8 Електрична схема живлення насосної станції

Схема електропостачання залежить від категорії надійності електропостачання насосної станції і потужності електродвигуна насоса.

Для систем водопостачання першої категорії надійності вбачається установка резервного насосу, що працює на ту ж саму трубопровідну мережу.

Насосна станція живиться від ГПП, віддаленої на L_ВІД=300 м, по двом кабельним лініям. На ГПП встановлені два понижуючі трансформатори з РПН 110/6 кВ. До кожної секції підключені вимірювальні трансформатори струму, кабельні лінії, які живлять двигуни насосів, резервні комірки, комірки власних потреб.

На власні потреби підведені дві кабельні лінії з трансформаторами 6/0,4 кВ з ПБВ, котрі знаходяться в приміщенні насосної станції. Схема з’єднання шин двохсекційна з АВР на високій та низькій сторонах.

Рисунок 8.1 – Схема електропостачання насосної станції

9 Вибір мережі живлення окремих споживачів насосної станції

9.1 Розрахунок живильної мережі двигуна насоса

9.1.1 Високовольтна мережа

Живильна мережа двигунів насосів при напрузі 6 кВ вибирають по допустимому значенню струму. За умовою нагріву І_доп  І_{дв .}

Оскільки І_дв = 73,89 А, то обираєм кабель ААШвУ 316

І_доп = 80 А  І_дв = 73,89 А - умова виконується.

Перевірку по паданням напруги робимо за допомогою виразу:

(9.2)

де: l_k - довжина кабеля, км

l_k = L_уд К_пр

L_уд – віддаленість насосної станції від джерела живлення, L_уд =300 м;

К_пр – коєфіцієнт провисання, К_пр = 1,05.

l_k = 0,21,05 = 0,315 км

r_o - питомий активний опір кабелю, r_o=1,15 Ом/км;

х_о – питомий реактивний опір, х_о = 0,102 Ом/км;

sin – відповідно до значення cos, sin = 0,425

Підставивши розраховані величини у формулу (9.2) отримаємо:

В.

Втрати напруги в мережі не повинні перевищувати 5% номінальної напруги.

– номінальна напруга вибраного двигуна, =6000 В;

– спаданням напруги, В.

Для перевірки кабелю на термічну стійкість струмів короткого замикання визначається мінімальний перетин кабелю F_mіn (мм²) виходячи з заданої потужності короткого замикання S_кз на шинах розподільного пристрою згідно виразу:

(9.3)

де: - фіктивний час проходження КЗ, при відсутності витримки часу приймають час спрацювання апаратів, приблизно = 0,025 с;

с - розрахунковий коефіцієнт в залежності від матеріалу провідника, для алюмінію с = 88;

- установлене значення струму КЗ, А.

де: S_кз – потужність КЗ, S_кз =150 МВА;

U-напруга високовольтної мережі, на 5% більше за номінальне значення;

U = U_н + 0,05U_н, де U_н =6 кВ

U=6+0,05^.6=6,3 кВ

А.

Підставивши значення в (9.3):

мм².

Перетин силової жили кабелю мм² повинна дорівнювати чи бути більше, ніж мінімальне мм² відповідно до умови термічної стійкості до струмів КЗ.

Умова не виконується, обираємо більший перетин живильного кабелю, перераховувати кабель з обраним перетином не будемо, бо при збільшенні перетину втрати зменшуються.

Приймаємо кабель з алюмінієвими жилами і папероврю пропитаною маслоканифольною та нестікаючою масами ізоляцією в алюмінієвій оболонці, для прокладення в землі. ААШВУ 335 для якого І_доп=125 А, при напрузі 6 кВ.

9.1.2 Мережа живлення насосів при напрузі менше 1000 в

Мережа живлення насосів при напрузі менше 1000 В вибирається з умов нагрівання в нормальному режимі і перевіряється по припустимій втраті напруги в нормальному і пусковому режимі, а також відповідно до умов термічної стійкості до струмів КЗ.

Перевірка за припустимою втратою напруги виконується з урахуванням втрати напруги в живильному трансформаторі. Таким чином, сумарні втрати напруги U складаються з втрат напруги трансформатора U_тр, та кабеля U_к:

U=U_тр+U_к (9.4)

Втрати напруги трансформатора U_тр (%) при нормальному режимі роботи визначаються по формулі:

(9.5)

де -коефіцієнт загрузки трансформатора =0,750,85; приймаємо =0,75;

e_r - відносна величина активної складової напруги КЗ в трансформаторі, %;

e_х - відносна величина реактивної складової напруги КЗ в трансформаторі, %;

cos  - коефіцієнт потужності, cos  = 0,7;

Відносна величина активної складової напруги КЗ в трансформаторі:

де: - потужність КЗ трансформатора, = 3,8 кВт;

- номінальна потужність трансформатора, = 250 кВт;

%

Відносна величина реактивної складової напруги КЗ в трансформаторі:

де: e_кз - напруга КЗ трансформатора, e_кз =U_к = 5,5 %;

e_r - відносна величина активної складової напруги КЗ., e_r %

%

Втрати напруги трансформатора (9.4) складають:

Втрати напруги трансформатора в вольтах складають:

де: – втрати напруги в трансформаторі,

U_н – номінальна напруга низьковольтної мережі, U_н = 0,4 кВ.

В.

Сумарні втрати напруги U не повинні перевищувати 10% U_ном, у противному випадку необхідно виконати такі заходи:

- збільшити перетин кабелю;

- зменшити його довжину (приблизити трансформатор);

- збільшити потужність трансформатора.

Вибір кабелей до кожного споживача приведений нижче.

1 Лебідка

Знайдемо робочий струм лебідки за її паспортними даними:

Р_н = 3,5 кВт; U = 0,38 кВ;

= 85%; cos = 0,65

А

Вибір перерізу кабеля здійснюється згідно (9.1), F = 10 мм², І_доп = 65 А, кабель чотироьхжильний ААШвУ 310 + 110 У, довжина кабеля l_к = 6 м.

Згідно з формулою (9.2) де:

А l_к = 6 м Ом/км

cos =0,65 х_о = 0,08 Ом/км sin =0,759

В.

Згідно з формулою (9.4):U_тр = 14 В; U = 0,208 В

U=14+0,208=14,208 В  38 В