На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Компрессорная станция

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 24.10.2012. Сдан: 2012. Страниц: 30. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


СОДЕРЖАНИЕ 

Введение 

1. Описательная часть 

1.1 Применение сжатого  воздуха в процессе производства  алюминия 

1.2 Описание технологического  процесса производства сжатого  воздуха 

1.2.1 Виды компрессоров 

1.2.2 Описание технологической  схемы компрессорной установки 

1.3 Надежность электроснабжения 

1.4 Выбор напряжения  электродвигателей компрессоров  и вспомогательного оборудования 

1.5 Схема электроснабжения 

1.6 Назначение возбудителя 

1.7 Устройство и  работа возбудителя 

2. Расчетная часть 

2.1 Расчет мощности  и выбор электродвигателя привода  компрессора 

2.2 Выбор вспомогательного  оборудования компрессора 

2.3 Расчет электрических  нагрузок 

2.4 Выбор трансформатора  ЦТП 

2.5 Расчет токов  короткого замыкания 

2.6 Выбор высоковольтного  выключателя 

2.7 Выбор разъединителей 

2.8 Выбор трансформаторов  тока 

2.9 Выбор трансформаторов  напряжения 

2.10 Выбор токоведущих  шин 

2.11 Расчет релейной  защиты 

2.12 Выбор кабелей 

2.13 Выбор возбудителя 

2.14 Оперативный ток 

2.15 Контроль и  измерения 

2.16 Защита двигателя.  Система УКАС 

2.17 Расчет заземления 

2.18 Защитное зануление 

2.19 Расчет освещения 

3. Экономическая  часть 

3.1 Задачи и организационная  структура энергетического хозяйства  завода 

3.2 Системы, способы  и прогрессивные методы ремонта  энергооборудования 

3.3 Система ТОиР энергетического оборудования 

3.4 Цеховая служба  электрика 

3.5 Планирование ремонтных  работ энергооборудования 

3.6 Планирование потребного  количества энергетического персонала 

3.7 Планирование заработной  платы 

3.8 Смета затрат  на капитальный ремонт синхронного  трехфазного двигателя 

3.9 Сетевое планирование 

3.10 Технико-экономические  показатели проекта 

3.11 Расчет стоимости  электроэнергии 

3.12 Повышение эффективности  производства сжатого воздуха  и работы воздухоснабжения филиала 

4. Охрана труда 

4.1 Организация ремонтов, профилактических испытаний электрооборудования  10 кВ 

4.2 Мероприятия, обеспечивающие  безопасность работ в электроустановках 

4.2.1 Организационные  мероприятия 

4.2.2 Технические мероприятия 

4.2.3 Меры безопасности  при работе с электродвигателями 

4.3 Пожарная безопасность 

4.4 Экологичность проекта 

Заключение 

Библиографический список 

Доклад 

Дополнительное пояснение 

 Введение 

Уральский алюминиевый  завод (УАЗ) относится к наиболее крупным и энергоёмким предприятиям цветной металлургии. Его основные виды продукции - глинозём, алюминий, кремний  и галлий - широко известны в России и за рубежом. История создания завода занимает особенное место в становлении  и развитии алюминиевой промышленности страны. 

5 сентября 1939 г. считается  датой начала работы УАЗ, так  как в этот день были отлиты  первые слитки алюминия. 

Время для мирного  развития завода было очень коротким. Началась великая отечественная  война, и УАЗ оказался единственным в стране предприятием, производящим алюминий. Поэтому необходимо было многократно увеличить выпуск алюминия и сплавов, резко сократить сроки  создания новых мощностей. Уже в 1941 г. электротермический цех начал  производить кристаллический кремний, в 1942 г. был пущен второй глинозёмный  цех, а в 1943 г. - второй электролизный. 

За годы войны  УАЗ увеличил выпуск глинозёма в 5,5 раза, алюминия - в 5,4 раза. За этот героический  и благородный труд 23 февраля 1945 г. УАЗ был награждён орденом  Ленина. 

Развитие завода продолжалось и в послевоенный период. Расширялся цех кальцинации, производительность каждой печи была увеличена в 3 раза. За 1946 - 1980 гг. выпуск глинозёма вырос  в 5,9 раза, алюминия - в 1,6 раза, кремния - в ,1 раза. 

Филиал "УАЗ РУСАЛ" - потребитель большого количества сжатого воздуха, который используется при производстве глинозема и  алюминия, а также вспомогательными цехами. Выработка сжатого воздуха  осуществляется на заводе двумя компрессорными станциями - №1 и №2 (КС1 и КС2), работающими на общую систему воздухоснабжения. 

Потребителями сжатого  воздуха являются: в глиноземном  цехе - технологические установки, в  которых осуществляется перемешивание  растворов и пульпы, пневмотранспорт  растворов и пульпы, пневмомашины и пневмоустройства; в электролизном цехе - электролизёры, где производится выплавка металла, пневмотранспорт глинозема, газоочистные установки и пневмомашины; в цехе тепло-водоснабжения - система промывки механических фильтров на участке химводо-очистки; в железнодорожном цехе - система обдува стрелок. Во всех перечисленных цехах, а также в электроцехе, электротермическом, литейно-механическом и других цехах применяется пневмоинструмент. 

1. ОПИСАТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ 

1.1 ПРИМЕНЕНИЕ СЖАТОГО  ВОЗДУХА В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА  АЛЮМИНИЯ 

Предприятия цветной  металлургии, каким является УАЗ, потребляет для различных технологических  нужд большое количество сжатого  воздуха, получаемого посредством  компрессоров. 

На УАЗе сжатый воздух применяется на участке декомпозиции для перемешивания пульпы и ее транспортировки из одного декомпазера в другой с помощью воздушных аэролифтов. Перемешивание пульпы необходимо для поддержания затравки во взвешенном состоянии и для выравнивания концентрации растворов. 

Декомпазер представляет собой стальной бак с коническим дном, диаметром около 8 м, высотой 28 м, емкостью 1000 - 1150 м3. 

Перемешивание осуществляется воздушным подъемником (аэролифтом), который состоит из двух труб, вставленных  одна в другую. По внутренней трубе, с верху подается сжатый воздух, который, выходя из нее, содержит воздушно-жидкостную смесь. Благодаря малому удельному весу, эта смесь поднимается по внешней трубе и выходит через верхний открытый конец. Этот процесс протекает непрерывно и в декампозере поддерживается равномерная концентрация пульпы в растворе и взвешенное состояние затравки. 

Так же сжатый воздух применяется в цехе кальцинации  при получении из гидроокиси алюминия глинозема. Промытая гидроокись подается в тарельчатый питатель, где смешивается  с пылью-возвратом, которая подается в питатель сжатым воздухом по трубам. Затем эта смесь по наклонной  течке поступает в загрузочную  головку печи, где она прокаливается. Выходящий из печи глинозем попадает в холодильник, где охлаждается, после чего камерным насосом транспортируется в бункер готовой продукции. 

Заключительное количество глинозема улетучивается из печи вместе с горячими газами, в виде пыли, поэтому для его улавливания  установлены мультициклоны и  электрофильтры. Из холодильника глинозем, через загрузочную воронку подается в резервуар двухкамерного насоса. После заполнения резервуара глинозем выдувается сжатым воздухом в транспортный трубопровод, одновременно сжатый воздух подается в неполную часть резервуара, где имеется специальное пневматическое устройство (сопло) служащее для разрежения воздуха, выходящего из резервуара. 

Далее глинозем отправляется в электролизный цех, где поступает  в герметично-закрытые бункеры (силосы). Отработанный воздух выходит в атмосферу, через рукавный фильтр, который улавливает пыль. В цехе электролиза сжатый воздух применяется для автоматической подачи глинозема в электролизную  ванну и для пневматического  инструмента. 

1.2 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО  ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА СЖАТОГО  ВОЗДУХА 

1.2.1 Виды компрессоров 

Компрессорами называют машины, предназначенные для сжатия и перемещения газов. В этих машинах  подведенная механическая энергия  преобразуется в энергию потока газа. 

По принципу действия компрессоры делятся на два класса: динамические и объемные. 

В динамических компрессорах энергия сообщается потоку газа за счет того, что рабочие органы компрессора  оказывают силовое воздействие  на газ, находящийся в его проточной  части. 

В промышленности используют динамические компрессоры лопастного типа, в которых рабочим органом  является колесо с лопастями. Эти  лопасти при вращении колеса оказывают  силовое воздействие на газ. 

По направлению  движения потока газа относительно оси  вращения рабочего колеса лопастные  компрессоры делятся на центробежные и осевые. Если одно рабочее колесо (одна ступень) в лопастных компрессорах не может создать требуемое давление сжатия газа, то используют последовательно несколько ступеней сжатия -- многоступенчатые компрессоры, которые применяют в пневмосистемах с рабочим давлением газа до 1 МПа и выше. 

Рис. 1.2.1.1 Схема одной  ступени центробежногокомпрессора 

На рис. 1 представлена схема одной ступени центробежного  компрессора. Газ поступает на лопатки  рабочего колеса 2, которое вместе с  валом 1 вращается в корпусе 3. Приобретя  энергию на рабочем колесе, газ  поступает сначала в диффузор 4, где кинетическая энергия превращается в потенциальную, а затем в  обратный направляющий аппарат 5, где  потенциальная энергия снова  переходит в кинетическую. Рабочее колесо и обратный направляющий аппарат разделены диафрагмой 6. 

В многоступенчатом центробежном компрессоре ступени  соединяются последовательно. Число  ступеней определяется требуемым давлением  газа на выходе компрессора с учетом того, что в обычных конструкциях в одной ступени давление повышается в 1,2…1,5 раза. 

Примером простейшего  одноступенчатого осевого компрессора  может служить обычный бытовой  вентилятор, у которого на роторе расположены  лопасти (лопатки), сообщающие воздуху  осевое движение. 

В промышленности осевой компрессор -- это сложная многоступенчатая лопастная машина, состоящая из ротора с закрепленными на нем рядами профилированных лопаток, каждый ряд которых представляет собой рабочее колесо одной ступени, и статора с закрепленными на нем рядами таких же лопаток, образующих направляющие аппараты ступеней. 

Рис. 1.2.1.2 Конструктивная схема осевого компрессора (ВА - входной  направляющий аппарат; РК - рабочее  колесо; НА - направляющий аппарат; СА - спрямляющий аппарат) 

Конструктивная схема  многоступенчатого осевого компрессора  представлена на рис. 2. Газ поступает  в компрессор через входной конфузор либо прямо на лопатки рабочего колеса первой ступени, либо через лопатки входного направляющего аппарата ВА, создающего предварительную закрутку потока газа, что улучшает рабочие характеристики компрессора. За входным направляющим аппаратом располагаются ступени компрессора. Каждая ступень - совокупность рабочего колеса РК и следующего за ним направляющего аппарата НА. Цель направляющего аппарата -- придать потоку газа, выходящему из рабочего колеса, направление движения, необходимое для поступления в следующую ступень. 

Пройдя п ступеней компрессора, поток газа выходит закрученным и с большой скоростью. Для раскрутки потока и снижения eгo скорости перед выходным диффузором устанавливают спрямляющий аппарат СА. 

Работа объемных компрессоров, как и объемных насосов, основана на принципе вытеснения газа из рабочих камер за счет движения вытеснителей. 

Если вытеснители  совершают только поступательное движение, то такие компрессоры называют возвратно-поступательными (или поршневыми). 

Использование в  поршневом компрессоре одной  рабочей камеры приводит к существенной пульсации подачи газа. Поэтому в  промышленных компрессорах используют несколько рабочих камер (цилиндров), которые располагаются в ряд  или радиально. Такие компрессоры  называются многоцилиндровыми. 

Компрессоры, в которых  вытеснители совершают вращательное или вращательно-поступательное движение, называются роторными (рис. 3). 

Рис. 1.2.1.3 Роторный компрессор (1 - ротор; 2 - корпус; 3 - пластина) 

Сравнивая рассмотренные  типы компрессоров можно отметить, что лопастные компрессоры отличаются быстродействием, малой металлоемкостью, плавностью подачи, надежностью, долговечностью, и, что немаловажно, газ на выходе из такого компрессора практически  свободен от паров масла. Однако каждая из ступеней может обеспечивать на выходе невысокое давление. Поршневые  компрессоры могут создавать  высокое давление газа, однако, у  них большая металлоемкость, неравномерность  подачи, ограниченное быстродействие. Роторные компрессоры по сравнению  с поршневыми имеют меньшую металлоемкость, большую равномерность подачи и большее быстродействие. Поскольку смазка трущихся поверхностей в объемных компрессорах происходит непосредственно в рабочих камерах, то сжатый газ на выходе из компрессора содержит большое количество паров масла. 

В настоящее время  на УАЗе для удовлетворения потребностей цехов в сжатом воздухе применяются динамические многоступенчатые центробежные компрессоры типа ЦТК 275/9. 

1.2.2 Описание технологической  схемы компрессорной установки 

Технологическая установка (компрессор) предназначена для сжатия атмосферного воздуха до требуемого давления для промышленных целей. 

Воздух засасывается компрессором из атмосферы через  всасывающий воздухопровод. Проходя  через стационарный воздушный фильтр, воздух очищается от механических примесей (пыль, сор и прочее). Далее он попадает в буферную ёмкость всасывания, которая  предназначена для сглаживания  работы фильтра. 

Компрессор сжимает  воздух и подаёт его в нагнетательный воздухопровод. В процессе сжатия, после 2-го и 4-го рабочих колёс воздух выводится  из корпуса компрессора, охлаждается  в промежуточных воздухоохладителях и вновь поступает в корпус компрессора. 

Промежуточное охлаждение обеспечивает увеличение производительности, К.П.Д. компрессора и снижение потребляемой им мощности. 

Перед передачей  в магистраль сжатый воздух остужают до требуемой температуры в концевом холодильнике. Далее он через односторонний  клапан поступает в ресивер, который  служит для накопления сжатого воздуха, откуда сжатый воздух подаётся в магистраль к потребителю. Импульс по давлению преобразуется первичным прибором системы автоматики и вводится в  её щиты. 

Повышающий редуктор передаёт мощность от турбодвигателя к компрессору. 

Масляная система  обеспечивает смазку подшипников компрессора, редуктора и турбодвигателя; зубчатого  зацепления редуктора, соединительных зубчатых муфт, а также охлаждение их. 

Система автоматики осуществляет поддержании заданного давления нагнетания воздуха, защиту компрессора от помпажа, защиту изделия от возможных ненормальных и аварийных условий и режимов. 

Кроме того, при работе в автоматическом режиме, система  осуществляет операции пуска и остановки  изделия по заданной программе. При  работе в автоматическом режиме, система  осуществляет только необходимые блокировки, исключая ошибки эксплуатирующего персонала  при пуске. 

Каждое рабочее  колесо состоит из диска с лопатками, которые выфрезерованны из тела диска, и из покрышки. Диск и покрышки соединены заклёпками. 

Каждое рабочее  колесо сбалансировано статически, а  ротор подвергается дифференциальной (в процессе его сборки) и финишной динамической балансировке. 

Воздухопроводы промежуточные  предназначены для подвода к  промежуточным воздухоохладителям горячего воздуха от компрессора, отбираемого  после 2-го и 4-го рабочих колёс, и  подвода от промежуточных воздухоохладителей, к компрессору охлаждённого воздуха  на вход 3-го и 5-го рабочих колёс. 

Компрессор имеет 2 ступени промежуточного охлаждения: 

Первая ступень - унифицированный промежуточный  воздухоохладитель с размещёнными в нём двумя унифицированными трубными пучками. 

Вторая ступень - унифицированный промежуточный  воздухоохладитель с одним унифицированным  трубным пучком. 

Воздухоохладитель концевой предназначен для охлаждения воздуха после выхода из компрессора. Дроссельная заслонка является регулирующим органом в системе регулирования  давления компрессора. Дроссельная  заслонка имеет кольцевой корпус, внутри которого расположена заслонка, смонтированная на 2-х полуосях и  зафиксированная на них конусными  болтами. Дроссельная заслонка устанавливается  на высасывающем трубопроводе компрессора. В исходном положении (при пуске  компрессора) дроссельная заслонка должна быть открыта на 20°, что необходимо для уменьшения пусковых нагрузок на турбодвигатель. 

Клапан выпускной  двухседельный используется в качестве регулирующего элемента в системе противопомпажной защиты. 

Выпускной клапан устанавливается  до обратного клапана на отходящем  от основного нагнетательного трубопровода патрубке и служит для сброса воздуха  в атмосферу, когда режим компрессора  подходит к границе неустойчивой работы. Клапан обратный является самодействующим  предохранительным устройством  для предотвращения обратного потока воздуха по нагнетательному трубопроводу в проточную часть компрессора  при внезапной его остановке. Обратный клапан является запорной арматурой, а поэтому за обратным клапаном на нагнетательном трубопроводе задвижка. 

Рис 1.2.2.1 Технологическая  схема компрессорной установки (1 - кабель питания обмотки возбуждения; 2 - кабель питания обмотки статора; 3 - синхронный электродвигатель; 4 -редуктор; 5 - турбокомпрессор; 6 -воздухофильтр; 7 - дроссельная заслонка; 8, 9 - промежуточные  холодильники; 10 - выпускной клапан; 11 - обратный клапан; 12 - задвижка нагнетания; 13 - ресивер; 14 - магистральный трубопровод; 15 - манометр) 

1.3 НАДЕЖНОСТЬ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 

Под надежностью  электроснабжения понимают бесперебойное  и качественное электрическое питание  потребителей, поэтому системам электроснабжения промышленных предприятий предъявляют  следующие требования [4]: 

- схемы должны  быть просты, надежны, удобны для  эксплуатации, пригодны для ремонта  и должны обладать достаточной  оперативной гибкостью; 

- конструктивное  исполнение и компоновка подстанции  должны быть достаточно дешевыми  и безопасными в эксплуатации. При проектировании подстанций  промышленных предприятий (ГПП,  ПГВ) преимущественным является  бесшинное исполнение РУ и открытое размещение оборудования; 

- схемы подстанции  и сетей должны обеспечивать  вывод в ремонт электрооборудования  без ущерба для потребителей, то есть с минимальными перерывами  электроснабжения или без них.  Для этого источники питания  должны быть изолированными, а  сети должны иметь достаточную  пропускную способность; 

- качество монтажа  и технического обслуживания  всех элементов системы электроснабжения (СЭС) должны быть на высоком  уровне для обеспечения надежной  работы СЭС; 

- СЭС должна иметь  способность обеспечивать электроснабжение  потребителя без срывов планов  производства и без аварий  в электрической и технологической  части. 

СЭС выполняют, что  бы в условиях послеаварийного режима, после соответствующего переключения они обеспечивали питание, с учетом использования всех дополнительных источников и возможности резервирования (перемычек, связей на вторичном напряжении, аварийных источников питания и  так далее). При разработке объемов  резервирования (мощности источников, конструкции и сечения сетей, противоаварийная автоматика) обязательно  учитывается применение технологического резерва. 

В СЭС практически  не допускается применение "холодного  резерва", то есть все ее элементы постоянно находятся в работе, под напряжением и в нормальном режиме сохраняют способность быть резервными после аварии, то есть сразу  включиться в работу. 

При рассмотрении вопросов резервирования обязательно учитывают  требования экономичности СЭС: 

- максимальное приближение  источника питания к потребителю,  обеспечивающее минимум сетевых  звеньев; 

- экономичность цветных  металлов; 

- оптимальный выбор  мощности электрооборудования и  снижение первоначальных затрат. 

Для уменьшения потерь электрической энергии применяют  более высокие напряжения. Кроме  перечисленных требований схема  СЭС должна обладать гибкостью, дающей возможность дальнейшего расширения без существенного переустройства основных вариантов электрических  цепей на период строительства и  эксплуатации. 

Для повышения экономичности  СЭС при определении объемов  резервирования нельзя допускать завышение  количества оборудования, сечения проводов и кабелей, номинальных токов  коммутационных аппаратов и так  далее. При этом не рассматривается  возможность совпадения аварий со временем ППР электрооборудования, так как  она считается маловероятной  и на этот период можно ввести ограничение  по мощности, то есть отключить неответственных  потребителей. 

Категории надежности электроприемников 

Перерыв в электроснабжении предприятий вызывает полную или  частичную остановку производства и, как следствие, материальные убытки. 

Перерыв в электроснабжении может быть вызван авариями или повреждениями  в энергосистеме, питающей предприятие, или повреждениями в энергосистеме  самого предприятия. Он может сопровождаться полным или частичным прекращением питания потребителей. Ущерб от перерыва электроснабжения является наиболее эффективным  при определении требуемой степени  надёжности электроприёмников. 

Для того чтобы приносился минимальный материальный ущерб  из-за прекращения электроснабжения предприятия, всем потребителям на этом предприятии присваиваются категории  надежности. Категории электроприёмников по надежности электроснабжения определяются в процессе проектирования системы электроснабжения на основании нормативной документации, а также технологической части проекта. 

Требование технологии оказывает решающее значение при  выборе категории надёжности, а также  технологической части проекта. 

В отношении обеспечения  надёжности электроснабжения электроприёмники разделяются на следующие три категории по ПУЭ [1]: 

1 Электроприемники I категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству; повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. 

Из состава электроприемников I категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования. 

2 Электроприемники II категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. 

3 Электроприемники III категории - все остальные электроприемники, не подходящие под определения I и II категорий. 

Электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. 

Для электроснабжения особой группы электроприемников I категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого, взаимно резервирующего источника питания. 

В качестве третьего независимого источника питания  для особой группы электроприемников и в качестве второго независимого источника питания для остальных электроприемников I категории могут быть использованы местные электростанции, электростанции энергосистем (в частности, шины генераторного напряжения), специальные агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т. п. 

Если резервированием  электроснабжения нельзя обеспечить необходимой  непрерывности технологического процесса или если резервирование электроснабжения экономически нецелесообразно, должно быть осуществлено технологическое  резервирование, например, путем установки  взаимно резервирующих технологических  агрегатов, специальных устройств  безаварийного останова технологического процесса, действующих при нарушении  электроснабжения. 

Электроснабжение  электроприемников I категории с особо сложным непрерывным технологическим процессом, требующим длительного времени на восстановление рабочего режима, при наличии технико-экономических обоснований рекомендуется осуществлять от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляются дополнительные требования, определяемые особенностями технологического процесса. 

Электроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания. 

Для электроприемников II категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. 

Допускается питание  электроприемников II категории по одной ВЛ, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток. Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями, каждый из которых выбирается по наибольшему длительному току ВЛ. Допускается питание электроприемников II категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату. 

При наличии централизованного  резерва трансформаторов и возможности  замены повредившегося трансформатора за время не более 1 суток. допускается питание электроприемников II категории от одного трансформатора. 

Для электроприемников III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток. 

Компрессорная станция  относится к электроприемникам первой группы по обеспечению надежности электроснабжения, так как перерыв в электроснабжении может повлечь за собой значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, а самое главное -произойдет аварийная остановка всего завода. 

1.4 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ  ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ КОМПРЕССОРОВ  И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 

Выбор напряжения для  питания электроустановок производится на основании технических и экономических  факторов. К техническим факторам относятся: число и мощность электроприемников, их размещённость, вероятная протяженность электрических коммуникации, параметры имеющихся источников питания и электроприемников, а также требуемые характеристики электроприводов (режимы работы, диапазон регулирования скорости и т. д.). 

К экономическим  факторам относятся: первоначальные затраты  на сооружение электроустановки, а  также эксплутационные расходы. 

На выбор напряжения и рода тока может оказать влияние  электрооборудование, поступающее  комплектно с технологическим оборудованием, а при реконструкции существующей электроустановки - имеющиеся электроприемники и источники питания. 

Практически во всех случаях предпочтение отдается переменному  трехфазному току. 

Согласно требованиям  Правил устройства электроустановок напряжения 3 и 6кВ применять не рекомендуется, так как экономически выгодней принятое стандартами напряжение 10кВ. 

Установленные на компрессорной  станции высоковольтные двигатели  типа СТД-1600-23УХЛ4 питаются от распределительного устройства подстанции №45 напряжением 10кВ. 

Это отвечает экономическим  и техническим факторам. 

Вспомогательное оборудование компрессорной станции запитано от двух трансформаторов собственных  нужд, расположенных на подстанции с установленными трансформаторами, типа ТМ-630/10 напряжением 10/0,4кВ. 

1.5 СХЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 

На компрессорной  станции установлены восемь компрессоров типа К-250-61-5, с приводом от синхронного  двигателя типа СТД-160-23УХЛ4 мощностью 1600кВт, напряжением 10кВ. Питание производится двумя независимыми вводами с  Красногорской ТЭЦ и двумя независимыми вводами с ГПП "Оборотная". 

При выборе схемы  электроснабжения компрессорной станции  следует учитывать категорию  электроснабжения. 

Компрессорная станция  относится к потребителям I категории, так как перерыв в электроснабжении может повлечь за собой повреждение  дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции и расстройство сложного технологического процесса. 

В соответствии с  Правилами Устройства Электроустановок (ПУЭ) [1], потребители I категории должны иметь два независимых, взаимно  резервирующих источников питания, при этом может быть обеспечено резервирование и всех других потребителей. 

Перерыв в электроснабжении может быть допущен лишь на время  автоматического восстановления питания. Восстановление питания осуществляется при помощи устройства АВР (автоматического  введение резерва). 

Для взаимного резервирования питания потребителей, подключенных к разным секциям шин, со стороны  высокого напряжения предусмотрено  устройство АВР на секционном выключателе  в РУ - 10кВ. При нарушении питания  одной из секции шин, происходит автоматическое включение, нормально отключенного, секционного выключателя, и питания обоих секции осуществляется от одной линии. 

Для обеспечения  контроля напряжения на шинах РУ - 10кВ и для обеспечения работы устройств  АВР устанавливаются трансформаторы напряжения. 

Для питания потребителей напряжением 380/220В, при компрессорной  станции устанавливается двух трансформаторная подстанция с трансформатором ТМ-630/10 мощностью 630кВА. Данная схема электроснабжения обеспечивает надежное и бесперебойное  электроснабжение компрессорной станции, как потребитель I категории группы электроснабжения. 

1.6 НАЗНАЧЕНИЕ ВОЗБУДИТЕЛЯ 

Расшифровка обозначения  возбудителя: 

Возбудители предназначены  для питания обмотки возбуждения  и управления током возбуждения  синхронного двигателя, при прямом или реакторном пуске от сети. 

Возбудители предназначены  для продолжительной работы в  закрытых помещениях со следующими условиями  окружающей среды: 

- высота над уровнем  моря до 1000 м; 

- температура окружающей  среды от + 1°С до +40°С; 

- относительная влажность  не более 80% при температуре  окружающей среды +20°С; 

- окружающая среда  невзрывоопасная, не содержит  взрывоопасных газов и паров  в концентрациях, разрушающих  металлы и изоляцию, не насыщена  водяными парами и токопроводящей  пылью; 

- запыленность воздуха  нетокопроводящей пылью не более 

0,2 мг/м3; 

- отсутствие непосредственного  воздействия солнечной радиации. 

1.7 УСТРОЙСТВО И  РАБОТА ВОЗБУДИТЕЛЯ 

Описание принципа работы ведется согласно принципиальной схеме. 

Узловым элементом  возбудителя является тиристорный выпрямитель. Питание выпрямителя осуществляется от сети переменного тока напряжением 380 В 50 Гц через автоматический выключатель S6 и согласующий силовой трансформатор Т1. 

Параллельно обмотке  возбуждения синхронного двигателя  через тиристорный ключ V11, V12 подключено пусковое сопротивление R16. Последовательно с обмоткой возбуждения включено реле напряжения К8. Последовательно с пусковым сопротивлением включено токовое реле К9. 

Электронная система  управления ЭСУ состоит из ряда отдельных  блоков, которые в совокупности обеспечивают: 

а) формирование импульсного  сигнала зажигания тиристоров; 

б) поступление импульсного  сигнала зажигания на управляющие  электроды тиристоров в соответствующие  моменты времени; 

в) автоматическую подачу возбуждения в процессе пуска  синхронного двигателя; 

г) бесконтактное  отключение пускового сопротивления  и защиту его от перегрева; 

д) режим инвертирования при нормальных и аварийных отключениях синхронного двигателя; 

е) автоматическое и  ручное регулирование возбуждения  синхронного двигателя; 

ж) защиту тиристорного выпрямителя от токов короткого замыкания; 

з) необходимую форсировку возбуждения синхронного двигателя; 

и) защиту ротора от длительной перегрузки по току. 

В комплект системы  управления входят следующие блоки: 

блок А - автоматический регулятор возбуждения; 

блок Б - блок управления, ограничения и защит;' 

блок В - фазоимпульсный блок; 

блок Г - блок питания. 

Управление тиристорами  выпрямителя осуществляется от импульсных каналов фазоимпульсного блока  В. Управляющее напряжение в блок В подается через переключатель режима S5 либо от потенциометра аварийного управления R13, либо в режиме ручного или автоматического управления из блока Б - платы уставок. 

При увеличении управляющего напряжения фаза управляющих импульсов  также увеличивается, что приводит к уменьшению тока ротора. Соответственно при уменьшении управляющего напряжения ток ротора возрастает. Синхронизирующее напряжение поступает в фазоимпульсный блок из блока питания и по фазе совпадает (со сдвигом на 30 электрических  градусов) со вторичным напряжением силового трансформатора Т1. Поэтому возбудитель не требует фазировки при монтаже. 

В возбудителе в  режиме ручного регулирования на вход в плату установок поступают  сигналы от потенциометра ручного  регулирования R14, из схемы пуска, ограничения  тока ротора, защиты от короткого замыкания  и форсировки. 

В режиме автоматического  регулирования на вход платы уставок поступает напряжение из блока А, при этом схемы форсировки и ограничения тока ротора, функционирующие в ручном режиме, отключаются переключателем S5. 

Схема ограничения  тока ротора предназначена для ограничения  тока ротора при перегрузке, причем время ограничения обратно пропорционально  величине перегрузки. Схема питается от датчика тока ротора. 

Датчик тока ротора состоит из трех трансформаторов  тока Т2 - Т4. первичные обмотки которых включены во вторичную цепь трансформатора Т1, и диодного выпрямителя в блоке Г V12 - V17. 

Ключ управления S1 служит для включения и отключения цепи статора масляным выключателем Q1. Этот же ключ может быть использован  в качестве ключа разрешения при  управлении синхронным двигателем со стороны. 

При отключении Q1 происходит форсированное гашение поля ротора вследствие перехода преобразователя  в инверторный режим. Сигнал инвертирования подается в плату установок нормально  открытыми контактами реле КЗ. 

Схема защиты от асинхронного хода срабатывает при протекании тока через пусковое сопротивление, сигнал на включение схемы защиты подается герконным реле К9. Протекание тока через пусковое сопротивление происходит в режиме асинхронного хода под воздействием переменного напряжения в цепи ротора. Амплитуда напряжения, необходимая для срабатывания тиристорного ключа, зависит от состояния реле К5 и резко уменьшается при отключении К5. 

Схема защиты от короткого  замыкания питается от датчика тока ротора. Схема срабатывает при превышении заданной уставки тока преобразователя, т. е. при любых видах коротких замыканий в силовых цепях возбудителя. Срабатывание схемы приводит к исчезновению импульсов, поступающих из блока В в преобразователь, и к отключению масляного выключателя. Режим инвертирования в этом случае отсутствует. 

Схема пуска осуществляет автоматическую подачу возбуждения  при пуске синхронного двигателя. Схема питается от трансформатора тока Т9 в статорной цепи двигателя. Пока ток статора превышает заданную уставку, импульсы из фазоимпульсного блока не поступают. 

При реактивном пуске, кроме того, импульсы управления подаются по истечении требуемой выдержки времени. 

Схема форсировки предназначена для осуществления форсировки возбуждения при падении напряжения в статорной цепи двигателя. Схема питается от трансформатора напряжения Т15. 

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 

2.1 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ  И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПРИВОДА  КОМПРЕССОРА 

При выборе мощности двигателя для компрессора, как  и для всех механизмов с продолжительным  режимом работы и постоянной нагрузкой, требуемую мощность Рдв двигателя находят по мощности на валу механизма с учётом потерь в промежуточном звене механической передачи. 

В зависимости от назначения, мощности и характера  производства, где установлены механизмы  этой группы, они могут требовать  или небольшого, но постоянного подрегулирования производительности при отклонении параметров воздуха от заданных значений, или же регулирования производительности в широких пределах. 

Мощность двигателя  компрессора определяется по формуле: 

, [9] (1) 

где: Q - производительность (подача) компрессора, м3/с; А=(Аи+Аа)/2 -работа, Дж/м3, изотермического и адиабатического сжатия 1 м3 атмосферного воздуха давлением ?1 = 1,01·105 Па до требуемого, давления ?2, Па; для давлений до 10·105 Па значения А указаны ниже: 

?к - индикаторный  КПД компрессора, учитывающий  потери мощности при реальном  процессе сжатия воздуха и  равный 0,6 - 0,8; 

?п - КПД механической передачи между компрессором и двигателем, его значения лежат в пределах 0,9 - 0,95; 

k3 - коэффициент запаса, равный 1,05 - 1,15 и учитывающий не  поддающиеся расчету факторы. 

Таким образом, расчетная  мощность двигателя равна: 

Из литературы [7] (табл. 11.6, с. 269) выбираем двигатель СТД - 1600 - 2УХЛ4, напряжением 10 кВ, с частотой вращения 3000 об/мин. 

СТД - синхронный турбодвигатель; 

1600 - мощность двигателя,  кВт; 

2 - число полюсов; 

УХЛ4 - климатическое исполнение и категория места размещения. 

Для компрессора  типичен продолжительный режим  работы, поэтому их электроприводы, как правило, нереверсивные с  редкими пусками. Также компрессор имеет небольшие пусковые статические  моменты - до 20-25% от номинального. 

Выбор синхронного  двигателя обуславливается несколькими  основными причинами: 

Во-первых, это жёсткая  характеристика синхронных двигателей, то есть при увеличении нагрузки на валу двигателя обороты не изменяются, что очень важно для производительности компрессора. 

Во-вторых, при своих  габаритах синхронный двигатель  имеет гораздо большую мощность по сравнению с асинхронным двигателем. 

В-третьих, синхронный двигатель имеют К.П.Д. на 2,5% больше (96,6%), чем у асинхронных двигателей и момент имеет прямо пропорциональную зависимость от напряжения. 

Производительность  компрессоров можно изменять тремя  способами: изменением угловой скорости приводного двигателя, изменением сопротивления  магистрали (трубопровода) с помощью  задвижки, а также конструктивными  изменениями рабочих органов  механизма в процессе регулирования. 

В-четвёртых, у синхронных двигателей при номинальном токе cos? = l, а при перевозбуждении двигатель может служить в качестве компенсатора реактивной мощности и повышать cos? предприятия в целом. 

2.2 ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО  ОБОРУДОВАНИЯ КОМПРЕССОРА 

Для расчета мощности электродвигателя маслонасоса используем формулу: 

[9] (2) 

где: ? - плотность  перекачиваемой жидкости, кг/м3; 

g = 9,81 - ускорение свободного падения, м3/с; 

Q - производительность  насоса, м3/с; 

Нс - статический  напор, определяемый, как сумма высот  всасывания и нагнетания, м; 

?Н - потеря напора  в трубопроводах насосной установки,  м; 

?ном - КПД насоса; 

?П - КПД передачи, равный 0,9-0,95; 

kЗ - коэффициент запаса, рекомендуется принимать 1,1-1,3. 

 Выбираем по  лит. [7], табл. 6.1 ближайший по мощности  асинхронный двигатель серии  4А112М2У3 с синхронной частотой  вращения 3000 об/мин, Рном = 7,50 кВт: 

4 - обозначение серии; 

А - асинхронный; 

112 - высота оси  вращения; 

М - условная длина  станины; 

2 - число полюсов; 

У3 - климатическое  исполнение и категория размещения (У3 - для умеренного климата в  закрытом помещении с естественной вентиляцией); 

Исполнение по степени  защиты IP44, станина и щиты чугунные или стальные. 

2.3 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ  НАГРУЗОК 

Создание каждого  промышленного объекта начинается с его проектирования. Непростое  суммирование установленных (номинальных) мощностей электроприёмников предприятия, определение определяемых (расчётных) значений электрических нагрузок является первым и основополагающим этапом проектирования системы электроснабжения. Расчётная максимальная мощность, потребляемая электроприемникам предприятия, всегда меньше суммы номинальных мощностей этих электроприёмников. Необходимость определения ожидаемых (расчётных) нагрузок вызвана полной загрузкой некоторых электроприёмников, не одновременностью их работы, вероятностью случайным характером включения и отключения электроприёмников, зависящих от особенностей технологического процесса и организационно - технических мероприятий по обеспечению надлежащих условий труда рабочих и служащих данного предприятия. 

От расчёта нагрузок зависят исходные данные выбора всех элементов системы электроснабжения проектируемого объекта и денежные затраты при установке, монтаже  и эксплуатации выбранного электрооборудования. 

Завышение ожидаемых  нагрузок приводит к удержанию строительства, перерасходу проводниковых материалов сетей и неравномерному увеличению мощности трансформаторов и прочего  электрооборудования. Занижение может  привести к понижению пропускной способности электрической сети, к лишним потребителям мощности, перегреву  проводов, кабелей и трансформаторов, а, следовательно, к уменьшению их срока  службы. 

В настоящее время  основным методом расчёта электрических  нагрузок промышленных объектов является метод упорядоченных диаграмм. Этот метод позволяет по номинальной  мощности электроприёмников с учётом их числа и характеристик определить расчётную нагрузку любого узла схемы электроснабжения. 

Определяют среднюю  загрузку групп электроприёмников за максимально загруженную смену Рсм и расчётный получасовой максимум Рр. Средняя нагрузка за максимальную схему (кВт, кВар): 

[10] (3) 

[10], (4) 

где: Ки - коэффициент  использования активной мощности, значение которого для некоторых приёмников с разными режимами работы приведены  в справочной литературе [10], табл. 2.1; 

Рном - активная суммарная номинальная мощность групп электроприёмников, приведённая для электроприёмников с повторнократковременным режимом и ПВ = 100%. 

Расчётная максимальная нагрузка (получасовой максимум) кВт, кВар: 

[10] (5) 

[10] (6) 

где: Км - коэффициент  максимума активной (реактивной) мощности, принимаемый по справочной литературе [10] рис. 2.6 или табл. 2.3 в зависимости  от значения Ки и эффективного числа  электроприёмников nэ. 

Под эффективным  числом электроприёмников понимается такое число однородных по режимe работы электроприёмников одинаковой мощности, которое обеспечивает тот же расчётный максимум, что и группа различных по мощности и режиму работы электроприёмников. 

[10] (7) 

Полная мощность, кВА: 

[10] (8) 

Расчетный ток, А: 

[10] (9) 

Номинальная мощность определяется как сумма номинальных  мощностей отдельных групп электроприёмников. 

Номинальная мощность вспомогательного оборудования: 

 Рном.всп = 634,87 кВт 

Номинальная мощность синхронных двигателей: 

Рдв = 9600кВт 

Общая установленная  мощность равна: 

[10] (10) 

Эффективное число  электроприемников: 

[10] (11) 

Средняя активная и  реактивная мощность за смену: 

[10] (12) 

Ки = 0,68 лит. [10], табл. 2.1; 

Ки = 0,75 лит. [10], табл. 2.1 

 tg? - значение соответствующее средневзвешенному cos?; 

cos? = 0,8 лит. [10],табл. 2.1; tg? = 0,75 

Определяем средневзвешенный коэффициент использования: 

[10] (13) 

По табл. 2.3 лит. [10] определяем Км = 1,12 при n = 13 и Ки = 0,75 

Определяем максимальную расчетную мощность нагрузки: 

Реактивная максимальная расчетная мощность за наиболее нагруженную  смену: 

Находим полную расчетную  мощность по формуле: 

 Максимальные  значения активной и реактивной  мощности представляют собой  наиболее соответствующие величины  за некоторый промежуток времени.  Определим максимальный расчётный  ток нагрузки по формуле: 

Таблица 2.3.1 Электрические  нагрузки в сетях до 1000 В 

Узлы питания и  группы электроприемников 
Количество электроприемников (ЭП) (раб./резерв.) 
Рном, кВт одного ЭП 
? Рном, 

кВт (раб./резерв.) 
Коэффициент использования  Ки 
Cos?/tg? 
Рсм, кВт 
Qсм, кВар 
Коэффициент максимума  Км 
Рр, кВт 
Qр, кВар 
Sр, кВА  

Секция №1   

Щитовое задвижек 
12 

36 
0,2 
0,86/0,59 
7,2 
4,25      

Затворы 


21 
0,2 
0,86/0,59 
4,2 
2,48      

Охлаждение п/ст (вент-ры) 


10 
0,75 
0,8/0,75 
7,5 
5,63      

Тельфер 



0,3 
0,45/1,98 
2,4 
4,76      

Сварочный трансформатор 

19 
19 
0,4 
0,65/1,17 
7,6 
8,89      

Щит освещения №4 
26 
0,4 
10,4 
0,8 

8,32 
-      

Насосы 
3/1 
100 
300/100 
0,8 
0,8/0,75 
240 
180      

Наждак 



0,2 
0,8/0,75 
0,4 
1,88      

Итого по секции №1 
49/1 
144,4 
406,4/100   
277,62 
207,89 
1,25 
347,03 
259,86 
433,54  

Секция №2   

Возбудители для  СТД 
8/2 
19 
152/38 
0,8/0,75 
121,6 
91,2       

Мостовой кран 

46 
46 
0,3 
0,45/1,98 
13,8 
27,32      

Маслонасосы 
8/2 
7,5 
60/15 
0,8 
0,8/0,75 
48 
36      

Щит освещения №3 
56 
0,2 
12 
0,8 

9,6 
-      

Насосы 

40 
80 
0,8 
0,8/0,75 
64 
48      

Итого по секции №2 
754 
112,7 
350/153   
257 
202,52 
1,12 
287,84 
226,82 
366,47  
 

Всего силовой нагрузки 
124/5 
257,1 
756,4   
534,62 
410,41  
634,87 
486,68 
799,95  
 
 

2.4 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРА  ЦТП 

При выборе мощности трансформаторов следует учитывать: 

- обеспечение в  нормальных условиях питание  всех электроприёмников; 

- экономичность режима  работы трансформатора. Наиболее  целесообразным считается режим  работы трансформатора с коэффициентом  загрузки Кзагр = 0,7; 

- обеспечение требуемого  резервирования питания электроприёмников при отключении одного трансформатора двухтрансформаторной подстанции с учётом допускаемой перегрузки оставшегося в работе трансформатора или обеспечения 

- резервирования  от соседней подстанции. Согласно  правилам технической эксплуатации  электроустановок потребителей, перегрузка  маслонаполненных трансформаторов  на 30% допускается в течении 120 минут, перегрузка на 45%допускается в течение 80 минут, на 65% - в течение 45 минут. Также мощность трансформатора выбирается исходя из максимальной расчётной нагрузки цеха при рабочем режиме с учетом резервной нагрузки. Расчётная максимальная нагрузка равна: 

кВА (по табл. 2.3.1) 

Определим мощность трансформатора по формуле: 

[10] (14) 

где: kзагр - рекомендуемый коэффициент загрузки трансформаторов на подстанциях при преобладании напряжений I-ой категории надежности. 

Выбираем к установке  трансформатор из стандартного ряда мощностей 2?630 кВА. 

Тогда при нормальном режиме работы, трансформаторы ЦТП  работают с коэффициентом загрузки равным: 

[10] (15) 

Таким образом, трансформаторы работают с 53% загрузки, что соответствует  нормальному режиму работы. 

При выходе из строя  одного трансформатора все нагрузки переключаются на второй трансформатор. Коэффициент перегрузки равен: 

[10] (16) 

Трансформатор будет  работать с 27% перегрузкой. Проверяем  установленную мощность трансформатора в аварийном режиме при отключении одного трансформатора и необходимости  обеспечить электроснабжение потребителей 1-ой категории в период максимума  с допускаемой нагрузкой, равной 140%: 

[10] (17) 

Следовательно, выбранные  мощности трансформаторов (2?630 кВА) обеспечиваю питание всего вспомогательного оборудования компрессорной станции, как в нормальном, так и в аварийном режимах работы. Принимаем к установке в компрессорной станции двух рансформаторную подстанцию типа КТП-630-123 напряжением 10/0,4кВ. 

К - комплектная; 

Т - трансформаторная; 

П - подстанция; 

630 - мощность трансформатора, кВА; 

1 - однорядное размещение; 

2 - количество трансформаторов; 

3 - исполнение схемы  ввода. 

2.5 РАСЧЕТ ТОКОВ  КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 

Короткое замыкание  является тяжёлым аварийным режимом, так как из-за термического и электродинамического действия токов короткого замыкания  в электроустановках возникают  большие повреждения. Для того чтобы  оборудование и токоведущие части  выдержали сквозные токи короткого  замыкания без существенных повреждений, их проверяют на термическую и  электродинамическую стойкость  в условиях короткого замыкания. 

Коротким замыканием называется всякое, не предусмотренное  нормальными условиями работы соединение двух точек электрической цепи (непосредственно  или через малое сопротивление). 

Причинами короткого  замыкания являются: механические повреждения  изоляции, её пробой из-за перенапряжения и старения, обрывы, набросы, схлёстывание проводов и воздушных линий, ошибочные действия персонала и т.д. 

В трёх фазных цепях  и устройствах различают трёхфазные (симметричные), двухфазные и однофазные (несимметричные) короткие замыкания. Также могут иметь место короткие двухфазные замыкания на землю, короткие замыкания с одновременным обрывом  фазы. 

Токи короткого  замыкания могут определяться для  проверки токоведущих частей и аппаратов  на устойчивость при коротких замыканиях, а также для выбора уставок релейной защиты. В первом случае расчётные условия короткого замыкания выбираются такими, при которых токи будут иметь наибольшее значение. Во втором случае расчётные условия короткого замыкания - линейные. 

Расчёт токов короткого  замыкания выполняется для выбора высоковольтных аппаратов, выбора ошиновок трансформаторных подстанций и распределительных  устройств, проверки надёжности срабатывания аппаратов защиты при коротких замыканиях, для выбора мероприятий по ограничению  токов короткого замыкания. 

Расчёт токов короткого  замыкания сводится к определению  общего сопротивления до точки короткого  замыкания. Устанавливается значение токов короткого замыкания, необходимых  для выбора коммутационной аппаратуры. 

Расчёт токов короткого  замыкания осуществляют в относительных  или именованных единицах. 

Для расчётов токов  короткого замыкания составляют схему замещения (изображена на рис. 2.5.1). 

1 Определим базисные  величины 

Sб = 100 МВА - базисная мощность; 

Uб = 10,5 кВ - базисное напряжение. 

 Базисный ток  находим по формуле: 

[10] (18) 

Рисунок 2.5.1 

2 Определим реактивное  сопротивление системы Iс = 70 кА - заданное значение тока короткого замыкания системы. 

[10] (19) 

3 Определим реактивное  сопротивление реактора по формуле: 

[8] (20) 

4 Определим ток  короткого замыкания в точке  К1 по формуле: 

[10] (21) 

Относительное реактивное сопротивление в точке К1 равно: 

[10] (22) 

5 Определим реактивное  сопротивление кабельной линии: 

 l = 314 м = 0,314 км; 

X0 = 0,08 Ом/км - для кабельной  линии 10 кВ (лит. [10], табл. П2.2) 

[10] (23) 

6 Расчет тока короткого  замыкания в точке К2 должен производится с учетом подпитки места К3 от работающего в режиме перевозбуждения. 

Реактивное сопротивление  синхронного двигателя: 

,[10] (24) 

где: - сверхпереходное  сопротивление (лит. [5], табл. 2.251); 

Sном. дв - номинальная мощность двигателя, равная 1600 кВА 

Также следует определить сверхпереходную ЭДС синхронного двигателя по формуле: 

[5] (25) 

где: ; 

cos? = 1 

7 Ток короткого  замыкания двигателя в относительных  единицах: 

[10] (26) 

В именованных единицах: 

[10] (27) 

8 Рассчитаем ток короткого замыкания, протекающий в точку К2 от энергосистемы. 

Сопротивление до точки  К2 равно: 

[10] (28) 

Ток короткого замыкания  равен: 

[10] (29) 

 Ток короткого  замыкания в точке К2 равен сумме токов короткого замыкания, протекающих от системы и от двигателя:
Определяем ток  короткого замыкания и реактивное сопротивление в точке К3: 

[10] (31) 

где: 

[10] (32) 

Sтр = 630 кВА - мощность трансформатора; 

Uк = 5,5 кВ 

[10] (33) 

[10] (34) 

 Найдем значение  ударного тока короткого замыкания  во всех точках по формуле: 

,[8] (35) 

где: kуд = 1,8 - ударный коэффициент, значения которого даются в лит. [5], табл. П2.1 

Ударный ток в  точке К1: 

Ударный ток в  точке К2: 

Ударный ток в  точке К3: 

10 Для определения мощности КЗ используем формулу: 

[10] (36) 

Мощность КЗ в  точке К1: 

 Мощность КЗ  в точке К2: 

Мощность КЗ в  точке К3: 

2.6 ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОГО  ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ 

Высоковольтные выключатели - это коммутационные аппараты, предназначенные  для включения, отключения электрических  цепей в нормальных режимах и  для автоматического отключения поврежденных элементов системы  электроснабжения при КЗ и других аварийных режимах. 

Высоковольтные выключатели  имеют дугогасительные устройства и поэтому способны отключать не только токи нагрузки, но и токи КЗ. 

По конструктивным особенностям и способу гашения  дуги различают масляные, воздушные, элегазовые, электромагнитные, автогазовые, вакуумные выключатели. К особой группе относятся выключатели нагрузки, рассчитанные на отключение токов нормального режима. Кроме того, по роду установки различают выключатели для внутренней, наружной установки и для комплектных РУ. 

Высоковольтные выключатели  должны предусматриваться на линиях, как правило, в начале, т. е. со стороны  питания. Количество коммутационных аппаратов  на различных присоединениях выбирается исходя из требований надежности и  принципа построения систем релейной защиты и сетевой противоаварийной автоматики. 

Высоковольтные выключатели  выбирают в зависимости от места  установки, способа обслуживания и  назначения. 

Параметры выключателя  выбирают по техническим данным таким  образом, чтобы технические характеристики выключателя были больше расчётных. 

При проектировании подстанции высоковольтные выключатели  выбираются в соответствии с их назначением  по четырем условиям: 

1 Выбор по номинальному  напряжению сводится к сравнению  номинально 

2 го напряжения  установки и номинального напряжения  установки выключателя: 

[10] (37) 

3 Выбор по номинальному  току сводится к выбору выключателя,  у которого номинальный ток  является ближайшим большим к  расчётному току установки, т.е.  должно быть соблюдено условие: 

[10] (38) 

[10] (39) 

3 По отключающей способности выключатели выбираются по предельно отключающему току (Iпо), т.е. току, который выключатель надёжно разрывает при коротком замыкании без повреждений, препятствующих дальнейшей работе: 

[10] (40) 

Iпо - расчетная величина трехфазного тока КЗ в момент отключения 

4 Проверка на термическую  стойкость. Для проверки на  термическую стойкость при сквозных  токах короткого замыкания определяют  номинальный и расчётный тепловой  импульс: 

[10] (41) 

[10] (42) 

[10] (43) 

5 Проверка на электродинамическую  стойкость при сквозном коротком  замыкании: 

[10] (44)
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.