ВВЕДЕНИЕ

Электрическая энергия характеризуется тем, что может передаваться на большие расстояния преобразовываться в другие виды энергии:

- световую;

- тепловую;

- механическую.

Основным элементом электросети являются подстанции, трансформаторы, распределительные устройства, электропотребители. Для обеспечения надежной эксплуатации электрооборудования предусматривается ряд мер по его обслуживанию и ремонту.

Для непрерывной и безаварийной работы электрооборудование специальными графиками и плакатами определяют сроки их периодических осмотров и профилактических испытаний.

В курсовом проекте рассматриваются электрооборудование насосной установки и система освещения.

Насосные установки применяются для перекачивания жидкостей, заполнения и осушения резервуаров. По способу действия насосы подразделяются на поршневые и центробежные.

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика объекта электроснабжения

Насосная станция получает электроснабжение от трансформаторной подстанции 6кВ находящейся вне помещения. Потребители электроэнергии по электроснабжению относятся ко второй и третей категории. Количество рабочих смен 3. Основные потребители, автоматизированные насосные агрегаты. Количество насосов 2 штуки. Расчетные данные в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Данные по насосам

	Наименование параметра	Условное обозначение	Единица измерения	-
1	Производительность	Qm	m3/c	0,7
2	Тип насоса	-	-	ПН
3	Высота всасывания	hв	м.ст.ж	6
4	Высота нагнетания	hн	м.ст.ж	10
5	Перепад напора на насосе	∆H	м.ст.ж	0,08
6	Перекачиваемая жидкость	-	-	Масло машинное
7	Плотность жидкости	p	кг/м3	900
8	КПД передачи при ее наличии	ƞп	отн. Ед.	1
9	Напряжение питания 3-фазной сети	VC	В	380

Освещение необходимо произвести в трех помещениях:

- Склад запчастей

A*B*C=7*6*6 м

Eн=100 лк

P=50:30:10 %

Λ=1,3

- Обслуживающий персонал

A*B*C=6*6*6

Eн=100 лк

P=50:30:10 %

Λ=1,3

- Машинный зал

A*B*C=36*24*7

Eн=75 лк

P=50:30:10 %

Λ=0,91

1.2 Классификация помещения объекта электроснабжения по взрывобезопасности и требования, предъявляемые, к защищенности оборудования, аппаратов, электрических сетей

В соответствии с ПУЭ взрывоопасные зоны подразделяются:

- В1 - происходит выделение паров ЛВЖ, горючих газов, которые могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальном режиме.

- В1а – происходит выделение паров ЛВЖ, горючих газов, которые могут образовывать с воздухом взрывоопасную смесь при авариях и неисправностях.

-В1б – тоже, что В1а только имеет резкий запах.

-В1г – это пространство наружных технологических установок, в которых содержаться горючие газы и ЛВЖ открытых нефтеловушек.

-В2 - происходит выделение пыли, волокон, которые могут образовывать с воздухом взрывоопасную смесь при нормальном режиме.

-В2а – происходит выделение пыли, волокон, которые могут образовывать с воздухом взрывоопасную смесь при авариях и неисправностях.

2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет мощности и выбор электродвигателя для насосного агрегата, построение механической характеристики

Так как насосная станция относится ко второй категории электроснабжения, то для питания выбирается однолинейная схема трансформаторной подстанции.

Q – силовой выключатель

T - трансформатор

ШНН – шины низкого напряжения

КК – питают второю категорию

ККК – питает потребителей третий категории

SF – автоматический выключатель

Рисунок 2.1 – Однолинейная схема трансформаторной подстанции

В нормальном режиме силовой выключатель Q включен, автоматический выключатель SF1, SF3, SF5, SF6 включены, а автоматический выключатель SF2 отключен.

В аварийном режиме, при выводе трансформатора в ремонт силовой выключатель Q отключен так же отключен автоматический выключатель с SF1 для того чтобы не было обратной трансформации, после этого выключается автоматический выключатель SF2 и питание к потребителям подается через резервную линию.

Для определения типа асинхронного двигателя (АД) привода насосного агрегата (НА) необходимо выполнить расчет, данного агрегата и изобразить технологическую схему, а так же построить и проанализировать механические характеристики (НА).

Данные по (НА) представлены в таблице 1.1. Насосная станция (НС), состоящая из двух насосных агрегатов работающих автономно с одинаковой производительностью на общий напорный коллектор от всасывающего коллектора предназначены для заполнения резервуара. Расход бензина из резервуара через расходный коллектор. Резервуар имеет клапан вентиляции (КВ) на всасе и напоре (НА) установлены невозвратные клапаны. Упрощенная технологическая схема в соответствии с заданием представлена на Рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Технологическая схема НС

Рассчитываем и выбираем приводной АД насосного агрегата

(2.1)

где:

- Pдр – расчетная мощность насосного агрегата, кВт;

- Q – производительность НА, м³/с;

Т.к НС состоит из 2 насосов, то для одного НА Q=0,7/2=0.35 м³/с

- H – полный напор перекачиваемой нефти, м. ст. ж.

+hн+0,1*H=6+10+0,1*H; (2.2)

0,9H=16; H=16/0,9=17,7 м. ст. ж.

- p – плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³

Для машинного масла принимается p=900 кг/м³

- q – ускорение свободного падения, м/с²; q=9,81 м/с².

- Кз – коэффициент запаса, отн. ед.

Кз принимается равным 1.1, согласно таблицы 2.1.

Таблица 2.1 – Рекомендуемые Кз для насосов

- Ƞн – КПД поршневого насоса, отн. ед.

ƞ_н ПН принимается равным 0,5, согласно таблицы 2.2.

Таблица 2.2 – Значения ƞ_н для ПН

- Ƞп - КПД передачи, отн. ед.

Ƞп принимается равным 1, т.к. для ПН передача в данном случае не требуется.

кВт

Следуя из расчетов и полученной мощности Рдр=69,8 кВт, выбираем взрывозащищенный АД длительного режима ВА250S2, Так как в таблице из справочного материала учебника Шеховцов В.П. нету нужного двигателя, то пришлось воспользоваться интернетом.

Выбранный АД имеет следующие показатели:

- Рном = 75 кВт;

- n_ном = 2960 об/мин;

- ƞ = 93,6%;

- cosφ = 0,92;

- Iном = 132 А;

- Vном = 380 В;

- Мном = 242 Н*м;

- Мп/Мном = 2;

- Iп/Iном = 7,5;

- Ммакс/Мном = 3;

- J = 0,47 кг*м²

- m = 615 кг.

По результатам расчета составляется таблица 2.3, определяются недостающие данные, заносятся в таблицу, строятся механические характеристики НА, представленные на рисунке 2.3.

(2.3)

(2.4)

(2.5)

(2.6)

(2.7)

(2.8)

Построение Мна=F(S) осуществляется по трем произвольно выбранным точкам

(2.9)

(2.10)

(2.11)

При S₁=0,01; n₁=2970 об/мин

S₂=0,04; n₂=2880 об/мин

S₃=0,08; n₃=2760 об/мин

Таблица 2.3 – Данные для построения характеристик

Момент, Н*м	Электропривод				Насос
	Мном	Мкрит	Ммин	Мп		М1	М2	М3
	242	726	290,4	484		243,2	229,1	210,4
Скольжение, отн. ед.	Sном	Sкр	Sмин	Sп		S1	S2	S3
	0,02	0,16	0,94	1,0		0,01	0,04	0,08

Рисунок 2.3 – механические характеристики НА

Расположение характеристик показывает:

- пуск ЦН осуществляется успешно при любом варианте;

- рабочая точка (РТ) практически соответствует номинальному режиму.

Далее определяем номинальный ток, по которому впоследствии будет определяться питающий кабель, автоматический выключатель и пускатель. Все необходимое для нормальной работы двигателей и оборудования.

где:

- P – мощность насоса, кВт;

- U – напряжение необходимое для работы насоса, В;

- cosφ – коэффициент мощности.

Выполнив расчет мы видим, что необходимы нам номинальный ток равен Iн=221,4 А, следовательно далее мы по току ищем кабель. Искомый кабель выбираем из таблицы справочника ВП Шеховцова «По электрооборудованию и электроснабжению». Кабель прокладывается во взрывозащитном исполнении по стенам в трубах. Выбираем 4х жильный кабель, 4-ю жилу используем со совмещенным нулем марки ВВГ 3*50*1 + 1*50.

Для защиты двигателя выбираем По Iном=132 А выбираем автоматический выключатель по таблице справочника ВП Шеховцова «По электрооборудованию и электроснабжению».

Автоматический выключатель марки ВА 51-33:

- Iн.р.=160 А;

- Ку=1,35;

- Ку(ЭМР)=10;

- Iоткл.=12,5 кА.

Для пуска в работу насосного агрегата выбираем магнитный пускатель взрывозащищенный в металлическом корпусе марки КМ1-9612-55 380В, с реле РТ-160 155-160 А:

- Ном. ток, In: 160А;

- Ном. напряжение изоляции, Ui: 590В;

- Кол-во полюсов: 3;

- Доп. контакты: 1з+1р;

- Напряжение катушки: 380В/50Гц;

- Реле: РТ1-160 155-160 А;

- Ном. мощность: 45кВт;

- Материал корпуса: металл;

- Степень защиты: IP54;

- Габаритные размеры: 362х196х174.