Счетчик активной энергии Меркурий 230 ART.
Счетчик реактивной энергии Меркурий 230 ART.
Регистрирующий амперметр H-344
Проверяем по вторичной нагрузке:
Определяем номинальную мощность всех приборов
Определяем общее сопротивление приборов по формуле (50):
rк = 01 Ом так как количество приборов больше 3 шт.
Определяем сопротивление проводов по формуле (51):
Выбираем сечение провода. Для линий 6кВ L=5м. Определяем расчетную длину по формуле (53):
Для алюминия удельное сопротивление равно ρ = 00283 Омм.
Определяем сечение провода по формуле (52):
По справочным материалам выбираем ближайшее стандартное сечение
Производим проверку по формуле (55):
Производим проверку:
Полученные значения подставляем в формулу (49):
Данные о выборе и проверке трансформаторов тока сведены в таблицу 19.
Таблица 19. Данные о выборе и проверке трансформаторов тока
Данные трансформаторов тока
В линейном шкафу ТОЛ-10-IМ 2
Данный тип трансформатора полностью удовлетворяет условиям выбора
Измерительный трансформатор напряжения выбираем по условиям (17) (58)и классу точности.
Принимаем по [8] трансформатор напряжения НАМИТ-6-2 УХЛ1. Технические характеристики сводим в таблицу 20.
Таблица 20. Номинальные данные измерительного трансформатора напряжения.
Для проверки измерительного трансформатора напряжения по вторичной
нагрузке пользуемся каталожными данными приборов представленных в таблице 18. Определяем суммарную нагрузку. Данные сводим в таблицу 18.
Таблица 18. Вторичная нагрузка измерительного трансформатора напряжения
Мощность одной обмотки ВА
Общая потребляемая мощность
Вольтметр для измерения междуфазного напряжения PZ194U-2S1T
Вольтметр с переключением для измерения трехфазных напряжений PZ194U-2S4T
Счетчики активной и реактивной энергии Меркурий 230 АRT.
Выбранный измерительный трансформатор напряжения соответствуют всем условиям.
9 Выбор конструкций и описание распределительных устройств
Наиболее распространенным РУ высшего напряжения на 35кВ является открытое распределительное устройство (далее ОРУ).
ОРУ имеет следующие преимущества перед РУ закрытого типа:
меньший объем строительных работ так как необходимы лишь подготовка площадки устройство дорог сооружение фундаментов и установка опор в связи с этим уменьшаются время сооружения и стоимость ОРУ;
легче выполняются расширения и реконструкция;
все аппараты доступны для наблюдения.
В то же время ОРУ имеют следующие недостатки:
менее удобные в обслуживании при низких температурах и в ненастье;
занимают большую площадь чем ЗРУ;
аппараты на ОРУ подвержены запылению загрязнению и колебаниям температуры.
В качестве РУ на 6 кВ применяем КРУ. КРУ набираются из отдельных камер в которые встроены электротехническое оборудование устройство релейной защиты и автоматики измерительные приборы.
Оно обладает следующими преимуществами:
монтаж КРУ проводится быстрее чем ОРУ;
КРУ более безопасны в обслуживании просты и надежны;
менее подвержены запылению увлажнению и колебаниям температуры;
возможность быстрой замены неисправностей выключателя при использовании шкафов с выкатными тележками.
повышенная стоимость по сравнению с ОРУ.
Для проектируемой подстанции принято для напряжения 35кВ ОРУ а для напряжения 6кВ КРУ РУ ЕС-01-6-201600-УЗ [5]. Виды основных шкафов: с вакуумными выключателями с разъемными контактными соединениями с трансформаторами напряжения с предохранителями силовыми с силовыми трансформаторами собственных нужд.
В настоящее время энергосбережение - одна из приоритетных задач. Это связано с дефицитом основных энергоресурсов возрастающей стоимостью их добычи а также с глобальными экологическими проблемами. Экономия энергии - это эффективное использование энергоресурсов за счет применения инновационных решений которые осуществимы технически обоснованы экономически приемлемы с экологической и социальной точек зрения.В разрабатываемой подстанции фактор энергосбережения осуществлялся за счёт экономического выбора трансформаторов аппаратов и токоведущих частей.
Выбор трансформаторов производился по технико-экономическому показателю в который входили: потери электроэнергии(W) и приведённые затраты(З). В трансформаторе ТМН-630035потери электроэнергии составили 2480297кВт а в ТД-1000035 потери составили 2064756кВт однако приведённые затраты второго трансформатора оказались больше первого 523тыс>512тыс. После всех расчётов был выбран трансформатор с наибольшими приведёнными затратами так как он является наиболее экономичней.
Токоведущие части также выбирались по экономическому показателю сечения и количество жил проводов. Выбирались как можно ближе к расчётным данным дабы избежать лишних затрат. Нами был выбран кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена типа АПвП который обладает рядом преимуществ а именно:удобная прокладка кабеля – сшитый полиэтилен серьезно снижает массу и габариты кабеля в сравнении с аналогичных характеристик бумажной оболочкой упрощается прокладка в грунте и трассах с разностью уровней; ниже диэлектрические потери более высокие электроизоляционные характеристики;повышенная термоустойчивость.
Для защиты трансформатора и линии были выбран высоковольтный элегазовый выключатель ВГБЭ-35 который имеет ряд преимуществ перед баковым а именно: относительно малые габариты и массапожаро- и взрывобезопасностьбыстрота действия высокая отключающая способность.
Для защиты шкафов КРУ был выбран вакуумный выключатель серии BBTEL который имеет ряд достоинств перед маломасляным: отсутствие необходимости в замене и пополнении масла высокая износостойкость при отключении как номинальных токов так и токов короткого замыканияпростота эксплуатации снижение эксплуатационных затрат.
Рожкова Л.Д. Электрооборудование электрических станций и подстанцийЛ.Д.Рожкова Л.К.Корнеева Т.В.Чиркова. Москва:Академия 2004
Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения Г.Н. Ополева. Москва: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М 2008.
Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций Б.Н. Неклепаев. Москва: Энергоатомиздат 1986
Балаков Ю.Н. Проектирование схем электроустановок Ю.Н.Балаков М.Ш.Мисриханов А.В.Шунтов. Москва: Издательский дом МЭИ 2006.
Каталог «КРУ РУ ЕС 01-6-201600»

Документ Microsoft Word.docx

Лампа освещения МО 36 х 100 – 1 (36 В 100 Вт 1590 Лм)
ПРС – 6 6 А 380 В ПВД с Iном=4А
Реле тепловое РТЛ–1014 (7 – 10А)
ПМ 12 – 010150 УХЛ4 А (1з)
Электродвигатели асинхронные
А132M2Y3 11 кВт 2900 обмин
А100L8У3 15 кВт 750 обмин
ПА – 22 112 кВт 2800 обмин
Выключатели автоматические
ВА-163 С25 УХЛ3 Iн=25 А Iкз=4500 А
Тумблер ПЕ-061 (1з+1р)
ПЕ-081 УХЛ2 исп.1 (2 полож. с нейтралью)
АЕ – 22 (220В 10А1з+1ркрасный грибок)
КЕ – 011 исп.1 синий 2з (220В 4А)
КЕ – 011 исп.1 зеленый 2з (220В 4А)
КЕ – 011 исп.2 красный 1з+1р (220В 4А)
КЕ – 011 исп.1синяя 2з (220В 4А)
МП – 1105 А исп.1 1з + 1р (220 В 2 А)
Трансформатор ОСМ1 – 025 УХЛ3

титульник (2).docx

Управление образования «Гомельский областной исполнительный комитет»
Учреждение образования «Светлогорский государственный индустриальный колледж»
Специальность 2-43 01 03
Электроснабжение (по отраслям)
По дисциплине: «Электрооборудование подстанций ПП»
Тема: «Понизительная подстанция 356кВ»

2.cdw

КП.ЭЛ-28-12.0055957.
компресорной установки
с системой охлаждения
Пояснительная записка