Электроснабжение насосных станций

Для работы электродвигателей насосов и электрофицированного вспомогательного оборудования насосные станции подключаются к линиям электропередач (ЛЭП).

Насосные станции первой категории надежности должны снабжаться электроэнергией от двух независимых источников.

Основными элементами электрического хозяйства насосных станций являются трансформаторные подстанции и распределительные устройства.

Трансформаторная подстанция оборудуется двумя силовыми трансформаторами, мощность каждого N_т определяется по формуле

N_т , кВт, (2.74)

где		- коэффициент спроса по мощности, который зависит от числа рабочих агрегатов и их загрузки; при двух работающих двигателях принимается равным 1, при трех – 0,9, при четырех – 0,8. при пяти и более – 0,7;
		-номинальная (паспортная) мощность основных насосов (без резервных), кВт;
		- КПД соответствующего двигателя, обычно 0,9…0,93;
		- коэффициент мощности электродвигателя можно принимать для асинхронных двигателей 0,75…0,85, синхронных – 0,9… 1,0;
	10…50	- мощность осветительной нагрузки и вспомогательного оборудования, кВт.

Силовые трансформаторы устанавливаются в отдельных помещениях, которые примыкают к машинному залу с одной из торцевых сторон. Размеры помещения определяются размерами трансформаторов и величинами проходов, необходимых для их осмотра и монтажа. Минимальное расстояние от стен до трансформатора 0,6 м, перед воротами – 0,8 м, до перекрытия – 1,0 м. Помещение трансформаторов имеет отдельный вход, несгораемое перекрытие, стены и пол.

Иногда на крупных насосных станциях, трансформаторы размещают в отдельных зданиях.

Распределительные устройства высокого напряжения состоят из ячеек (шкафов), в которых размещается вся высоковольтная аппаратура: масляные выключатели, разъединители, измерительные трансформаторы тока и напряжения, сборные шины, реле защиты.

Помещение распределительных устройств примыкает к помещению трансформаторной подстанции и имеет самостоятельный выход, а при длине более 5 м – два выхода. Размеры помещения распределительных устройств зависят от числа имеющихся в электрической схеме масляных выключателей.

Электрическое оборудование низкого напряжения – щиты управления, измерения и сигнализации вспомогательного оборудования располагаются в щитовой. Помещение щитовой должно иметь выход в машинный зал.

Варианты компоновки электрической части в насосных станциях приведены на рис.2.26.

Основные понятия об автоматизации работы насосных станций

По степени автоматизации насосные станции могут быть полностью автоматизированы или полуавтоматизированы. Следует стремиться к полной автоматизации работы насосных станций. Однако насосные станции со сложным оборудованием и большим количеством задвижек не всегда удается полностью автоматизировать. Поэтому проектируют насосные станции как полуавтоматические с дежурным обслуживающим персоналом.

Разрабатывая систему автоматизированного управления водопровод-ной насосной станции необходимо учитывать ее место в общей схеме водоснабжения, назначение водопровода, график водопотребления, наличие регу-лирующих емкостей и регулирующих насосных станций. Для водопроводных насосных станций обычно регулируемым параметром является давление в напорном коллекторе или в диктующей точке сети. В отдельных случаях параметром регулирования может служить уровень воды в резервуарах чистой воды или в водонапорных емкостях.

В системах водоотведения большая часть насосных станций осуществляет перекачку сточных вод из приемного резервуара. Здесь основным параметром управления является уровень сточной жидкости в резервуаре. При разработке системы автоматизированного управления должен учитываться график притока сточных вод в приемный резервуар станции.

В качестве дополнительного параметра регулирования водопроводных насосных станций и станции водоотведения может быть использован ток нагрузки приводных электродвигателей регулируемых насосных агрегатов.

Основными процессами, выполняемыми на насосных станциях системой автоматизированного управления могут являться:

- прием и передача регулируемого параметра на пуск и остановку на-сосных агрегатов;

- включение одного или нескольких насосных агрегатов в установленной последовательности;

- плановое регулирование подачи насосной установки путем изменения частоты вращения насосных агрегатов по выбранному параметру управления;

- синхронное изменение частоты вращения регулируемых насосных агрегатов;

- контроль за установленным режимом работы насосного агрегата при пуске, работе и остановке;

- отключение насосного агрегата при нарушении установленного режима и включение резервного агрегата;

- защита насосных агрегатов от электрических, тепловых и механических повреждений;

- открытие и закрытие задвижек на трубопроводах в заданные моменты при пуске и остановке насосного агрегата;

- включение и отключение дренажных насосов;

- включение механизированных грабель для очистки решеток на станциях водоотведения;

- изменение структурной схемы управления программным путем.

Функциональная схема системы автоматизированного управления строится с учетом использования серийно изготавливаемой промышленной аппаратуры, в частности программируемых микропроцессорных регулирующих устройств.

На основе функциональной схемы осуществляется разработка электросиловой схемы, выбирается аппаратура управления (приборы и средства автоматизации) и разрабатываются монтажные схемы шкафов автоматики.

Для крупных насосных станций с большим количеством насосных агрегатов и сложной схемой гидравлических коммуникаций предпочтительней использование промышленных компьютеров в системах автоматизированного управления.