Введення
Велику роль у розвитку всіх галузей народного
господарства Росії грає електроенергетика. Вона необхідна і в сільському
господарстві, і в побуті, і в сфері послуг, і в
транспортному господарстві. Але основними споживачами електроенергії є промислові підприємства, так як вони витрачають більшу частину всієї вироблюваної в нашій країні електроенергії.
Для нормальної
роботи будь-якого підприємства повинно бути забезпечено безперебійне постачання його
електроенергією в необхідній кількості та належної якості, для
того, щоб уникнути втрат від зупинки виробництва. Тобто основні значення показників якості електроенергії: напруга, кидки напруги, частота повинні задовольняти заданим вимогам.
Велика
увага повинна приділятися питанням: створення необхідної надійності
електропостачання, економічності і зручності експлуатації розглянутих схем електропостачання.
Витрати на їх
будівництво та подальшу експлуатацію повинні бути мінімальними. Так само потрібно врахувати і можливість подальшого розвитку виробництва.
Метою даного дипломного проекту є
проектування системи електропостачання дотискувальної
компресорної станції (ДКС), що є частиною Оренбурзького газопромислового управління. Для вирішення цього завдання необхідно розглянути наступні питання: вибору числа, типу і потужності
трансформаторів трансформаторних підстанцій (ТП) і головною понижувальної підстанції (ГПП),
розрахунку електричних навантажень, вибору перетинів і марки кабелів, вибору захисних пристроїв, розрахунку струмів короткого замикання (КЗ) , розрахунку заземлення і блискавкозахисту ДКС.
При виконанні проекту використовувалися різні допоміжні джерела, методичні вказівки, довідкові матеріали.
1. Коротка характеристика технологічного
процесу та класифікація споживачів ДКС
ДКС встановлюється на групу установок комплексної підготовки газу (УКПГ) УКПГ-1, 3,6 і УКПГ-2 з метою забезпечення необхідних відборів газу на промислі і тисків газу у Оренбурзького газопереробного заводу (ОГПЗ), а також продовження підготовки газу до
транспорту на цих УКПГ методом низькотемпературної сепарації.
Газ, після установок компресорної підготовки газу з тиском 2,7-3,6 МПа і температурою від - 15 ° С до +15 ° С поступає на ДКС.
Технологічною схемою ДКС передбачаються такі технологічні процеси:
1. Грубе
очищення газу, що надходить з УКПГ, і уловлювання пробок рідини на вході в станцію;
2. Тонку очищення газу перед компримування на кожній газоперекачувальної встановлення;
3. Компримування газу в багатоступінчастих відцентрових нагнітачів;
4. Охолодження скомпрімірованного газу в апаратах повітряного охолодження;
5. Продування
компресорів і всього устаткування ДКС очищеним газом;
6. Систему
прийому, підготовки і транспорту конденсату, що надходить з конденсаторопроводов і з газом, на ОГПЗ.
Груба очищення і уловлювання
конденсатних пробок здійснюється у вхідних сепараторах. Далі газ надходить на газоперекачувальні установки, на всасе кожної з яких встановлюються фільтри-сепаратори, які служать для більш тонкої очистки газу, що надходить на всмоктування компресорів, а також для уловлювання пилу і частинок рідини, яких віднесло з вхідних сепараторів станції.
Конденсат, уловлених у вхідних сепараторах і фільтрах-сепараторах, спільно з конденсатом від УКПГ 1,3,6 і УКПГ-2 подається на установку підготовки і транспорту конденсату. На цій установці конденсат дегазується до 3,7-1,2 МПа і насосами стискається до тиску 6,1 МПа і подається на ОГПЗ.
Газ дегазації стискається до 3,1-3,7 МПа ежекторах і подається на всмоктування компресорів. Активний газ на ежектори відбирається з нагнітання компресорів з тиском 6,6 МПа.
Компримування основного потоку газу до тиску 6,6 МПа передбачається газоперекачувальними агрегатами. Скопрімірованний газ з тиском 6,6 МПа і температурою +90 - 115 ° С поступає на апарати повітряного охолодження, які як і фільтри сепаратори є індивідуальними для кожного газоперекачувального агрегату (ГПА) і разом з агрегатом утворюють модульну газоперекачувальних установку. В апаратах повітряного охолодження газ охолоджується до 40 ° С або нижче і подається в газопроводи на ГПЗ.
У зв'язку з тим, що ДКС призначена для комрпімірованія газу, що містить
сірководень, з метою виключення викиду сірководню в атмосферу при пусках і зупинках ГПА на ДКС передбачається установка факелів з необхідними факельними трубопроводами, які служать для спалювання сірководневого газу. Для безпечної експлуатації обладнання ДКС передбачається продування його очищеним від сірководню газом при зупинках.
Споживачами ДКС є струмоприймачі, обслуговуючі газотурбінні агрегати, що закуповуються за імпортом, і токоприймачі допоміжної зони.
Відповідно до "Методичних вказівок по нормуванню категорійності електроприймачів (ЕП) об'єктів газової промисловості", РТМ-51-33-80 споживачі ДКС по надійності електропостачання відносяться до I категорії.
Зовнішнє електропостачання ДКС вирішено
відповідно до технічних умов ВАТ "Оренбурггазпром", дозволу ВАТ "Оренбургенерго" на відпустку потужності та з урахуванням вимог, що пред'являються споживачам I категорії, шляхом будівництва на майданчику ДКС підстанції (ПС) 35/10 кВ, яка підключається до наявних ліній 35 кВ Дедуровка - ДП 2 і УКПГ - 7 - ДП 2.
Відповідно до "Методичних вказівок ..." ДКС повинна
мати, крім двох незалежних джерел електропостачання, ще й аварійний (третій) джерело електоснабженія (електродізельний агреат). Цим джерелом є аккамуляторние батареї і на кожному турбоагрегаті власний генератор.
2.
Вибір напруги для силової та освітлювальної
мережі Живильна напруга для ЕП може бути найбільш поширеним (380/220 В), застарілим (220/127 В), який вважається перспективним (660/380 В). Так як напруга 220/127 В для
харчування економічно не виправдане з огляду на великих втрат електроенергії та великої
витрати кольорового металу, то до розгляду приймаються напруги 380/220 В і 660/38 В.
Напруга 660/380 В дозволяє скоротити втрати потужності в порівнянні з системою 380/220 В, на спорудження витрачається менше кольорового металу. Однак для живлення освітлювального навантаження потрібен понижуючий трансформатор, тобто неможливо спільне харчування силової та освітлювальної навантаження від одного трансформатора, тоді як на напругу 380/220 В необхідність в додатковому трансформаторі відпадає.
З точки зору електробезпеки напругу 380/220 В вигідніше, тому що напруга між фазою і землею відносно низьке.
Враховуючи перераховані вище
переваги та недоліки цих напруг, для живлення силової та освітлювальної мережі даної ДКС приймається напругу 380/220 В.
3.
Розрахунок електричних навантажень
Розрахунок електричних навантажень розглядається на прикладі блоку водопідготовки.
3.1.
Розрахунок електричних навантажень блоку водопідготовки
Визначається навантаження магістрального шинопровода ШМА (вона ж навантаження по блоку водопідготовки), від якої живляться такі ЕП:
Насос: Кі = 0,8; cosj = 0,85 / 2 /; tgj = 0,62; n = 3; Pн = 250 кВт (один насос знаходиться в резерві);
Насос допоміжний: Кі = 0,8; cosj = 0,85 / 2 /; tgj = 0,62; n = 3; Pн = 0,18 кВт;
Насос подачі хімічних реагентів: Кі = 0,55; cosj = 0,85 / 2 /; tgj = 0,62; n = 1; Pн = 3 кВт;
Агрегат подачі кисню: Кі = 0,5; cosj = 0,7 / 2 /; tgj = 0,71; n = 1; Pн = 1,5 кВт;
Вентилятор: Кі = 0,7; cosj = 0,75 / 2 /; tgj = 0,66; n = 2; Pн = 7 кВт;
Визначаться навантаження за найбільш завантажену зміну по / 4 /
Pсм = Кі * Pн; (3.1)
Qсм = Pсм * tgj, (3.2)
де Кі - коефіцієнт використання активної потужності ЕП;
tgj - коефіцієнт реактивної потужності.
Для насосів:
Pсм = n * pн * Кі = 3 * 250 * 0,8 = 600 кВт;
Qсм = 600 * 0,62 = 372 квар.
Для допоміжних насосів:
Pсм = 3 * 0,18 * 0,8 = 0,43 кВт;
Qсм = 0,43 * 0,62 = 0,27 квар.
Для насоса подачі хімічних реагентів:
Pсм = 1 * 3 * 0,55 = 1,65 кВт;
Qсм = 1,65 * 0,62 = 1,02 квар.
Для агрегату подачі кисню:
Pсм = 1 * 1,5 * 0,5 = 0,75 кВт;
Qсм = 0,75 * 0,71 = 0,53 квар.
Для вентиляторів:
Pсм = 2 * 7 * 0,7 = 9,8 кВ;
Qсм = 9,8 * 0,66 = 6,47 квар.
Результати розрахунку заносимо в графи 7 і 8.
Визначається груповий коефіцієнт використання по / 4 /
(3.3)
Результат заноситься в графу 6 підсумкової рядком.
Визначається
Результат заноситься до графи 9 підсумкової рядком.
Визначається ефективна кількість ЕП по / 4 /
(3.4)
Приймається ціле менше число nеф = 3. Результат заноситься до графи 10 підсумкової рядком.
У
таблиці Ж.2 / 4 / визначається коефіцієнт розрахункового навантаження Кр в залежності від Кіг = 0,8 і nеф = 3, Кр = 1. Результат заноситься в графу 11.
Визначається
розрахункова активне навантаження
Pр = Кр * Pсм. (3.5)
Pр = 1 * 612,63 = 612,63 кВт (графа 12).
Визначається
розрахункова реактивна навантаження
Qр = 1,1 * Qсм. (3.6)
Qр = 1,1 * 380,29 = 417,81 квар. (Графа 13).
Визначається повна розрахункова потужність
(3.7)
Розрахунковий струм
(3.8)
Результати
розрахунків наведено в таблиці 3.1.
3.2. Розрахунок
освітлення блоку водопідготовки (світлотехнічний розрахунок)
Завданням світлотехнічного розрахунку освітлювальної установки є визначення числа потужності джерел світла, які забезпечують нормовану (з урахуванням коефіцієнта запасу)
освітленість.
Розрахунок ведеться за методом коефіцієнта використання світлового потоку для виробничих приміщень і за методом питомої потужності для побутових приміщень.
Розрахунок за методом коефіцієнта використання світлового потоку проводиться в наступному порядку:
Вибір виду
освітлення (робоче, аварійне);
Вибір системи освітлення (загальне, місцеве, комбіноване);
Вибір типу джерел світла;
Вибір
освітленості;
Вибір коефіцієнта запасу (залежить від виробничого процесу);
Вибір типу освітлювальних приладів;
Вибір висоти підвісу світильників;
Вибір розташування світильників у плані приміщення;
Визначення світлового потоку ламп для забезпечення прийнятої освітленості;
Вибір потужності ламп, що забезпечують світловий потік;
Визначення сумарної встановленої потужності джерел світла;
Перевірка правильності розрахунків.
В якості прикладу розглядається розрахунок теплопункту. Результати розрахунків по інших відділеннях зводяться в таблицю 3.2.
Основні розміри теплопункту:
Довжина А = 5,5 м.;
Таблиця 3.1. -Розрахунок електричних навантажень
Найменування вихідних даних
| Довідкові дані
| Розрахункова величина
| nеф
| Кр
| Розрахункове навантаження
| Розрахунковий струм Iр
|
Найменування ЕП
| Кількість n
| Номінальна (установлена) потужність, кВт
| Кі
| cosj / tgj
| Рсм
| Qсм
| n * рн2
| | | Активна, кВт
| Реактивна, квар
| Повна, кВА
|
Одного ЕП рн
| Загальна Рн = n * рн
| | Рр
| Qр
| Sр
| |
1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 7
| 8
| 9
| 10
| 11
| 12
| 13
| 14
| 15
|
1. Насос
| 3
| 250
| 750
| 0,8
| 0,85 / 0,62
| 600
| 372
| 187500
| | | | | | |
2. Насос допоміжний
| 3
| 0,18
| 0,54
| 0,8
| 0,85 / 0,62
| 0,43
| 0,27
| 0,1
| | | | | | |
3. Насос подачі хім. реагентів
| 1
| 3
| 3
| 0,5
| 0,85 / 0,62
| 1,65
| 1,02
| 9
| | | | | | |
4. Агрегат подачі кисню
| 1
| 1,5
| 1,5
| 0,5
| 0,7 / 0,71
| 0,75
| 0,53
| 2,25
| | | | | | |
5. Вентилятор
| 2
| 7
| 14
| 0,7
| 0,75 / 0,66
| 9,8
| 6,47
| 98
| | | | | | |
Разом по блоку
| 10
| -
| 19,04
| -
| 0,85 / 0,62
| 612,63
| 380,29
| 187609,35
| 3
| 1
| 612,63
| 417,8
| 741,5
| 1126,7
|
Ширина В = 3 м.;
Висота Н = 6 м.
Висота робочої
поверхні hр = 0 / 4 /.
Площа приміщення S = 16,5 м2.
Розрахунок робочого освітлення блоку, що забезпечують необхідні умови роботи при нормальному режимі роботи освітлювальної установки, обов'язково у всіх випадках, незалежно від наявності аварійного освітлення / 5 /;
Приймається і виконується розрахунок загального рівномірного освітлення / 8 /;
Для загального освітлення при висоті виробничих приміщень до 6 метрів застосовуються лампи розжарювання / 5 /;
Дане відділення відноситься до VIIIа розряду зорової роботи з мінімальною
освітленістю Еmin = 75 лк / 4 /;
Коефіцієнт запасу Кз = 1,3 / 5 /;
Приймається тип світильника НВВ 11 / 8 /;
Висота підвісу світильників по / 6 /
hc = 0,2 (H-hp) (3.9)
hc = 0,2 (6-0) = 1,2 м.
Розрахункова висота по / 6 /
h = H-hp-hc (3.10)
h = 6-0-1,2 = 4,8 м.
Приймається одна лампа з розміщенням у центрі.
Для визначення світлового потоку лампи знаходиться індекс приміщення
(3.11)
Приймається
стандартне значення IСТ = 0,5 / 8 /. За / 8 / визначається коефіцієнт використання світлового потоку при світлотехнічних коефіцієнти, що характеризують стан стін, стелі, робочої поверхні ρс = 30%, ρп = 50%, ρр = 10% Кі = 23.
Розрахункова величина світлового потоку лампи, що забезпечує нормовану освітленість визначається за формулою
(3.12)
де z - коефіцієнт мінімальної
освітленості (z = 1,15 по / 4 /);
N - кількість світильників.
По / 8 / приймається лампа розжарювання потужністю Pн = 15 Вт і світловим потоком Fн = 85 лм.
Стандартний світловий потік не повинен відрізнятися від
стандартного менше, ніж на 10% і більше, ніж на 20%.
(3.13)
Перевищення світлового потоку допустимо.
Результати розрахунків за іншим відділенням наведені в таблиці 3.2.
Розрахункова потужність освітлення блоку визначається методом коефіцієнта попиту і з урахуванням втрат у пускорегулювальної апаратури (ПРА) по / 4 /
Pро = Pно * Кс * КПРА, (3.14)
де Pно - номінальна потужність освітлювальної мережі;
Кс - коефіцієнт попиту (для виробничих будівель, що складаються з окремих приміщень Кс = 0,8 / 2 /);
КПРА = 1 для ламп розжарювання - коефіцієнт, що враховує втрати в ПРА.
Pро = 180 * 0,8 * 1 = 144 Вт
3.3. Розрахунок електричних навантажень по ТП
Так як відомі встановлені потужності Рн груп ЕП і коефіцієнти потужності cosφ і попиту Кс кожної групи / 9 /, то для визначення
розрахункових навантажень застосовується метод коефіцієнта попиту.
Розрахункове навантаження групи однорідних з ремонту роботи приймачів визначається за формулами
Рр = Кс * Рном; (3.15)
Qр = Рр * tgφ; (3.16)
(3.17)
де Кс - коефіцієнт попиту електроенергії по цехах і блокам / 2 /;
tgφ -
відповідає cosφ даної групи приймачів / 2 /.
Коефіцієнт одночасності Ко = 1. Результати розрахунків заносяться в таблицю 3.3.