2. Электроснабжение нпс

1. Выбор мощности двигателя Выбор мощности двигателя целесообразно выполнять по формуле:

(2.1)

Где:

N – мощность двигателя;

 - плотность перекачиваемой жидкости, принимаем  = 900 кг/м³;

g – ускорение свободного падения, принимаем g=9,81 м/с² ;

Q – подача насоса, принимаем Q= 7000 м³/час, Q= 1,94 м³/с;

H – напор создаваемый насосом, принимаем H= 210 м;

_н – КПД насоса, принимаем _н= 89 %;

k_з – коэффициент запаса, учитывающий возможность работы насоса при Q и H, отличающихся от расчетных. Принимаем k_з=1.1.

Следовательно, выбираем из каталога горизонтальный синхронный двигатель типа СТД-5000-2РУХЛ4, с синхронной частотой вращения n=3000 об/мин, мощностью P=5000 кВт и напряжением 6000 В с частотой питающей сети 50 Гц. Остальные характеристики двигателя приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Характеристики двигателя типа СТД-5000-2РУХЛ4.

Мощность, Pном, кВт	5000
Sном, МВА	5740
Напряжение, Uном, кВ	6; 10
КПД, , %	97,6; 97,5
Iп / Iном	7,72
Мп / Мном	2,07
Ммакс / Мном	2,62
Мs-0.05 / Мном	1,64
Момент инерции, J, тм2	0,32
Ufрасч, В	120
Ifрасч, А	290
Частота вращения (синхронная), n, об/мин	3000
cos (опережающий)	0,9

2. Разработка схемы электроснабжения

Проектируемый объект [1] относится к первой категории надежности электроснабжения и имеет два независимых источника питания. Электроснабжение НПС осуществляется по двум одноцепным взаиморезервируемым воздушным линиям 110 кВ от разных секций шин головной подстанции.Питание потребителей насосной станции обеспечивается понижающей подстанцией 110/10 кВ, сооружаемой вблизи нее и получающей электроэнергию от энергосистемы.

Понижающую подстанцию выполним тупикового типа, т. е. подстанция рассчитана на питание данной НПС и эксплуатируется ее персоналом.

Схема электроснабжения НПС в соответствии с заданием приведена на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Схема электроснабжения НПС

Распределительное устройство 110 кВ имеет два ввода. На подстанции установлено два силовых двухобмоточных трансформатора 110/10 кВ. Они обеспечивают питание полной нагрузки НПС и 100 % резерва. Такая схема с выключателями высокого напряжения и релейной защитой на вводах 110 кВ является достаточно маневренной, т. к. она позволяет переводить питание подстанции с одной линии на другую и питание любого трансформатора с одной линии на другую без перерыва в электроснабжении. На стороне 10 кВ имеется две секции шин. Питание этих секций может переводиться с одного силового трансформатора на другой без перерыва в электроснабжении.

В нормальном режиме все секционные выключатели выключены, трансформаторы Т1 и Т2 работают на разные секции шин.

3. Расчет электрических нагрузок и выбор трансформаторов.

Проектируемый объект относится к первой категории надежности электроснабжения и имеет два независимых источника питания. Электроснабжение НПС осуществляется по двум одноцепным взаиморезервируемым ВЛ 110 кВ от разных секций шин головной подстанции. Питание высоковольтных двигателей осуществляется также от двух взаиморезервируемых секций шин КРУ 6,3 кВ.

Расчет электрических нагрузок электродвигателей выполним по методике института Гипротюменьнефтегаз.

Расчетная мощность (Р_р) высоковольтных двигателей определяется следующим образом:

при С 0,75 М (2.2)

при С 0,75 М (2.3)

Так как данные о насосных установках отсутствуют, то принимаем коэффициент включения двигателей К_В= 0,84 и коэффициент загрузки двигателей К_З= 0,8.

Для данной НПС:

. (2.4)

; 0,75 М = 15 МВт  С. (2.5)

Следовательно, расчетная нагрузка высоковольтных двигателей равна:

Cos φ = 0,9, следовательно tg φ = tg (arcos(0,9)) = 0,48.

Реактивная мощность высоковольтных электродвигателей НПС равна:

Полная мощность:

(2.6)

Учитывая что, данный потребитель в отношении по бесперебойности снабжения эл.энергии относиться к первой категории, принимаем к установке два трансформатора.

Трансформаторы выбираем таким образом, чтобы каждый из них покрывал 100% всей нагрузки. Для двухтрансформаторной подстанции номинальная мощность трансформатора определяется из условия:

(2.7)

По справочнику [2] выбираем трехфазные двухобмоточные трансформаторы типа ТРДН-25000/110.

Данные трансформаторов представлены в таблице 2.1.

Наибольший КПД имеет место при:

(2.8)

Коэффициент загрузки трансформаторов в номинальном режиме:

(2,9)

Для того, чтобы окончательно определить тип трансформатора необходимо учесть потери мощности внутри трансформатора, которые складываются из потерь активной и реактивной мощности:

(2.10)

(2.11)

Полная мощность потерь в трансформаторе по формуле (2.6):

Полная расчетная мощность с учетом потерь в трансформаторе:

Полная расчетная мощность меньше мощности выбранного трансформатора, следовательно, окончательно выбираем трансформаторы типа ТРДН-25000/110.

Таблица 2.2

Характеристики трансформатора типа ТРД Н-25000/110

Sном, МВА	25
Uном обмотки В, кВ	115
Uном обмотки Н, кВ	10,5
Uк , 	10,5
Pк, кВт	120
Pх, кВт	27
Iх, 	0,7
Rтр , Ом	2,54
Хтр , Ом	55,9
Qх, квар	175