Введение
Большую роль в развитии всех отраслей народного хозяйстваРоссии играет электроэнергетика. Она необходима и в сельском хозяйстве, и вбыту, и в сфере услуг, и в транспортном хозяйстве. Но основными потребителямиэлектроэнергии являются промышленные предприятия, так как они расходуют большуючасть всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии.
Для нормальной работы любого предприятия должно бытьобеспечено бесперебойное снабжение его электроэнергией в необходимом количествеи надлежащего качества, для того, чтобы избежать потерь от остановкипроизводства. То есть основные значения показателей качества электроэнергии:напряжение, броски напряжения, частота должны удовлетворять заданнымтребованиям.
Большое внимание должно уделяться вопросам: созданиянеобходимой надежности электроснабжения, экономичности и удобства эксплуатациирассматриваемых схем электроснабжения. Затраты на их строительство и дальнейшуюэксплуатацию должны быть минимальными. Так же нужно учесть и возможностьдальнейшего развития производства.
Целью данного дипломного проекта является проектированиесистемы электроснабжения дожимной компрессорной станции (ДКС), являющейсячастью Оренбургского газопромыслового управления. Для решения этой задачинеобходимо рассмотреть следующие вопросы: выбора числа, типа и мощноститрансформаторов трансформаторных подстанций (ТП) и главной понижающей подстанции(ГПП), расчета электрических нагрузок, выбора сечений и марки кабелей, выборазащитных устройств, расчета токов короткого замыкания(КЗ), расчета заземления имолниезащиты ДКС.
При выполнении проекта использовались различныевспомогательные источники, методические указания, справочные материалы.
1. Краткая характеристика технологического процесса и классификацияпотребителей ДКС
ДКС устанавливается на группу установок комплекснойподготовки газа(УКПГ) УКПГ-1,3,6 и УКПГ-2 с целью обеспечения необходимыхотборов газа на промысле и давлений газа у Оренбургского газоперерабатывающегозавода(ОГПЗ), а также продления подготовки газа к транспорту на этих УКПГметодом низкотемпературной сепарации.
Газ, после установок компрессорной подготовки газа с давлением2,7-3,6 МПа и температурой от — 15°С до+15°С поступает на ДКС.
Технологической схемой ДКС предусматриваются следующиетехнологические процессы:
1. Грубую очистку газа, поступающего с УКПГ, и улавливание пробок жидкостина входе в станцию;
2. Тонкую очистку газа перед компримированием на каждой газоперекачивающейустановке;
3. Компримирование газа в многоступенчатых центробежных нагнетателях;
4. Охлаждение скомпримированного газа в аппаратах воздушного охлаждения;
5. Продувку компрессоров и всего оборудования ДКС очищенным газом;
6. Систему приема, подготовки и транспорта конденсата, поступающего изконденсаторопроводов и с газом, на ОГПЗ.
Грубая очистка и улавливание конденсатных пробокосуществляется во входных сепараторах. Далее газ поступает нагазоперекачивающие установки, на всасе каждой из которых устанавливаютсяфильтры-сепараторы, которые служат для более тонкой очистки газа, поступающегона всас компрессоров, а также для улавливания пыли и частиц жидкости, унесенныхиз входных сепараторов станции.
Конденсат, уловленный во входных сепараторах ифильтрах-сепараторах, совместно с конденсатом от УКПГ 1,3,6 и УКПГ-2 подаетсяна установку подготовки и транспорта конденсата. На этой установке конденсатдегазируется до 3,7-1,2 МПа и насосами сжимается до давления 6,1МПа и подаетсяна ОГПЗ. Газ дегазации сжимается до 3,1-3,7 МПа в эжекторах и подается на всаскомпрессоров. Активный газ на эжекторы отбирается с нагнетания компрессоров сдавлением 6,6 МПа.
Компримирование основного потока газа до давления 6,6 МПапредусматривается газоперекачивающими агрегатами. Скопримированный газ сдавлением 6,6 МПа и температурой +90 — 115°Споступает на аппараты воздушного охлаждения, которые как и фильтры сепараторыявляются индивидуальными для каждого газоперекачивающего агрегата(ГПА) и вместес агрегатом образуют модульную газоперекачивающую установку. В аппаратахвоздушного охлаждения газ охлаждается до 40°Сили ниже и подается в газопроводы на ГПЗ.
В связи с тем, что ДКС предназначена для комрпимированиягаза, содержащего сероводород, с целью исключения выброса сероводорода ватмосферу при пусках и остановках ГПА на ДКС предусматривается установкафакелов с необходимыми факельными трубопроводами, которые служат для сжиганиясероводородного газа. Для безопасной эксплуатации оборудования ДКСпредусматривается продувка его очищенным от сероводорода газом при остановках.
Потребителями ДКС являются токоприемники, обслуживающиегазотурбинные агрегаты, закупаемые по импорту, и токоприемники вспомогательнойзоны.
В соответствии с “Методическими указаниями по нормированиюкатегорийности электроприемников(ЭП) объектов газовой промышленности”, РТМ-51-33-80потребители ДКС по надежности электроснабжения относятся к Iкатегории.
Внешнее электроснабжение ДКС решено в соответствии стехническими условиями ОАО “Оренбурггазпром”, разрешения ОАО “Оренбургэнерго”на отпуск мощности и с учетом требований, предъявляемых потребителям I категории, путем строительства наплощадке ДКС подстанции(ПС) 35/10 кВ, подключаемой к существующим линиям 35 кВДедуровка – ГП 2 и УКПГ – 7 – ГП 2.
В соответствии с “Методическими указаниями…” ДКС должнаиметь, кроме двух независимых источников электроснабжения, еще иаварийный(третий) источник электоснабжения(электродизельный агреат). Этимисточником являются аккамуляторные батареи и на каждом турбоагрегатесобственный генератор.
2. Выбор напряжения для силовой и осветительной сети
Питающее напряжение для ЭП может быть наиболеераспространенным(380/220 В), устаревшим(220/127 В), считающимсяперспективным(660/380 В). Так как напряжение 220/127 В для питания экономическине оправдано ввиду больших потерь электроэнергии и большого расхода цветногометалла, то к рассмотрению принимаются напряжения 380/220 В и 660/38 В.
Напряжение 660/380 В позволяет сократить потери мощности посравнению с системой 380/220 В, на сооружение расходуется меньше цветногометалла. Однако для питания осветительной нагрузки нужен понижающийтрансформатор, то есть невозможно совместное питание силовой и осветительнойнагрузки от одного трансформатора, тогда как на напряжение 380/220 Внеобходимость в дополнительном трансформаторе отпадает.
С точки зрения электробезопасности напряжение 380/220 Ввыгоднее, так как напряжение между фазой и землей относительно низкое.
Учитывая вышеперечисленные достоинства и недостатки этихнапряжений, для питания силовой и осветительной сети данной ДКС принимаетсянапряжение 380/220 В.
3. Расчет электрическихнагрузок
Расчет электрических нагрузок рассматривается на примереблока водоподготовки.
3.1. Расчет электрических нагрузок блокаводоподготовки
Определяется нагрузка магистрального шинопровода ШМА(она женагрузка по блоку водоподготовки), от которой питаются следующие ЭП:
Насос: Ки=0,8; cosj=0,85 /2/; tgj=0,62; n=3; Pн=250 кВт(один насос находится в резерве);
Насос вспомогательный: Ки=0,8; cosj=0,85 /2/; tgj=0,62; n=3; Pн=0,18 кВт;
Насос подачи химических реагентов: Ки=0,55; cosj=0,85 /2/; tgj=0,62; n=1; Pн=3 кВт;
Агрегат подачи кислорода: Ки=0,5; cosj=0,7 /2/; tgj=0,71; n=1; Pн=1,5 кВт;
Вентилятор: Ки=0,7; cosj=0,75 /2/; tgj=0,66; n=2; Pн=7 кВт;
Определятся нагрузка за наиболее загруженную смену по /4/
Pсм=Ки*Pн;(3.1)
Qсм= Pсм*tgj,(3.2)
где Ки – коэффициент использования активной мощности ЭП;
tgj- коэффициент реактивной мощности.
Для насосов:
Pсм=n*pн*Ки=3*250*0,8=600 кВт;
Qсм=600*0,62=372 квар.
Для вспомогательных насосов:
Pсм=3*0,18*0,8=0,43 кВт;
Qсм=0,43*0,62=0,27 квар.
Для насоса подачи химических реагентов:
Pсм=1*3*0,55=1,65 кВт;
Qсм=1,65*0,62=1,02 квар.
Для агрегата подачи кислорода:
Pсм=1*1,5*0,5=0,75 кВт;
Qсм=0,75*0,71=0,53 квар.
Для вентиляторов:
Pсм=2*7*0,7=9,8 кВ;
Qсм=9,8*0,66=6,47 квар.
Результаты расчета заносим в графы 7 и 8.
Определяется групповой коэффициент использования по/4/
/>(3.3)
/>
Результат заносится в графу 6 итоговой строкой.
Определяется
/>
Результат заносится в графу 9 итоговой строкой.
Определяется эффективное число ЭП по /4/
/>
(3.4)
/>
Принимается целое меньшее число nэф=3.Результат заносится в графу 10 итоговой строкой.
В таблице Ж.2 /4/ определяется коэффициент расчетнойнагрузки Кр в зависимости от Киг=0,8 и nэф=3, Кр=1. Результат заносится в графу11.
Определяется расчетная активная нагрузка
Pр=Кр*Pсм.(3.5)
Pр=1*612,63=612,63 кВт(графа 12).
Определяется расчетная реактивная нагрузка
Qр=1,1*Qсм.(3.6)
Qр=1,1*380,29=417,81 квар. (графа13).
Определяется полная расчетная мощность/>(3.7)
/>
Расчетный ток
/>
(3.8)
/>
Результаты расчетов приведены в таблице 3.1.
3.2. Расчет освещения блока водоподготовки(светотехнический расчет)
Задачей светотехнического расчета осветительной установкиявляется определение числа мощности источников света, обеспечивающихнормированную(с учетом коэффициента запаса) освещенность.
Расчет ведется по методу коэффициента использованиясветового потока для производственных помещений и по методу удельной мощностидля бытовых помещений.
Расчет по методу коэффициента использования светового потокапроизводится в следующем порядке:
Выбор вида освещения(рабочее, аварийное);
Выбор системы освещения(общее, местное, комбинированное);
Выбор типа источников света;
Выбор освещенности;
Выбор коэффициента запаса(зависит от производственногопроцесса);
Выбор типа осветительных приборов;
Выбор высоты подвеса светильников;
Выбор расположения светильников в плане помещения;
Определение светового потока ламп для обеспечения принятойосвещенности;
Выбор мощности ламп, обеспечивающих световой поток;
Определение суммарной установленной мощности источниковсвета;
Проверка правильности расчетов.
В качестве примера рассматривается расчет теплопункта.Результаты расчетов по другим отделениям сводятся в таблицу 3.2.
Основные размеры теплопункта:
Длина А=5,5 м.;
Таблица 3.1. –Расчет электрических нагрузокНаименование исходных данных Справочные данные Расчетная величина nэф Кр Расчетная нагрузка Расчетный ток Iр Наименование ЭП
Количество
n Номинальная (установленная) мощность, кВт Ки
cosj/
tgj Рсм Qсм n*рн2 Активная, кВт Реактивная, квар
Полная,
кВА Одного ЭП рн Общая Рн=n*рн Рр Qр Sр 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1. Насос 3 250 750 0,8
0,85/
0,62 600 372 187500 2. Насос вспомогательный 3 0,18 0,54 0,8
0,85/
0,62 0,43 0,27 0,1 3. Насос подачи хим. реагентов 1 3 3 0,5
0,85/
0,62 1,65 1,02 9 4. Агрегат подачи кислорода 1 1,5 1,5 0,5 0,7/ 0,71 0,75 0,53 2,25 5. Вентилятор 2 7 14 0,7 0,75/0,66 9,8 6,47 98 Итого по блоку 10 -- 19,04 -- 0,85/0,62 612,63 380,29 187609,35 3 1 612,63 417,8 741,5 1126,7
Ширина В=3 м.;
Высота Н=6 м.
Высота рабочей поверхности hр=0 /4/.
Площадь помещения S=16,5 м2.
Расчет рабочего освещения блока, обеспечивающие необходимыеусловия работы при нормальном режиме работы осветительной установки,обязательно во всех случаях, независимо от наличия аварийного освещения /5/;
Принимается и выполняется расчет общего равномерногоосвещения /8/;
Для общего освещения при высоте производственных помещенийдо 6 метров применяются лампы накаливания /5/;
Данное отделение относится к VIIIаразряду зрительной работы с минимальной освещенностью Еmin=75лк /4/;
Коэффициент запаса Кз=1,3 /5/;
Принимается тип светильника НСП 11 /8/;
Высота подвеса светильников по /6/
hc=0,2(H-hp) (3.9)
hc=0,2(6-0) =1,2м.
Расчетная высота по /6/
h=H-hp-hc(3.10)
h=6-0-1,2=4,8м.
Принимается одна лампа с размещением в центре.
Для определения светового потока лампы находится индекспомещения
/>
(3.11)
/>
Принимается стандартное значение iст=0,5/8/. По /8/ определяется коэффициент использования светового потока присветотехнических коэффициентах, характеризующих состояние стен, потолка,рабочей поверхности ρс=30%, ρп=50%, ρр=10% Ки=23.
Расчетная величина светового потока лампы, обеспечивающаянормируемую освещенность определяется по формуле
/>
(3.12)
где z – коэффициент минимальнойосвещенности(z=1,15 по/4/);
N – количество светильников.
/>
По /8/ принимается лампа накаливания мощностью Pн=15 Вт и световым потоком Fн=85 лм.
/>Стандартныйсветовой поток не должен отличаться от стандартного меньше, чем на 10% ибольше, чем на 20%.
(3.13)
/>
Превышение светового потока допустимо.
Результаты расчетов по остальным отделениям приведены втаблице 3.2.
Расчетная мощность освещения блока определяется методомкоэффициента спроса и с учетом потерь в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА) по/4/
Pро=Pно*Кс*КПРА,(3.14)
где Pно – номинальная мощностьосветительной сети;
Кс – коэффициент спроса(для производственных зданий,состоящих из отдельных помещений Кс=0,8 /2/);
КПРА=1 для ламп накаливания – коэффициент, учитывающийпотери в ПРА.
Pро=180*0,8*1=144 Вт.
3.3. Расчет электрических нагрузок по ТП
Так как известны установленные мощности Рн групп ЭП икоэффициенты мощности cosφ испроса Кс каждой группы /9/, то для определения расчетных нагрузок применяетсяметод коэффициента спроса.
Расчетную нагрузку группы однородных по ремонту работыприемников определяется по формулам
Рр=Кс*Рном; (3.15)
/>Qр=Рр*tgφ; (3.16)
(3.17)
где Кс – коэффициент спроса электроэнергии по цехам и блокам/2/;
tgφ – соответствует cosφ данной группы приемников /2/.
Коэффициент одновременности Ко=1. Результаты расчетовзаносятся в таблицу 3.3.