Электрооборудование для насосных установок — Справочник химика 21

    Аварии и пожары, происшедшие на АЭС во многих странах мира, свидетельствуют, что объектами пожаров чаще всего становятся генераторы, кабельные каналы, электрооборудование, насосные установки. Поэтому основные усилия с учетом проведения общих мер по обеспечению безопасности реакторных отделений должны направляться на противопожарную защиту наиболее пожароопасных участков и оборудования АЭС. К наиболее опасным участкам на станциях относятся кабельные помещения и машинные залы, а на АЭС на БН — реакторные отделения. Основным горючим материалом в первом случае является изоляция кабелей, во втором — турбинное масло, в третьем — натрий, причем во всех случаях количество находящегося в одном помещении горючего материала измеряется тоннами, а возможная площадь горения — десятками и даже сотнями квадратных метров. Общей особенностью развития пожара в рассматриваемых помещениях является выделение большого количества дыма, содержащего токсичные продукты, а при горении натрия — биологически опасных аэрозолей.  [c.417]
    По результатам расчета видно, что подача насоса увеличилась в два раза, нанор — в четыре раза, мощность — в восемь раз. Таким образом, для новых условий работы необходимо заново выполнять гидравлический расчет системы и заменить элементы электрооборудования насосной установки. [c.793]

    Насосная установка для подачи раствора ТМС на доочистку размещается с наветренной стороны по отношению к емкости с раствором ТМС на расстоянии не ближе 5 метров от нее. Электрооборудование насосной установки должно выполняться во взрывозащищенном исполнении в соответствии с требованиями ПУЭ. [c.361]

    Насосные установки применяют для перекачки сточных вод от отдельных зданий, производств или группы цехов в том случае, если отсутствует возможность спуска сточных вод самотеком в наружные сети канализации. Бесперебойная работа станций перекачки сточных вод имеет весьма важное значение для обеспечения безаварийной работы отдельных химических производств и всего предприятия. Однако в практике эксплуатации химических предприятий отмечались аварии на насосных станциях, вызванные загрязнением сточных вод ЛВЖ и ГЖ. Известны случаи взрывов в помещениях насосных станций, обусловленные загазованностью воздуха горючими парами и газами при утечке сточных вод, содержащих значительное количество ЛВЖ и ГЖ. Поэтому насосные станции для перекачки стоков взрыво- и пожароопасных химических производств располагают в отдельно стоящих зданиях, а приемный резервуар для сточных вод размещают вне здания насосной станции. Электрооборудование таких насосных станций должно быть взрывобезопасным в соответствие с Правилами устройства электроустановок . 

[c.259]

    На рис. 2.5. приведена схема насосной установки для перекачки жидкости. Насос 9, приводимый в движение электродвигателем 10, засасывает жидкость из расходной емкости 2 и по всасывающей магистрали 5 и напорной магистрали 13 перекачивает жидкость в приемную емкость 16. Можно указать, что насосная установка имеет следующие элементы гидробаки (гидроемкости) гидролинии (магистрали, трубопроводы) контрольно-измерительное оборудование (манометры, расходомеры, электроизмерительные приборы) пускорегулирующее оборудование (вентили, задвижки, устройства электрооборудования) противопожарное оборудование вспомогательное оборудование (тали, кран-балки). Состав сооружений, тип и количество основного и вспомогательного оборудования насосной установки определяется исходя из назначения насосной установки. 

[c.669]

    Если электроснабжение насосной станции осуществляется от какой-либо районной электростанции, то ток к насосной станции подводится от расположенной вне ее территории понизительной подстанции. От последней питаются током также и отдельные потребители энергии (мастерские, небольшие заводы, колхозы и пр.). Когда насосная станция, имеющая электродвигатели низкого напряжения, получает ток высокого напряжения (10,6 или 3 кВ), устраивают понизительную подстанцию около насосной станции. Трансформатор устанавливают или открыто, или в самом здании насосной станции, выделяя для этого помещение, изолированное от машинного отделения. Если общая понизительная подстанция дает ток низкого напряжения, то электрооборудование насосной станции значительно упрощается, так как не требуется дополнительной установки выключателя и трансформатора. При установке главных электродвигателей высокого напряжения к насосной станции (от общей понизительной подстанции) подводят ток вы- 

[c.187]

    Выбор электрооборудования бесштанговой насосной установки [c.327]

    При выборе электрооборудования для бесштанговой насосной установки в первую очередь определяют мощность погружного электродвигателя, которая должна соответствовать параметрам выбранного насоса. 

[c.327]

    При разработке проекта технологической установки (цеха) НПЗ и НХЗ составляется несколько десятков локальных, смет, в частности сметы на оборудование (стандартное и технологическое, нефтеаппаратуру, насосы, компрессоры, реакторы), трубопроводы и дымопроводы, строительные работы (блоки печей, постаменты, здания насосных и компрессорных, покрытие установки, операторная), отопление и вентиляцию, внутренние и наружные сети водоснабжения и канализации, монтаж оборудования, электроосвещение, силовое электрооборудование, кабельные сети, заземление, автоматизацию и КИП и т. д. [c.230]

    Насосная группа установки должна удовлетворять требованиям, предусмотренным действующими «Противопожарными техническими условиями строительного проектирования предприятий нефтедобывающей промышленности». Электрооборудование насосов должно быть во взрывозащищенном исполнении. [c.220]

    До пуска насосного агрегата проверяют готовность электрооборудования. Приборы, не имеюш№1е клейма метрологической поверки, удостоверяющего их исправность и класс точности, к установке не допускаются. Все элементы автоматики и защиты необходимо тщательно испытать, чтобы исключить подачу ложных импульсов на сигнал или аварийную остановку. 

[c.213]

    При установке осевых насосов типа ОВ коммуникация трубопроводов упрощается, так как они имеют осевой отвод, а не спиральный, как у центробежных насосов В. При установке вертикальных насосов надо помнить, что над насосным помещением находится электромашинный зал. Размеры его определяются габаритами электродвигателей и расстоянием между ними, расположением люков в

Электроснабжение и электрооборудование насосной станции

 

 

Электроснабжение и электрооборудование насосной станции напрямую влияет на характеристики ее работы. В большинстве случаев насосные комплексы запитываются от линий электропередач, что обеспечивает надежность и бесперебойность функционирования станции.

Классы надежности электроснабжения и электрооборудования насосной станции

Как правило, насосные станции различаются по классу надежности, который зависит от способа электроснабжения и электрооборудования.
Для первого класса должны обеспечиваться условия подачи электроснабжения от двух источников, не связанных между собой. При этом работа комплекса должна полностью обеспечиваться каждым источником по отдельности без каких-либо ограничений. Энергоснабжение насосных комплексов первых двух классов обеспечивается линиями электропередач с рабочим напряжением от трех до десяти киловольт. Таких линий должно быть две.

Если комплекс выдает невысокую мощность, его энергоснабжение осуществляется от трансформаторных подстанций, расположенных поблизости. При этом используются кабели пониженного напряжения. В том случае, если линия электропередач подведена к зданию станции, в нем организуется отдельное помещение для монтажа понижающих трансформаторов.

 

Характеристики двигателей для электроснабжения и электрооборудования насосной станции

Основным регламентирующим документом для категорирования насосных комплексов являются правила оборудования электрических установок (ПУЭ-76). Основные типы двигателей насосных комплексов – асинхронные и синхронные, работающие от трех фаз. Агрегаты трехфазного тока работают от номиналов напряжения в 220, 380, 500 вольт, а также 6 и 10 киловольт. Как правило, напряжение до 0,5 киловольт является достаточным для нормального функционирования комплексов мощностью не более 200 киловатт. Более мощные станции нуждаются в источнике энергии в 6 либо 10 киловольт.

Асинхронные электродвигатели

Данный тип силовых агрегатов наиболее часто встречается на станциях перекачки. По технологии работы такие установки разделяются на агрегаты с короткозамкнутым либо фазовым ротором. При этом первый тип двигателей наиболее удачно вписывается в конструкцию комплекса, так как дает возможность обходиться без пусковых механизмов при запуске двигателя. Пусковой момент таких агрегатов обеспечивает их запуск под нагрузкой.

Разница в силе тока агрегатов с короткозамкнутым ротором отличается в момент запуска и рабочего цикла не менее чем в три раза и не более чем в семь раз. При этом напряжение в момент пуска двигателя не должно провисать более чем на 15 процентов от рабочего. Отсюда вытекают и ограничения в работе подобных устройств. Агрегаты с короткозамкнутым ротором допускается использовать при мощности комплекса не более 200 киловатт.

 

Для того чтобы пусковой ток не достигал больших величин, используются следующие методы:

1. Только набор номинальных оборотов вращения является основанием для переключения обмоток статора со звезды на треугольник.
2. Запуск электродвигателя осуществляется последовательно. Ступенчатый пуск возможен при добавлении сопротивления в обмотки статора.
3. Включение в цепь питания автотрансформаторов запуска.

Любое из указанных мероприятий требует дополнительных затрат, что сказывается на эффективности агрегата и негативно влияет на автоматизацию комплекса. Рабочая частота вращения лопастей электрического двигателя зависит от количества пар полюсов статора:

1. Одна пара – 2890-2970 оборотов в минуту;
2. Две пары – 1450-1480 оборотов в минуту;
3. Три пары – 970-985 оборотов в минуту;
4. Четыре пары – 730-735 оборотов в минуту;
5. Пять пар – 585-590 оборотов в минуту.

 

Синхронные электродвигатели

Устройства подобного типа предполагают ранний разгон ротора, который осуществляется благодаря установке небольшой короткозамкнутой обмотки. С помощью данного элемента нивелируются колебания вращения ротора и, соответственно, пусковые токи статора.
Показатели мощности синхронных агрегатов обеспечивают стабильную работу комплекса. Кроме того, подобное оборудование в меньшей мере зависит от колебаний напряжения в электросети. Станции мощность 300 киловатт и более оснащаются синхронными агрегатами.

Показатели синхронных агрегатов приведены ниже:

1. Одна пара – 3000 оборотов в минуту;
2. Две пары – 1500 оборотов в минуту;
3. Три пары – 1000 оборотов в минуту;
4. Четыре пары – 750 оборотов в минуту;
5. Пять пар – 600 оборотов в минуту.

Варианты исполнения двигателей для электроснабжения и электрооборудования насосной станции

Как правило, электроснабжение и электрооборудование насосной станции функционирует в условиях повышенной влажности. Поэтому электрические двигатели могут поставляться в нескольких вариантах исполнения. При монтаже агрегата в здании комплекса, двигатель должен быть выполнен в защитном варианте.

Если помещение достаточно сырое, используются агрегаты влагозащитного варианта. Изоляция таких механизмов должна выдерживать воздействие влаги. При установке насосного оборудования в шахту либо в заглубленном варианте станции, электродвигатели должны быть в защитном исполнении. При этом вентиляция агрегатов должна выполняться принудительно, независимо от ее наличия в машинном зале.
Уровень подачи воды и ее давление доступно к регулированию на оборудовании насосной станции. Для этого используются электродвигатели с регулировкой частоты вращения. С помощью многоскоростных агрегатов появляется возможность плавного управления числом оборотов двигателя, путем включения либо отключения пар полюсов.

 

Для обеспечения мощности не более 100 киловатт используются двигатели с двумя либо четырьмя скоростями. Большая мощность достигается при помощи агрегатов высокого напряжения с двумя скоростями.Плавного вращения лопастей агрегата можно добиться с помощью специальных электромагнитных муфт, смонтированных в цепь между насосом и приводом. При этом скольжение привода влияет на регулировку частоты вращения. Муфты скольжения могут поставляться в шести размерах. При этом частота вращения может варьироваться от тысячи до трех тысяч оборотов за минуту.

Еще один способ регулировки количества оборотов – использование асинхронно-вентильного каскада. Принцип действия основан на добавлении в роторную цепь дополнительной ЭДС. Такие устройства устанавливаются на приводы от 360 до 1440 киловатт мощности. Не за горами выпуск преобразователей более высокой мощности.

 

Электрические схемы

Автоматизация насосных установок позволяет повышать надежность и бесперебойность водоснабжения, уменьшать затраты труда и эксплуатационные расходы, размеры регулирующих резервуаров.

Для автоматизации насосных установок кроме аппаратуры общего применения (контакторов, магнитных пускателей, переключателей, промежуточных реле) применяются специальные аппараты управления и контроля, например, реле контроля уровня, реле контроля заливки центробежных насосов, струйные реле, поплавковое реле, электродные реле уровня, различные манометры, датчики емкостного типа и др.

Автоматизация насосов и насосных станций, как правило, сводится к управлению погружным электронасосом по уровню воды в баке или давлению в напорном трубопроводе.

Рассмотрим примеры автоматизации насосных установок.

На рис. 1, а показана схема автоматизации простейшей насосной установки — дренажного насоса 1, а на рис. 1, б приведена электрическая схема этой установки. Автоматизация насосной установки осуществляется с помощью поплавкового реле уровня. Ключ управления КУ имеет два положения: для ручного и автоматического управления.

Рис. 1. Конструкция дренажной насосной установки (а) и ее электрическая схема автоматизации (б)

На рис. 2 приведена схема автоматизации управления погружным насосом по уровню воды в баке водонапорной башни, реализованная на релейно-контактных элементах.

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема автоматизации погружным насосом по уровню воды в баке- водонапорной башни

Режим работы схемы автоматизации насосом задается переключателем SА1. При установке его в положение «А» и включении автоматического выключателя QF подается напряжение на электрическую схему управления. Если уровень воды в напорном баке находится ниже электрода нижнего уровня датчика ДУ, то контакты SL1 и SL2 в схеме разомкнуты, реле КV1 обесточено и его контакты в цепи катушки магнитного пускателя КМ замкнуты. В этом случае магнитный пускатель включит электродвигатель насоса, одновременно погаснет сигнальная лампа НL1 и загорится лампа НL2. Насос будет подавать воду в напорный бак.

Когда вода заполнит пространство между электродом нижнего уровня SL2 и корпусом датчика, подключенным к нулевому проводу, цепь SL2 замкнется, но реле KV1 не включится, так как его контакты, включенные последовательно с SL2, разомкнуты.

Когда вода достигнет электрода верхнего уровня, цепь SL1 замкнется, реле КV1 включится и, разомкнув свои контакты в цепи катушки магнитного пускателя КМ, отключит последний, а замкнув замыкающие контакты, станет на самопитание через цепь датчика SL2. Электродвигатель насоса отключится, погаснет сигнальная лампа НL2 и загорится лампа НL1. Повторное включение электродвигателя насоса произойдет при понижении уровня воды до положения, когда разомкнётся цепь SL2 и реле КV1 будет отключено.

Включение насоса в любом режиме возможно только в том случае, если замкнута цепь датчика «сухого хода» ДСХ (SL3), контролирующего уровень воды в скважине.

Основным недостатком управления по уровню является подверженность обмерзанию электродов датчиков уровня в зимнее время, из-за чего насос не выключается и происходит переливание воды из бака. Бывают случаи разрушения водонапорных башен из-за намерзания большой массы льда на их поверхности.

При управлении работой насоса по давлению электроконтактный манометр или реле давления можно смонтировать на напорном трубопроводе в помещении насосной. Это облегчает обслуживание датчиков и исключает воздействие низких температур.

На рис. 3 приведена принципиальная электрическая схема управления башенной водоснабжающей (насосной) установкой по сигналам электроконтактного манометра (по давлению).

Рис. 3. Принципиальная электрическая схема управления башенной водоснабжающей установкой от электроконтактного манометра

При отсутствии воды в баке контакт манометра SР1 (нижний уровень) замкнут, а контакт SР2 (верхний уровень) разомкнут. Реле КV1 срабатывает, замыкая контакты КV1.1 и КV1.2, в результате чего включается магнитный пускатель КМ, который подключает электронасос к трехфазной сети (на схеме силовые цепи не показаны).

Насос подает воду в бак, давление растет до замыкания контакта манометра SР2, настроенного на верхний уровень воды. После замыкания контакта SР2 срабатывает реле КV2, которое размыкает контакты КV2.2 в цепи катушки реле КV1 и КV2.1 в цепи катушки магнитного пускателя КМ; электродвигатель насоса отключается.

При расходе воды из бака давление снижается, SР2 размыкается, отключая КV2, но включение насоса не происходит, так как контакт манометра SР1 разомкнут и катушка реле КV1 обесточена. Таким образом, включение насоса происходит, когда уровень воды в баке снизится до замыкания контакта манометра SР1.

Питание цепей управления производится через понижающий трансформатор напряжением 12 В, что повышает безопасность обслуживания схемы управления и электроконтактного манометра.

Для обеспечения работы насоса при неисправности электроконтактного манометра или схемы управления предназначен тумблер SА1. При его включении шунтируются управляющие контакты КV1.2, КV2.1 и катушка магнитного пускателя КМ непосредственно подключается к сети напряжением 380 В.

В разрыв фазы L1 в цепь управления включен контакт РОФ (реле обрыва фазы), который размыкается при неполнофазном или несимметричном режиме питающей сети. В этом случае цепь катушки КМ разрывается и насос автоматически отключается до устранения повреждения.

Защита силовых цепей в данной схеме от перегрузок и коротких замыканий осуществляется автоматическим выключателем.

На рис. 4 приведена схема автоматизации водонасосной установки, которая содержит электронасосный агрегат 7 погружного типа, размещенный в скважине 6. В напорном трубопроводе установлены обратный клапан 5 и расходомер 4.

Насосная установка имеет напорный бак 1 (водонапорная башня или воздущно-водяной котел) и датчики давления (или уровня) 2, 3, причем датчик 2 реагирует на верхнее давление (уровень) в баке, а датчик 3 — на нижнее давление (уровень) в баке. Управление насосной станцией обеспечивает блок управления 8.

Рис. 4. Схема автоматизации водонасосной установки с частотно-регулируемым электроприводом

Управление насосной установкой происходит следующим образом. Предположим, что насосный агрегат отключен, а давление в напорном баке уменьшается и становится ниже Рmin. В этом случае от датчика поступает сигнал на включение электронасосного агрегата. Происходит его запуск путем плавного увеличения частоты f тока, питающего электродвигатель насосного агрегата.

Когда частота вращения насосного агрегата достигнет заданного значения, насос выйдет на рабочий режим. Программированием режима работы частотного преобразователя можно обеспечить нужную интенсивность разбега насоса, его плавный пуск иостанов.

Применение регулируемого электропривода погружного насоса позволяет реализовать прямоточные системы водоснабжения с автоматическим поддержанием давления в водопроводной сети.

Станция управления, обеспечивающая плавный пуск и останов электронасоса, автоматическое поддержание давления в трубопроводе, содержит преобразователь частоты А1, датчик давления ВР1, электронное реле А2, схему управления и вспомогательные элементы, повышающие надежность работы электронного оборудования (рис. 5).

Схема управления насосом и преобразователь частоты обеспечивают выполнение следующих функций:

— плавный пуск и торможение насоса;

— автоматическое управление по уровню или давлению;

— защиту от «сухого хода»;

- автоматическое отключение электронасоса при неполнофазном режиме, недопустимом снижении напряжения, при аварии в водопроводной сети;

— защиту от перенапряжений на входе преобразователя частоты А1;

— сигнализацию о включении и выключении насоса, а также об аварийных режимах;

— обогрев шкафа управления при отрицательных температурах в помещении насосной.

Плавный пуск и плавное торможение насоса осуществляют с помощью преобразователя частоты А1 типа FR-Е-5,5к-540ЕС.

Рис. 5. Принципиальная электрическая схема автоматизации погружным насосом с устройством плавного пуска и автоматического поддержания давления

Электродвигатель погружного насоса подключается к выводам U, V и W преобразователя частоты. При нажатии кнопки SВ2 «Пуск» срабатывает реле К1, контакт которого К1.1 соединяет входы STF и РС преобразователя частоты, обеспечивая плавный пуск электронасоса по программе, заданной при настройке частотного преобразователя.

При аварии частотного преобразователя или цепей электродвигателя насоса замыкается цепь А-С преобразователя, обеспечивая срабатывание реле К2. После срабатывания К2 замыкаются его контакты К2.1, К2.2, а контакт К2.1 в цепи К1 размыкается. Происходит отключение выхода частотного преобразователя и реле К2. Повторное включение схемы возможно только после устранения аварии и сброса защиты кнопкой 8В3.1.

Датчик давления ВР1 с аналоговым выходом 4…20 мА подключен к аналоговому входу частотного преобразователя (контакты 4, 5), обеспечивая отрицательную обратную связь в системе стабилизации давления.

Функционирование системы стабилизации обеспечивается ПИД-регулятором преобразователя частоты. Требуемое давление задается потенциометром К1 или с пульта управления частотного преобразователя. При «сухом ходе» насоса в цепи катушки реле КЗ замыкается контакт 7-8 электронного реле сопротивления А2, к контактам которого 3-4 подключен датчик «сухого хода».

После срабатывания реле КЗ замыкаются его контакты К3.1 и КЗ.2, в результате чего срабатывает реле защиты К2, обеспечивая отключение электродвигателя насоса. Реле КЗ при этом становится на самопитание через контакт К3.1.

При всех аварийных режимах зажигается лампа НL1; лампа НL2 зажигается при недопустимом снижении уровня воды (при «сухом ходе» насоса). Подогрев шкафа управления в холодное время года осуществляется с помощью электронагревателей ЕК1…ЕК4, которые включаются контактором КМ1 при срабатывании термореле ВК1. Защита входных цепей преобразователя частоты от коротких замыканий и перегрузок осуществляется автоматическим выключателем QF1.

Рис. 5. Автоматизация насосной установки

Электрооборудование насосных установок артезианских скважин

Насосные установки артезианских скважин предназначе­ны для подъема воды из подземных пластов. Установка представляет собой насосный агрегат, состоящий из насоса с электродвигателем, опущенного на конце трубы, предназна­ченной для подачи воды из скважины, до уровня ниже воды в скважине. Скважина при бурении укрепляется обсадной тру­бой большего диаметра, чем труба для подъема воды. Над скважиной обычно строится специальное помещение, куда выходит труба для воды с запорной арматурой, маномет­ром и электроаппаратурой управления насосной установкой, расположенной в специальном шкафу.

Для насосных установок артезианских скважин широко применяется система серии «САУНА» автоматического управ­ления насосами.

В системе предусмотрены автоматическое, местное и дис­танционное управления насосом, возможность контроля рабо­ты насоса с диспетчерского пульта управления, защита элект­родвигателя насоса при аварийных режимах работы.

Система состоит из станции управления и дат­чика уровней воды в башне (резервуаре). Расстояние между станцией управления и датчиками уровней до 3 км.

Автоматическое управление насосом осуществляется в за­висимости от уровня воды в баке водонапорной башни, местное управление — с помощью тумблера на станции управления.

Дистанционное управление осуществляется с диспетчер­ского пункта управления с помощью устройств, формирующих кратковременные сигналы управления, или от устройств теле­механики путем подачи команд на исполнительные реле вклю­чения и выключения.

После срабатывания защиты невозможно повторное авто­матическое включение электродвигателя.

На рисунке приведена одна из принципиальных схем уп­равления системы САУНА.

Для включения в работу станции управления необходимо включить автоматический выключатель QF. При автоматиче­ском управлении тумблер SA устанавливается в положение «Автоматическое управление» (АУ), при местном управлении — в положение «Местное управление» (МУ).

При дистанционном управлении тумблер SA устанавлива­ется в положение «Автоматическое управление», зажимы 50, 56, 57 соединяются с соответствующими зажимами реле ис­полнения включения и отключения РИВ и РИО. При дистанци­онном управлении датчик уровней не устанавливается.

 

Работа схемы при автоматическом управлении

При отсутствии воды в баке водонапорной башни контак­ты верхнего уровня КВУ и нижнего уровня КНУ датчика уров­ней не касаются воды, и сигнал с датчика в схему не подается. Стабилитрон VD12 пробит обратным напряжением, транзистор VТЗ открыт базовым током, величина которого определяется резистором К6, реле К и пускатель КМ включены. Двигатель насоса включается, и вода начинает поступать в водонапорную башню.

При срабатывании реле К размыкается его контакт в цепи КНУ. Когда вода достигнет верхнего уровня, контакт КВУ за­мыкается, и от трансформатора Т4 поступает сигнал, проби­вающий стабилитрон VD11, при этом минусовый сигнал про­ходит через стабилитрон VD12 и запирает его. Базовый ток через транзистор УТЗ прекращается, и транзистор закрывает­ся. При этом, реле К отключается, его контакт К в цепи КНУ замыкается, пускатель КМ отключается, отключая двигатель насоса. При понижении уровня воды контакт КНУ размыкается:

При этом запирающий сигнал со входа транзистора исче­зает, транзистор VТЗ открывается, реле К и пускатель КМ вклю­чаются, и цикл работы повторяется.

 

Местное управление

Местное управление электродвигателем насоса использу­ется, как правило, при наладке и производится после переклю­чения тумблера SA в положение «Местное управление».

 

Дистанционное управление

Дистанционное управление производится с диспетчерско­го пункта. По команде диспетчера на включение насоса сра­батывает реле исполнения включения РИВ. При этом включе­ние двигателя насоса происходит аналогично автоматическо­му режиму при размыкании КНУ. По команде диспетчера на отключение насоса срабатывает реле исполнения отключения РИО. Электродвигатель отключается аналогично автоматиче­скому режиму при замкнутом КВУ.

 



Электрообезвоживающие и электрообессоливающие установки | Электрооборудование насосных, компрессорных станций и нефтебаз

Страница 18 из 54

Глава 6
Электрообезвоживающие и электрообессоливающие установки

Очистка сырой нефти от примесей

Перекачиваемая насосными станциями по нефтепроводам с нефтедобывающих промыслов сырая нефть содержит в себе различные примеси — воду, соли, неорганические твердые вещества. Эти примеси увеличивают стоимость хранения нефти (требуются большие емкости) и удорожают ее транспорт (требуются трубопроводы большего диаметра и более мощные насосные станции). Поэтому добываемая на нефтепромыслах нефть перед отправкой потребителям должна быть освобождена от посторонних примесей. Наиболее простым способом очистки нефти от посторонних примесей является отстой ее в емкостях. При этом способе примеси, имеющие большую плотность по отношению к нефти, опускаются на дно емкости, а оставшаяся на поверхности нефть откачивается насосами. Однако этот способ требует сооружения дорогостоящих больших емкостей и длительного времени для отстоя. Кроме того, вода обычно содержится в нефти во взвешенном состоянии в виде эмульсии (мельчайших частиц воды, покрытых нефтяной пленкой), поэтому способ отстоя в таких случаях не достигает цели, так как большая часть эмульсионной воды остается в нефти. Наиболее эффективным способом освобождения нефти от воды и солей является электрический способ очистки нефти в электродегидраторах.

Электродегидраторы и принцип их действия

Электродегидратор представляет собой металлический резервуар большой вместимости (несколько десятков или сотен кубических метров), внутри которого помещены несколько пар электродов. Принцип действия электродегидратора заключается в следующем. К электродам подается высокое напряжение переменного тока, в результате чего между электродами возникает переменное электрическое поле. Элементарные частицы залитой в дегидратор водонефтяной эмульсии, попадая в электрическое поле, получают электрические заряды (отрицательные или положительные) в зависимости от заряда ближайшего электрода. При этом отрицательно заряженные частицы эмульсии передвигаются по направлению к положительному электроду, а положительно заряженные — к отрицательному. Поскольку электрическое поле меняет свое направление с частотой, соответствующей частоте приложенного переменного тока, то и частицы водонефтяной эмульсии меняют направление своего движения с такой же частотой. При большой частоте перемены направления движения обволакивающая частицы воды нефтяная пленка испытывает большое напряжение и при столкновении отдельных частиц одна с другой разрушается. Частицы воды, освобожденные от нефтяной пленки, соединяются в крупные капли и оседают на дно дегидратора, а обезвоженная нефть поднимается на поверхность. Таким образом в электродегидраторах происходит процесс обезвоживания нефти.

Рис. 31. Схема управления электродегидратором
Процесс обессоливания заключается в тон, что соли, содержащиеся в нефти, вымываются водой и выводятся вместе с ней в виде соляного раствора. Если содержащейся в нефти воды оказывается недостаточно, то ее добавляют в необходимом количестве. При этом вода смешивается с нефтью так, чтобы образовалась водонефтяная эмульсия, которая затем разрушается в электрическом поле электродегидратора. Таким образом, процесс обессоливания нефти сводится к процессу обезвоживания и выполняется в одном и том же аппарате — электродегидраторе.
Электродегидратор получает питание электроэнергией от щита 380/220 В, установленного в электропомещении.
Управление работой дегидратора осуществляется с панели управления, находящейся в помещении операторной.
Схема управления электродегидратором изображена на рис. 31. На электроды Э1 и Э2 от однофазных трансформаторов 77 и Т2 подается напряжение 380/16000— 22000 В, создающее в электродегидраторе переменное электрическое поле. Для ограничения токов короткого замыкания, возникающих при обтекании электродов водонефтяной эмульсией, в схеме предусмотрены реакторы РК1 и РК2. На щите 380/220 В установлены контактор К, рубильники Р, трансформаторы тока ТТ1, ТТ2 и ТТЗ, реле защиты РТ, РП и РУ (токовые, промежуточные и указательные) и кнопки КП2 и КС2 (пуск и стоп). Включение электродегидратора со щита осуществляется кнопкой КП2, отключение — кнопкой КС2. При появлении токов перегрузки или токов короткого замыкания контакты реле РТ1 и РТ2 замыкаются и подают напряжение на обмотку промежуточного реле РП1, которое размыкает свой контакт в цепи контактора К, и дегидратор отключается. Указательные реле РУ1 и РУ2 указывают, в цепи какого трансформатора сработала защита и отключила дегидратор. В цепь управления введен контакт поплавкового реле уровня, который включается при недопустимом снижении уровня жидкости в электродегидраторе, и через размыкающий контакт реле РП2 отключает контактор К. На панели управления операторной установлены дублирующие кнопки КП1 (пуск) и КС1 (стоп), которые позволяют оператору в случае необходимости отключать и включать электродегидратор. Контроль за током нагрузки осуществляется амперметрами А1 и А2, а за напряжением вольтметром В с переключателем ПВ. При замыкании переключателем клемм 1 и 3 напряжений замеряется в цепи 1—3 трансформатора ТТ1, при замыкании клемм 2 и 4 — в цепи 2—4 трансформатора ТТ2. О работе дегидратора сигнализирует лампа ЛВ с красным стеклом, об остановке — лампа ЛО с зеленым стеклом.
Конструктивно электродегидратор представляет собой металлическую емкость вертикально-цилиндрической, шарообразной или горизонтально-цилиндрической формы, с площадкой наверху для размещения электрооборудования и лестницей для подъема на площадку. На площадке электродегидратора устанавливают трансформаторы ТТ1 и ТТ2 и токоограничивающие реакторы
PK1 и PK2. Ввиду того, что трансформаторы и реакторы работают под высоким напряжением (16 000— 22 000 В), пребывание на площадке обслуживающего персонала во время работы дегидратора представляет опасность для жизни. Поэтому у входа на лестницу подъема или у входа на площадку на дверях устанавливают конечный выключатель ВК (см. рис. 31), который отключает установи при открывании дверей. Кроме того, для предупреждения обслуживающего персонала, что дегидратор находится в работе, установлены две лампы ЛБ1 и ЛБ2, сигнализирующие о работе каждого трансформатора в отдельности.

Электроснабжение и электрооборудование насосной станции (ЭСН и ЭО насосной станции) | Электроснабжение и освещение

ФГБОУ ВО «СГУ имени Н.Г. Чернышевского» Колледж радиоэлектроники имени П.Н. Яблочкова
Специальность: «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования»
Дипломный проект по дисциплине: «Электроснабжение»
На тему: «Электроснабжение и электрооборудование насосной станции»
Саратов 2015

Исходные данные:
Насосная станция (НС) предназначена для мелиорации. Она содержит машинный зал, ремонтный участок, агрегатную, сварочный пост, служебные, бытовые и вспомогательные помещения.

НС получает электроснабжение от государственной районной электростанции (ГРЭС) по воздушной ЛЭП-35. Расстояние от ГРЭС до собственной ТП — 5 км. Трансформаторная подстанция (ТП) находится вне помещения насосной станции на расстоянии 10 км.

Потребители ЭЭ по надежности ЭСН относятся к 2 и 3 категории. Количество рабочих смен — 3.

Основными потребителями являются 5 мощных автоматизированных насосных агрегата.

Грунт в районе здания — глина с температурой +10 °С. Каркас здания и ТП сооружен из блоков-секций длиной 6 м каждый.

Размеры здания НС 42х30х7м.

Все помещения, кроме машинного зала двухэтажные высотой 2,8 м.

Электрооборудование нумерация согласно плану, с приведенными нагрузками:
Мощность электропотребления указана для одного электроприемника.
1,2 Вентиляторы — 10кВт;
3 Сверлильный станок — 2,8кВт;
4 Заточный станок — 1,8кВт;
5 Токарно-револьверный станок — 25кВт;
6 Фрезерный станок — 8,5кВт;
7 Круглошлифовальный станок — 7,8кВт;
8 Резьбонарезной станок — 7кВт;
9…11 Электронагреватели отопительные — 17,5кВт;
12 Кран мостовой — 28,6кВт;
13…17 Электродвигатели вакуумных насосов — 5кВт;
18…22 Электродвигатели задвижек — 1,5кВт;
23…27 Насосные агрегаты — 20кВт;
28 Щит управления и сигнализации — 1,2кВт;
29,30 Дренажные насосы — 8,4кВт;
31,32 Сварочные агрегаты — 12,5кВА.

Содержание:
ВВЕДЕНИЕ 4
— Решения Российского правительства о дальнейшем развитии Энергетики в России 4
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ 6
1.1 Описание бизнес процесса. Характеристика объекта. 6
2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 9
2.1 Электроснабжение электрического оборудования 9
2.1.1 Выбор типа схемы электроснабжения и величины питающих напряжений. 9
2.1.2 Определение расчетных нагрузок. 9
2.1.3 Компенсация реактивной мощности и определение места установки компенсирующего устройства. 15
2.1.4 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов подстанции. 16
2.1.5 Расчёт, выбор и планирование силовых сетей цеха. Обоснование способа их прокладки 17
2.1.6 Выбор и размещение силовых распределительных устройств. 19
2.1.7 Расчет токов короткого замыкания 19
2.1.8 Расчет заземления 24
2.2 Расчет силовых сетей электрического оборудования цеха 26
2.2.1 Расчет и выбор пусковой и защитной аппаратуры 26
2.2.2 Расчет и выбор сечений силовых линий электрического оборудования. 27
2.3 Расчет освещения производственных помещений. 31
2.3.1 Характеристика помещений, оценка зрительных работ. 31
2.3.2 Выбор норм освещенности, вида и системы освещения, источников света. 31
2.3.3 Выбор типа светильников и их размещение на плане. 33
2.3.4 Светотехнический расчет. 34
2.4 Расчет осветительных сетей. 39
2.4.1 Разработка типа схемы сетей освещения. 39
2.4.2 Определение осветительных нагрузок. 39
2.4.3 Расчет и выбор марок и сечения проводников осветительных сетей по нагреву. 40
2.4.4 Расчет сетей освещения по потере напряжения. 42
2.4.5 Выбор и размещение на плане цеха осветительных щитов. 44
2.4.6 Аварийное освещение. 45
2.4.7 Описание принципа работы схемы электрического оборудования. 46
3. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА 49
3.1 Система планово-предупредительного ремонта (ППР) электрического оборудования и составление его графика . 49
3.2 Подсчет количества рабочих-ремонтников для выполнения работ предусмотренных графиком ППР. 62
4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 63
4.1 Расчет заработной платы работников. 63
4.2 Смета на электрическое оборудование, материалы и монтаж. 64
4.3 Расчет затрат на электроэнергию. 66
5. ОХРАНА ТРУДА 67
5.1 Мероприятия по технике безопасности при (эксплуатации, монтаже или ремонте) электрического оборудования. 67
5.2 Вопросы охраны окружающей среды. 73
5.3 Вопросы охраны окружающей среды 74
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 78
ПРИЛОЖЕНИЯ:
1. Приложение А (Станция насосная. Электроснабжение и электрооборудование) Схема расположения силового оборудования.
2. Приложение Б (Станция насосная. Электроснабжение и электрооборудование) Схема расположения осветительного оборудования.
3. Приложение В (Насосный агрегат) Схема электрическая принципиальная.
4. Приложение Г (Станция насосная. Электроснабжение и электрооборудование.) Схема однолинейная питания.

Состав: 1.Схема расположения силового оборудования. 2.Схема расположения осветительного оборудования. 3. Схема электрическая принципиальная насосного агрегата. 4. Схема однолинейная питания. 5. ПЗ

Софт: КОМПАС-3D 16

Электрооборудование и автоматизация насосных установок

Для автоматизации насосных установок кроме аппаратуры об­щего применения (контакторов, магнитных пускателей, переклю­чателей, промежуточных реле) применяются специальные аппа­раты управления и контроля, например реле контроля уровня, реле контроля заливки центробежных насосов, струйные реле и др.

В качестве реле контроля уровня используются: поплавковое реле, электродные реле уровня (электродные датчики), маномет­ры различных типов, устанавливаемые на трубопроводе, датчики емкостного типа, радиоактивные датчики.

Поплавковые реле уровня применяются обычно для контроля уровня неагрессивных

 

 

б)

 

 

 

в)

а)

Рисунок 1.1 Устройства автоматизации насосных установок а) Поплавковое реле уровня,

б) реле контроля заливки, в) электродное реле

 

жидкостей.

Устройство поплавко­вого реле уровня показано на рис. 1.1а). В открытый резервуар, в котором контролируется уровень жидкости) погружен поплавок 1, подве­шенный на гибком канате че­рез блок 3 и уравновешенный грузом 6. На канате укреплены две шайбы 2 и 5, которые при предельных уровнях жидкости в резервуаре поворачивают ко­ромысло 4 контактного устрой­ства 8. Оно замыкает соответ­ственно контакты 7 и 9, от ко­торых идут провода в цепи управления и сигнализации насосной установки. В закрытом резервуаре поплавок 1 рычагом связан с осью рычага 10, кото­рая с соответствующим уплотнением пропускается через стенку корпуса в пространство, где располагается контактная часть 11 реле. Провода от контактов выводятся через стенку резервуара.

Для электропроводных жидкостей применяется электродное реле уровня, принцип действия которого показан на рис. 1.1в). Реле состоит из металлических электродов 1 и 4, помещенных в корпусе 2. Реле опускается в резервуар 3. Электроды реле включе­ны в цепь катушки промежуточного реле РП (электромагнитное реле). При подъеме уровня жидкости до верхнего электрода 4 об­разуется проводящий промежуток между электродами 1 и 4. Реле РП срабатывает, становится на самопитание через свой замыкаю­щий контакт, а другими контактами производит необходимые переключения в цепях управления и сиг­нализации насосной установки. При опускании уровня жидкости ниже электрода 1 цепь питания катушки через контакт РП пре­рывается, реле РП обесточи­вается и своими контактами опять производит соответству­ющие переключения в схеме управления и сигнализации ус­тановки.

Реле контроля заливки центробежных насосов мембранного типа показано на рис. 1.1 б). Реле используется при заливке с помощью вакуум-насоса. Устанавливается реле на 0,3… 0,5 м выше насоса. При заполнении его водой мембрана 3 прогибается, поднимает шток 2 и замыкает контакты 1. После снижения давления мембрана пружиной (на рисунке не показана) возвращается в исходное положение. Досто­инства реле мембранного типа — их большая чувствительность и способность выдерживать высокие давления.

Рассмотрим схему управления двумя насосами (рис. 1.2), эксплуатация которых осуществляется без дежурного персонала. Схема обеспечивает автоматический пуск и остановку насосов в зависимости от уровня жидкости в контролируемой емкости (баке резервуаре), из которой производится откачка или естественны! сток жидкости. Для контроля уровня применен электродные датчик (жидкость электропроводна). Схема разработана применительно к условиям пуска и остановки насосов при постоянно открытых задвижках, что часто имеет место в низконапорных на­сосных установках. Из двух насосов один является рабочим, вто­рой — резервным. Это задается с помощью переключателя ПО. В положении / переключателя первый насос (с двигателем Ml) будет рабочим, а второй (с двигателем М2) — резервным. В поло­жении 77 переключателя, наоборот, второй насос будет рабочим, а первый — резервным.

 

 

 

Рассмотрим работу схемы, когда переключатель ПО поставлен в положение /, а переключатели управления ПУ1 и ПУ2 поставле­ны в положение А, т. е. на автоматическое управление насосами. Контакты переключателя ПО в цепях катушек реле управления РУ1 рабочего и РУ2 резервного насосов будут замкнуты, но эти цепи остаются разомкнутыми вследствие отсутствия контактов с жидкостью электродов 2 и 3 датчика уровня ДУ. При повышении уровня жидкости в контролируемой емкости до электрода 2 цепь катушки реле РУ1 замыкается, реле срабатывает и его контакт подает питание в катушку магнитного пускателя К1. Включается электродвигатель Ml первого насоса. По мере откачки уровень жид­кости в емкости понижается, но при разрыве контакта электрода 2 электродвигатель не останавливается, так как катушка реле РУ1 продолжает получать питание через свой контакт и пока замкну­тый контакт электрода 1.

Если произойдет аварийное отключение рабочего насоса или производительность его недостаточна, уровень жидкости будет повышаться. Когда он достигнет электрода 3 датчика уровня, по­лучит питание катушка реле РУ2. Реле сработает и включит маг­нитный пускатель К2 электродвигателя М2 резервного насоса. Ре­зервный насос остановится при падении уровня жидкости ниже электрода 1.

При слишком большом притоке жидкости в емкость, из которой производится откачка или сток, производительность обоих насосных агрегатов может оказаться недостаточной и жидкость поднимется до предельно допустимого уровня, на котором уста­новлен электрод 4. При этом замкнется цепь катушки аварийного реле РА, которое сработает и своим контактом включит цепь ава­рийной сигнализации. Реле контроля наличия напряжения РКН служит для подачи предупредительного сигнала при исчезнове­нии напряжения в цепях управления. Цепи аварийной сигнализа­ции питаются от самостоятельного источника. Белая сигнальная лампа ЛБ сообщает о наличии напряжения в цепях управления при контрольных осмотрах.

Переход на местное кнопочное управление (ручное полуавто­матическое) производится установкой переключателя ПУ1 для первого насоса и ПУ2 для второго насоса в положение Р (ручное Управление) и нажатием соответствующих кнопок «Пуск» КнП1, КнС1, КнП2, КнС2, расположенных непосредственно у насосных агрегатов. Переключатели ПУ1 и ПУ2 исключают возможность од­новременного автоматического и кнопочного управления.

Приведенная схема составлена применительно к двигателям малой мощности (примерно до 10 кВт), поэтому цепи катушек магнитных пускателей защищаются теми же автоматами, что и двигатели. При двигателях большей мощности для катушек маг­нитных пускателей предусматривается самостоятельная защита