1.15Электрическая часть насосных станций

Насосные станции подключаются к линиям электропередач (ЛЭП) с напряжением 6,3-35 кВт. Насосные 1 категории подключаются не менее чем к двум ЛЭП. Двигатели основных насосов обычно присоединяются к ЛЭП через понизительные трансформаторные подстанции.

Для приводов водопроводных насосов применяются в основном асинхронные и реже синхронные двигатели переменного тока. Асинхронные двигатели просты и надежны в эксплуатации, но требуют высокой пусковой мощности (в 3-7 раз больше номинальной). При проектировании насосных станций придерживаются следующих условий выбора типа двигателей: при мощности до 300 кВт применяют асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором (напряжение 380 В при мощности до 100 кВт и 6300 В – при большей мощности). Если мощность превышает 300 кВт, устанавливают синхронные двигатели высокого напряжения (6300 и 10 000 В). В приложении 4 даны сведения о насосах с одним из рекомендуемых двигателей. При необходимости самостоятельно подобрать марку двигателя следует сначала рассчитать максимальную потребляемую мощность насоса, кВт

η, (3.6)

где Q, H и η – подача (м³/с), напор (м) и КПД насоса при режиме работы, требующем наибольшей мощности.

Мощность двигателя рассчитывается по формуле:

, (3.7)

где k_з – коэффициент запаса мощности, принимается: при мощности двигателя до 20 кВт k_з =1,25; 21 – 50 кВт – k_з =1,2; 51 – 300 кВт k_з =1,15; более 300 кВт k_з =1,1;η_пер – КПД устройства, передающего вращение от вала двигателя валу насоса, при дисковом муфтовом соединении η_пер =1.

Трансформаторы и масляные выключатели размещают в отдельных помещениях с капитальными стенами и ограниченным доступом обслуживающего персонала и отдельным входом снаружи. Иногда, на крупных насосных станциях, трансформаторы размещают в отдельных зданиях.

Необходимая мощность трансформаторов насосной станции S, кВа, определяется мощностями приводных двигателей насосов, электроприводов других механизмов (задвижек, грузоподьемного оборудования, вспомогательных насосов), электроосветительных и электроотопительных устройств и вычисляется по формуле:

(3.8)

где - коэффициент спроса по мощности, при двух работающих двигателях равный - 1, при трех - 0,9, при четырех - 0,8, при пяти и более - 0,7; - номинальная (паспортная) мощность основных насосов (без резервных); - коэффициент полезного действия электродвигателя, обычно 0,9 - 0,93; cos  - коэффициент мощности электродвигателя, принимаемый в размере 0,8 - 0,92; 10 - 50 - мощность вспомогательного оборудования и приборов.

Количество трансформаторов принимается не менее двух. При выходе одного из них из строя допускается временная перегрузка оставшихся не более чем на 20 - 40% номинальной мощности трансформатора.

Распределительные устройства (РУ) высокого напряжения состоят из ячеек, в которых находится высоковольтная аппаратура: масляные выключатели, разъединители, измерительные трансформаторы тока и напряжения, сборные шины и реле защиты. Ячейки РУ выполняются в виде шкафов КРУ (комплексное распределительное устройство). Размеры КРУ: 900 мм - по фронту обслуживания; 1660 мм - в глубину; 2380 мм - по высоте. Камеры размещаются с одной стороны - одностороннее обслуживание - и с двух сторон - двустороннее обслуживание. Ширина коридора одностороннего обслуживания не менее 2000 мм, а двустороннего - не менее 2400 мм. Размеры помещения РУ зависят от числа имеющихся в электрической схеме масляных выключателей.

Привод магнитных выключателей, а также оборудование низкого напряжения - щит управления, щит измерения и сигнализации, щиты низкого напряжения для подключения вспомогательного оборудования, располагаются в щитовой. Это помещение с естественным освещением должно иметь выход в машинный зал, размеры его для насосных станций 1 подъема рекомендуется равным 4-5 м², для насосных 2 подъема - 4-6 м².

Варианты компоновки помещений электрической части приведены на рис. 3.9.

Р ис. 3.9. Схемы компоновки электрической части в насосных станциях: а), б), в) - различные варианты компоновки; 1 - машинный зал; 2 - щитовое помещение; 3 - камеры трансформаторов; 4 - распределительные устройства

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Как определяется число насосов в насосной станции?

2. По каким правилам проектируются всасывающие и напорные трубопроводы в насосной станции?

3. По каким правилам размещают насосы и трубопроводы в насосных станциях?

4. Для чего и как выполняется гидравлический расчет внутристанционных трубопроводов?

5. Какие способы применяются для заливки насосов?

6. Как рассчитывается вакуум-насос?

7. Как выбирается подъемно-транспортное оборудование для насосной станции?

8. Основные конструкции насосных станций.

9. Как рассчитывается мощность приводных двигателей насосов?

10. Перечислите основные элементы электрической части насосной станции и их назначение?