Электроснабжение и электрооборудование насосной станции

 

 

ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ РАКЕТНЫХ ВОЙСК

СТРАТЕГИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

имени ПЕТРА ВЕЛИКОГО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

«Электроснабжение и электрооборудование

насосной станции»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Группа 5014

Фамилия И.О.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва  2012 г.

Содержание

 

Введение	3
1. Исходные данные для проектирования. Характеристика объекта	4
2. Выбор схемы электроснабжения. Схема силовой распределительной сети напряжением 0,4 кВ. Выбор комплектного электрооборудования	7
3. Расчет электрических нагрузок
3.1. Расчет электрических нагрузок силового оборудования   напряжением 0,4 кВ	8
3.2. Расчет нагрузок электрического освещения	10
4. Расчет силовой питающей и распределительной сетей   на напряжение 0,4 кВ	16
Заключение	17
Литература	18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Проектирование электроснабжения составляет важную часть проектных работ современных зданий, цехов, складов, магазинов, офисов, квартир, рекламных конструкций и т.п. Разработка проекта электроснабжения требует от проектировщика познаний в области электрики и четкого знания нормативно-технической документации.

Проект электроснабжения выполняется с помощью детальной проработки нагрузок, которые система будет испытывать в процессе эксплуатации, а также прогнозирования перегрузок различного характера, которые могут в ней возникать. Подобный подход к вопросам проектирования электроснабжения позволяет максимально минимизировать риск сбоев в энергообеспечении промышленного объекта, а также создать эффективные системы резервного питания.

Целью данной курсовой работы является проектирование электроснабжения и электрооборудования насосной станции.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:

1. Выбор схемы электроснабжения, схемы силовой распределительной сети напряжением 0,4 кВ. Выбор комплектного электрооборудования.

2. Расчет электрических нагрузок силового оборудования напряжением 0,4 кВ.

3. Расчет нагрузок электрического освещения.

4. Расчет силовой питающей и распределительной сетей на напряжение 0,4 кВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Исходные данные для проектирования. Характеристика объекта

 

Насосная станция (НС) предназначена для мелиорации. Она  содержит машинный зал, ремонтный участок, агрегатную, сварочный пост, служебные, бытовые и вспомогательные помещения.

НС получает электроснабжение от государственной районной электростанции (ГРЭС) по воздушной линии ЛЭП-35. Трансформаторная подстанция (ТП) насосной станции  находится вне здания  на расстоянии 10 км.

Потребители ЭЭ по надежности ЭСН относятся к 2 и 3 категории.

Количество рабочих  смен – 3.

Основными потребителями  являются 5 мощных автоматизированных насосных агрегатов.

Каркас здания и ТП сооружен из блоков-секций длиной 6 м  каждый.

Размер здания НС А Х В Х Н = 42 х 30 х 7 м.

Все помещения, кроме  машинного зала высотой 2,8 м.

Перечень ЭО насосной станции представлен в таблице 1.

Расположение основного ЭО НС показано на плане (рис.1).

 

Таблица 1. Перечень ЭО насосной станции

 

№ на плане	Наименование ЭО	Рэп, кВт	Примечание
1,2	Вентиляторы	10
3	Сверлильный станок	2,8	1-фазный
4	Заточный станок	1,8	1-фазный
5	Токарно-револьверный станок	25
6	Фрезерный станок	8,5
7	Кругошлифовальный станок	7,8
8	Резьбонарезной станок	7
9…11	Электронагреватели отопительные	17,5
12	Кран мостовой	28,6 кВА	ПВ = 25 %
13…17	ЭД вакуумных насосов	5
18…22	Электродвигатели задвижек	1,5	1-фазные
23…27	Насосные агрегаты	360
28	Щит сигнализации	1,2	1-фазный
29,30	Дренажные насосы	8,4
31,32	Сварочные агрегаты	12,5 кВА	ПВ = 40 %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема стр.131

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Насосная станция - это отдельное помещение, в котором необходимо создать условия для работы обслуживающего персонала. Насосы с их приводами являются сильными источниками тепла. Например, некоторые части насосной установки (электродвигателя) нагреты постоянно свыше 100 °С. Эти источники тепла достаточно серьезно влияют на микроклимат внутри насосной станции. В летние месяцы работы насосной станции температура воздуха в помещении может достигать уровня, при котором невозможен комфортный и производительный труд человека. К тому же в любом помещении необходима периодическая замена воздуха.

В конструкциях насосных установок имеется множество  металлических деталей, которые при эксплуатации подвергаются термическому и механическому воздействию, и как следствие этого процесса они изнашиваются. Для изготовления простых новых деталей, и поддержания старых в нормальном состоянии, а также для плановых и аварийных ремонтов узлов и агрегатов машин в мастерской устанавливается группа металлообрабатывающих станков и сварочных автоматов. Мостовой кран необходим для замены крупных деталей насосов и электродвигателей.

Таким образом, основными  электроприемниками насосной станции  являются двигатели приводов насосов, вентиляторов, приводы оборудования мастерской, крановый привод, а также общее освещение производственной площади.

В соответствии с критериями классификации помещений по степени по степени взрыво-, пожаро- и электробезопасности насосная станция относится к объектам, не требующим принятия дополнительных мер безопасности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Выбор схемы электроснабжения.

Схема силовой распределительной сети напряжением 0,4 кВ. 
Выбор комплектного электрооборудования

 

Согласно исходным данным потребители НС относятся к 2-й и 3-й категориям ЭСН, поэтому выбираем ТП на базе одного трансформатора, но с предусмотренной линией подачи резервного напряжения.

Для питания электроприемников (ЭП) проектируемой НС применим трехфазную пятипроводную сеть напряжением 380/220В с частотой 50Гц. Для приёма, распределения и учета электроэнергии применяем главный распределительный щит ГРЩ открытого типа со степенью защиты IP00 с двумя вводами на номинальный ток 3200 А.

Новое поколение металлоконструкций для низковольтных комплектных  устройств шкафного исполнения позволяет изготавливать щиты распределения с элементами управления и измерения. В ГРЩ предусмотрены стойки автоматического ввода резерва (АВР). Щит состоит из 6 секций.

Силовые шкафы подключим к системе электроснабжения по радиальной схеме кабелем марки ВВГ в кабельных каналах.

Схема сети помещения НС определяется технологическим процессом, планировкой помещений, взаимным расположением ЭП, расчетной мощностью, требованиями бесперебойности электроснабжения, условиями окружающей среды, технико-экономическими соображениями.

Питание приемников электрической энергии выполняется также кабелем марки ВВГ. В проекте предусматривается освещение помещения. Принимается щит осветительный серии ОЩВ-12 IP54, который подключен к системе электроснабжения КТП кабелем марки ВВГ 3×6 по стене в трубе гофрированной марки 70732. Светильники подключены к системе электроснабжения по радиальной схеме в 2 ряда по 3 светильников в ряду проводом марки ПВС 3×1,5 в трубе гофрированной марки 70732.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет электрических нагрузок 
3.1 Расчет электрических нагрузок силового оборудования 
напряжением 0,4 кВ.

 

Выбор всех элементов электроснабжения производится с учетом электрических нагрузок. Проведем расчет по методу коэффициента максимума.

Распределяем ЭП по группам используя табл. 1.5.5 «Технические данные ЭП»:

3-фазные ЭП ДР – 1,2, 13-17,29,30;

3-фазные ЭП КР – 5-8;

3-фазные ЭП ПКР -12;

1-фазные ЭП ДР – 18 – 22, 28;

1-фазные ЭП КР – 3,4;

          1-фазные ЭП ПКР – 31,32

Для расчета нагрузок, учитывая расчетную мощность, особенности технологического процесса, планировку помещения, взаимное расположение оборудования, разделим ЭП на 5 групп. Все ЭП распределим по силовым шкафам.

Нагрузка 3-фазного ПКР ( ЭП 12) приводится к длительному  режиму:

 

Р_H = Р _ЭПх =28,6 х = 14,3 кВт

Нагрузка 1-фазного ПКР ( ЭП 31, 32) приводится к длительному  режиму:

 

Р_H = S_H х cosφ х =12,5 х 0,4 x = 3,16 кВт

Распределяем по фазам  с наибольшей равномерностью 1-фазные нагрузки:

Фаза А: ЩО Р_ОСВ + Р_{ЭП 3} = 5,34 + 2,8 = 8,14 кВт

Фаза В: Р_{ЭП 31} + Р_{ЭП 32} + Р _{ЭП 4} = 3,16 + 3,16 + 1,8 = 8,12 кВт

Фаза С: Р _{ЭП 18-22} + Р_{ЭП 28} = 5 х 1,5 + 1,2 = 8,7 кВт

Определяем величину неравномерности:

 

 Н = (Р_{Ф. НБ} - Р_{Ф. НН} )/ Р_{Ф. НН} х 100% = (8,7 – 8,12) / 8,12 х 100% = 73%

 

Эти нагрузки приводим к  условной  3-фазной мощности. При  Н ≤ 15 % расчет производим как для 3-фазных нагрузок (сумма всех 1-фазных нагрузок):

 

Р_У⁽³⁾ = 8,14 + 8,12 + 8,7 = 24,96 кВт

 

Согласно распределению нагрузки по РУ заполняется сводная ведомость нагрузок по цеху (табл. 2).

В колонки 1, 2, 3, 5, 6, 7 заносятся исходные данные для проектирования согласно варианту с учетом справочных данных табл. 1.5.1 [1].

Колонка 4:

.

 

Определяем суммарную установочную мощность электроприемников Р активные и реактивные мощности Р и Q.

Вычисляем значение

и

для электроприемников ДЦ и заносим результаты в колонки 9 и 10 соответственно.

Для выбранных групп проводим итоговые расчеты:

Определяем

,

результат заносим в колонку 8.

Рассчитываем

,

,

,

результат заносим в колонки 9, 10, 11 соответственно.

Вычисляем для силовых шкафов:

, , ,

результат заносим в колонки 5, 6, 7 для пяти групп соответственно.

По упрощенному варианту с помощью табл. 1.5.2 [1] определяем

,

результат заносим в колонку 12.

По табл. 1.5.3 [1] определяем

,

результат заносим в колонку 13.

Рассчитываем

,

,

,

при этом, в соответствии с практикой проектирования принимаем =1,1 при  
≤10; =1, при >10 (колонка 14) и результаты заносим в колонки 15, 16, 17.

Вычисляем ток на РУ по формуле

результаты заносим в колонку 18.

Определяем потери в трансформаторе по формулам:

P_т=0,02 S_м(НН);

Q_т=0,12 S_м(НН);

 

, результаты заносим в колонки 15, 16, 17.

Определяем расчетную мощность трансформатора с учетом потерь, но без компенсации реактивной мощности:

 

Выбираем сухой трансформатор ТСЛ (ТСГЛ) – 2500.

 

 

3.2. Расчет нагрузок электрического освещения

 

Освещение промышленных предприятий проектируется таким образом, чтобы достигнуть уменьшения потерь света и оптимального уровня освещенности (согласно МГСН 2.06-99, СНиП 23-05-95) с наивысшей экономической выгодой.

Расчет нагрузок сети освещения сводится к определению установленной мощности сети электроосвещения. Установленная мощность определяется после проведения светотехнического расчета.