2.9. Расчёт уставок защит и определение токов короткого замыкания

Токи короткого замыкания определяют по формулам:

, А; , А,

где , Ом (здесь R и X – сопротивления цепи до точки к.з.).

Для включения, отключения и защиты гибких кабелей и электродвигателей выбераем магнитные пускатели типа ПМЛ.

Условия выбора являются неравенства:

; ;

где U_на, I_на, I_оа- напряжение ,номинальный ток и ток отключения магнитного пускателя .

Величины установок токовой защиты определяются:

,

I_пн -пусковой ток двигателя.

По второй формуле находим чувствительность.

3. Описание объекта управления

3.1. Назначение насоса д200-95 и его характеристики

Насос 1 Д 200-95 - это горизонтальный одноступенчатый центробежный насос двустороннего входа (рис.9.) .

Рис.9. Насос 1 Д 200-95

Корпус насоса Д имеет разъем в горизонтальной плоскости ,проходящей через ось ротора. предназначены для перекачивания воды и других жидкостей при температуре до 85° С , аналогичных воде по вязкости и химической активности, а так же химически активных жидкостей , нефти , продуктов ее переработки с кинематической вязкостью до 10-4 м2/с и жидкостей с содержанием механических примесей не более 1% и с размером твердых частиц не более 0,2 мм.

1- первая модернизация

Д - двустороннего входа

200 - подача, м³/ч

95 - напор, м

Всасывающий и нагнетательный патрубки насоса расположены в нижней половине корпуса , благодаря чему возможна разборка насоса без отсоединенного от трубопроводов и без снятия электродвигателя. Насос относится к изделиям общего назначения вида 1 , восстанавливаемые по ГОСТ 27.003-90. Материал деталей проточной части насоса - чугун СЧ. Насосное оборудование комплектуется сальниковым уплотнением вала насоса. Гидравлический затвор сальника обеспечивается посредствам подвода жидкости к кольцу сальника по специальным трубопроводам из напорной полости насоса.

3.2. Характеристики насоса

Характеристики насоса Таблица 3.1 и 3.2

Таблица 3.1

Показатели назначения по параметрам

Тип насоса (агрегата)	Подача, м3/ч, (м3/с)	Напор, м	Потребляемая мощность насоса, кВт		Частота вращения, с-1 (об/мин
			В номинальном режиме	максимальная в рабочем интервале
1Д200-95	200(0,055)	90	75	80	48,3(2900)

Таблица 3.2

Показатели технической и энергетической эффективности

Типоразмер насоса (агрегата)	Частота вращения, с-1(об/мин)	КПД насоса, %	Допускаемый Кавитационный запас,Δhдоп (NPSHR)м,	Утечка через сальниковое уплотнение, м3/ч(л/ч)
1Д200-95	48,3(2900)	75	5,5	(0,01…0,2)10-2 (0,1…2)

4 . Формирование требования к насосному агрегату д-200-95

4.1. Требования к составу электропривода

Исполнительный двигатель;

• Статический преобразователь частоты;

• Система управления;

• Система защиты;

• Система контроля и сигнализации.

4.2. Требования по назначению

1. Электропривод предназначен для приведения в движение рабочего органа грунтового насоса.

2. Электропривод должен обеспечивать плавный пуск насосного агрегата.

3. Электропривод должен обеспечивать регулирование скорости от до , которым соответствуют значения минимального и максимального расхода воды.

4. В качестве исполнительного двигателя должен использоваться асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

5. Электропривод должен поддерживать частоту вращения двигателя на постоянном уровне с точностью не менее 5%.

6. Электропривод должен получать питание от трехфазной промышленной сети напряжением 380кВ и частотой 50Гц.

4.3. Требования к защите

Электропривод должен предусматривать следующие защиты:

1. Защита электродвигателя от аварийных режимов (короткого замыкания, обрыва фазы, перегрузки потоку, заклинивания двигателя, и т.д.);

2. Отключение масляного выключателя, который защищает понижающий трансформатор при перегрузке, коротком замыкании;

4.4. Требования к сигнализации

Электропривод должен предусматривать световую сигнализацию:

1. О наличии напряжений питания;

2. О срабатывании защит.

3. Отображение текущих значений параметров технологического процесса на буквенно-цифровой панели оператора (значение фактического давления, выходная частота напряжения, ток электродвигателя);

4.5. Требования по надежности

1. Полный назначенный ресурс электропривода должен быть не менее 20000 час.

2 . Полный назначенный срок службы – не менее 8 лет.

3. Коэффициент готовности − 0,94.

4. Вероятность безотказной работы − 0,999 за 500 часов.

4.6. Основные требования к автоматизированным насосным агрегатам

Стационарные насосные агрегаты должны обеспечивать надежную подачу воды из артезианских скважин, пробуренных на различную глубину а далее в на насосную III подъема и на сам рудник при возможно меньших эксплуатационных расходах.

Для обеспечения необходимой надежности и стабильной работы насосных установок на насосной станции ,предусматриваются водосборники, расположенные на компрессорной Расвумчерского рудника — аккумулирующие емкости(резервуары), в большинстве случаев выполняющие также роль отстойников.

Автоматизация насосных установок значительно повышает надежность их работы, поэтому при нормальной работе всех автоматизированных насосных установок обычно обеспечивается изменением и измерением давления в трубопроводе, как на самой насосной станции ключевая, так и на Расвумчерском руднике, для контролирования уровня воды в водосборнике в пределах имеющейся емкости таким образом, чтобы резервная емкость оставалась заполненной. О уменьшении уровня воды ниже установленного нижнего уровня должно быть сообщено дежурному машинисту насосных установок по телефону , для изменения увеличения давления в трубопроводе, запуску дополнительного оборудования или изменению параметров на частотных преобразователях .

Необходимым условием создания надежной автоматизированной установки является устойчивая работа насосных агрегатов как в переходные (пуск и остановка), так и в установившиеся периоды. Кроме того, должна быть обеспечена возможность быстрого переключения управления на ручное в случае неисправности аппаратуры автоматизации. Необходимо также и наличие контрольной сигнализации.

Специфика условий эксплуатации насосных установок (работа во влажной среде, коррозия деталей, находящихся в воде, и др.) требует регулярного осмотра установок и периодичности работы действующих насосов, так как длительная стоянка насоса делает невозможным его пуск без участия человека. Поэтому при наличии нескольких установок, обеспечивающих необходимый резерв, они должны работать поочередно, а при наличии одной установки длительность стоянки насосов должна быть ограничена. Условия работы установок требуют также универсальной защиты электродвигателя.

Автоматизация управления кроме повышения надежности работы насосных установок должна повысить их экономичность, т. е. снизить расходы по перекачиванию воды.

Аппаратура автоматизации должна обеспечивать следующие виды защиты: гидравлическую (по расходу), защиту от перегрева подшипников, защиту двигателя и пусковой аппаратуры в соответствии с установленными нормами, рекомендуется применять пускатели со встроенной универсальной защитой.

Необходимо также предусматривать дистанционный контроль и сигнализацию об работающем оборудовании, температуре помещений, управлению как в локальном так и в дистанционном, изменения параметров регулирования давления ,а также их диапазон, который зависит, от работы работающего оборудования на Расвумчерском руднике,(при аварий ,не исправности насосов или отключения насосов, о наличии питания и других неисправностях происходило срабатывание звукового сигнала)

5. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ

5.1 Расчет расхода воды насоса д200-95

Исходные данные для расчета:

1. При нормальном притоке воды ― Q_н = 75 м³/час.

2. При максимальном притоке воды ― Q_max = 200 м³/час.

5.2 Расчет исходных параметров для выбора оборудования насосной станции «Ключевая»

а) Производительность насосного агрегата

Q '_нор = 1,2Q_н = 1, 2∙75= 90 м³/час.

б) Производительность в весенне-осенний период

Q'_max = 1,2Q_max= 1, 2∙200= 240 м³/час.

Экономически целесообразная скорость движения воды по трубам нагнетательного става

где Q_р ― расчетная производительность при нормальном водопритоке, м³/ч.

5.3. Расчетный диаметр нагнетательного трубопровода

5.4. Расчетный коэффициент линейных гидравлических сопротивлений трубопроводов

где D_р ― расчетный диаметр трубопроводов, м.

Геодезическая высота подъема воды на поверхность, рассмотрим на примере скважины №1

где Н_вс = 11 м ― ориентировочная высота всасывания насосов;

h_п = 2 м ― превышение труб над поверхностью.

Расчетная протяженность трубопроводов

где L_вс = 25 м ― длина всасывающего трубопровода;

L_тх = 20 м ― дренажная канава размещена на расстоянии;

L_нк = 52 м ― длина трубопровода в насосной

L₁= 200 м - длина трубопровода на поверхности