Оборудование теплопункта

В настоящее время нельзя представить себе жизнь и деятельность современного человека без применения электричества. Электричество уже давно и прочно вошло во все отрасли народного хозяйства и в быт людей. Основное достоинство электрической энергии - относительная простота производства, передачи, дробления и преобразования.

В системе электроснабжения объектов можно выделить три вида электроустановок:

- по производству электроэнергии - электрические станции;

- по передаче, преобразованию и распределению электроэнергии – электрические

сети и подстанции;

- по потреблению электроэнергии в производственных и бытовых нуждах -приемники электроэнергии.

Электрической станцией называется предприятие, на котором вырабатывается электрическая энергия. На этих станциях различные виды энергии (энергия топлива, падающей воды, атомная и др.) с помощью электрических машин, называемых генераторами, преобразуется в электрическую энергию.

В зависимости от используемого вида первичной энергии все существующие электрические станции разделяются на следующие основные группы: тепловые, гидравлические, атомные, ветряные и др.

Приемником электроэнергии (электроприемников, токоприемником) называется электрическая часть производственной установки, получающая электроэнергию от источника и преобразующая ее в механическую, тепловую, химическую, световую энергию, в энергию электростатического и электромагнитного поля.

По технологическому назначению приемники электроэнергии классифицируются в зависимости от вида энергии, в который данный приемник преобразует электрическую энергию: электродвигатели приводов машин и механизмов; электротермические установки; электрохимические установки; установки электроосвещения; установки электростатического и электромагнитного поля, электрофильтры; устройства искровой обработки, устройства контроля и испытание изделий (рентгеновские аппараты, установки ультразвука и т.д.). Электроприемники характеризуются номинальными параметрами: напряжением, током, мощностью и др.

Совокупность электроприемников производственных установок цеха, корпуса, предприятия, присоединенных с помощью электрических сетей к общему пункту электропитания, называется электропотребителем.

Совокупность электрических станций, линий электропередачи, подстанций, тепловых сетей и приемников, объединенных общим и непрерывным процессом выработки, преобразования, распределения тепловой и электрической энергии, называется энергетической системой.

Единая энергетическая система (ЕЭС) объединяет энергетические системы отдельных районов, соединяя их линиями электропередачи (ЛЭП).

Часть энергетической системы, состоящая из генераторов, распределительных устройств, повышающих и понижающих подстанций, линий электрической сети и приемников электроэнергии, называют электроэнергетической системой.

Электрической сетью называется совокупность электроустановок для передачи и распределения электроэнергии, состоящая из подстанций и распределительных устройств, соединенных линиями электропередачи, и работающая на определенной территории.

Электрическая сеть объекта электроснабжения, называемая системой электроснабжения объекта, является продолжением электрической системы. Система электроснабжения объекта объединяет понижающие и преобразовательные подстанции, распределительные пункты, Электроприемники и ЛЭП.

Прием, преобразование и распределение электроэнергии происходят на подстанции - электроустановке, состоящей из трансформаторов или иных преобразователей электроэнергии, распределительных устройств, устройств управления, защиты, измерения и вспомогательных устройств.

Распределение поступающей электроэнергии без ее преобразования или трансформации выполняется на распределительных подстанциях (РП).

Электрические сети подразделяют по следующим признакам:

1. Напряжение сети. Сети могут быть напряжением до 1кВ - низковольтными, или низкого напряжения (НН), и выше 1кВ –

2. Высоковольтными, или высокого напряжения (ВН).

3. Род тока. Сети могут быть постоянного и переменного тока. Электрические сети выполняются в основном по системе трехфазного переменного тока, что является наиболее целесообразным, поскольку при этом может производится трансформация электроэнергии. При большом числе однофазных приемников от трехфазных сетей осуществляются однофазные ответвления. Принятая частота переменного тока в ЕЭС России равна 50 Гц.

4. Назначение. По характеру потребителей и от назначения территории, на которой они находятся, различают: сети в городах, сети промышленных предприятий, сети электрического транспорта, сети в сельской местности. Кроме того, имеются районные сети, предназначенные для соединения крупных электрических станций и подстанций на напряжении выше 35кВ; сети межсистемных связей, предназначенные для соединения крупных электроэнергетических систем на напряжении 330, 500 и 750кВ. Кроме того, применяют понятия: питающие и распределительные сети.

1. Характеристика предприятия

Настоящим проектом предусматривается выполнение внутреннего электроснабжения теплопункта. По степени надежности электроснабжения электроприемники теплопункта относятся ко второй категории надежности.

Проект предусматривает:

-устройство двух кабельных вводов 0,4кВ,

-установку распределительного щита ПР-11-8804 22 У 3 380/220В,

 -установку щита освещения (ЩО) на 8 групп,

-прокладку кобелей к электроприемникам,

-монтаж розеточной сети для электроснабжения противонакипных аппаратов,

-монтаж сетевых насосов и насосов холодного водоснабжения,

 -монтаж частотных преобразователей,

-установку понижающего трансформатора ЯТП-0,25 220/12В,

-монтаж электроустановочных изделий, прочего оборудования,

-монтаж сети освещения,

-выполнение заземления металлических корпусов оборудования и вводно,

-распределительного устройства (ВРУ).

Электроснабжение осуществляется по двум кабельным линиям от РУ-0,4 кВ ТП-1, кабелем ААБлу-1-4^x95. Ввод кабелей в теплопункт выполнен под фундаментом и через пол в металлических трубах, участки кабелей от пола до ВРУ проложены в кабель-каналах.

На вводе предусмотрена установка ВРУ-3-12. Для распределения электроэнергии и защиты электропроводки от токов перегрузки и коротких замыканий проектом предусмотрено применение силового шкафа ЩР типа ПР-11-8804 22УЗ 380/220В, с автоматами на отходящих линиях. Учет электроэнергии осуществляется электронными счетчиками типа ЦЭ 6803 В, включенным через трансформаторами тока ТК-20-150/5.В качестве пусковых устройств, приняты пускатели ПМЛ 4220, ПМЛ 1220. Распределительная сеть выполнена кабелем АВВГ-1-4^x25 -для сетевых насосов 1/1 и 1/2, кабелем АВВГ-1-4х10 - для электроснабжения кран-балки, кабелем АВВГ-1-4^х4 -на щит освещения, кабелем АВВГ-1-4^х2,5 -для насосов холодного водоснабжения, противонакипных аппаратов, АВВГ-1-3^x2,5 -для шкафа автоматизации, ВВГ-1-3^x2,5 -для дежурного освещения. Монтаж кабелей для сетевых насосов, насосов холодного водоснабжения, розеточной сети противонакипных аппаратов от пусковой аппаратуры до силовых электроприемников выполнена в стальных водогазопроводных трубах скрыто в подливке пола. Для монтажа ввода проводки в электронасосы использованы гибкие ввода К 1087-для электродвигателей 1/1 и 1/2, гибкие ввода К 1081- для электродвигателей 2/1 и 2/2.

Проектом предусмотрено рабочее и дежурное электроосвещение. Групповые и питающие сети электроосвещения выполняются кабелем АВВГ, прокладываемым по стенам и перекрытиям, на скобах. Светильники дежурного освещения на плане помечены знаком «Д». Для распределения электроэнергии в сети освещения использован шкаф освещения ШО типа ОЩВ-6А УХЛ 4 на 8 отходящих групп, защищенных предохранителями на 25А. Групповая сеть выполнена кабелем ВВГ-Зх2,5, проложенным открыто по стальной полосе. Светильники применены: для освещения помещения теплопункта, санузла - типа NX 6 200В - настенно-потолочные с лампами накаливания ЛОН 100, для освещения входных дверей теплопункта - NX 6 - 200А - настенно - потолочные с лампами накаливания, с защитной решеткой, для бытовки - типа R - 63 W – встраиваемые в подвесные потолки светильники с лампой накаливания 3 К- 60.

Электропроводка сети освещения для бытовки выполнена за подвесным потолком в гофрированной ПВХ трубе. Проводка освещения выполнена трехжильным кабелем ВВГпг расчетного сечения с медными жилами в оболочке из пластика пониженной горючести. Металлические корпуса светильников заземляются посредством дополнительного (третьего) проводника.

Проектом предусмотрено выполнение розеточной сети - кабелем ВВГ - 1 -3 ^х2,5 - монтаж одной розетки РА 16 - 005 на 220 В с заземляющим контактом в комнате обслуживающего персонала, а также двух розеток РШ - ц - 20 - о - IP 43 в брызгозащищенном исполнении на напряжение 12 В. От щитка освещения предусмотрен монтаж понижающего трансформатора ЯПТ - 0,25 - 220/12 В, от него подключаются две розетки на 12 В.

В теплопункте предусмотрено выполнение заземляющего устройства. Система заземления TN - С - S. Все металлические части электрооборудования, нормально не находящиеся под напряжением, подлежат заземлению.

Все металлические нетоковедущие части электрооборудования, стальные трубы электропроводки присоединены к существующему магистральному контуру заземления с помощью полосовой стали для создания непрерывной электрической связи. Контур заземления внутри здания теплопункта выполнено стальной полосой сечением 40 ^х4 и связаны с наружным контуром в двух местах. Выполнена система уравнивания потенциалов, соединенная на главной шине в ВРУ защитный проводник питающей линии, заземляющий проводник от контура заземления, металлические трубы коммуникаций, входящих в здание.

Вокруг теплопункта выполняется заглубленный наружный контур заземления. Контур выполняется из вертикальных заземлителей, угловой стали50х50><4, которые соединены между собой, прокладываемой в земляной траншее, полосой из Кругловой стали диаметром 12 мм, в непрерывный контур. Выводы контура заземления в здание теплопункта выполнена полосовой сталью 40x4, в двух местах.

1.1 Состав оборудования теплопункта

2. Расчет электрических нагрузок оборудования

2.1 Общие сведения

Расчет электрических нагрузок необходим при выборе количества и мощности трансформаторов на трансформаторных подстанциях. Проверка токоведущих частей по нагреву и потери напряжения для расчета колебаний напряжений, для правильного выбора защитных устройств и компенсирующих устройств. Для вычисления расчетных нагрузок в узлах электрической сети до 1000 В. Необходимо вычислить следующие величины:

а) суммарные, номинальные активные и реактивные мощности силовых
электроприемников по отдельным группам,

б) групповые коэффициенты использования и суммарные средние силовые нагрузки (активные и реактивные) за наиболее загруженную смену,

в) эффективное число электроприемников nэ, коэффициент максимума Km, максимальную активную мощность Рм, реактивную Qn и полную Sn мощности по отдельным группам,

г) расчетную мощность осветительных нагрузок,

д) максимальные значения Рм, реактивной Qn и полной Sn мощности по всей подстанции, где n - число электроприемников.

Групповая номинальная реактивная мощность Qn - сумма номинальных реактивных мощностей, группы электроприемников, приведенных к ПВ=1.

Qn = å qn (2.1)

1

При определении электрических нагрузок групп электрических приемников расчетной величиной является средняя мощность наиболее нагруженной смены.

Средняя активная или реактивная мощность за наиболее нагруженную смену определяется по расходу электрической энергии. Согласовано ПУЭ за расчетную активную мощность принята мощность получаемого минимума, который является расчетной величиной для выбора всех элементов электроснабжения по нагреву проводников, трансформаторов и аппаратуры.

Расчетная активная мощность Рр соответствует такой длительной неизменной нагрузки током 1р, которая эквивалентна ожидаемой изменяемой нагрузки по наиболее тяжелому тепловому действию, максимальной температуре или тепловому износу кабеля, либо трансформатора.

2.2 Основные параметры для расчета нагрузок электрооборудования

Основной параметр для расчета нагрузок при проектировании новых установок - коэффициент использования, величина которого зависит от режима эксплуатации всей установки. Коэффициентом использования за наиболее загруженную смену одного электроприемника Кили группы электрических приемников - называется отношении средней активной мощности одного электроприемника (или группы) к номинальной К_и=Р_ср/Р_ном (2.2)

К_и = å и Р_ном / å (2.3)

1 1

где n - число подгрупп электроприемников, входящих в одну группу,

Р_ср - средняя мощность подгруппы за наиболее нагруженную смену в кВт.

Коэффициент максимума активной мощности (К_м) - это отношение расчетного максимума активной мощности к ее среднему значению за наиболее за груженную смену: К_м = Р_м / Р_ср (2.4)

Коэффициентом спроса по активной мощности (К_с) называется отношение расчетной активной мощности группы электроприемников к номинальной мощности этой группы: К_с = Р_м / Р_ном = К_и К_м (2.5)

Расчет электрических нагрузок методом коэффициента использования и максимума.

Указание по проектированию электроснабжения промышленных предприятий рекомендует определение нагрузок для расчета цеховых цепей и выборе трансформатора методом коэффициента использования и максимума. Расчетные коэффициенты Ки и Км получены в результате упорядочения диаграмм нагрузки по данным обследования ряда отраслей промышленности. Расчетные нагрузки (получасовые максимумы активной нагрузки) на всех ступенях распределительных и питающих сетей, включая трансформаторы и преобразователи, определяются по формуле:

Р_м= К_м^х Р_ср= К_м К и Р_ном (2. 6)

где Р_ср - средняя мощность электроприемников за наиболее загруженную смену,

Р_ном - суммарная номинальная активная мощность рабочих приемников в кВт,

К_и - групповой коэффициент использования активной мощности. К_м - определяется по таблице, в зависимости от величины группового коэффициента использования и эффективного числа группы электроприемников.

Эффективным числом группы электроприемников пэ называют число, однородное по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которая обслуживает ту же величину расчетного максимума нагрузки, что и группы различные по мощности и режиму работы электроприемников

n_э = 2å Р_ном / Р_{ном.макс} (2.7)

1

В группе из пяти и более электроприемников эффективное число допускается считать равным тактическому значению m, при величине отношения

m = Р_{ном. макс} / Р_{ном. мин} < 3

где Р_{ном.макс} и Р_{ном.мин} - номинальные активные мощности наибольшего и наименьшего электроприемников в группе.

В с группе m>3 и Ки ³ 0.2 nэ рекомендуется определять по формуле

n_э=2åР_ном/Р_{ном.макс} (2.8)

1

где åР_ном - суммарная номинальная мощность всех электроприемников в группе кВт, Р_{ном. макс} - наибольший по мощности электроприемник данной группы кВт

2.3 Расчет электрических нагрузок

1. С группируем электроприемники по коэффициенту использования, произведем расчет номинальной и средней мощности. Коэффициент использования Ки и коэффициент мощности cos < p возьмем из таблицы согласно типа производства.

1.1 Найдем Р_ном и Р_ср.для электроприемника с переменным графиком нагрузки.

Кран - балка

Р_ном 5/1 - Р_{пасп л} ÖПВ (2.9)

где Р_пасп - активная паспортная мощность

ПВ - паспортная продолжительность включения

Р_ном 5/1 - номинальная активная мощность электроприемника

Рном 5/1= 1.98л Ö0.25= 0.99 (кВт)

Рном 5/1= 0.99 (кВт)

Рср= Ки (п Рном 5/1) (2.10)

Рср - средняя активная мощность кран - балки

Ки - паспортный коэффициент использования

Рср5/1= 0.2 (1-0.99)- 0.198 (кВт)

Рср5/1= 0.198 (кВт)

Qcp5/l=Pcp5/l-tg9 (2.11)

Qcp5/1= 0.198-1.07= 0.22(квар)

Qcp5/l=0.22(KBap)

1.2. С постоянным графиком нагрузки. Насос сетевой подмес - откачка рабочий Рном1/1=nРпасп (2.12)

где n - количество потребителей

Рном1/1= 1^х22= 22 (кВт)

Рном1/1= 22 (кВт)

Рср1/1=Ки^хРном1/1 (2.13)

Рср1/1= 0.7^х22= 15.4(кВт)

Рср1/1= 15.4(кВт)

Qcpl/1=Pcpl/1tg j (2.14)

Qcpl/1= 15.4^х0.75= 11.55(квар)

Qcpl/l=11.55(квp)

Насос сетевой подмес - откачка резервный

Рном1/2= n^хРпасп

Рном1/2= 1^х22= 22 (кВт)

Рном1/2= 22 (кВт)

Рср1/2=Ки^хРном1/1

Рср1/2= 0.7^х22= 15.4(кВт)

Рср1/2= 15.4 (кВт)

Qcpl/2=Pcpl/l^хtg j

Qcpl/2= 15.4^х0.75= 11.55(квар)

Qcpl/2=11.55(квap)

Насос холодного водоснабжения рабочий

Рном2/1= n^хРпасп

Рном2/1= 1^х2.2=2.2 (кВт)

Рном2/1= 2.2 (кВт)

Рср2/1= Ки^хРном2/1

Рср2/1= 0.7-2.2= 1.54 (кВт)

Рср2/1=1.54(кВт)

Qcp2/l=Pcp2/l^хtg j

Qcp2/1= 1.54^х0.75= 1.155(квар)

Qcp2/1= 1.155(квар)

Насос холодного водоснабжения резервный

Рном2/2= n^хРпасп Рном2/2= 1^х2.2=2.2

Рном2/2= 2.2 (кВт) Рср2/2= КиРном2/2

Рср2/2= 0.7-2.2= 1.54(кВт)

Рср2/2=1.54(кВт)

Qcp2/2= Pcp2/2^хtg j Qcp2/2= 1.54-0.75= 1.155(квар) Qcp2/2= 1.155(квар)

Полученные данные занесем в таблицу № 1.

Таблица №1.

Данные для электроприемников с переменным и постоянным графиком нагрузки.

1.3 Итоговые данные по электроприемникам.

åРном= Рном 1/1+1/2+2/1+2/2+ Рном 5/1

1

å = 22+22+2.2+2.2+0.99= 49.39 (кВт)

1

åРср= Рср 1/1+1/2+2/1+2/2+ Рср5/1

1

å2= 15.4+15.4+1.54+1.54+0.198= 34.07(кВт)

1

å Qcp = Qcpl/l+l/2+2/l+2/2+Qcp5/l

1

å Qcp = 11.55+11.55+1.155+1.155+0.22= 25.63(квар)

1

Полученные данные занесем в таблицу№2.