электроснабжение практическая часть

8. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

8.1 ВВЕДЕНИЕ

В электрической части проекта решены вопросы электроснабжения, подключения силового оборудования и заземления.

Принципиальная схема электроснабжения котельной представлена на листе 140104. 000 000. 002. 08 ЭМ.

Паровая котельная ГУП «Комбинат строительных материалов» г. Набережные Челны имеет два ввода от ТП-1.

Напряжение в питающих и распределительных сетях – 6 кВ. В ТП энергия напряжения 6 кВ преобразуется в энергию напряжения 0,4 кВ.

Силовыми электроприемниками являются электродвигатели трехфазного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц, служащие приводами насосов питательной воды, насосов исходной воды, насосов химически очищенной воды, насосов аварийной подпитки и тягодутьевого оборудования. Двигатели поставляются комплектно с оборудованием.

Для питания КИПиА, светозвуковой сигнализации, пожарной сигнализации и освещения, используется напряжение 220 В однофазного переменного тока частотой 50 Гц.

Схема управления оборудованием осуществляется по месту.

Выбор режима работы производится с помощью ключей – избирателей режима, установленных на щите управления.

Для освещения помещения котельной установлены лампы — светильники дневного света типа, мощностью от 20 Вт. Напряжение в электрической сети освещения 220 В.

Силовая распределительная сеть выполнена кабелем ВВГ, проложенным в лотках по кабельным конструкциям, а также по стенам открыто на скобах.

Заземление электрооборудования выполнено, согласно ПУЭ, путем присоединения к контуру заземления котельной. Сопротивление заземляющего устройства не превышает 4 Ом.

Схемой предусмотрено ручное (местное) или автоматическое управление электродвигателями насосов.

В качестве рабочего может быть выбран любой из насосов. Насос, выбранный резервным, включается с помощью избирателя резерва автоматически при аварийном останове работающего насоса или при падении давления в напорном патрубке. При срабатывании АВР включается звуковой сигнал.

Раздел «Электроснабжение» данного проекта включает в себя:

— проверку установленных в котельной электродвигателей на требуемую мощность;

— расчет электрических нагрузок котельной;

— выбор проводов и жил кабелей;

— выбор аппаратов управления и защиты.

8.2 ПРОВЕРКА УСТАНОВЛЕННЫХ В КОТЕЛЬНОЙ ДВИГАТЕЛЕЙ НА ТРЕБУЕМУЮ МОЩНОСТЬ

8.2.1 Насос питательной воды

Мощность двигателя Pн, кВт, для насоса питательной воды ЦНСгА 13-175 производительностью Q=13 м3/ч, напором Н=175 м вод. ст. определяется по формуле

[…], (8.1)

где — коэффициент запаса, принимается ;

— удельный вес жидкости, Н/м3, принимается ;

— производительность насоса, м3/с

;

=175 м вод. ст. — напор насоса;

=0,75- КПД насоса;

=1 — КПД передачи;

кВт.

Насос питательной воды ЦНСгА 13-175 комплектуется электродвигателем АИР 160 М2 номинальной мощностью N=18,5 кВт, n=3000 об/мин. Следовательно, делаем вывод, что, двигатель подобран с некоторым запасом.

8.2.2 Насос исходной воды

Мощность двигателя Pн, кВт, для насоса исходной воды Wilo-MVI 1603 производительностью Q=14 м3/ч, напором Н=45 м вод. ст. определяется по формуле (8.1)

где — коэффициент запаса, принимается ;

— удельный вес жидкости, Н/м3, принимается ;

— производительность насоса, м3/с

;

=45 м вод. ст. — напор насоса;

=0,75- КПД насоса;

=1 — КПД передачи;

кВт.

Насос исходной воды Wilo-MVI 1603 комплектуется электродвигателем номинальной мощностью N=3 кВт, n=2950 об/мин. Следовательно, делаем вывод, что, двигатель подобран верно.

8.2.3 Насос химически очищенной воды

Мощность двигателя Pн, кВт, для насоса химически очищенной воды КМ 50-12,5/32 производительностью Q=12,5 м3/ч, напором Н=32 м вод. ст. определяется по формуле (8.1)

где — коэффициент запаса, принимается ;

— удельный вес жидкости, Н/м3, принимается ;

— производительность насоса, м3/с

;

=32 м вод. ст. — напор насоса;

=0,75- КПД насоса;

=1 — КПД передачи;

кВт.

Насос химически очищенной воды КМ 50-12,5/32 комплектуется электродвигателем АИР 100В2 номинальной мощностью N=4 кВт, n=2900 об/мин. Следовательно, делаем вывод, что, двигатель подобран с некоторым запасом.

8.2.4 Насос аварийной подпитки

Мощность двигателя Pн, кВт, для насоса аварийной подпитки К-80-50-200 производительностью Q=50 м3/ч, напором Н=50 м вод. ст. определяется по формуле (8.1)

где — коэффициент запаса, принимается ;

— удельный вес жидкости, Н/м3, принимается ;

— производительность насоса, м3/с

;

=50 м вод. ст. — напор насоса;

=0,75- КПД насоса;

=1 — КПД передачи;

кВт.

Насос аварийной подпитки К-80-50-200 комплектуется электродвигателем АИР 160S2 номинальной мощностью N=15 кВт, n=3000 об/мин. Следовательно, делаем вывод, что, двигатель подобран с некоторым запасом.

8.2.5 Дымосос ВДН-11,2-1000

Мощность двигателя дымососа Pн, кВт, рассчитывается по формуле

, (8.2)

где Кз – коэффициент запаса, принимается Кз = 1,4;

Qд = 3,43 м3/с – производительность дымососа;

Нд = 1940 Па – напор дымососа;

= 0,83 — КПД дымососа;

=1 — КПД передачи

Дымосос ВДН-11,2-1000 поставляется заводом – изготовителем ОАО «Бийский котельный завод» с электродвигателем 4АМ200М6 номинальной мощностью N=22 кВт, n = 1000 об/мин.

8.2.6 Вентилятор ВДН-9-1000

Мощность двигателя вентилятора, Pв, кВт, рассчитывается по формуле

, (8.3)

где Кз = 1,4– коэффициент запаса;

Qв =1,5 м3/с – производительность вентилятора;

Нв=2780 Па – напор вентилятора;

= 0,83 — КПД вентилятора;

=1 — КПД передачи

Вентилятор ВДН-9-1000 комплектуется электродвигателем 4АМ160S6 номинальной мощностью N=11 кВт, n = 1000 об/мин. Следовательно, делаем вывод, что, двигатель подобран верно.

8.3 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ КОТЕЛЬНОЙ

8.3.1 Максимальная нагрузка электроприемников Pм, кВт, определяется по формуле

(8.4)

где Км – коэффициент максимума для потребителей с постоянным графиком нагрузки в зависимости от Ки;

Ки=0,75 — коэффициент использования, принимается по таблице 2.1 […];

Км=1, принимается по таблице 2.2 […];

Рн – групповая номинальная мощность, кВт, определяется по формуле

(8.5)

8.3.2 Средняя активная нагрузка за наиболее нагруженную смену Рсм, кВт, для групп электроприемников одного режима работы определяется по формуле

Рсм =Ки ⋅Рн (8.6)

Рсм=0,75·147=110,25 кВт

8.3.3 Средняя реактивная нагрузка за наиболее нагруженную смену Qсм, квар, для групп электроприемников одного режима работы определяется по формуле

Qсм= Рсм·tgφ, (8.7)

где tgφ=0,75 – соответствует cosφ=0,8 — принимается для насосов, вентиляторов и дымососов.

Qсм= 110,25·0,75=82,688 квар

8.3.4 Расчетная нагрузка группы электроприемников.

Для потребителей группы Б с постоянным графиком нагрузки, нагрузка группы электроприемников равна средней нагрузке за наиболее загруженную смену.

Активная нагрузка Pр, кВт

Реактивная нагрузка Qр, квар

8.3.5 Осветительные нагрузки рассчитываются методом удельной мощности на освещаемую площадь.

Расчетная активная осветительная нагрузка отделений котельной Pро, кВт, определяется по формуле

Рро =Рудо·F·Ксо·10-3, (8.8)

где Рудо=9,1 Вт/м2 – удельная расчетная мощность на 1 м2 производственной площади отделения (F), из таблицы 2.4 […];

F=270 м2 – площадь помещения котельной;

Ксо=0,85 – коэффициент спроса освещения, по таблице 2.4 […];

Рро =9,1·270·0,85·10-3=2,088 кВт.

Расчетная реактивная осветительная нагрузка отделений котельной Qро, квар, определяется по формуле

Qро =Рро·tgφ, (8.9)

где tgφ=0,88 – соответствует cosφ=0,75 — принимается по таблице 2.4 […],

Qро =2,088·0,88=1,837 квар

8.3.6 Полная расчетная нагрузка котельной Sр, кВА, определяется выражением

(8.10)

.

Так как нагрузка в котельной Sр меньше 400 кВА, то целесообразно решать вопрос об ее объединении с нагрузкой рядом расположенного цеха, и в самой котельной не рационально устанавливать свою трансформаторную подстанцию.

8.4 ВЫБОР ПРОВОДОВ И ЖИЛ КАБЕЛЕЙ

Сечения проводов, жил кабелей и шин выбирают, учитывая следующие показатели:

—  по нагреву длительно допустимым током;

—  по нагреву кратковременным током короткого замыкания;

—  по падению напряжения от источника до приемника;

—  по механической прочности;

—  по экономической плотности тока.

По условию нагрева сечение проводов и кабелей напряжением до 1 кВ выбирается в зависимости от длительно допустимой токовой нагрузки Iн. доп, А

(8.11)

где – расчетный ток нагрузки;

– длительно допустимый ток на провода, кабели и шинопроводы, определяется по таблицам 6.1-6.6 […];

– поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей, определяется по таблице 6.7 […];

– поправочный коэффициент на число работающих кабелей, лежащих рядом в земле в трубах или без труб, определяется по таблице 6.8 […].

Расчетный ток нагрузки для одного двигателя Iр, А, определяется по формуле

(8.12)

8.4.1 Насос питательной воды

Расчетный ток нагрузки Iр, А

Допустимая токовая нагрузка Iн. доп, А

— принимаем, учитывая и другие показатели для подбора сечения кабелей.

Выбираем кабель ВВГ 5×6 — силовой кабель с медными жилами, с ПВХ изоляцией в ПВХ оболочке.

8.4.2 Насос исходной воды

Расчетный ток нагрузки Iр, А

Допустимая токовая нагрузка Iн. доп, А

— принимаем, учитывая и другие показатели для подбора сечения кабелей.

Выбираем кабель ВВГ 5×1,5 — силовой кабель с медными жилами, с ПВХ изоляцией в ПВХ оболочке.

8.4.3 Насос химически очищенной воды

Расчетный ток нагрузки Iр, А

Допустимая токовая нагрузка Iн. доп, А

— принимаем, учитывая и другие показатели для подбора сечения кабелей.

Выбираем кабель ВВГ 5×1,5 — силовой кабель с медными жилами, с ПВХ изоляцией в ПВХ оболочке.

8.4.4 Насос аварийной подпитки

Расчетный ток нагрузки Iр, А

Допустимая токовая нагрузка Iн. доп, А

— принимаем, учитывая и другие показатели для подбора сечения кабелей.

Выбираем кабель ВВГ 5×6 — силовой кабель с медными жилами, с ПВХ изоляцией в ПВХ оболочке.

8.4.5 Дымосос

Расчетный ток нагрузки Iр, А

Допустимая токовая нагрузка Iн. доп, А

— принимаем, учитывая и другие показатели для подбора сечения кабелей.

Выбираем кабель ВВГ 5×6 — силовой кабель с медными жилами, с ПВХ изоляцией в ПВХ оболочке.

8.4.6 Вентилятор

Расчетный ток нагрузки Iр, А

Допустимая токовая нагрузка Iн. доп, А

— принимаем, учитывая и другие показатели для подбора сечения кабелей.

Выбираем кабель ВВГ 5×2,5 — силовой кабель с медными жилами, с ПВХ изоляцией в ПВХ оболочке.

8.4.7 Рабочее освещение

Расчетный ток нагрузки Iр, А

Допустимая токовая нагрузка Iн. доп, А

— принимаем, учитывая и другие показатели для подбора сечения кабелей.

Выбираем кабель ВВГ 3×6 — силовой кабель с медными жилами, с ПВХ изоляцией в ПВХ оболочке.

8.4.8 Аварийное освещение

Расчетный ток нагрузки Iр, А

Допустимая токовая нагрузка Iн. доп, А

— принимаем, учитывая и другие показатели для подбора сечения кабелей.

Выбираем кабель ВВГ 3×4 — силовой кабель с медными жилами, с ПВХ изоляцией в ПВХ оболочке.

8.4.9 Розетки

Расчетный ток нагрузки Iр, А

Допустимая токовая нагрузка Iн. доп, А

— принимаем, учитывая и другие показатели для подбора сечения кабелей.

Выбираем кабель ВВГ 3×1,5 — силовой кабель с медными жилами, с ПВХ изоляцией в ПВХ оболочке.

8.4.10 Пожарная сигнализация

Расчетный ток нагрузки Iр, А

Допустимая токовая нагрузка Iн. доп, А

— принимаем, учитывая и другие показатели для подбора сечения кабелей. с током допустимым ( из справичника)

Выбираем кабель ВВГ 3×1,5 — силовой кабель с медными жилами, с ПВХ изоляцией в ПВХ оболочке.

8.4.11 Шкаф КИПиА

Расчетный ток нагрузки Iр, А

Допустимая токовая нагрузка Iн. доп, А

— принимаем, учитывая и другие показатели для подбора сечения кабелей.

Выбираем кабель ВВГ 3×1,5 — силовой кабель с медными жилами, с ПВХ изоляцией в ПВХ оболочке.

8.4.12 Водоподготовительная установка

Расчетный ток нагрузки Iр, А

Допустимая токовая нагрузка Iн. доп, А

— принимаем, учитывая и другие показатели для подбора сечения кабелей.

Выбираем кабель ВВГ 3×1,5 — силовой кабель с медными жилами, с ПВХ изоляцией в ПВХ оболочке.

8.4.13 Расчет сечения подающего кабеля от трансформаторной подстанции S, мм

S=70,0 мм2 определяем по таблице 6.1-6.4 […] (с учетом других показателей для подбора сечения кабеля) для силовых кабелей с пропитанной изоляцией в алюминиевой оболочке, прокладываемых в воздухе. Предусмотрено два ввода кабелем ВВГ 5х70 от трансформаторной подстанции.

8.5 ВЫБОР АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТ

При работе аппаратов управления учитывается режим работы, для которого они предназначены. Для обеспечения нормальных условий эксплуатации необходимо учитывать требования в отношении климатического исполнения аппаратов и категории их размещения.

В качестве аппаратов защиты применяются плавкие предохранители или автоматические воздушные выключатели с встроенными тепловыми (для защиты от перегрузок) и электромагнитными (для защиты от токов короткого замыкания) реле.

Выбор автоматов производится:

— по напряжению установки

— по роду тока и его значению

— по коммуникационной способности ,

где — напряжение на установке;

– номинальное напряжение автомата;

– рабочий ток установки;

– номинальный ток автомата;

– ток короткого замыкания.

8.5.1 Насос питательной воды

Расчетный ток линии: ;

максимальный кратковременный пиковый ток Iпик, А: Iпик= Iпуск, (8.13)

где Iпуск=165,3 А; — пусковой ток двигателя,

, (8.14)

где К=1,25 — коэффициент для автоматических выключателей с≥100 А.

На линиях к установке принимаем 3-х фазные автоматические выключатели серии ВА 57-35 (Iрасц.=250 А) и магнитный пускатель типа ПМ12-160210 (I=136…184 А).

8.5.2 Насос исходной воды

Расчетный ток линии: ;

максимальный кратковременный пиковый ток Iпик, А: Iпик= Iпуск,

где Iпуск=14 А; — пусковой ток двигателя,

,

где К=1,4 — коэффициент для автоматических выключателей с≤100 А.

На линиях к установке принимаем 3-х фазные автоматические выключатели серии ВА 57-35 (Iрасц.=20 А) и магнитный пускатель типа ПМЛ 2100 (I=25 А).

8.5.3 Насос химически очищенной воды

Расчетный ток линии: ;

максимальный кратковременный пиковый ток Iпик, А: Iпик= Iпуск,

где Iпуск=19 А; — пусковой ток двигателя,

,

где К=1,4 — коэффициент для автоматических выключателей с≤100 А.

На линиях к установке принимаем 3-х фазные автоматические выключатели серии ВА 57-35 (Iрасц.=32 А) и магнитный пускатель типа ПМЛ 2100 (I=25 А).

8.5.4 Насос аварийной подпитки

Расчетный ток линии: ;

максимальный кратковременный пиковый ток Iпик, А: Iпик= Iпуск,

где Iпуск=134 А; — пусковой ток двигателя,

,

где К=1,25 — коэффициент для автоматических выключателей с≥100 А.

На линиях к установке принимаем 3-х фазные автоматические выключатели серии ВА 57-35 (Iрасц.=175 А) и магнитный пускатель типа ПМ12-160210 (I=136…184 А).

8.5.5 Дымосос

Расчетный ток линии: ;

максимальный кратковременный пиковый ток Iпик, А: Iпик= Iпуск,

где Iпуск=197 А; — пусковой ток двигателя,

,

где К=1,25 — коэффициент для автоматических выключателей с≥100 А.

На линиях к установке принимаем 3-х фазные автоматические выключатели серии ВА 57-35 (Iрасц.=250 А) и магнитный пускатель типа ПМ12-160210 (I=136…184 А).

8.5.6 Вентилятор

Расчетный ток линии: ;

максимальный кратковременный пиковый ток Iпик, А: Iпик= Iпуск,

где Iпуск=98 А; — пусковой ток двигателя,

,

где К=1,4 — коэффициент для автоматических выключателей с≤100 А.

На линиях к установке принимаем 3-х фазные автоматические выключатели серии ВА 57-35 (Iрасц.=150 А) и магнитный пускатель типа ПМУ 100 (I=100 А).

8.5.7 Линия электропитания сети рабочего освещения

На линии принимаем однофазные автоматические выключатели серии ВА 21-29 (Iрасц.=40 А).

8.5.8 Линия электропитания сети аварийного освещения

На линии принимаем однофазные автоматические выключатели серии ВА 21-29 (Iрасц.=6,3 А).

8.5.9 Линия электропитания розеток

На линии принимаем однофазные автоматические выключатели серии ВА 21-29 (Iрасц.=16 А).

8.5.10 Линия электропитания сигнализации

На линии принимаем однофазные автоматические выключатели серии ВА 21-29 (Iрасц.=1 А).

8.5.11 Линия электропитания шкафа КИПиА

На линии принимаем однофазные автоматические выключатели серии ВА 21-29 (Iрасц.=6,3 А).

8.5.12 Линия электропитания водоподготовительной установки

На линии принимаем трехфазные автоматические выключатели серии ВА 21-29 (Iрасц.=1 А).