МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Кафедра електропостачання

ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ ТА ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ НАСОСНОЇ УСТАНОВКИ

Курсова робота з дисципліни

«Споживачі електричної енергії»

Керівник курсової роботи:

Чернявський А.В.

Робота захищена з оцінкою

^{(оцінка, підпис керівника)}

^{« » 2008р.}

^{Виконав:}

^{студент Зорик О.В.}

^{(підпис, дата)}

^{гр. ОЕ-51}

^{Залікова книжка № ОЕ-51-11}

^{Київ 2008}

^{АНОТАЦІЯ}

^ЗМІСТ

ВСТУП 6

^{1 УМОВИ ПРОЕКТУВАННЯ} 8

2 ГІДРАВЛІЧНА СХЕМА НАСОСНОЇ УСТАНОВКИ 9

3 ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ТРУБОПРОВОДІВ І РОЗРАХУНОК ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРУБОПРОВІДНОЇ МЕРЕЖІ 10

4 ВИБІР ТИПУ І КІЛЬКОСТІ НАСОСНИХ АГРЕГАТІВ 12

5 ВИЗНАЧЕННЯ ПОТУЖНОСТІ І ВИБІР ДВИГУНА НАСОСА 16

6 РОЗРАХУНОК ОСВІТЛЕННЯ НАСОСНОЇ СТАНЦІЇ 18

7 ВЛАСНІ ПОТРЕБИ НАСОСНОЇ СТАНЦІЇ ТА ЇХ ПОТУЖНІСТЬ 25

8 ЕЛЕКТРИЧНА СХЕМА ЖИВЛЕННЯ НАСОСНОЇ СТАНЦІЇ 28

9 ВИБІР МЕРЕЖІ ЖИВЛЕННЯ ОКРЕМИХ СПОЖИВАЧІВ НАСОСНОЇ СТАНЦІЇ 30

9.1.2 Мережа живлення насосів при напрузі менше 1000 В 33

10 РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ ДЛЯ ВИСОКОВОЛЬТНОЇ ТА НИЗЬКОВОЛЬТНОЇ МЕРЕЖІ 43

11 ВИБІР АПАРАТУРИ УПРАВЛІННЯ ТА ЗАХИСТУ 52

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ 58

^ВСТУП

^{Серед споживачів електричної енергії значне місце займають насосні установки.}

^{Насосна установка – це сукупність насосного агрегату з комплектувальним обладнанням, змонтованим за певною схемою, що забезпечує роботу насоса.}

^{Насос – гідравлічна машина, яка призначена для переміщення рідин.}

^{Насосні установки класифікують:}

1. ^{за конструкцією (відцентрові, ротаційні, поршневі, вібраційні);}

2. ^{за напругою живлення (на напругу 380-660 В, високовольтні на напругу 6-10 кВ);}

3. ^{за потужністю (від декількох ват до тисяч кіловат);}

4. ^{за технологічними умовами (температура, хімічна активність, пожежонебезпечність та вибухонебезпечність).}

^{З точки зору електропостачання дуже часто це споживачі першої або другої категорії: системи водопостачання, водовідливні установки шахт, нафтопроводи, системи охолодження, тощо. Вони потребують резервування як насосних агрегатів так і системи живлення, що зв’язано з використанням складної апаратури керування. Водночас режим роботи більшості насосних установок дозволяє використовувати їх для вирівнювання графіка споживання електричної енергії, тобто використовувати їх як регуляторів електроспоживання.}

^{В більшості випадків насосні установки не мають обслуговуючого персоналу, що говорить про те, ще процес відключення і підключення насосів повинен бути автоматичним.}

^{Мета роботи – поглибити та систематизувати теоретичні знання з курсу «Споживачі електричної енергії», набути вміння і навички застосування цих знань для розв’язання задач і самостійної роботи з навчально-технічною літературою.}

1 Умови проектування

У розглянутій курсовій роботі насосна установка служить для обслуговування системи водопостачання міст. В даному випадку існує джерело води (річка, свердловина), і за допомогою насосної установки необхідно заповнити резервуар з послідуючим використанням води з резервуару по необхідності.

Вихідними даними є подача і параметри гідравлічної схеми насосної установки.

В завданні приведена категорія насосної установки з точки зору надійності живлення, що в подальшому необхідно використати для визначення кількості резервних насосів і при виборі схеми електропостачання насосної станції.

2 Гідравлічна схема насосної установки

Рисунок 2.1 – Гідравлічна схема насосної установки

1 - водоприймальний басейн; 2 - нагнітальний трубопровід;

3 - зворотний клапан; 4 - засувка; 5 - манометр; 6 - насос;

7 - вакуумметр; 8 - всмоктувальний трубопровід;

9 - всмоктувальний клапан; 10 - водозбірник;

H_Г - геодезична висота; Н_ВС - висота всмоктування;

Н_НГ - висота нагнітання.

3 Визначення параметрів трубопроводів і розрахунок характеристики трубопровідної мережі

Згідно з гідравлічною схемою насосної установки внутрішній діаметр d_Н(м) напірного ставу (нагнітального трубопроводу) визначається виразом:

м,

де - задана подача насосної установки м³/год.;

- рекомендована швидкість води в трубопроводі, м/с; для нагнітального трубопроводу м/с.

Отриманий діаметр переводять в міліметри і заокруглюють до найближчого стандартного значення, кратного 25мм. Тоді =250 мм.

Обраний діаметр перевіряють на пропускну здатність, табл.1 [1]. Гранична пропускна спроможність при швидкості води 2 м/с та діаметрі трубопроводу 250 мм становить 350 м³/год., що задовольняє умову .

Діаметр всмоктувального трубопроводу приймаємо на 50 мм більшим ніж нагнітального, мм.

Характеристика трубопроводу визначається виразом:

, (3.1)

де Н_Т - сумарна втрата напору в трубопроводі, м;

Н_Г – геодезична висота (статичний напір), м;

- динамічний напір, м;

- коефіцієнт гідродинамічного опору, год.²/м⁵;

- подача води в трубопроводі, м³/год.

Коефіцієнт гідродинамічного опору визначається з урахуванням нагнітального та всмоктувального трубопроводу і в загальному випадку має вигляд:

, (3.2)

де А_Ді – питомий гідравлічний опір по довжині в залежності від діаметра трубопроводу, год.²/м⁶;

А_Мі – питомий гідравлічний місцевий опір в залежності від діаметра трубопроводу, год.²/м⁵;

L_j – довжина трубопроводу одного діаметру, м;

- коефіцієнт місцевого опору арматури трубопроводу;

n – кількість трубопроводів різного діаметру;

m – кількість відрізків трубопроводів одного діаметру;

k – кількість місцевих опорів в трубопроводі одного діаметру.

Значення питомих гідравлічних опорів в залежності від діаметру трубопроводу вибираємо з табл. 2 [1].

Значення місцевих опорів знаходимо по табл. 3 [1].

Відстань по вертикалі від рівня води в приймальній камері до осі насоса Н_ВС, вимірюється в метрах. Висоту всмоктування приймаємо: Н_ВС=3 м.

Знайдені величини підставимо в (3.2):

Одним з найважливіших параметрів насосної установки є геодезична висота Н_Г – повна висота підйому води, вимірюється в метрах.

м,

де - кут нахилу похилої частини трубопроводу.

Згідно виразу (3.1) розраховуємо значення втрати напору в трубопроводі при декількох проміжних значеннях подачі, на підставі чого будуємо графік трубопровідної мережі (рис. 4.1). Розрахункові дані зведені в таблицю 4.1.