9.Электроснабжение насосной станции.

9.1. Особенности схемы электроснабжения.

В данном разделе курсового проекта следует подобрать принципиальную схему электроснабжения водопроводной насосной станции с учетом напряжения в подающей ЛЭП и рабочего напряжения потребителей электроэнергии, а также рассчитать требуемую мощность трансформаторов и определить размеры помещений для размещения электрооборудования.

Для насосной станции первой и второй категорий надежности, как правило, используются две высоковольтные линии напряжением 3…10 кВ, подаваемые от двух независимых источников электроснабжения.

В зависимости от рабочего напряжения электродвигателей основных насосов и подводимого напряжения по ЛЭП может быть применена первая либо вторая схемы представленные на рис.9.1.

По первой схеме (рис.9.1) напряжение в питающей линии превышает напряжение всех электропотребителей станции. В этом случае для преобразования тока высокого напряжения в ток низкого напряжения предусматривается понижающий трансформатор. Для питания систем автоматики и КИП, имеющих рабочее напряжение 36В и менее, принимается дополнительный понижающий трансформатор.

По второй схеме (рис.9.1), когда рабочее напряжение двигателей рабочих насосов совпадает с высоким напряжением в питающей сети, необходимость в понизительной трансформаторной подстанции отпадает. Высоковольтные двигатели подключаются к питающей сети через масляные выключатели. Электроснабжение низковольтных двигателей, а также систем автоматики и КИП, освещения, вентиляции и др. производится через понижающий трансформатор.

Для составления принципиальной схемы электрических соединений и подбора необходимого электрооборудования следует суммарную определить мощность установленного на станции оборудования и питаемое рабочее напряжение.

Расчет ведется в форме таблицы.

Таблица 9.1. Расчет требуемой мощности электрооборудования.

Наименование потребителей электроэнергии	Электродвигатель		Питаемое напряже-ние, В	Кол.	Мощность, кВт
	Тип	Марка			Одного	Суммар-ная
Рабочие насосы
Вспомогательное оборудование: задвижки дренажные насосы; технические насосы; грузоподъемное оборудование; приборы КиП и А; освещение; отопление.

Рис. 9.1. Схемы различных электрических соединений.

1-электродвигатель насоса; 2-маслянный выключатель; 3-разъединитель; 4-щины низкого напряжения; 5-щит низкого напряжения; 6-силовой трансформатор; 7-щины высокого напряжения; РУ - помещение распределительных устройств; Тр- трансформаторные камеры; Щ- помещение щитовой.

9.2.Определение мощности трансформаторных подстанций и выбор трансформатора.

Рабочая мощность трансформатора определяется суммарной нагрузкой одновременно работающего оборудования. С достаточной точностью мощность трансформатора (кВА), можно определить по формуле:

,

где Р_i – паспортная мощность приводных электродвигателей основных насосов (без резервных), а также других электроприводов (механизмов задвижек, вспомогательных насосов и др.);

k₀ – коэффициент спроса по мощности; зависит от числа работающих электродвигателей: при двух двигателях – 1; при трех – 0,9; при четырех – 0,8; при пяти и более – 0,7;

- коэффициент полезного действия электродвигателя;

- потребляемая мощность отопительных и осветительных приборов может приниматься в зависимости от производительности насосной станции от 10 до 50кВА;

cos - коэффициент мощности электродвигателя.

Значения и cos берутся из технических характеристик электрооборудования. При отсутствии данных значения можно принимать cos =0,8…0,92, =0,9…0,93.

Если электродвигатели насосной станции подключены по второй схеме, то трансформатор собственных нужд рассчитывается на мощность только вспомогательного оборудования. Обычно трансформаторы собственных нужд размещают в одном помещении с распределительными устройствами.

Количество трансформаторов на насосных станциях первой и второй категорий надежности принимается не менее двух. При выходе из строя одного временная перегрузка оставшегося не должна превышать 20…40% номинальной мощности трансформатора. Габаритные размеры и масса силовых трансформаторов приведены в табл. 9.2.

Таблица 9.2. Силовые трансформаторы общего назначения.

Тип трансформатора.	Размеры, мм.			Масса, кг	Сочетание напряжений, кВ
	L	B	H		ВН	НН
ТМ-25/10-У1	1050	410	1060	264	6;10	0,4
ТМ-40/10-У1	1070	420	1135	317	6;10	0,4
ТМ-63/10-У1	1060	660	1190	427	6;10	0.4
ТМ-100/10-У1	1050	980	1220	510	6;10	0,4
ТМ-100/35-У1	1200	855	2130	1120	35	0,4
ТМ-160/10-У1	1150	1100	1385	730	6;10	0,4	0,69
ТМ-160/35-У1	1400	1030	2200	1550	35	0,4	0,69
ТМ-250/35-У1	1440	1100	2255	1800	35	0,4	0,69
ТМ-250/10-У1	1200	1070	1500	950	6;10	0,4	0,69
ТМ-400/10-У1	1390	1300	1600	1370	6;10	0,4	0,69
ТМ-400/35-У1	1600	1245	2385	2350	35	0,4	0,69
ТМ-630/10-У1	1500	1400	1700	2000	6;10	0,4	0,69
ТМ-630/35-У1	1700	1160	2615	2800	35	0,4	0,69
ТМ-1000/35-У1	2450	1350	2700	4430	35	3,15	6,3	10,5
ТМ-1600/35-У1	2900	1700	3200	5600	35	3,15	6,3	10,5

Силовые трансформаторы (рабочий и резервный) размещаются в отдельных трансформаторных камерах. Трансформаторные камеры выполняются из несгораемых материалов с естественной вентиляцией. При напряжении в ЛЭП до 10кВ включительно экономически оправдано трансформаторные помещения (камеры) устраивать закрытого типа, отдельно стоящими, пристроенными к зданию насосной станции или же встроенными в него.

Минимальные размеры камер трансформаторов в зависимости от расположения ворот в короткой или длинной стене приведены в табл. 9.3.

Таблица 9.3. Минимальные размеры трансформаторных камер.

Мощность трансформаторов, кВА	Высота, м	Катание узкой стороной		Катание широкой стороной
		длина камеры, м.	ширина камеры, м.	длина камеры, м.	Ширина камеры, м.
160…250	3,6	3,0	2,3	2,4	2,9
400…630	3,6	3,5	2,9	3,0	3,5
750…1000	4,2	3,7	2,9	3,0	3,9
1350…1800	4,8	5,1	3,5	4,0	4.6

Включение и выключение трансформаторов производится через масляные выключатели. Если используются баковые выключатели, то предусматривается отдельная изолированная кабина размером 3х3 м с наружной дверью, если выключатели горшкового типа, то они размещаются в помещении РУ высокого напряжения.