Электрооборудование и электроснабжение компрессорной станции

Работа из раздела: «Физика и энергетика»

ЭЛЕКРООБОРУДОВАНИЕ И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

'КАМЕНСК-УРАЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧСЕКИЙ КОЛЛЕДЖ'

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 140613

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ, ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

ГРУППА Э₀₄ - 41

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ

ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ РУКОВОДИТЕЛЬ ПРОЕКТА

ЗАВ. ОТДЕЛЕНИЕМ Г.К. СВИРИДОВА

Л.Д. БУЛАТОВА

КОНСУЛЬТАНТ

О.Н. БАШАРОВА

РАЗРАБОТАЛ

Н.Н. ГАНЖА

2008

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

В состав пояснительной записки входят:

Лист 1 - Схема управления двигателем компрессора	Формат А1
Лист 2 - Схема защиты и управления двигателем компрессора	Формат А1
Лист 3 - Схема электроснабжения компрессорной станции	Формат А1
Лист 4 - Схема управления СД с тиристорным возбудителем	Формат А1

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Описательная часть

1.1 Применение сжатого воздуха в процессе производства алюминия

1.2 Описание технологического процесса производства сжатого воздуха

1.2.1 Виды компрессоров

1.2.2 Описание технологической схемы компрессорной установки

1.3 Надежность электроснабжения

1.4 Выбор напряжения электродвигателей компрессоров и вспомогательного оборудования

1.5 Схема электроснабжения

1.6 Назначение возбудителя

1.7 Устройство и работа возбудителя

2. Расчетная часть

2.1 Расчет мощности и выбор электродвигателя привода компрессора

2.2 Выбор вспомогательного оборудования компрессора

2.3 Расчет электрических нагрузок

2.4 Выбор трансформатора ЦТП

2.5 Расчет токов короткого замыкания

2.6 Выбор высоковольтного выключателя

2.7 Выбор разъединителей

2.8 Выбор трансформаторов тока

2.9 Выбор трансформаторов напряжения

2.10 Выбор токоведущих шин

2.11 Расчет релейной защиты

2.12 Выбор кабелей

2.13 Выбор возбудителя

2.14 Оперативный ток

2.15 Контроль и измерения

2.16 Защита двигателя. Система УКАС

2.17 Расчет заземления

2.18 Защитное зануление

2.19 Расчет освещения

3. Экономическая часть

3.1 Задачи и организационная структура энергетического хозяйства завода

3.2 Системы, способы и прогрессивные методы ремонта энергооборудования

3.3 Система ТОиР энергетического оборудования

3.4 Цеховая служба электрика

3.5 Планирование ремонтных работ энергооборудования

3.6 Планирование потребного количества энергетического персонала

3.7 Планирование заработной платы

3.8 Смета затрат на капитальный ремонт синхронного трехфазного двигателя

3.9 Сетевое планирование

3.10 Технико-экономические показатели проекта

3.11 Расчет стоимости электроэнергии

3.12 Повышение эффективности производства сжатого воздуха и работы воздухоснабжения филиала

4. Охрана труда

4.1 Организация ремонтов, профилактических испытаний электрооборудования 10 кВ

4.2 Мероприятия, обеспечивающие безопасность работ в электроустановках

4.2.1 Организационные мероприятия

4.2.2 Технические мероприятия

4.2.3 Меры безопасности при работе с электродвигателями

4.3 Пожарная безопасность

4.4 Экологичность проекта

Заключение

Библиографический список

Доклад

Дополнительное пояснение

Введение

Уральский алюминиевый завод (УАЗ) относится к наиболее крупным и энергоёмким предприятиям цветной металлургии. Его основные виды продукции - глинозём, алюминий, кремний и галлий - широко известны в России и за рубежом. История создания завода занимает особенное место в становлении и развитии алюминиевой промышленности страны.

5 сентября 1939 г. считается датой начала работы УАЗ, так как в этот день были отлиты первые слитки алюминия.

Время для мирного развития завода было очень коротким. Началась великая отечественная война, и УАЗ оказался единственным в стране предприятием, производящим алюминий. Поэтому необходимо было многократно увеличить выпуск алюминия и сплавов, резко сократить сроки создания новых мощностей. Уже в 1941 г. электротермический цех начал производить кристаллический кремний, в 1942 г. был пущен второй глинозёмный цех, а в 1943 г. - второй электролизный.

За годы войны УАЗ увеличил выпуск глинозёма в 5,5 раза, алюминия - в 5,4 раза. За этот героический и благородный труд 23 февраля 1945 г. УАЗ был награждён орденом Ленина.

Развитие завода продолжалось и в послевоенный период. Расширялся цех кальцинации, производительность каждой печи была увеличена в 3 раза. За 1946 - 1980 гг. выпуск глинозёма вырос в 5,9 раза, алюминия - в 1,6 раза, кремния - в ,1 раза.

Филиал 'УАЗ РУСАЛ' - потребитель большого количества сжатого воздуха, который используется при производстве глинозема и алюминия, а также вспомогательными цехами. Выработка сжатого воздуха осуществляется на заводе двумя компрессорными станциями - №1 и №2 (КС1 и КС2), работающими на общую систему воздухоснабжения.

Потребителями сжатого воздуха являются: в глиноземном цехе - технологические установки, в которых осуществляется перемешивание растворов и пульпы, пневмотранспорт растворов и пульпы, пневмомашины и пневмоустройства; в электролизном цехе - электролизёры, где производится выплавка металла, пневмотранспорт глинозема, газоочистные установки и пневмомашины; в цехе тепло-водоснабжения - система промывки механических фильтров на участке химводо-очистки; в железнодорожном цехе - система обдува стрелок. Во всех перечисленных цехах, а также в электроцехе, электротермическом, литейно-механическом и других цехах применяется пневмоинструмент.

1. ОПИСАТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

1.1 ПРИМЕНЕНИЕ СЖАТОГО ВОЗДУХА В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ

Предприятия цветной металлургии, каким является УАЗ, потребляет для различных технологических нужд большое количество сжатого воздуха, получаемого посредством компрессоров.

На УАЗе сжатый воздух применяется на участке декомпозиции для перемешивания пульпы и ее транспортировки из одного декомпазера в другой с помощью воздушных аэролифтов. Перемешивание пульпы необходимо для поддержания затравки во взвешенном состоянии и для выравнивания концентрации растворов.

Декомпазер представляет собой стальной бак с коническим дном, диаметром около 8 м, высотой 28 м, емкостью 1000 - 1150 м³.

Перемешивание осуществляется воздушным подъемником (аэролифтом), который состоит из двух труб, вставленных одна в другую. По внутренней трубе, с верху подается сжатый воздух, который, выходя из нее, содержит воздушно-жидкостную смесь. Благодаря малому удельному весу, эта смесь поднимается по внешней трубе и выходит через верхний открытый конец. Этот процесс протекает непрерывно и в декампозере поддерживается равномерная концентрация пульпы в растворе и взвешенное состояние затравки.

Так же сжатый воздух применяется в цехе кальцинации при получении из гидроокиси алюминия глинозема. Промытая гидроокись подается в тарельчатый питатель, где смешивается с пылью-возвратом, которая подается в питатель сжатым воздухом по трубам. Затем эта смесь по наклонной течке поступает в загрузочную головку печи, где она прокаливается. Выходящий из печи глинозем попадает в холодильник, где охлаждается, после чего камерным насосом транспортируется в бункер готовой продукции.

Заключительное количество глинозема улетучивается из печи вместе с горячими газами, в виде пыли, поэтому для его улавливания установлены мультициклоны и электрофильтры. Из холодильника глинозем, через загрузочную воронку подается в резервуар двухкамерного насоса. После заполнения резервуара глинозем выдувается сжатым воздухом в транспортный трубопровод, одновременно сжатый воздух подается в неполную часть резервуара, где имеется специальное пневматическое устройство (сопло) служащее для разрежения воздуха, выходящего из резервуара.

Далее глинозем отправляется в электролизный цех, где поступает в герметично-закрытые бункеры (силосы). Отработанный воздух выходит в атмосферу, через рукавный фильтр, который улавливает пыль. В цехе электролиза сжатый воздух применяется для автоматической подачи глинозема в электролизную ванну и для пневматического инструмента.

1.2 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА СЖАТОГО ВОЗДУХА

1.2.1 Виды компрессоров

Компрессорами называют машины, предназначенные для сжатия и перемещения газов. В этих машинах подведенная механическая энергия преобразуется в энергию потока газа.

По принципу действия компрессоры делятся на два класса: динамические и объемные.

В динамических компрессорах энергия сообщается потоку газа за счет того, что рабочие органы компрессора оказывают силовое воздействие на газ, находящийся в его проточной части.

В промышленности используют динамические компрессоры лопастного типа, в которых рабочим органом является колесо с лопастями. Эти лопасти при вращении колеса оказывают силовое воздействие на газ.

По направлению движения потока газа относительно оси вращения рабочего колеса лопастные компрессоры делятся на центробежные и осевые. Если одно рабочее колесо (одна ступень) в лопастных компрессорах не может создать требуемое давление сжатия газа, то используют последовательно несколько ступеней сжатия -- многоступенчатые компрессоры, которые применяют в пневмосистемах с рабочим давлением газа до 1 МПа и выше.

Рис. 1.2.1.1 Схема одной ступени центробежногокомпрессора

На рис. 1 представлена схема одной ступени центробежного компрессора. Газ поступает на лопатки рабочего колеса 2, которое вместе с валом 1 вращается в корпусе 3. Приобретя энергию на рабочем колесе, газ поступает сначала в диффузор 4, где кинетическая энергия превращается в потенциальную, а затем в обратный направляющий аппарат 5, где потенциальная энергия снова переходит в кинетическую. Рабочее колесо и обратный направляющий аппарат разделены диафрагмой 6.

В многоступенчатом центробежном компрессоре ступени соединяются последовательно. Число ступеней определяется требуемым давлением газа на выходе компрессора с учетом того, что в обычных конструкциях в одной ступени давление повышается в 1,2…1,5 раза.

Примером простейшего одноступенчатого осевого компрессора может служить обычный бытовой вентилятор, у которого на роторе расположены лопасти (лопатки), сообщающие воздуху осевое движение.

В промышленности осевой компрессор -- это сложная многоступенчатая лопастная машина, состоящая из ротора с закрепленными на нем рядами профилированных лопаток, каждый ряд которых представляет собой рабочее колесо одной ступени, и статора с закрепленными на нем рядами таких же лопаток, образующих направляющие аппараты ступеней.

Рис. 1.2.1.2 Конструктивная схема осевого компрессора (ВА - входной направляющий аппарат; РК - рабочее колесо; НА - направляющий аппарат; СА - спрямляющий аппарат)

Конструктивная схема многоступенчатого осевого компрессора представлена на рис. 2. Газ поступает в компрессор через входной конфузор либо прямо на лопатки рабочего колеса первой ступени, либо через лопатки входного направляющего аппарата ВА, создающего предварительную закрутку потока газа, что улучшает рабочие характеристики компрессора. За входным направляющим аппаратом располагаются ступени компрессора. Каждая ступень - совокупность рабочего колеса РК и следующего за ним направляющего аппарата НА. Цель направляющего аппарата -- придать потоку газа, выходящему из рабочего колеса, направление движения, необходимое для поступления в следующую ступень.

Пройдя п ступеней компрессора, поток газа выходит закрученным и с большой скоростью. Для раскрутки потока и снижения eгo скорости перед выходным диффузором устанавливают спрямляющий аппарат СА.

Работа объемных компрессоров, как и объемных насосов, основана на принципе вытеснения газа из рабочих камер за счет движения вытеснителей.

Если вытеснители совершают только поступательное движение, то такие компрессоры называют возвратно-поступательными (или поршневыми).

Использование в поршневом компрессоре одной рабочей камеры приводит к существенной пульсации подачи газа. Поэтому в промышленных компрессорах используют несколько рабочих камер (цилиндров), которые располагаются в ряд или радиально. Такие компрессоры называются многоцилиндровыми.

Компрессоры, в которых вытеснители совершают вращательное или вращательно-поступательное движение, называются роторными (рис. 3).

Рис. 1.2.1.3 Роторный компрессор (1 - ротор; 2 - корпус; 3 - пластина)

Сравнивая рассмотренные типы компрессоров можно отметить, что лопастные компрессоры отличаются быстродействием, малой металлоемкостью, плавностью подачи, надежностью, долговечностью, и, что немаловажно, газ на выходе из такого компрессора практически свободен от паров масла. Однако каждая из ступеней может обеспечивать на выходе невысокое давление. Поршневые компрессоры могут создавать высокое давление газа, однако, у них большая металлоемкость, неравномерность подачи, ограниченное быстродействие. Роторные компрессоры по сравнению с поршневыми имеют меньшую металлоемкость, большую равномерность подачи и большее быстродействие. Поскольку смазка трущихся поверхностей в объемных компрессорах происходит непосредственно в рабочих камерах, то сжатый газ на выходе из компрессора содержит большое количество паров масла.

В настоящее время на УАЗе для удовлетворения потребностей цехов в сжатом воздухе применяются динамические многоступенчатые центробежные компрессоры типа ЦТК 275/9.

1.2.2 Описание технологической схемы компрессорной установки

Технологическая установка (компрессор) предназначена для сжатия атмосферного воздуха до требуемого давления для промышленных целей.

Воздух засасывается компрессором из атмосферы через всасывающий воздухопровод. Проходя через стационарный воздушный фильтр, воздух очищается от механических примесей (пыль, сор и прочее). Далее он попадает в буферную ёмкость всасывания, которая предназначена для сглаживания работы фильтра.

Компрессор сжимает воздух и подаёт его в нагнетательный воздухопровод. В процессе сжатия, после 2-го и 4-го рабочих колёс воздух выводится из корпуса компрессора, охлаждается в промежуточных воздухоохладителях и вновь поступает в корпус компрессора.

Промежуточное охлаждение обеспечивает увеличение производительности, К.П.Д. компрессора и снижение потребляемой им мощности.

Перед передачей в магистраль сжатый воздух остужают до требуемой температуры в концевом холодильнике. Далее он через односторонний клапан поступает в ресивер, который служит для накопления сжатого воздуха, откуда сжатый воздух подаётся в магистраль к потребителю. Импульс по давлению преобразуется первичным прибором системы автоматики и вводится в её щиты.

Повышающий редуктор передаёт мощность от турбодвигателя к компрессору.

Масляная система обеспечивает смазку подшипников компрессора, редуктора и турбодвигателя; зубчатого зацепления редуктора, соединительных зубчатых муфт, а также охлаждение их.

Система автоматики осуществляет поддержании заданного давления нагнетания воздуха, защиту компрессора от помпажа, защиту изделия от возможных ненормальных и аварийных условий и режимов.

Кроме того, при работе в автоматическом режиме, система осуществляет операции пуска и остановки изделия по заданной программе. При работе в автоматическом режиме, система осуществляет только необходимые блокировки, исключая ошибки эксплуатирующего персонала при пуске.

Каждое рабочее колесо состоит из диска с лопатками, которые выфрезерованны из тела диска, и из покрышки. Диск и покрышки соединены заклёпками.

Каждое рабочее колесо сбалансировано статически, а ротор подвергается дифференциальной (в процессе его сборки) и финишной динамической балансировке.

Воздухопроводы промежуточные предназначены для подвода к промежуточным воздухоохладителям горячего воздуха от компрессора, отбираемого после 2-го и 4-го рабочих колёс, и подвода от промежуточных воздухоохладителей, к компрессору охлаждённого воздуха на вход 3-го и 5-го рабочих колёс.

Компрессор имеет 2 ступени промежуточного охлаждения:

Первая ступень - унифицированный промежуточный воздухоохладитель с размещёнными в нём двумя унифицированными трубными пучками.

Вторая ступень - унифицированный промежуточный воздухоохладитель с одним унифицированным трубным пучком.

Воздухоохладитель концевой предназначен для охлаждения воздуха после выхода из компрессора. Дроссельная заслонка является регулирующим органом в системе регулирования давления компрессора. Дроссельная заслонка имеет кольцевой корпус, внутри которого расположена заслонка, смонтированная на 2-х полуосях и зафиксированная на них конусными болтами. Дроссельная заслонка устанавливается на высасывающем трубопроводе компрессора. В исходном положении (при пуске компрессора) дроссельная заслонка должна быть открыта на 20°, что необходимо для уменьшения пусковых нагрузок на турбодвигатель.

Клапан выпускной двухседельный используется в качестве регулирующего элемента в системе противопомпажной защиты.

Выпускной клапан устанавливается до обратного клапана на отходящем от основного нагнетательного трубопровода патрубке и служит для сброса воздуха в атмосферу, когда режим компрессора подходит к границе неустойчивой работы. Клапан обратный является самодействующим предохранительным устройством для предотвращения обратного потока воздуха по нагнетательному трубопроводу в проточную часть компрессора при внезапной его остановке. Обратный клапан является запорной арматурой, а поэтому за обратным клапаном на нагнетательном трубопроводе задвижка.

Рис 1.2.2.1 Технологическая схема компрессорной установки (1 - кабель питания обмотки возбуждения; 2 - кабель питания обмотки статора; 3 - синхронный электродвигатель; 4 -редуктор; 5 - турбокомпрессор; 6 -воздухофильтр; 7 - дроссельная заслонка; 8, 9 - промежуточные холодильники; 10 - выпускной клапан; 11 - обратный клапан; 12 - задвижка нагнетания; 13 - ресивер; 14 - магистральный трубопровод; 15 - манометр)

1.3 НАДЕЖНОСТЬ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Под надежностью электроснабжения понимают бесперебойное и качественное электрическое питание потребителей, поэтому системам электроснабжения промышленных предприятий предъявляют следующие требования [4]:

- схемы должны быть просты, надежны, удобны для эксплуатации, пригодны для ремонта и должны обладать достаточной оперативной гибкостью;

- конструктивное исполнение и компоновка подстанции должны быть достаточно дешевыми и безопасными в эксплуатации. При проектировании подстанций промышленных предприятий (ГПП, ПГВ) преимущественным является бесшинное исполнение РУ и открытое размещение оборудования;

- схемы подстанции и сетей должны обеспечивать вывод в ремонт электрооборудования без ущерба для потребителей, то есть с минимальными перерывами электроснабжения или без них. Для этого источники питания должны быть изолированными, а сети должны иметь достаточную пропускную способность;

- качество монтажа и технического обслуживания всех элементов системы электроснабжения (СЭС) должны быть на высоком уровне для обеспечения надежной работы СЭС;

- СЭС должна иметь способность обеспечивать электроснабжение потребителя без срывов планов производства и без аварий в электрической и технологической части.

СЭС выполняют, что бы в условиях послеаварийного режима, после соответствующего переключения они обеспечивали питание, с учетом использования всех дополнительных источников и возможности резервирования (перемычек, связей на вторичном напряжении, аварийных источников питания и так далее). При разработке объемов резервирования (мощности источников, конструкции и сечения сетей, противоаварийная автоматика) обязательно учитывается применение технологического резерва.

В СЭС практически не допускается применение 'холодного резерва', то есть все ее элементы постоянно находятся в работе, под напряжением и в нормальном режиме сохраняют способность быть резервными после аварии, то есть сразу включиться в работу.

При рассмотрении вопросов резервирования обязательно учитывают требования экономичности СЭС:

- максимальное приближение источника питания к потребителю, обеспечивающее минимум сетевых звеньев;

- экономичность цветных металлов;

- оптимальный выбор мощности электрооборудования и снижение первоначальных затрат.

Для уменьшения потерь электрической энергии применяют более высокие напряжения. Кроме перечисленных требований схема СЭС должна обладать гибкостью, дающей возможность дальнейшего расширения без существенного переустройства основных вариантов электрических цепей на период строительства и эксплуатации.

Для повышения экономичности СЭС при определении объемов резервирования нельзя допускать завышение количества оборудования, сечения проводов и кабелей, номинальных токов коммутационных аппаратов и так далее. При этом не рассматривается возможность совпадения аварий со временем ППР электрооборудования, так как она считается маловероятной и на этот период можно ввести ограничение по мощности, то есть отключить неответственных потребителей.

Категории надежности электроприемников

Перерыв в электроснабжении предприятий вызывает полную или частичную остановку производства и, как следствие, материальные убытки.

Перерыв в электроснабжении может быть вызван авариями или повреждениями в энергосистеме, питающей предприятие, или повреждениями в энергосистеме самого предприятия. Он может сопровождаться полным или частичным прекращением питания потребителей. Ущерб от перерыва электроснабжения является наиболее эффективным при определении требуемой степени надёжности электроприёмников.

Для того чтобы приносился минимальный материальный ущерб из-за прекращения электроснабжения предприятия, всем потребителям на этом предприятии присваиваются категории надежности. Категории электроприёмников по надежности электроснабжения определяются в процессе проектирования системы электроснабжения на основании нормативной документации, а также технологической части проекта.

Требование технологии оказывает решающее значение при выборе категории надёжности, а также технологической части проекта.

В отношении обеспечения надёжности электроснабжения электроприёмники разделяются на следующие три категории по ПУЭ [1]:

1 Электроприемники I категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству; повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства.

Из состава электроприемников I категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.

2 Электроприемники II категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

3 Электроприемники III категории - все остальные электроприемники, не подходящие под определения I и II категорий.

Электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Для электроснабжения особой группы электроприемников I категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого, взаимно резервирующего источника питания.

В качестве третьего независимого источника питания для особой группы электроприемников и в качестве второго независимого источника питания для остальных электроприемников I категории могут быть использованы местные электростанции, электростанции энергосистем (в частности, шины генераторного напряжения), специальные агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т. п.

Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить необходимой непрерывности технологического процесса или если резервирование электроснабжения экономически нецелесообразно, должно быть осуществлено технологическое резервирование, например, путем установки взаимно резервирующих технологических агрегатов, специальных устройств безаварийного останова технологического процесса, действующих при нарушении электроснабжения.

Электроснабжение электроприемников I категории с особо сложным непрерывным технологическим процессом, требующим длительного времени на восстановление рабочего режима, при наличии технико-экономических обоснований рекомендуется осуществлять от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляются дополнительные требования, определяемые особенностями технологического процесса.

Электроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания.

Для электроприемников II категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

Допускается питание электроприемников II категории по одной ВЛ, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток. Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями, каждый из которых выбирается по наибольшему длительному току ВЛ. Допускается питание электроприемников II категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату.

При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более 1 суток. допускается питание электроприемников II категории от одного трансформатора.

Для электроприемников III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

Компрессорная станция относится к электроприемникам первой группы по обеспечению надежности электроснабжения, так как перерыв в электроснабжении может повлечь за собой значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, а самое главное -произойдет аварийная остановка всего завода.

1.4 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ КОМПРЕССОРОВ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Выбор напряжения для питания электроустановок производится на основании технических и экономических факторов. К техническим факторам относятся: число и мощность электроприемников, их размещённость, вероятная протяженность электрических коммуникации, параметры имеющихся источников питания и электроприемников, а также требуемые характеристики электроприводов (режимы работы, диапазон регулирования скорости и т. д.).

К экономическим факторам относятся: первоначальные затраты на сооружение электроустановки, а также эксплутационные расходы.

На выбор напряжения и рода тока может оказать влияние электрооборудование, поступающее комплектно с технологическим оборудованием, а при реконструкции существующей электроустановки - имеющиеся электроприемники и источники питания.

Практически во всех случаях предпочтение отдается переменному трехфазному току.

Согласно требованиям Правил устройства электроустановок напряжения 3 и 6кВ применять не рекомендуется, так как экономически выгодней принятое стандартами напряжение 10кВ.

Установленные на компрессорной станции высоковольтные двигатели типа СТД-1600-23УХЛ4 питаются от распределительного устройства подстанции №45 напряжением 10кВ.

Это отвечает экономическим и техническим факторам.

Вспомогательное оборудование компрессорной станции запитано от двух трансформаторов собственных нужд, расположенных на подстанции с установленными трансформаторами, типа ТМ-630/10 напряжением 10/0,4кВ.

1.5 СХЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

На компрессорной станции установлены восемь компрессоров типа К-250-61-5, с приводом от синхронного двигателя типа СТД-160-23УХЛ4 мощностью 1600кВт, напряжением 10кВ. Питание производится двумя независимыми вводами с Красногорской ТЭЦ и двумя независимыми вводами с ГПП 'Оборотная'.

При выборе схемы электроснабжения компрессорной станции следует учитывать категорию электроснабжения.

Компрессорная станция относится к потребителям I категории, так как перерыв в электроснабжении может повлечь за собой повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции и расстройство сложного технологического процесса.

В соответствии с Правилами Устройства Электроустановок (ПУЭ) [1], потребители I категории должны иметь два независимых, взаимно резервирующих источников питания, при этом может быть обеспечено резервирование и всех других потребителей.

Перерыв в электроснабжении может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Восстановление питания осуществляется при помощи устройства АВР (автоматического введение резерва).

Для взаимного резервирования питания потребителей, подключенных к разным секциям шин, со стороны высокого напряжения предусмотрено устройство АВР на секционном выключателе в РУ - 10кВ. При нарушении питания одной из секции шин, происходит автоматическое включение, нормально отключенного, секционного выключателя, и питания обоих секции осуществляется от одной линии.

Для обеспечения контроля напряжения на шинах РУ - 10кВ и для обеспечения работы устройств АВР устанавливаются трансформаторы напряжения.

Для питания потребителей напряжением 380/220В, при компрессорной станции устанавливается двух трансформаторная подстанция с трансформатором ТМ-630/10 мощностью 630кВА. Данная схема электроснабжения обеспечивает надежное и бесперебойное электроснабжение компрессорной станции, как потребитель I категории группы электроснабжения.

1.6 НАЗНАЧЕНИЕ ВОЗБУДИТЕЛЯ

Расшифровка обозначения возбудителя:

Возбудители предназначены для питания обмотки возбуждения и управления током возбуждения синхронного двигателя, при прямом или реакторном пуске от сети.

Возбудители предназначены для продолжительной работы в закрытых помещениях со следующими условиями окружающей среды:

- высота над уровнем моря до 1000 м;

- температура окружающей среды от + 1°С до +40°С;

- относительная влажность не более 80% при температуре окружающей среды +20°С;

- окружающая среда невзрывоопасная, не содержит взрывоопасных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию, не насыщена водяными парами и токопроводящей пылью;

- запыленность воздуха нетокопроводящей пылью не более

0,2 мг/м³;

- отсутствие непосредственного воздействия солнечной радиации.

1.7 УСТРОЙСТВО И РАБОТА ВОЗБУДИТЕЛЯ

Описание принципа работы ведется согласно принципиальной схеме.

Узловым элементом возбудителя является тиристорный выпрямитель. Питание выпрямителя осуществляется от сети переменного тока напряжением 380 В 50 Гц через автоматический выключатель S6 и согласующий силовой трансформатор Т1.

Параллельно обмотке возбуждения синхронного двигателя через тиристорный ключ V11, V12 подключено пусковое сопротивление R16. Последовательно с обмоткой возбуждения включено реле напряжения К8. Последовательно с пусковым сопротивлением включено токовое реле К9.

Электронная система управления ЭСУ состоит из ряда отдельных блоков, которые в совокупности обеспечивают:

а) формирование импульсного сигнала зажигания тиристоров;

б) поступление импульсного сигнала зажигания на управляющие электроды тиристоров в соответствующие моменты времени;

в) автоматическую подачу возбуждения в процессе пуска синхронного двигателя;

г) бесконтактное отключение пускового сопротивления и защиту его от перегрева;

д) режим инвертирования при нормальных и аварийных отключениях синхронного двигателя;

е) автоматическое и ручное регулирование возбуждения синхронного двигателя;

ж) защиту тиристорного выпрямителя от токов короткого замыкания;

з) необходимую форсировку возбуждения синхронного двигателя;

и) защиту ротора от длительной перегрузки по току.

В комплект системы управления входят следующие блоки:

блок А - автоматический регулятор возбуждения;

блок Б - блок управления, ограничения и защит;'

блок В - фазоимпульсный блок;

блок Г - блок питания.

Управление тиристорами выпрямителя осуществляется от импульсных каналов фазоимпульсного блока В. Управляющее напряжение в блок В подается через переключатель режима S5 либо от потенциометра аварийного управления R13, либо в режиме ручного или автоматического управления из блока Б - платы уставок.

При увеличении управляющего напряжения фаза управляющих импульсов также увеличивается, что приводит к уменьшению тока ротора. Соответственно при уменьшении управляющего напряжения ток ротора возрастает. Синхронизирующее напряжение поступает в фазоимпульсный блок из блока питания и по фазе совпадает (со сдвигом на 30 электрических градусов) со вторичным напряжением силового трансформатора Т1. Поэтому возбудитель не требует фазировки при монтаже.

В возбудителе в режиме ручного регулирования на вход в плату установок поступают сигналы от потенциометра ручного регулирования R14, из схемы пуска, ограничения тока ротора, защиты от короткого замыкания и форсировки.

В режиме автоматического регулирования на вход платы уставок поступает напряжение из блока А, при этом схемы форсировки и ограничения тока ротора, функционирующие в ручном режиме, отключаются переключателем S5.

Схема ограничения тока ротора предназначена для ограничения тока ротора при перегрузке, причем время ограничения обратно пропорционально величине перегрузки. Схема питается от датчика тока ротора.

Датчик тока ротора состоит из трех трансформаторов тока Т2 - Т4. первичные обмотки которых включены во вторичную цепь трансформатора Т1, и диодного выпрямителя в блоке Г V12 - V17.

Ключ управления S1 служит для включения и отключения цепи статора масляным выключателем Q1. Этот же ключ может быть использован в качестве ключа разрешения при управлении синхронным двигателем со стороны.

При отключении Q1 происходит форсированное гашение поля ротора вследствие перехода преобразователя в инверторный режим. Сигнал инвертирования подается в плату установок нормально открытыми контактами реле КЗ.

Схема защиты от асинхронного хода срабатывает при протекании тока через пусковое сопротивление, сигнал на включение схемы защиты подается герконным реле К9. Протекание тока через пусковое сопротивление происходит в режиме асинхронного хода под воздействием переменного напряжения в цепи ротора. Амплитуда напряжения, необходимая для срабатывания тиристорного ключа, зависит от состояния реле К5 и резко уменьшается при отключении К5.

Схема защиты от короткого замыкания питается от датчика тока ротора. Схема срабатывает при превышении заданной уставки тока преобразователя, т. е. при любых видах коротких замыканий в силовых цепях возбудителя. Срабатывание схемы приводит к исчезновению импульсов, поступающих из блока В в преобразователь, и к отключению масляного выключателя. Режим инвертирования в этом случае отсутствует.

Схема пуска осуществляет автоматическую подачу возбуждения при пуске синхронного двигателя. Схема питается от трансформатора тока Т9 в статорной цепи двигателя. Пока ток статора превышает заданную уставку, импульсы из фазоимпульсного блока не поступают.

При реактивном пуске, кроме того, импульсы управления подаются по истечении требуемой выдержки времени.

Схема форсировки предназначена для осуществления форсировки возбуждения при падении напряжения в статорной цепи двигателя. Схема питается от трансформатора напряжения Т15.

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПРИВОДА КОМПРЕССОРА

При выборе мощности двигателя для компрессора, как и для всех механизмов с продолжительным режимом работы и постоянной нагрузкой, требуемую мощность Р_дв двигателя находят по мощности на валу механизма с учётом потерь в промежуточном звене механической передачи.

В зависимости от назначения, мощности и характера производства, где установлены механизмы этой группы, они могут требовать или небольшого, но постоянного подрегулирования производительности при отклонении параметров воздуха от заданных значений, или же регулирования производительности в широких пределах.

Мощность двигателя компрессора определяется по формуле:

, [9] (1)

где: Q - производительность (подача) компрессора, м³/с; А=(А_и+А_а)/2 -работа, Дж/м³, изотермического и адиабатического сжатия 1 м³ атмосферного воздуха давлением ?₁ = 1,01·10⁵Па до требуемого, давления ?₂, Па; для давлений до 10·10⁵ Па значения А указаны ниже:

?_к - индикаторный КПД компрессора, учитывающий потери мощности при реальном процессе сжатия воздуха и равный 0,6 - 0,8;

?_п - КПД механической передачи между компрессором и двигателем, его значения лежат в пределах 0,9 - 0,95;

k₃ - коэффициент запаса, равный 1,05 - 1,15 и учитывающий не поддающиеся расчету факторы.

Таким образом, расчетная мощность двигателя равна:

Из литературы [7] (табл. 11.6, с. 269) выбираем двигатель СТД - 1600 - 2УХЛ4, напряжением 10 кВ, с частотой вращения 3000 об/мин.

СТД - синхронный турбодвигатель;

1600 - мощность двигателя, кВт;

2 - число полюсов;

УХЛ4 - климатическое исполнение и категория места размещения.

Для компрессора типичен продолжительный режим работы, поэтому их электроприводы, как правило, нереверсивные с редкими пусками. Также компрессор имеет небольшие пусковые статические моменты - до 20-25% от номинального.

Выбор синхронного двигателя обуславливается несколькими основными причинами:

Во-первых, это жёсткая характеристика синхронных двигателей, то есть при увеличении нагрузки на валу двигателя обороты не изменяются, что очень важно для производительности компрессора.

Во-вторых, при своих габаритах синхронный двигатель имеет гораздо большую мощность по сравнению с асинхронным двигателем.

В-третьих, синхронный двигатель имеют К.П.Д. на 2,5% больше (96,6%), чем у асинхронных двигателей и момент имеет прямо пропорциональную зависимость от напряжения.

Производительность компрессоров можно изменять тремя способами: изменением угловой скорости приводного двигателя, изменением сопротивления магистрали (трубопровода) с помощью задвижки, а также конструктивными изменениями рабочих органов механизма в процессе регулирования.

В-четвёртых, у синхронных двигателей при номинальном токе cos? = l, а при перевозбуждении двигатель может служить в качестве компенсатора реактивной мощности и повышать cos? предприятия в целом.

2.2 ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОМПРЕССОРА

Для расчета мощности электродвигателя маслонасоса используем формулу:

[9] (2)

где: ? - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³;

g = 9,81 - ускорение свободного падения, м³/с;

Q - производительность насоса, м³/с;

Н_с - статический напор, определяемый, как сумма высот всасывания и нагнетания, м;

?Н - потеря напора в трубопроводах насосной установки, м;

?_ном - КПД насоса;

?_П - КПД передачи, равный 0,9-0,95;

k_З - коэффициент запаса, рекомендуется принимать 1,1-1,3.

Выбираем по лит. [7], табл. 6.1 ближайший по мощности асинхронный двигатель серии 4А112М2У3 с синхронной частотой вращения 3000 об/мин, Р_ном = 7,50 кВт:

4 - обозначение серии;

А - асинхронный;

112 - высота оси вращения;

М - условная длина станины;

2 - число полюсов;

У3 - климатическое исполнение и категория размещения (У3 - для умеренного климата в закрытом помещении с естественной вентиляцией);

Исполнение по степени защиты IP44, станина и щиты чугунные или стальные.

2.3 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Создание каждого промышленного объекта начинается с его проектирования. Непростое суммирование установленных (номинальных) мощностей электроприёмников предприятия, определение определяемых (расчётных) значений электрических нагрузок является первым и основополагающим этапом проектирования системы электроснабжения. Расчётная максимальная мощность, потребляемая электроприемникам предприятия, всегда меньше суммы номинальных мощностей этих электроприёмников. Необходимость определения ожидаемых (расчётных) нагрузок вызвана полной загрузкой некоторых электроприёмников, не одновременностью их работы, вероятностью случайным характером включения и отключения электроприёмников, зависящих от особенностей технологического процесса и организационно - технических мероприятий по обеспечению надлежащих условий труда рабочих и служащих данного предприятия.

От расчёта нагрузок зависят исходные данные выбора всех элементов системы электроснабжения проектируемого объекта и денежные затраты при установке, монтаже и эксплуатации выбранного электрооборудования.

Завышение ожидаемых нагрузок приводит к удержанию строительства, перерасходу проводниковых материалов сетей и неравномерному увеличению мощности трансформаторов и прочего электрооборудования. Занижение может привести к понижению пропускной способности электрической сети, к лишним потребителям мощности, перегреву проводов, кабелей и трансформаторов, а, следовательно, к уменьшению их срока службы.

В настоящее время основным методом расчёта электрических нагрузок промышленных объектов является метод упорядоченных диаграмм. Этот метод позволяет по номинальной мощности электроприёмников с учётом их числа и характеристик определить расчётную нагрузку любого узла схемы электроснабжения.

Определяют среднюю загрузку групп электроприёмников за максимально загруженную смену Р_см и расчётный получасовой максимум Р_р. Средняя нагрузка за максимальную схему (кВт, кВар):

[10] (3)

[10], (4)

где: К_и - коэффициент использования активной мощности, значение которого для некоторых приёмников с разными режимами работы приведены в справочной литературе [10], табл. 2.1;

Р_ном - активная суммарная номинальная мощность групп электроприёмников, приведённая для электроприёмников с повторнократковременным режимом и ПВ = 100%.

Расчётная максимальная нагрузка (получасовой максимум) кВт, кВар:

[10] (5)

[10] (6)

где: К_м - коэффициент максимума активной (реактивной) мощности, принимаемый по справочной литературе [10] рис. 2.6 или табл. 2.3 в зависимости от значения К_и и эффективного числа электроприёмников n_э.

Под эффективным числом электроприёмников понимается такое число однородных по режимe работы электроприёмников одинаковой мощности, которое обеспечивает тот же расчётный максимум, что и группа различных по мощности и режиму работы электроприёмников.

[10] (7)

Полная мощность, кВА:

[10] (8)

Расчетный ток, А:

[10] (9)

Номинальная мощность определяется как сумма номинальных мощностей отдельных групп электроприёмников.

Номинальная мощность вспомогательного оборудования:

Р_{ном.всп}= 634,87 кВт

Номинальная мощность синхронных двигателей:

Р_дв= 9600кВт

Общая установленная мощность равна:

[10] (10)

Эффективное число электроприемников:

[10] (11)

Средняя активная и реактивная мощность за смену:

[10] (12)

К_и = 0,68 лит. [10], табл. 2.1;

К_и = 0,75 лит. [10], табл. 2.1

tg? - значение соответствующее средневзвешенному cos?;

cos? = 0,8 лит. [10],табл. 2.1; tg? = 0,75

Определяем средневзвешенный коэффициент использования:

[10] (13)

По табл. 2.3 лит. [10] определяем К_м = 1,12 при n = 13 и К_и = 0,75

Определяем максимальную расчетную мощность нагрузки:

Реактивная максимальная расчетная мощность за наиболее нагруженную смену:

Находим полную расчетную мощность по формуле:

Максимальные значения активной и реактивной мощности представляют собой наиболее соответствующие величины за некоторый промежуток времени. Определим максимальный расчётный ток нагрузки по формуле:

Таблица 2.3.1 Электрические нагрузки в сетях до 1000 В

Узлы питания и группы электроприемников	Количество электроприемников (ЭП) (раб./резерв.)	Р_ном, кВт одного ЭП	? Р_ном, кВт (раб./резерв.)	Коэффициент использования К_и	Cos?/tg?	Р_см, кВт	Q_см, кВар	Коэффициент максимума К_м	Р_р, кВт	Q_р, кВар	S_р, кВА
Секция №1
Щитовое задвижек	12	3	36	0,2	0,86/0,59	7,2	4,25
Затворы	3	7	21	0,2	0,86/0,59	4,2	2,48
Охлаждение п/ст (вент-ры)	2	5	10	0,75	0,8/0,75	7,5	5,63
Тельфер	1	8	8	0,3	0,45/1,98	2,4	4,76
Сварочный трансформатор	1	19	19	0,4	0,65/1,17	7,6	8,89
Щит освещения №4	26	0,4	10,4	0,8	1	8,32	-
Насосы	3/1	100	300/100	0,8	0,8/0,75	240	180
Наждак	1	2	2	0,2	0,8/0,75	0,4	1,88
Итого по секции №1	49/1	144,4	406,4/100			277,62	207,89	1,25	347,03	259,86	433,54
Секция №2
Возбудители для СТД	8/2	19	152/38	0,8/0,75	121,6	91,2
Мостовой кран	1	46	46	0,3	0,45/1,98	13,8	27,32
Маслонасосы	8/2	7,5	60/15	0,8	0,8/0,75	48	36
Щит освещения №3	56	0,2	12	0,8	1	9,6	-
Насосы	2	40	80	0,8	0,8/0,75	64	48
Итого по секции №2	754	112,7	350/153			257	202,52	1,12	287,84	226,82	366,47

Всего силовой нагрузки	124/5	257,1	756,4			534,62	410,41		634,87	486,68	799,95

2.4 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРА ЦТП

При выборе мощности трансформаторов следует учитывать:

- обеспечение в нормальных условиях питание всех электроприёмников;

- экономичность режима работы трансформатора. Наиболее целесообразным считается режим работы трансформатора с коэффициентом загрузки К_загр = 0,7;

- обеспечение требуемого резервирования питания электроприёмников при отключении одного трансформатора двухтрансформаторной подстанции с учётом допускаемой перегрузки оставшегося в работе трансформатора или обеспечения

- резервирования от соседней подстанции. Согласно правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей, перегрузка маслонаполненных трансформаторов на 30% допускается в течении 120 минут, перегрузка на 45%допускается в течение 80 минут, на 65% - в течение 45 минут. Также мощность трансформатора выбирается исходя из максимальной расчётной нагрузки цеха при рабочем режиме с учетом резервной нагрузки. Расчётная максимальная нагрузка равна:

кВА (по табл. 2.3.1)

Определим мощность трансформатора по формуле:

[10] (14)

где: k_загр - рекомендуемый коэффициент загрузки трансформаторов на подстанциях при преобладании напряжений I-ой категории надежности.

Выбираем к установке трансформатор из стандартного ряда мощностей 2?630 кВА.

Тогда при нормальном режиме работы, трансформаторы ЦТП работают с коэффициентом загрузки равным:

[10] (15)

Таким образом, трансформаторы работают с 53% загрузки, что соответствует нормальному режиму работы.

При выходе из строя одного трансформатора все нагрузки переключаются на второй трансформатор. Коэффициент перегрузки равен:

[10] (16)

Трансформатор будет работать с 27% перегрузкой. Проверяем установленную мощность трансформатора в аварийном режиме при отключении одного трансформатора и необходимости обеспечить электроснабжение потребителей 1-ой категории в период максимума с допускаемой нагрузкой, равной 140%:

[10] (17)

Следовательно, выбранные мощности трансформаторов (2?630 кВА) обеспечиваю питание всего вспомогательного оборудования компрессорной станции, как в нормальном, так и в аварийном режимах работы. Принимаем к установке в компрессорной станции двух рансформаторную подстанцию типа КТП-630-123 напряжением 10/0,4кВ.

К - комплектная;

Т - трансформаторная;

П - подстанция;

630 - мощность трансформатора, кВА;

1 - однорядное размещение;

2 - количество трансформаторов;

3 - исполнение схемы ввода.

2.5 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Короткое замыкание является тяжёлым аварийным режимом, так как из-за термического и электродинамического действия токов короткого замыкания в электроустановках возникают большие повреждения. Для того чтобы оборудование и токоведущие части выдержали сквозные токи короткого замыкания без существенных повреждений, их проверяют на термическую и электродинамическую стойкость в условиях короткого замыкания.

Коротким замыканием называется всякое, не предусмотренное нормальными условиями работы соединение двух точек электрической цепи (непосредственно или через малое сопротивление).

Причинами короткого замыкания являются: механические повреждения изоляции, её пробой из-за перенапряжения и старения, обрывы, набросы, схлёстывание проводов и воздушных линий, ошибочные действия персонала и т.д.

В трёх фазных цепях и устройствах различают трёхфазные (симметричные), двухфазные и однофазные (несимметричные) короткие замыкания. Также могут иметь место короткие двухфазные замыкания на землю, короткие замыкания с одновременным обрывом фазы.

Токи короткого замыкания могут определяться для проверки токоведущих частей и аппаратов на устойчивость при коротких замыканиях, а также для выбора уставок релейной защиты. В первом случае расчётные условия короткого замыкания выбираются такими, при которых токи будут иметь наибольшее значение. Во втором случае расчётные условия короткого замыкания - линейные.

Расчёт токов короткого замыкания выполняется для выбора высоковольтных аппаратов, выбора ошиновок трансформаторных подстанций и распределительных устройств, проверки надёжности срабатывания аппаратов защиты при коротких замыканиях, для выбора мероприятий по ограничению токов короткого замыкания.

Расчёт токов короткого замыкания сводится к определению общего сопротивления до точки короткого замыкания. Устанавливается значение токов короткого замыкания, необходимых для выбора коммутационной аппаратуры.

Расчёт токов короткого замыкания осуществляют в относительных или именованных единицах.

Для расчётов токов короткого замыкания составляют схему замещения (изображена на рис. 2.5.1).

1 Определим базисные величины

Sб = 100 МВА - базисная мощность;

Uб = 10,5 кВ - базисное напряжение.

Базисный ток находим по формуле:

[10] (18)

Рисунок 2.5.1

2 Определим реактивное сопротивление системы I_с = 70 кА - заданное значение тока короткого замыкания системы.

[10] (19)

3 Определим реактивное сопротивление реактора по формуле:

[8] (20)

4 Определим ток короткого замыкания в точке К1 по формуле:

[10] (21)

Относительное реактивное сопротивление в точке К1 равно:

[10] (22)

5 Определим реактивное сопротивление кабельной линии:

l = 314 м = 0,314 км;

X₀ = 0,08 Ом/км - для кабельной линии 10 кВ (лит. [10], табл. П2.2)

[10] (23)

6 Расчет тока короткого замыкания в точке К2 должен производится с учетом подпитки места К3 от работающего в режиме перевозбуждения.

Реактивное сопротивление синхронного двигателя:

,[10] (24)

где: - сверхпереходное сопротивление (лит. [5], табл. 2.251);

S_{ном. дв}- номинальная мощность двигателя, равная 1600 кВА

Также следует определить сверхпереходную ЭДС синхронного двигателя по формуле:

[5] (25)

где: ;

cos? = 1

7 Ток короткого замыкания двигателя в относительных единицах:

[10] (26)

В именованных единицах:

[10] (27)

8 Рассчитаем ток короткого замыкания, протекающий в точку К2 от энергосистемы.

Сопротивление до точки К2 равно:

[10] (28)

Ток короткого замыкания равен:

[10] (29)

Ток короткого замыкания в точке К2 равен сумме токов короткого замыкания, протекающих от системы и от двигателя:

[10] (30)

9 Определяем ток короткого замыкания и реактивное сопротивление в точке К3:

[10] (31)

где:

[10] (32)

S_тр = 630 кВА - мощность трансформатора;

U_к = 5,5 кВ

[10] (33)

[10] (34)

Найдем значение ударного тока короткого замыкания во всех точках по формуле:

,[8] (35)

где: k_уд = 1,8 - ударный коэффициент, значения которого даются в лит. [5], табл. П2.1

Ударный ток в точке К1:

Ударный ток в точке К2:

Ударный ток в точке К3:

10 Для определения мощности КЗ используем формулу:

[10] (36)

Мощность КЗ в точке К1:

Мощность КЗ в точке К2:

Мощность КЗ в точке К3:

2.6 ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Высоковольтные выключатели - это коммутационные аппараты, предназначенные для включения, отключения электрических цепей в нормальных режимах и для автоматического отключения поврежденных элементов системы электроснабжения при КЗ и других аварийных режимах.

Высоковольтные выключатели имеют дугогасительные устройства и поэтому способны отключать не только токи нагрузки, но и токи КЗ.

По конструктивным особенностям и способу гашения дуги различают масляные, воздушные, элегазовые, электромагнитные, автогазовые, вакуумные выключатели. К особой группе относятся выключатели нагрузки, рассчитанные на отключение токов нормального режима. Кроме того, по роду установки различают выключатели для внутренней, наружной установки и для комплектных РУ.

Высоковольтные выключатели должны предусматриваться на линиях, как правило, в начале, т. е. со стороны питания. Количество коммутационных аппаратов на различных присоединениях выбирается исходя из требований надежности и принципа построения систем релейной защиты и сетевой противоаварийной автоматики.

Высоковольтные выключатели выбирают в зависимости от места установки, способа обслуживания и назначения.

Параметры выключателя выбирают по техническим данным таким образом, чтобы технические характеристики выключателя были больше расчётных.

При проектировании подстанции высоковольтные выключатели выбираются в соответствии с их назначением по четырем условиям:

1 Выбор по номинальному напряжению сводится к сравнению номинально

2 го напряжения установки и номинального напряжения установки выключателя:

[10] (37)

3 Выбор по номинальному току сводится к выбору выключателя, у которого номинальный ток является ближайшим большим к расчётному току установки, т.е. должно быть соблюдено условие:

[10] (38)

[10] (39)

3 По отключающей способности выключатели выбираются по предельно отключающему току (I_по), т.е. току, который выключатель надёжно разрывает при коротком замыкании без повреждений, препятствующих дальнейшей работе:

[10] (40)

I_по- расчетная величина трехфазного тока КЗ в момент отключения

4 Проверка на термическую стойкость. Для проверки на термическую стойкость при сквозных токах короткого замыкания определяют номинальный и расчётный тепловой импульс:

[10] (41)

[10] (42)

[10] (43)

5 Проверка на электродинамическую стойкость при сквозном коротком замыкании:

[10] (44)

По расчетным условиям выбираем выключатель типа ВВЭ-10-20/630-У3:

В - выключатель;

В - вакуумный;

Э - встроенный электромагнитный привод;

10 - номинальное напряжение, 10кВ;

20 - предельный сквозной ток, кА;

630 - номинальный ток, А;

У3 - категория размещения.

Вакуумные выключатели имеют простую конструкцию, высокую надёжность, малые размеры, большую коммутационную износостойкость, полностью пожаро- и взрывобезопасны, экологически чисты, не создают шума при операциях, требуют малых эксплутационных расходов.

Недостатками вакуумных выключателей (ВВ) являются сравнительно небольшие токи и ток отключения, возможность появления коммутационных перенапряжений при отключении малых индуктивных токов.

Конструкция вакуумного выключателя позволилит достичь следующих преимуществ по сравнению с другими коммутационными аппаратами:

1 Высокий механический и коммутационный ресурс.

2 Малые габариты и вес.

3 Небольшое потребление энергии.

4 Возможность управления по цепям постоянного, выпрямленного и переменного оперативного тока.

5 Простота встраивания в различные типы КРУ и КСО и удобство организации необходимых блокировок.

6 Отсутствие необходимости ремонта в течение всего срока службы.

7 Доступная цена.

2.7 ВЫБОР РАЗЪЕДИНИТЕЛЕЙ

Разъединителем называется аппарат, предназначенный для отключения и включения цепей высокого напряжения при отсутствии в них тока. При ремонтных работах разъединителем создаётся видимый разрыв между токоведущими частями, оставшимися под напряжением, и токоведущими частями аппарата, выведенного в ремонт.

Контактная система разъединителя не имеет дугогасительных устройств, поэтому в случае ошибочного отключения токов нагрузки возникает устойчивая дуга, которая может привести к аварии в РУ и несчастным случаям с обслуживающим персоналом. Прежде чем оперировать разъединителем, цепь должна быть разомкнута с помощью выключателя.

К разъединителям предъявляются следующие требования: он должен создавать видимый разрыв в цепи, должен быть электродинамически и термически устойчивым; должен допускать чёткое включение и отключение при наихудших условиях работы (обледенение, снег, ветер); должен иметь возможно более простую конструкцию, удобную для монтажа и эксплуатации.

Условия выбора разъединителей аналогичны условиям выбора выключателей, но так как с помощью разъединителей нельзя отключать цепи под нагрузкой и в условиях короткого замыкания, их не выбирают по отключающей способности.

1 Выбор по напряжению:

[10] (45)

2 По номинальному току:

[10] (46)

[10] (47)

3 Проверка на термическую стойкость:

[10] (48)

[10] (49)

[10] (50)

По расчетным условиям выбираем разъединитель типа РВ-10/1000:

Р - разъединитель;

В - внутренней установки;

10 - номинальное напряжение, кВ;

1000 - номинальный ток, А.

2.8 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА

Выбор трансформаторов тока зависит от их назначения и места установки. Трансформаторы тока предназначены для питания измерительных приборов тока и токовых органов релейной защиты и автоматики.

Предварительно выбираем шинные трансформаторы тока типа ТПЛ-10У3 и проверяем их по условиям.

1 По напряжению установки:

[14] (51)

2 По номинальному току:

[14] (52)

Номинальный ток трансформатора должен быть как можно ближе к рабочему току установки, так как недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешностей.

3 По термической стойкости:

[14] (53)

[14] (54)

4 По электродинамической стойкости:

[14] (55)

где: i_уд - ударный ток короткого замыкания по расчету,

i_с - амплитуда предельного сквозного тока короткого замыкания.

Электродинамическая стойкость шинных трансформаторов тока определяется устойчивостью самих шин распределительного устройства, вследствие этого, такие трансформаторы по этому условию не проверяются.

5 По конструкции и классу точности:

5.1. По рекомендациям литературы [14] выбираем трансформатор тока типа ТЛЛ-100/5-10У3

Т - трансформатор тока;

Л - с литой изоляцией;

П - проходной;

100 - номинальный первичный ток, А;

5 - номинальный вторичный ток, А;

10 - номинальной напряжение, кВ;

У3 - для работы в умеренном климате, в закрытых помещениях с естественной изоляцией.

5.2. По классу точности:

[14] (56)

где: Z₂- вторичная нагрузка трансформатора тока, В.А;

Z_{2 ном}= 10 В.А в классе точности 1 - номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности, В.А

[14] (57)

Перечень приборов, подключенных к трансформатору, и сведения о потребляемой мощности токовых обмоток приборов сведены в табл. 2.8.1.

Таблица 2.8.1

Прибор	Тип	Класс точности	Потребляемая мощность обмотки тока, В.А
1. Амперметр	Э4205	1,0	0,5
2. Счетчик активной энергии	САЗ-И681	1,0	2,5
3. Счетчик реактивной энергии	СР4-И689	1,5	2,5
4. Ваттметр	Д335	1,0	1

Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому Z₂ ? r₂. Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов.

[14] (58)

Сопротивление приборов определяется по выражению:

[14] (59)

где Z_приб - мощность, потребляемая приборами, В.А;

I₂ - вторичный номинальный ток прибора, А.

(по лит. [14])

Сопротивление контактов принимаем равным 0,1 (по лит. [14]).

Сопротивление соединительных проводов зависит от их длины и сечения. Чтобы трансформатор тока работал в выбранном классе точности, необходимо выдержать условие:

[14] (60)

откуда

[14] (61)

Зная r_пров, можно определить сечение соединительных проводов.

[14] (62)

? - удельное сопротивление материала проводов, Ом.м/мм²

- для проводов с медными жилами (лит.[14])

- расчетная длина, зависящая от схемы соединения трансформаторов тока.

По ПУЭ выбираем контрольный кабель сечением 2,5 мм².

2.9 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ

Трансформаторы напряжения практически не отключаются от силовых. Они предназначены для подключения реле напряжения и обмоток напряжения приборов.

Трансформаторы напряжения выбирают:

1 По напряжению установки:

[10] (63)

2 По конструкции и схеме соединения обмоток.

3 По классу точности.

4 По вторичной нагрузки:

[10] (64)

где S_ном - номинальная мощность в выбранном классе точности, при этом следует иметь в виду, что для однофазных трансформаторов, соединенных в звезду, следует взять суммарную мощность всех трех фаз, а для соединенных по схеме открытого треугольника - удвоенную мощность одного трансформатора;

S_2?- нагрузка всех измерительных приборов и реле присоединенных к трансформатору напряжения, В.А.

Для упрощения расчетов нагрузку приборов можно не разделять по фазам, тогда:

[10] (65)

Перечень приборов, подключенных к трансформатору напряжения и сведения о потребляемой мощности приборов приведены в табл. 2.9.1.

Таблица 2.9.1

Прибор	Тип	Мощность одной обмотки	Число обмоток	Cos ?	Sin ?	Число приборов	Общая потреб-ляемая мощность
							Р, Вт	Q, Вар
1.Вольтметр	Э-335	2В.А	1	1	0	1	2	-
2. Счетчик активной энергии	И-674	3 Вт	2	0,38	0,925	8	48	117
3. Счетчик реактивной энергии	И-673	3 Вт	2	0,38	0,925	8	48	117

Таким образом, трансформатор напряжения типа НАМИ-10-У3, S_ном = 500 В.А при классе точности 3. Выбираем трансформатор напряжения трехфазный.

Н - напряжения;

А - антирезонансный;

М - масляный;

10 - первичное напряжение трансформатора, кВ.

В обозначении трансформаторов напряжения, предназначенных для контроля изоляции, ставится буква И. Наиболее часто применяемые схемы включения трансформаторов напряжения с защитой предохранителями.

Номинальная мощность трансформаторов напряжения при питании приборов учета (класс 0,5) составляет 20-25В.А; при питании релейной защиты (класс 3) - 100-600 В.А.

2.10 ВЫБОР ТОКОВЕДУЩИХ ШИН

Сечение шин выбирают по длительно допустимому току и экономической целесообразности. Проверку шин производят на электродинамическую и термическую стойкость к токам короткого замыкания.

1 По длительно допустимому току выбираем алюминиевые шины сечением 50?5

[14] (66)

[10] (67)

2 Проверка шин на электродинамическую и термическую стойкость токам короткого замыкания:

2.1 Определим расчетное условие от динамического воздействия тока короткого замыкания из выражения:

,[14] (68)

где: i_уд - ударный ток короткого замыкания;

l - расстояние между опорными изоляторами вдоль оси шин;

а - расстояние между осями шин

Определим максимальное расчетное напряжение в шинах ?_р по формуле:

,[14] (69)

где: W - момент сопротивления, см³

,[14] (70)

где: b = 0,5см, h = 5см - толщина и ширина шины соответственно.

Тогда:

Значение допустимых напряжений на изгиб ?_допприведены в справочных таблицах лит. [6], ?_доп= 650кгс/см² для шин из алюминия марки АТ

[14] (71)

2.2 Определим сечение шин по термической стойкости:

,[14] (72)

где: ? - коэффициент термической стойкости;

? = 11 - для шин из алюминия;

t_п - приведенное время;

I_П2 = 9,05 кА

[14] (73)

Шины термоустойчивы к токам короткого замыкания. По расчетным условиям принимаем шины сечением 50?5 мм из алюминия.

2.11 РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

Для синхронного двигателя турбокомпрессора предусматривается максимальная токовая защита от перегрузок и токовая отсечка для защиты от коротких замыканий.

Номинальный ток двигателя:

[10] (74)

Определим ток срабатывания реле отсечки с отстройкой от пусковых токов при установке двух трансформаторов тока типа ТПЛ:

,[10] (75)

где: К_пуск = 6,79 - коэффициент пуска(лит. [10], табл. 9.2)

,[10] (76)

где: К_н = 1,8 - коэффициент надежности отстройки для учета погрешностей реле и трансформаторов тока (лит. [10], с. 453);

К_сх - коэффициент схемы включения реле (лит. [10], табл.9.2);

К_пуск -коэффициент пуска двигателя;

К_т.т = 40 - номинальный коэффициент трансформации ТТ.

Ток срабатывания защиты:

[10] (77)

Коэффициент чувствительности отсечки:

[10] (78)

По справочным таблицам лит. [10] принимаем для токовой отсечки реле типа РТ-40.

Ток срабатывания защиты от перегрузки при Кн = 1,2; Кв = 0,8:

,[10] (79)

где: К_в= 0,8 - коэффициент возврата реле (лит. [12]);

К_н - коэффициент надежности, учитывающий погрешности реле и неточности в определении тока срабатывания защиты.

Ток срабатывания защиты определяем по формуле:

[10] (80)

По справочным таблицам лит. [10] выбираем для максимальной токовой защиты от переменой нагрузки реле типа РТ-82/2.

Для земляной защиты применяем реле типа РТЗ-51.

2.12 ВЫБОР КАБЕЛЕЙ

При проектировании электрических сетей, важно обеспечить наименьшую стоимость электроэнергии. Это зависит от выбранного сечения проводов и кабелей. Если занизить сечение проводов, то возрастают потери электроэнергии, что в свою очередь может привести к нагреву проводов. Чрезмерно высокая температура нагрева может привести к преждевременному износу изоляции, ухудшению контактных соединений и пожарной опасности. Поэтому устанавливаются предельно допустимые значения температуры нагрева проводников в зависимости от марки и материала изоляции проводника в различных режимах. При завышении сечения проводов потери энергии уменьшаются, но увеличиваются первоначальные капитальные затраты на сооружение сети.

Выбор силовых кабелей производится:

Сечение кабеля выбирают из расчетных условий:

1 По длительно допустимому нагреву максимальным расчетным током:

[14] (81)

[14] (82)

2 По экономической плотности тока:

[14] (83)

I_ном- расчетный ток в нормальном режиме, А;

?_эк- экономическая плотность тока А/мм²;

?_эк= 1,2 А/мм², так как Т_max более 5000 ч/год (лит. [10], табл. П1.2);

Т_max- число часов использования максимума нагрузки в год.

Из ПУЭ табл. 1.316 с. 26 выбираем ближайшее меньшее сечение токопроводящей жилы

3 По допустимой потере напряжения:

[14] (84)

[14] (85)

где: Q_p и Р_р - мощности передаваемые по линиям в кВар и кВт;

U_ном - среднее номинальное напряжение в сети, кВт;

активное сопротивление в линии;

индуктивное сопротивление в линии;

l - длина линии, км;

r₀ = 0,34 Ом/км - лит. [10], табл. П2.1;

x₀ = 0,08 Ом/км- лит. [10]. табл. П2.2;

Р_р = 1600 кВт; Q_р = 0 кВар.

[14] (86)

4 Проверяем на термическую стойкость при коротком замыкании:

[14] (87)

[14] (88)

,[14] (89)

где: t_з - время действия основной защиты, сек.;

t_в - полное время отключения выключателя.

t_отк - номинальный ток отключения;

t_в = 0,1 сек. (лит. [8], табл. 5.10);

T_а = 0,01 (лит. [11], табл. 7.1).

С_т = 88 (лит. [10], с. 380)- термический коэффициент учитывающий разницу нагрева в условиях нормального режима и в условиях короткого замыкания с учетом допустимой температуры и материалов проводника.

Что больше выбранного ранее сечения 95 мм², поэтому следует увеличить сечение до 120 мм².

Из расчетных условий выбираем кабель типа АПсВБГ 3(1?120):

А - алюминиевая жила;

Пс - полиэтилен самозатухающий;

В - поливинилхлорид;

Б - броня из стальных лент;

Г - голый (без наружного покрова).

2.13 ВЫБОР ВОЗБУДИТЕЛЯ

Возбудители предназначен для питания обмотки возбуждения, управления и автоматического регулирования тока возбуждения при прямом и реакторном пуске, синхронной работе и аварийных режимах быстроходных синхронных двигателей СТД мощностью до 12500 кВт и напряжением 6 и 10 кВ.

Возбудители предназначены для эксплуатации в районах с умеренным, холодным и тропическим климатом. При этом для исполнения УЗ нижнее значение температуры окружающего воздуха (-40°с), а верхнее значение влажности 80% при температуре 27°с.

Окружающая среда взрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров, разрушающих металлические части, изоляцию, нарушающих целостность контактных поверхностей клемников и реле, снижающих параметры изделий в недопустимых пределах.

Возбудитель состоит из металлического шкафа двухстороннего обслуживания и отдельно устанавливаемого силового трансформатора.

Шкаф возбудителя содержит:

- основной и дополнительный тиристорные преобразователи;

- пусковое сопротивление с тиристорным ключом;

- релейную панель;

- элементы управления и измерений, расположенные в двери шкафа;

- электронную систему управления (СУ).

Выбор силовых параметров возбудителя:

Для двигателя СТД-1600-2УХЛ4 выбираем возбудитель

ТЕ8-32-/75Т-5У4, для которого характерно:

Схема выпрямления: трехфазная с нулевым выводом;

I_{ном.выпр}= 320А;

U_{ном.выпр}= 75В;

U_max_{.выпр. при ном.напр.сети}= 170В;

КПД при номинальной нагрузки 91%;

К_мощ ? 0,32;

U_{лин.вторичное напр.}= 170В;

Группа соединения Y/Y-0;

I_{вторичный} = 185А;

U_{питания} = 380В;

f_сети = 50Гц

Расчет и выбор тиристоров:

Выбор тиристоров производится по максимальному напряжению, максимальному обратному напряжению, и по максимальному току.

1 Выбор по максимальному напряжению сводится к выбору тиристора, максимальное напряжение которого - ближайшее большее к максимальному расчетному напряжению:

где: К_ф - коэффициент форсировки, равный 1,4;

К_к - коэффициент, учитывающий падение напряжения из-за коммутации в активном сопротивлении источник питания, равный 1,2;

U_fh - номинальное напряжение обмотки возбуждения, равное 75В;

К_з - коэффициент запаса, равный 1,2;

В - коэффициент схемы, равный 2 - для схемы с нулевым выводом.

2 Выбор тиристоров по максимальному расчетному обратному напряжению:

3 Выбор тиристоров по максимальному расчетному току:

По полученным данным выбираем тиристоры типа Т9-200 с номинальным обратным напряжением - 400В-220В и номинальным током - 200А.

Защита возбудителя:

Возбудитель обеспечивает защиту: от внутренних коротких замыканий, от внешних коротких замыканий со стороны постоянного тока.

Возбудитель обеспечивает защиту синхронного двигателя от потери возбуждения и от затянувшегося пуска со времени срабатывания, регулируемого в пределах 5-20с.

При работе в режиме автоматического управления возбудитель обеспечивает защиту - автоматически регулируя ток возбуждения по направлению статора и коэффициенту мощности угла нагрузки или синхронного двигателя, а также по параметру, косвенно соответствующему внутреннему углу ? машины.

При работе в аварийном режиме управления возбудитель обеспечивает только плавную подстройку тока возбуждения в пределах 0,5-1,0 номинального значения. В этом режиме возбудитель обеспечивает также защиту от потери возбуждения при условии сохранения работоспособности соответствующего блока системы управления.

В возбудителе предусмотрен автоматический переход на режим аварийного управления при неисправности в системе управления, в результате которой возникает недопустимое падение тока возбуждения или исчезновение тока в любой фазе.

Возбудитель в режиме ручного и автоматического управления сохраняет работоспособность при снижении напряжения до 0,5 номинального; напряжение оперативных сетей при этом не ниже 0,7 номинального.

2.14 ОПЕРАТИВНЫЙ ТОК

Оперативным называется ток, который используется для питания устройств релейной защиты и автоматики, световой и звуковой сигнализации, а также для питания катушек включения и отключения вакуумного выключателя. В качестве оперативного тока в компрессорной станции используется постоянный выпрямленный ток. Так как компрессорная станция является потребителем первой категории, каждая секция шин оперативного тока при исчезновении напряжения, посредством автоматического включения резерва, подключается к соседним секциям.

Для защиты цепей оперативного тока используются автоматические выключатели и предохранители.

Источниками постоянного тока являются аккумуляторные батареи, а также блок постоянного напряжения РКН. Аккумуляторные батареи расположены в подстанции №1. Аккумуляторы поддерживают постоянное напряжение не менее 80% от номинального. Для этого их постоянно подзаряжают. За технической исправностью аккумуляторов следит персонал электроцеха. Другим источником постоянного тока является блок постоянного напряжения, который преобразует переменное напряжение с КТП в постоянное напряжение 220 В.

Устройство контроля, измерения и защиты следит автоматически за нормальной работой источника оперативного тока. При исчезновении напряжения срабатывает защита минимального напряжения и автоматически включается резервное питание от 2-ой секции или от аккумуляторной батареи.

Рис. 2.14.1 Оперативный ток

2.15 КОНТРОЛЬ И ИЗМЕРЕНИЯ

Расчетным учетом электроэнергии называется учет выработанной., а также отпущенной потребителям электроэнергии для денежного расчета за нее. Счетчики установленные для расчетного учета называются расчетными счетчиками (класса 2), с классом точности измерительных трансформаторов 0,5. Контрольным учётом электроэнергии называется учёт для контроля расхода электроэнергии электростанций, подстанций, предприятий, зданий и т.п. Счётчики, установленные для технического учёта, называются контрольными счетчиками (класса 2,5) с классом точности измерительных трансформаторов 1.

При определении активной энергии необходимо учитывать энергию: потребляемую на собственные нужды подстанции, выбранную электростанциями в распределительные сети; переданную в другие энергосистемы или полученную от них- отпущенную потребителям и подлежащую оплате. Кроме того, необходимо контролировать соблюдение потребителями заданных им режимов потребления и баланса электроэнергии, установления удельных норм распада энергии и проведения хозрасчёта.

Учёт реактивной энергии должен обеспечивать возможность определения количества реактивной электроэнергии, полученной потребителем от электроснабжающей организации или контроль соблюдения заданного режима работы компенсирующих устройств.

Контроль за режимом работы основного и вспомогательного оборудования на подстанции осуществляется с помощью контрольно измерительных приборов.

Приборы устанавливаются в ячейках РУ - 10кВ и щитах управления подстанции. Учёт потребляемой на промышленных предприятиях электроэнергии должен обеспечивать:

1 Определение количества электроэнергии, подлежащей оплате.

2 Контроль удельных норм расхода электроэнергии на единицу продукции.

3 Контроль за соблюдением потребителями заданных им режимов потребления и баланса электроэнергии.

4 Производство внутризаводских межцеховых расчётов за электроэнергию.

5 Контроль расхода и выработки реактивной электроэнергии.

Рис. 2.15.1 Контроль и измерения

2.16 ЗАЩИТА ДВИГАТЕЛЯ. СИСТЕМА УКАС

Назначение:

Комплектное устройство УКАС (устройство комплектной автоматизации станций) предназначено для автоматического управления работой турбокомпрессорных станций, оснащённых компрессорами производительностью от 100 до 500 м³/мин. С электроприводом от синхронных высоковольтных двигателей с тиристорной системой возбуждения, или нагнетательных станций оснащённых нагнетателями типов 3200, 3360.

Комплектное устройство (КУ) совместно с первичными датчиками контроля технологических параметров компрессорного агрегата и его вспомогательных механизмов осуществляет отработку алгоритмов пуска, ввода в работу, контроля и регулирования параметров, защиты, сигнализации, нормального и аварийного останова агрегата.

При объединении нескольких КУ в систему управления многоагрегатной станцией, при котором указанные в функции управления осуществляются для каждого агрегата с оптимизацией по энергозатратам и выработке моторесурсов оборудования всей станции. Кроме того, при этом осуществляется управление, контроль, защита и сигнализация для вспомогательных механизмов станции, а также подвод и распределение электроэнергии по сети низковольтного питания.

Технические данные:

1 КУ изготовляются в соответствии с техническими условиями.

2 Основные технические параметры КУ следующие:

2.1 Количество операций (команд), которые могут генерироваться КУ в процессе отработки алгоритма управления - 128;

2.2 Силовые части цепей электроснабжения механизмов агрегата переменного тока 50Гц до 630А суммарно, напряжение 380В, допустимый ударный ток до 6,3 кА;

2.3 Цепи управления собственного комплектного устройства - от трёхфазной сети 50Гц, 380В, номинальный ток потребления - до 10А.

2.4 Общие параметры конструкции: защищенные шкафы с кассетными блоками, в которые устанавливаются ячейки и субблоки управления втычной конструкции. Кассеты крепятся на поворотной раме, позволяющей производить

2.5 двухстороннее обслуживание. Шкафы позволяют производить как одностороннее, так и двухстороннее обслуживание.

2.6 Информация о состоянии агрегата, его механизмов, а также механизмов станции и остальных агрегатов может одновременно отрабатываться по 156 входам - двоичных сигналов, 45 - аналоговых.

2.7 Климатическое исполнение 0 или УХЛ, категория размещения 4 по

2.8 ГОСТ 15190-69, Высота установки над уровнем моря до 2000м, степень защиты Ip21 по ГОСТ 14254-80, охлаждение воздушное естественное, окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях,

2.9 разрушающих металлы и изоляцию, ненасыщенная токопроводящая пыль и водяными парами.

2.10 По механическим воздействиям - группа условий эксплуатации М4 по ГОСТ17562-72.

Устройство КУ:

Комплектное устройство представляет собой набор шкафов управления УКАС, обеспечивает коммутацию и управление, объединённые в отдельные комплекты по функциональному признаку.

Комплект УКАС-АМ предназначен для автоматизации отдельного агрегата и, при объединении агрегатов в станцию, совместно с комплектами других агрегатов осуществляет управление всей станции. Комплект представляет собой два шкафа управления: ШУ1-УКАС-АМ и ШУ2-УКАС-АМ/1.

Шкаф управления агрегатом ШУ1-УКАС-АМ (ТКА) осуществляет все основные функции по управлению защите и сигнализации. Шкаф ШУ2-УКАС-АМ/1 содержит в своём составе аппараты оперативного управления по пуску и останову агрегата, по выбору режимов управления, блоки управления, составляющие автомат управления с программируемой ловушкой. В состав также входит система противопожарной защиты.

Работа комплектного устройства:

Функциональная схема КУ на рис. 2.16.1.

Компрессор имеет в качестве главного привода синхронный высоковольтный двигатель СД, с возбудительным устройством ВУ, нагнетатель - синхронный.

Подключение двигателя к питающей сети 10кВ производится вакуумным выключателем ВВ. Питающие КУ и приводов механизмов агрегатов и станции осуществляется от определённого распределительного устройства система резервированного питания, которая в объёме поставки КУ не входит.

На входе агрегата находится дроссельная заслонка ДрЗ, угол поворота который определяет производительность агрегата. Поворот заслонки осуществляется сервоприводами. Так же заслонки стоят на выхлопном патрубке и входной магистрали, являющейся вводом в сборный коллектор станции. Первая является защитным устройством и используется в противопомпажной защите, а вторая заслонка нагнетания ЗН служит для подключения агрегата в пневмосеть. Газодинамические параметры измеряются датчиками давления на входе агрегата и в коллекторе и датчиком производительности на всосе агрегата.

Замеру подвергается также статорный ток двигателя, что служит для организации максимальной защиты, защиты от ненормальных режимов работы двигателя и используются также для противопомпажной защиты агрегата.

В комплект УКАС-АМ вводятся сигналы состояния механизмов агрегата, электропривода, теплотехнических параметров агрегата, а также информация об остальных агрегатах и системах их управления. В соответствии с программой обработки алгоритма и значениями этих сигналов комплект УКАС-АМ реализует программу управления агрегатом и сигналы приёма или передачи другим комплектам. Одновременно осуществляется регулирование по замкнутой системе выбранного параметра - давления или расхода. На рис. 2.16.1 не показан ряд вспомогательных механизмов; задвижек на магистралях холодной и горячей воды, маслосистем с маслонасосом фильтров, нагнетателей и охладителей. Не указаны также все элементы контроля и защиты: по давлению воды, масла, по температуре воды, воздуха, масла, подшипников механизмов, первичные и вторичные приборы контроля, защиты и сигнализации.

Рис. 2.16.1 Функциональная схема комплектного устройства

* - для синхронных двигателей

2.17 РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Заземление какой-либо части электроустановки или другой установки называют преднамеренное гальваническое соединение этой части с заземляющим устройством.

Защитным заземлением называют заземление частей электроустановки с целью обеспечения электробезопасности. Защитное заземление применяется в сетях напряжением до 1кВ как с изолированной нейтралью, так и заземленной нейтралью.

Заземляющим устройством называют совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземлителем называют проводник или совокупность металлических соединённых между собой проводников, находящихся в соприкосновении с землей. Заземляющим проводником считают проводник, соединяющий заземлённые части с заземлителем. В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.

Выносное заземляющее устройство характеризуется тем, что заземлитель его вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площадки. Поэтому выносное заземление называют также сосредоточенным.

Контурное заземление характеризуется тем, что его одиночные заземлители размещают по контуру (периметру) площадки. Такое заземление также называют распределённым.

Заземлители могут быть двух видов: искусственные - предназначенные исключительно для целей заземления, и естественные - находящиеся в земле металлические предметы иного назначения.

Для искусственного заземления применяются обычно вертикальные и горизонтальные электроды.

В качестве естественных заземлителей используют проложенные в земле водопроводные трубы, металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящихся в соприкосновении с землёй.

Если естественных заземлителей недостаточно, применяются искусственные заземлители: заглублённые в землю вертикальные электроды из труб, уголков или прутковой стали и горизонтально проложенные в земле на глубине не менее 0,5м полосы.

Рекомендуется использовать прутковые заземлители - стержни диаметром 12-14 мм и длиной 5м.

В расчётах модно пользоваться упрощённой формулой для пруткового электрода диаметром 12мм и длиной 5м:

[10] (90)

Расчетное сопротивление грунта:

[10] (91)

где: ? = 100 Ом.м - удельное сопротивление грунта, измеренное при нормальной влажности (лит. [10], табл. 8.1);

К_сез = 1,35 - коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта.

Рассчитаем заземляющее устройство компрессорной станции, сопротивление которого должно быть не более 4Ом. Заземляющее устройство выполняется общим, поэтому последнее требование является определяющим для расчета, то есть Rз <4Ом.

Заземляющее устройство выполнено в виде контура из полосовой стали 40?4мм, проложенной на глубине 0,7м вокруг оборудования компрессорной станции, и стержней, длиной 5м, диаметром 12мм, общая длина полосы 160мм, предварительной число стержней 16 штук.

Сопротивление одного стержня равно:

[10] (92)

где: ?_в = 0,46 - коэффициент использования вертикальных заземлителей, зависящий от расстояния между ними, их длины и числа (лит. [3]). Определяем сопротивление заземляющей полосы по формуле:

[10] (93)

где: l - длина полосы, b - ширина полосы, t - глубина заложения, м.

Находим сопротивление горизонтальных заземлителей с учетом коэффициента использования полосы ?_г по формуле:

[10] (94)

Определим необходимое сопротивление вертикальных заземлителей с учетом использования соединительной полосы:

[10] (95)

Определим уточненное количество вертикальных заземлителей:

[10] (96)

Рис. 2.17.1 План заземляющего устройства (1 - площадь, занятая оборудованием; 2 - контур здания)

2.18 ЗАЩИТНОЕ ЗАНУЛЕНИЕ

Прикосновение к частям электроустановок, находящимся под напряжением, может вызвать поражение электрическим током. Так, например, ток силой 20 - 25 мА парализует мышцы человека и лишает его возможности самому оторваться от контакта с частями электроустановки, находящимися под напряжением. При токах силой 50 - 100 мА сердце начинает работать аритмично, нормальная циркуляция крови нарушается и через 1--2с у потерпевшего прекращаются сердцебиение, пульс и дыхание. Если за это время не будет оказана первая помощь и не проведено искусственное дыхание возможна смерть потерпевшего.

Основными причинами поражения электрическим током являются прикосновения к токоведущим частям электрооборудования. нормально находящимся под напряжением, и прикосновения к частям электрооборудования нормально не находящимся под напряжением, но которые могут случайно оказаться под напряжением при замыкании на них одной из фаз сети в результате повреждения изоляции проводов, обмоток электрических машин, кабелей и т. п.

Для предохранения персонала от прикосновения к неизолированным токоведущим частям, находящимся под напряжением, применяют сетчатые ограждения, барьеры, кожухи и другие средства, рекомендуемые правилами техники безопасности.

При прикосновении к частям электроустановок, которые не должны находиться под напряжением, но могут случайно оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции токоведущих частей или по другим причинам, принимаемые меры защиты от поражения электрическим током зависят от того, как работает электрическая сеть - с глухозаземленной или с изолированной нейтралью. В сетях с глухозаземленной нейтралью нейтраль трансформатора (нулевая точка обмоток, соединенных в звезду) присоединена к заземляющему устройству; в сетях с изолированной нейтралью нентраль трансформатора к заземляющему устройству не присоединена (т. с. изолирована от земли).

Электроустановки напряжением до 1000 В переменного тока могут быть как с глухозаземленной, так и с изолированной нейтралью; постоянного тока - с глухозаземленной или изолированной средней точкой. В четырехпроводных сетях переменного тока и трехпроводных сетях постоянного тока глухое заземление нейтрали или средней точки обязательно.

Для защиты от поражения электрическим током при прикосновении к частям электрооборудования, нормально не находящимся под напряжением, но могущими оказаться под напряжением при повреждении изоляции или по другим причинам, применяют защитные зануление, заземление и отключение.

В сетях с глухозаземленной нейтралью замыкание одной из фаз на землю или на проводник, соединенным с глухозаземленной нейтралью, является однофазным коротким замыканием. Если замыкание произошло на корпус электрооборудования, не связанного с землей, то человек, стоящий на земле и прикоснувшийся к этому электрооборудованию, окажется под полным фазовым напряжением и через него пройдет ток однофазного замыкания. Для предупреждения возможности поражении электрическим током при замыкании на корпус поврежденный участок должен быть отключен от сети в возможно короткий срок, чтобы ограничить до минимума время, в течение которого это оборудование будет представлять опасность для персонала. В этих целях в сетях с глухозаземленной нейтралью применяют защитное зануление.

Защитным занулением называется преднамеренное металлическое соединение с глухозаземленной нулевой точкой (нейтралью) трансформатора в сетях переменного тока и с глухозаземленной средней точкой источника электроснабжения в трехпроводных сетях постоянного тока частей электроустановок, нормально не находящихся под напряжением, но которые могут случайно оказаться под таковым. Соединение это выполняют проводником, который называется зануляющим, или нулевым защитным проводником. При замыкании одной из фаз на корпусе электрооборудования, имеющего соединения нулевым защитным (зануляющим) проводником с глухозаземленной нейтралью трансформатора в сетях переменного тока или с глухозаземленной средней точкой в сетях постоянного тока, возникает однофазное короткое замыкание, которое вызывает срабатывание соответствующего защитного аппарата (предохранителя, автомата) и отключение поврежденного участка.

Расчет величины тока однофазного короткого замыкания, возникающего в петле фаза - нулевой провод при однофазном замыкании на корпус, определяются по формуле:

[10] (97)

где: U_ф - фазное напряжение сети, В;

- полное сопротивление петли фаза - ноль, Ом;

r_ф, r_н - активное сопротивление фазных и зануляющих проводников, Ом;

х - реактивное сопротивление, Ом (определяется только для электропроводов в стальных трубах);

- сопротивление трансформатора, Ом.

Производим расчет зануления для двигателя задвижки, мощностью 1,5кВт с номинальным током 3А. Электродвигатель присоединен к распределительному щиту кабелем длиной 80м. Питание щита осуществляется от трансформатора мощностью 630кВА кабелем длиной 100м и сечением 4?120мм² с медными жилами. В качестве защитного аппарата выбран автомат ВА51Г-25:

I_ном= 25А,

I_ном.р= 3,15А

Для проверки действия защиты при однофазном коротком замыкании на корпус электродвигателя определим суммарное сопротивление петли фаза- ноль:

1 Сопротивление трансформатора 630кВА [1]

2 Активное сопротивление фазных и нулевой шин медного кабеля 120мм² равно 0,16 Ом/км [1]. Сопротивление жилы на участке 100м (0,1км):

3 Активное сопротивление фазных и нулевых жил медного кабеля 6мм² равно г_акт=3,06 Ом/км. Сопротивление на участке 80м (0,068км):

4 Полное сопротивление петли фаза - ноль:

5 Ток однофазного короткого замыкания:

Это превышает номинальный ток электромагнитного расцепителя враз, а для надежного отключения данное соотношение в соответствии с ПУЭ [1]. Таким образом, выбранный автомат обеспечивает надежное отключение поврежденного участка.

2.19 РАСЧЕТ ОСВЕЩЕНИЯ

Согласно ПУЭ в заводских помещениях устанавливают два вида освещения:

1 Рабочее освещение - обеспечивающие надлежащие условия виденья и нормальные условия работы.

2 Аварийное освещение - обеспечивающее, в случае погашения светильников рабочего освещения, не менее 10% освещенности.

В соответствии со СНиП2-4-79 для освещения помещении, как правило, следует предусматривать газоразрядные лампы низкого и высокого давления.

В случае невозможности или технико-экономической не целесообразности применение газоразрядных источников света допускается использовать лампы накаливания. В зависимости от высоты установки светильников рекомендуется использовать люминесцентные лампы типа ЛБ или РЛВБ типов ДРЛ и ДРИ.

Во всех электропомещениях следует применять светильники типов ЛСО02 с перфорированным отражателем, ЛСО04, ЛСООЗ, ПСХ и т.д.

К установке в распределительном устройстве принимаем светильник типа ЛСО02 с люминесцентными лампами типа ЛБ-40.

Степень защиты данного светильника - IР20, то есть он защищен от твердых тел размером более 12мм, защищенность от попадания воды - отсутствует. Выбор был произведен по [1].

Согласно рекомендациям [1] освещенность при системе общего освещения, в помещениях РУ с периодическим пребыванием людей, принимается равной 100Лк.

Одним из наиболее простых способов определения мощности ламп необходимых для равномерного освещения, какого-либо помещения, является расчёт по методу удельной мощности.

Удельной мощностью называется отношение установленной мощности ламп к величине освещаемого помещения, его площади.

Сущность расчёта сводится к тому, что зависимости от типа светильников и места их установки, высоты подвеса его над рабочей поверхностью и площади помещения определяется значение средней мощности.

Производим выбор удельной мощности по [4]:

Р_уд = 5,7 Вт/м²

Помещение РУ-10кВ имеет следующие размеры: длина - 24м, ширина - 5м, площадь помещения = 120м , высота подвесов светильников 2,5м.

Определяем необходимое число светильников:

[8] (98)

где: N - число рядов светильников (N=2);

P - мощность одной лампы = 40Вт;

а = 2 - количество ламп в светильнике.

В качестве источников аварийного освещения используются ЛН, которые должны иметь отметки, отличающие их от рабочих. Аварийное освещение для возможности продолжения работ должно создавать на поверхности освещенность не менее 10% установленной.

Для освещения машинного узла используем светильники РСП08 для ламп ДРИ.

Для общего освещения применяется МГЛ типа ДРИ (дуговая, ртутная с иодидными добавками). Они имеют следующий состав металлогалогенных добавок: первая группа - иодиды натрия, таллия и индия; вторая группа - иодиды натрия, скандия. Часть ламп ДРИ выполняется с иодидами диспрозия, имеющими сплошной спектр в видимой области.

Выбор ламп ДРИ обуславливается тем, что металлогалогенные (МГЛ) лампы являются наиболее современными, в колбу которых вводятся добавки в виде галогеноидов разных металлов. Галлогеноиды металлов испаряются легче, чем сами металлы, поэтому внутри разрядных колб МГЛ кроме ртути и аргона имеются различные соединения этих элементов. Это позволяет широко варьировать спектральное распределение излучения МГЛ и вследствие этого увеличивать их световую отдачу по сравнению с ДРЛ.

Лампы типа ДРИ по конструкции подобны лампам ДРЛ с двухэлектродными горелками. Они имеют прозрачный или рассеивающие свет, внешние колбы эллипсоидной или цилиндрической форм. Внутри этих колб размещается кварцевая цилиндрическая горелка, где и происходит разряд в парах металлов и их иодидов. В маркировке МГЛ в первой позиции указывают тип, во второй - мощность, третья - обозначает номер разработки или модификации. Световая отдача ламп ДРИ колеблется от 70 до 95 лм/Вт. Коэффициент пульсации К_п = 20-30%.

Параметры ламп ДРИ очень чувствительны к их положению во время горения. Обычно световой поток при горизонтальном положении на 15-18% ниже, чем при вертикальном. Изменение светового потока и мощности при изменении напряжения сети в пределах (10-15)%, может быть рассчитано так же, как и для ламп ДРЛ. Перспективы развития МГЛ заключается в повышении световой отдачи до 120-130 лм/Вт; улучшения их цветопередачи и стабилизации горения, а также увеличения срока службы.

Производим выбор удельной мощности по [8]:

Р_уд = 5,7 Вт/м²

Норма освещенности для машинного зала компрессорной станции 150Лк.

Определяем количество светильников в машинном зале с учетом установки светильников в два ряда, Р_ДРИ = 400Вт.

[8] (99)

(в одном ряду)

Осветительные сети делятся на групповые и питающие. Групповые линии прокладываются от щитков освещения к группам светильников в помещениях. Питающие линии идут от вводно-распределительного устройства, установленного в электрощитовой, к осветительным щиткам.

Групповые сети электроосвещения в бытовых помещениях выполняются проводом марки АПВ, проложенным скрыто по стенам и перегородкам под слоем штукатурки, в пустотах плит перекрытия.

В производственных помещениях групповые сети электроосвещения выполняются, открыто кабелем марки АВВГ, проложенным по стенам и потолкам на скобах.

Чтобы отличить способы прокладки групповых сетей, на планах электроосвещения в помещениях, где проводка выполнена кабелем, на линиях разводки указана марка кабеля АВВГ.

Выбор сечений проводов и кабелей из условий допустимого нагрева. Для этого определены расчётные максимальные токовые нагрузки групповых линий.

Расчётная формула по [10]:

(100)

где Р_ном. - суммарная мощность ламп в линии, Вт.

- коэффициент мощности, для питающих сетей ДРЛ следует принимать 0,6; для ЛН - 1.

По расчётным токовым нагрузкам выбираем медь сечением 6 мм² (лит. [10], табл. П2.1).

Выбираем групповой щиток типа ЯОУ-8508 с трехполюсным выключателем АЕ2046 на 63А и 6 однополюсных выключателей АЕ1031 (по 6 ламп на выключатель).

3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 ЗАДАЧИ И ОРГАНИЗАЦИОННАЯ СТРУКТУРА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ХОЗЯЙСТВА ЗАВОДА

Энергохозяйство завода относится к вспомогательному производству завода.

Основные задачи энергохозяйства завода следующие:

1 Организация бесперебойного снабжения всеми необходимыми видами энергии основного производства завода;

2 Постоянная работа по сбережению всех видов энергии, продвижение энергосберегающих технологий, жесткий учёт и контроль использования всех видов энергии;

3 Организация рационального надзора за эксплуатацией энергетического оборудования;

4 Своевременное и качественное проведение всех профилактических и ремонтных работ энергетического оборудования;

5 Постоянная работа над снижением простоя энергетического оборудования в ремонте и повышение качества ремонта.

Организационная структура энергохозяйства завода зависит от масштаба производства, количества рабочих, вида перерабатываемого сырья, вида выпускаемой продукции и других факторов. Каждый завод особенен по-своему, поэтому может иметь свою организационную структуру энергохозяйства.

Примерная организационная структура энергохозяйства завода следующая:

где

ОГЭ - отдел главного энергетика;

ЛП - лаборатория поверки;

ЦСЭ - цеховая служба электрика в каждом производственном цехе;

ЭЦ - электроцех.

На небольших малых предприятиях энергохозяйство объединяют с ремонтным хозяйством.

Руководящий отдел главного энергетика занимается организацией и контролем выполнения всех пяти задач энергохозяйства: планированием ремонтных работ энергооборудования, регулированием и контролем выполнения цеховых графиков ТОиР оборудования, организацией работы электроцеха, организацией бесперебойного снабжения всеми видами энергии, планированием потребностей во всех видах энергии, расчётом затрат на ремонт, обслуживание и других работ. Лаборатория поверки занимается поверкой электрического, оборудования и средств защиты. В состав энергохозяйства входит и электроцех, который занимается изготовлением деталей, узлов, оснастки необходимых для проведения ремонта энергетического оборудования, а также участвует в проведении капитальных ремонтов важнейшего энергетического оборудования. В производственных цехах организована цеховая служба электрика, которая во главе со старшим электриком цеха осуществляет пять задач энергохозяйства только по своему энергетическому оборудованию цеха.

3.2 СИСТЕМЫ, СПОСОБЫ И ПРОГРЕССИВНЫЕ МЕТОДЫ РЕМОНТА ЭНЕРГООБОРУДОВАНИЯ

Энергохозяйство завода может быть организованно по одной из следующих систем:

- централизованная;

- децентрализованная;

- смешанная.

При централизованной системе организованна единая электрослужба завода, цеховых служб электрика нет, единая заводская электрослужба выполняет по всем цехам профилактические, ремонтные работы и осуществляет надзор за эксплуатацией энергетического оборудования. Централизованная система применяется на небольших заводах с однотипным энергетическим оборудованием по цехам.

При децентрализованной системе единой заводской службы нет, каждый цех имеет самостоятельную энергетическую службу. Эта система применяется на крупных заводах с разнотипным энергетическим оборудованием по цехам.

При смешанной системе есть элементы центральной службы (ОГЭ, ЛП, ЭЦ) и каждый цех имеет свою энергетическую службу электрика. Эта система применяется на заводах среднего масштаба с однотипным и разнотипным энергетическим оборудованием по цехам.

На заводе ОАО УАЗ СУАЛ смешанная система управления, так как есть как службы централизованного управления, так и службы децентрализованного управления.

Ремонт энергетического оборудования может осуществляться двумя способами:

- хозяйственный

- подрядный

При хозяйственном способе все виды ремонтных работ энергетического оборудования завод осуществляет самостоятельно. При подрядном способе для проведения чаще всего капитальных ремонтов завод приглашает стороннею подрядную организацию.

Применение подрядного способа выгодно так, как подрядная организация обычно специализируется по ремонту именно этого оборудования, т.е. у нее для этого подобранны и обучены рабочие, имеются приспособления, инструменты, оснастка и т.д., т.е. подрядная организация проводит ремонт в более сжатые сроки и качественно и при этом сам завод на ремонт не отвлекается.

На ОАО УАЗ СУАЛ применяется хозяйственный способ ремонта энергооборудования. Ремонт производится цеховыми службами или в электроцехе.

Ремонт энергетического оборудования может осуществляться следующими прогрессивными методами:

- узловой;

- агрегатный;

- стендовый.

При узловом методе ремонт осуществляют по узлам, т.е. снимают изношенный узел и на его место монтируют точно такой же новый узел или заранее отремонтированный, подготовленный. Этот метод позволяет сократить простой в ремонте, повысить качество ремонта, но наблюдается некоторое омертвление основных фондов.

При агрегатном методе ремонт осуществляют по комплексным узлам, состоящим из нескольких и даже по целым агрегатам. Это позволяет свести простой в ремонте до минимума, повысить качество ремонта, но и наблюдается большее омертвление основных фондов, но простой в ремонте и качество ремонта покрывает этот недостаток особенно в непрерывном производстве.

При стендовом методе оборудование демонтируют и переносят на специальный стенд для ремонта. Стенд снабжен специальными приспособлениями для ремонта, контрольно-измерительной аппаратурой, что позволяет провести ремонт в сжатые сроки и качественно, особенно, если этот метод объединяется с агрегатным. Стендовым методом ремонтируют не крупное оборудование, высокоточное оборудование так, как этот метод дорогой.

На заводе ОАО УАЗ-СУАЛ цеховыми электрослужбами применяются узловой и агрегатный методы ремонта. В цехе кальцинации применяются эти же методы ремонта, а в электроцехе применяют также и стендовый метод для капитального ремонта электродвигателей.

3.3 СИСТЕМА ТОиР ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Система ТОиР энергетического оборудования - это комплекс экономических, организационных, технических мероприятии по уходу, надзору, эксплуатации и ремонту энергетического оборудования.

Система ТОиР энергетического оборудования носит плановый и предупредительный характер. Ремонт энергетического оборудования осуществляется по плану графика. Предупреждение заключается в том, что не ждут, когда сломается агрегат, как только этот агрегат отработал определенное количество часов, его останавливают и подвергают по плану необходимым профилактическим и ремонтным работам. Если система ТОиР энергетического оборудования, полностью выдерживается на заводе, то она способствует снижению затрат на ремонт, повышению качества ремонта и предотвращению аварийных ситуации. Система ТОиР по энергетическому оборудованию предполагает следующие виды ремонтных работ:

- профилактические работы;

- осмотры;

- текущие ремонты;

- капитальные ремонты.

При проведении профилактических работ осуществляют очистку от пыли, грязи, производят регулировку механизмов, меняют смазку и т.д.

При проведении осмотра осуществляют все профилактические работы, меняют детали, которые можно заменять без разборки, осматривают, составляют дефектные ведомости для будущего текущего или капитального ремонта, в которых указывают замеченные недостатки, какие работы нужно сделать в будущем текущем или капитальном ремонте, какие детали, узлы нужно заменить.

При текущем ремонте осуществляют все профилактические работы, работы осмотра, делают частичную разборку агрегата, меняют быстро изнашивающие детали, узлы и детали со средним сроком службы.

Капитальный ремонт делают при полной разборке агрегата, осуществляют все профилактические работы, работы осмотра, текущего ремонта, меняются все изношенные детали и узлы вплоть до базовых. После проведения капитального ремонта агрегат испытывают, проверяют на холостом ходу и под нагрузкой. Если это прибор, то он подлежит поверке.

В области механизации ремонтных работ энергетического оборудования в цехе кальцинации применяются следующее погрузочно-разгрузочные механизмы:

- кран-балка;

- ручные тали различных видов и устройств;

- электрическая кара.

3.4 ЦЕХОВАЯ СЛУЖБА ЭЛЕКТРИКА

Основные задачи цеховой службы электрика следующие:

1 Организация надзора за эксплуатацией энергетического оборудования цеха.

2 Своевременное и качественное проведение всех ремонтных работ по графику ТОиР энергетического оборудования цеха.

3 Постоянная работа по снижению простоя оборудования в ремонте и повышению качества ремонтных работ.

4 Организация бесперебойного снабжения всеми необходимыми видами энергии основное производство цеха.

Возглавляет цеховую службу электрика старший электрик цеха.

Состав рабочих цеховой службы электрика следующий:

1 Электрики-эксплуатационники (оперативный дежурный персонал).

2 Электрики-ремонтники.

Электрики-эксплуатационники занимаются надзором за эксплуатацией энергетического оборудования цеха. Это рабочие высокой квалификации. Кроме того, дежурные электрики должны помочь и проследить за работой рабочего при проведении профилактических работ энергетического оборудования, помочь в регулировке механизмов, замене масла, а также ежесменно осуществлять осмотр энергетического оборудования, устранять замеченные недостатки, менять детали которые можно заменить без разборки (в основном крепежные детали и так далее). То есть дежурные электрики постоянно должны находиться на рабочих местах. Дежурные электрики работают по режиму работы цеха, то есть если цех непрерывного режима работы, то дежурные электрики работают по непрерывному скользящему графику сменности. Если цех прерывного производства, то дежурные электрики работают по прерывному графику. Электрики-ремонтники занимаются непосредственным выполнением графика ТОиР энергетического оборудования цеха. Электрики-ремонтники всегда работают по прерывному графику, независимо от режима работы цеха.

Основные задачи старшего электрика цеха, возглавляющего цеховую службу электрика следующие:

1 Организация работы цеховой службы электрика (планирование, управление, контроль).

2 Составление и расчет графика ТОиР энергетического оборудования цеха.

3.5 ПЛАНИРОВАНИЕ РЕМОНТНЫХ РАБОТ ЭНЕРГОГОБОРУДОВАНИЯ

Планирование ремонтных работ заключается в составлении месячных, квартальных и годовых плановых графиков ТОиР энергетического оборудования. График ТОиР энергетического оборудования представляет из себя таблицу, в первой вертикальной колонке которой дается перечень энергетического оборудования цеха (участка). По каждой единице оборудования, по месяцам года указывают какие виды ремонтных работ будут делать (профилактические работы и осмотры осуществляются при текущем обслуживании электриками-эксплуатационниками, в графике ТОиР указывают только текущие и капитальные ремонты, так как график ТОиР выполняют электрики-ремонтники). При этом вводят условное обозначение: О - осмотр, Т - текущей ремонт, К - капитальный ремонт. Кроме того, в графике ТОиР по каждой единице оборудования указывают структуру ремонтного цикла, длительность ремонтного цикла и межремонтного периода, ремонтосложность текущего и капитального ремонта, суммарную ремонтосложность и суммарную трудоемкость.

График ТОиР составляет старший электрик цеха. В ОГЭ цеховые графики ТОиР рассматриваются и взаимоувязываются. Утверждает график ТОиР главный инженер завода. После утверждения этот документ обязательный для выполнения и никакие исправления и дополнения не допускаются.

Строят графики ТОиР энергетического оборудования на основе нормативов, указанных в положении о системе ТОиР оборудования. Основные нормативы графика ТОиР энергетического оборудования следующие:

1 Структура ремонтного цикла.

2 Длительность ремонтного цикла.

3 Понятие и длительность межремонтного периода.

4 Ремонтосложность текущего ремонта.

5 Ремонтосложность капитального ремонта.

6 Трудоемкость ремонтных работ.

Ремонтный цикл - это работа агрегата между двумя капитальными ремонтами его или двумя вводами в эксплуатацию и первым капитальным ремонтом.

Структура ремонтного цикла - это количество и чередование ремонтных работ между двумя капитальными ремонтами агрегата или между вводом в эксплуатацию и первым капитальным ремонтом. Длительность ремонтного цикла - это время работы агрегата между двумя капитальными ремонтами его или между вводом в эксплуатацию агрегата и его первым капитальным ремонтом.

Межремонтный период - это время работы агрегата между двумя соседними ремонтами его. Длительность ремонтного цикла обозначается индексом Т_рмц_.Межремонтный период обозначается индексом Т_мр

Т_мр= Т_рмц/Q_мр,

где Q_мр - количество межремонтных периодов за ремонтный цикл.

Энергетическое оборудование разнообразно по видам сложности и точности. Чем сложнее по конструкции агрегат и чем выше требования его точности, тем выше сложность ремонта оборудования. Таким образом все энергетическое оборудование различно по сложности ремонта и техническому обслуживанию.

Ремонтосложность показывает долю ремонтосложности данного агрегата по отношению к эталонной группе.

Ремонтосложность текущего и капитального ремонта указывают по каждому агрегату в справочнике ТОиР. Если в справочнике указана только ремонтосложность капитального ремонта, ремонтосложность текущего ремонта определяют расчетным путем, она составляет 0,25 ремонтосложности капитального ремонта. Ремонтосложность текущего ремонта обозначается R_т. Ремонта сложности капитального ремонта обозначается R_к.

Трудоемкость ремонтных работ определяются в человеко-часах. Для определения трудоемкости ремонтных работ ремонтосложность умножается на эталонную группу. Для электротехнического оборудования, измерительной техники, эталонная группа 12,5. Для остального оборудования - 50.

Таблица 3.5.1

Предприятие УАЗ-СУАЛ Утверждаю _____________

Оборудование	Количество	Структура Ремонтного цикла	Длитель-ность периода, месяц	Ремон-тослож-ность	Вид и дата последнего ремонта	Месяцы года	Суммарная ремонтосложность	Суммар-ная трудоем-кость, чел/час	Суммарная годовая ремонтосложность	Суммарная годовая трудоемкость, чел-час
			Ремонтного цикла	Межремонт-ного периода	Текущего ремонта	Капитального ремонта		Январь	Февраль	Март	Апрель	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь	Октябрь	Ноябрь	Декабрь	Текущего ремонта	Капитального ремонта	Текущего ремонта	Капитального ремонта
1 АД с КЗР Р₁=18 кВт; Р₂=35 кВт	2	К - 9Т - К	120	12	0,4	1,0	Т₆, ноябрь 2007											Т₇		0,4	-	5	-	0,8	10
2 Вент.установка Р=0,18кВт; U=380в; Q=1350м³/ч	1	К - 5Т - К	48	8	0,4	1,6	Т₄, май 2007	Т5								К				0,4	1,6	5	20	2	25
3 Компрессор К 250 №1	1	К - 3Т - К	48	12	6	24	К, февраль 2005		Т3											6	-	72	-	6	72
4 Компрессор К 250 №2	1	К - 3Т - К	48	12	6	24	Т₂, март 2005			Т1										6	-	72	-	6	72
5 Компрессор К 250 №3	1	К - 3Т - К	48	12	6	24	Т₃,декабрь 2004												Т1	6	-	72	-	6	72
6 Компрессор К 250 №4	1	К - 3Т - К	48	12	6	24	Т₁, август 2006								Т3					6	-	72	-	6	72
7 Компрессор К 250 №5	1	К - 3Т - К	48	12	6	24	Т₂, июнь 2004						Т2							6	-	72	-	6	72
8 Компрессор К 250 №6	1	К - 3Т - К	48	12	6	24	Т₁, январь 2004	Т1												6	-	72	-	6	72
9 Компрессор К 250 №7	1	К - 3Т - К	48	12	6	24	Т₂, сентябрь 2006									К				-	24	-	288	24	288
10 Компрессор К 250 №8	1	К - 3Т - К	48	12	6	24	Т₁, апрель 2005										Т3			6	-	72	-	6	72
11 Эл. двиг. пост. тока Р=40кВт	1	К - 6Т - К	84	12	2,33	5,85	Т1, апрель 2005				Т4									2,33	-	29,125	-	2,33	29,125
12 Вент. устан. Р=30кВт; Q=12500м³/ч	2	К - 5Т - К	48	8	1	4,0	Т2, январь 2004	Т2								К				1	4,0	12,5	50	10	125
Итого	81,13	981,125
С учетом трех участков, всего	243,39	2943,375

Цех кальцинация Годовой график ППР энергетического оборудования 2008 Гл. инженер _____________

3.6 ПЛАНИРОВАНИЕ ПОТРЕБНОГО КОЛИЧЕСТВА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПЕСОНАЛА

Для того чтобы рассчитать потребное количество электриков-ремонтников и электриков-эксплуатационников необходимо знать, сколько часов за год они смогут отработать.

Для этого составляют баланс рабочего времени. Баланс рабочего времени составляют в следующей последовательности:

1 Календарный фонд, Ф_к

Ф_к= 24•365 = 8760 часов

2 Номинальный фонд, Ф_н

Ф_н - максимально возможное число часов работы каждого рабочего за год, исходя из режима работы.

3.1 Прерывное производство:

2.1.1 Нормальные условия - 40 часовая рабочая неделя, 8 часовой рабочий день:

Ф_н= (Д - В - А)•С+А?•С?,

где

Д - число календарных дней за год (365);

В - число выходных дней за год (В=2•52=104 дня);

С - продолжительность нормальной смены (8 часов);

А = А? + А??,

А? - количество укороченных дней за год;

А?? - количество праздничных дней за год;

А?? - 12 дней (1,2,3,4,5,7 января; 23 февраля; 8 марта; 1,8 мая; 12 июня; 4 ноября)

С? - продолжительность укороченной смены (7 часов).

2.1.2 Тяжёлые условия - 36 часовая рабочая неделя, 6 часовой рабочий день:

Ф_н= (Д - В - А??)•С,

где В = 1•52=52 дня;

А??- число праздничных дней за год (14 дней);

С = 6 часов.

3.2 Непрерывное производство:

2.2.1 Нормальные условия

Ф_н= (Д - В)•С,

где

Д = 365 дней;

В - число выходных дней за год согласно непрерывному скользящему графику сменности.

В непрерывном производстве с нормальными условиями возникает 4-х бригадный скользящий график сменности, согласно которому число выходных дней за год 92.

В = 92 дня, С = 8 часов.

2.2.2 Тяжёлые условия

Ф_н= (Д - В)•С,

где Д = 365 дней,

В = 52 дня,

С = 6 часов.

В непрерывном производстве с тяжёлыми условиями возникает 5-ти бригадный график, согласно которому число выходных дней за год 52 дня.

3 Плановые невыходы

3.1 Болезни, 4,5% от Ф_н.

3.2 Очередной и дополнительный отпуск, не менее 24 календарных дней.

3.3 Ученический отпуск, 0,2 - 0,3% от Ф_н.

3.4 Общественные и государственные обязанности, 0,2 - 0,3% от Ф_н (отпуск без сохранения содержания, а также нарушение трудовой дисциплины - прогул, не планируются).

Итого плановые невыходы, ?Н

4 Действительный фонд рабочего времени, Ф_д- это действительно возможное число часов работыкаждого рабочего за год:

Ф_д= Ф_н- ?Н

5 Коэффициент перехода от штатного состава к списочному, К_с

Результаты расчетов оформляем в таблицу 3.6.1

Таблица 3.6.1 Баланс рабочего времени

Показатели	Индекс	Единица измерения	Результат
			Электрики-ремонтники	Электрики-эксплуатацион-ники
1 Календарный фонд	Ф_к	час	8760	8760
2 Номинальный фонд Для электриков-ремонтников Для электриков-эксплуатационников:	Ф_Н	час	1988	2184
3 Плановые невыходы 3.1 Болезни Для электриков-ремонтников Для электриков-эксплуатационников 3.2 Очередной и дополнительный отпуск Для электриков-ремонтников Для электриков-эксплуатационников 3.3 Ученический отпуск Для электриков-ремонтников Для электриков-эксплуатационников		час час час	79 336 6	131 336 7
3.4 Общественные и государственные обязанности Для электриков-ремонтников Для электриков-эксплуатационников Итого плановые невыходы Для электриков-ремонтников Для электриков-эксплуатационников	?Н	час час	4 425	4 478
4 Действительный фонд Для электриков-ремонтников Для электриков-эксплуатационников	Ф_д	час	1560	1706
5 Коэффициент перехода от штатного состава к списочному Для электриков-ремонтников Для электриков-эксплуатационников	К_С		1,27	1,28

Расчет потребного количества энергетического персонала

1 Электрики-ремонтники,

2 человека

2 Электрики-эксплуатационники,

3 человека

Таблица 3.6.2 Ведомость энергетического персонала

Профессия	Разряд	Количество рабочих	Часовая тарифная ставка	Средний разряд
1 Электрики-ремонтники	6 5	1 1	49,37 42,33	5,5
2 Электрики-эксплуатационники	6 6	1 2	49,37 42,33	5,33

Расчет среднего разряда энергетического персонала

1 Электрики-ремонтники,

2 Электрики-эксплуатационники,

3.7 ПЛАНИРОВАНИЕ ЗАРАБОТНОЙ ПЛАТЫ

Планирование заработной платы заключается в составлении месячных, квартальных и годовых фондов заработной платы.

Любой фонд заработной платы представляет из себя расчёт суммы денежных средств, которые необходимо выплатить рабочим и служащим за их работу за месяц, если месячный фонд, за квартал, если квартальный фонд, за год, если годовой фонд.

Любой фонд заработной платы состоит из двух основных частей:

1 Основная заработная плата.

2 Дополнительная заработная плата.

Основная заработная плата - это заработная плата за выполненную работу, отработанное время, а также все доплаты связанные с работой.

Состав основной заработной платы следующий:

1 Прямая заработная плата (за отработанное время и выполненную

работу).

2 Премия.

3 Доплата за работу в ночное время.

4 Доплата за работу в праздничные дни.

5 Доплата за руководство бригадой.

6 Доплата за обучение учеников, наставничество.

7 Доплата за личное клеймо и другое.

Дополнительная заработная плата вообще не связана ни с работой, ни с отработанным временем. Она предусмотрена трудовым законодательством.

Состав дополнительной заработной платы следующий:

1 Оплата очередного, дополнительного и ученического отпусков.

2 Оплата выполнения общественных и государственных обязанностей.

3 Доплата за выслугу лет.

4 Оплата льготных часов подростков.

5 Оплата часов кормления ребенка.

Методика укрупненного расчета годового фонда заработной платы

1 Фонд основной заработной платы

1.1 Фонд прямой заработной платы, Ф_П

1.1.1 Сдельная форма оплаты

,

где чтс - часовая тарифная ставка соответствующего разряда, руб;

Нt_(ч)- норма времени на единицу продукции, час;

К_в - коэффициент выполнения норм;

П - годовая программа выпуска продукции.

1.1.2 Повременная форма оплаты

,

где Р_С - списочное количество рабочих данного разряда;

Ф_Д - годовой действительный фонд рабочего времени по балансу в часах.

1.1.3 Окладная форма

,

где О - месячный оклад работника данной должности;

Р_С - списочное количество работников данной должности.

1.2 Фонд премий, Ф_пр

,

где n% - средний процент ночных доплат.

1.3 Фонд ночных доплат, Ф_нд

,

где нд% - процент ночных доплат.

Ночным считается время с 22⁰⁰ до 60⁰⁰.

Доплата за работу в ночное время осуществляется в размере 40% чтс за каждый час ночной работы.

При двухсменном режиме работы:

При трехсменном и четырехсменном:

1.4 Фонд праздничных доплат, Ф_пд

,

где пд% - процент праздничных доплат

,

где чпд - число праздничных часов за год;

Ф_Н - номинальный фонд рабочего времени по балансу в часах в нормальных условиях часов, в тяжёлых условиях часа.

1.5 Фонд бригадирских доплат, Ф_бр

,

где бр% - процент бригадирских доплат.

Количество человек в бригаде, при котором назначают бригадира - 5 человек и больше.

При составе бригады 5-10 человек бр% - 10%, при составе бригады более 10 человек бр% - 15%.

Итого фонд основной заработной платы с учеом поясного коэффициента, Ф_ОС

,

где К_п - поясной коэффициент, который на Среднем Урале равен 1,15

2 Фонд основной заработной платы

2.1 Фонд оплаты отпусков, Ф_ОТ

,

где от% - процент оплаты за отпуск

,

где чот - число часов очередного, дополнительного и ученического отпусков по балансу.

2.2 Фонд оплаты общественных и государственных обязанностей, Ф_го

,

где го% - процент оплаты общественных и государственных обязанностей

,

где ч_го - число часов общественных и государственных обязанностей по балансу.

2.3 Фонд доплат за выслугу лет, Ф_вл

Итого фонд дополнительной заработной платы, Ф_доп

3 Общий годовой фонд заработной платы, Ф

4 Фонд выплат по итогам года, Ф_МП

5 Среднемесячная заработная плата на одного рабочего, З_ср

,

где Р_С - списочное количество рабочих данного разряда.

Профессия	Разряд	Количество рабочих	Часовая тарифная ставка, руб	Годовой действительный фонд рабочего времени, час	Фонд основной заработной платы, руб	Фонд дополнительной заработной платы, руб	Общий годовой фонд заработной платы, руб	Фонд выплат по итогам года, руб	Среднемесячная заработная плата на одного рабочего, руб
					Фонд прямой заработной платы	Фонд премий	Фонд ночных доплат	Фонд праздничных доплат	Фонд бригадирских доплат	Итого с поясным коэффициентом	Фонд оплаты отпусков	Фонд оплаты общественных и государственных обязанностей	Фонд выслуги лет	Итого
1 Электрики-ремонтники	6	1	49,37	1560	154034,4	81638,23	-	-	-	271023,52	46561,84	542,05	10268,96	57372,85	328396,37	15403,44	14325
	5	1	42,33		132069,6	69996,89	-	-	-	232376,46	39922,28	464,75	8804,64	49191,67	281568,13	13206,96	12282,3
2 Электрики-эксплуата-ционники	6	1	49,37	1706	252675,66	98543,51	33681,67	8338,3	-	452225,01	70592,32	814,01	16845,04	88251,37	540476,38	25267,57	15715,11
	5	2	42,33		216644,94	84491,53	28878,77	7149,28	-	387739,2	60526,09	697,93	14443	75667,02	463406,22	21664,5	13474,19
Итого					755424,6	334670,16	62560,44	15487,58	-	1343364,19	217602,53	2518,74	50361,64	270482,91	1613847,1	75542,47

Таблица 3.7.1 Годовой фонд заработной платы

3.8 СМЕТА ЗАТРАТ НА КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ СИНХРОННОГО ТРЕХФАЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Смета затрат на капитальный ремонт агрегата показывает расчет суммы денежных средств, которую необходимо затратить на выполнение капитального ремонта агрегата.

Смета затрат на капитальный ремонт агрегата, складывается из следующих статьей затрат:

1 Затраты на сырье, материалы, узлы, детали, идущие на выполнение капитального ремонта.

2 Заработная плата ремонтных рабочих.

3 Накладные расходы.

Для расчета первой статьи - затраты на сырье, материалы, узлы, детали, необходимо составить полный перечень заменяемых при капитальном ремонте деталей, узлов, материалов, их количество, цену за единицу, вид и количество используемого сырья, материалов, цену за единицу, а также учитывают коэффициент транспортно-заготовительных расходов, который составляет 1,2.

Расчет ведут по каждой позиции умножением цены на количество и на коэффициент транспортно-заготовительных расходов.

Вторая статья - заработная плата ремонтных рабочих складывается из следующих подстатей:

2.1 Прямая заработная плата.

2.2 Премия и доплаты.

2.3 Поясная надбавка.

2.4 Отчисление на социальные нужды.

Отчисления на социальные нужды - это в основном отчисления в пенсионный фонд и на пособие по безработице.

Для расчета подстатьи 2.1 - прямая заработная плата необходимо составить подробный перечень работ по капитальному ремонту агрегата. В этом перечне работ должны быть следующие комплексные группы работ:

1 Вывод агрегата в ремонт.

2 Разборка агрегата в технологической последовательности.

3 Замена, ремонт и сборка в последовательности обратной технологической.

4 Пуско-наладочные работы (при ремонте двигателя обязательно должна быть следующая работа - ремонт активной части).

По каждой работе необходимо знать разряд, часовую тарифную ставку и трудоемкость.

Трудоемкость капитального ремонта агрегата определяется умножением ремонтосложности капитального ремонта на эталонную группу. Определенную таким образом трудоемкость капитального ремонта разбрасывают по всем работам. Расчет ведут по каждой позиции умножением часовой тарифной ставки на трудоемкость и полученные произведения по всем работам складывают.

Расчет подстатьи 2.2 - премия и доплаты ведут в процентах от прямой заработной платы. Средняя величина процентов - 40-50%.

Подстатья 2.3 - поясная надбавка определяется в процентах от суммы прямой, премий и доплат. На среднем Урале поясная надбавка 15%.

Подстатья 2.4 - отчисления на социальные нужды, определяется в процентах от суммы прямой заработной платы, премий и доплат. Нормативная ставка процентов - 38,6%.

Статья 3 - накладные расходы складываются из следующих подстатьей:

3.1 Плановые накопления (идут на развитие энергетического хозяйства завода).

3.2 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования.

3.3 Общепроизводственные расходы (идут в основном на заработную плату цехового управленческого и обслуживающего персонала, на технику безопасности и т. д.) .

3.4 Общехозяйственные расходы (идут в основном на заработную плату заводского управленческого персонала, конторские расходы, почтово-телеграфные, телефонные и т. д.).

Каждая из перечисленных подстатьей определяется в процентах от прямой заработной платы. Средние величины процентов следующие:

- Плановые накопления 5 - 10%.

- Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования 20 - 40%.

- Общепроизводственные расходы 40 - 60%.

- Общехозяйственные расходы 60 - 80%.

Агрегат синхронный трехфазный двигатель мощностью 1600 кВт

Таблица 3.8.1 Сырье, детали, узлы, материалы

Статья 1

Наименование сырья, материалов, деталей, узлов	Количество	Цена за единицу, руб	Коэффициент транспортно-заготовительных расходов	Сумма, руб
1 Обмотка статора	1	1200000	1,2	1440000
2 Обмотка ротора	1	800000	1,2	960000
3 Щетки	6	150	1,2	1080
4 Щеткодержатели	6	700	1,2	5040
5 Коллекторные пластины	50	1100	1,2	66000
6 Вентилятор	1	40000	1,2	48000
7 Подшипники скольжения	2	65000	1,2	156000
8 Прокладки и втулки изоляционные	1 комплект	5000	1,2	6000
9 Вал	1	300000	1,2	360000
10 Прокладки уплотнительные	1 комплект	3000	1,2	3600
11 Корпус подшипников скольжения	2	20000	1,2	48000
12 Корпус упорно-опорного подшипника	1	25000	1,2	30000
13 Рабочий масляный насос	1	150000	1,2	180000
14 Термопары	3	1000	1,2	3600
15 Опорно-упорный подшипник	1	60000	1,2	72000
16 Манометры	6	400	1,2	2880
17 Метизы	1 комплект	2000	1,2	2400
18 Краска	100 кг	10000	1,2	12000
19 Вспомогательные материалы	-	8000	1,2	9600
20 Выводные изоляторы	16	2000	1,2	38400
21 Шестерня для рабочего масляного насоса	1	2500	1,2	3000
Итого				3447600

Статья 2 Заработная плата ремонтных работ

2.1 Таблица 3.8.2 Прямая заработная плата

Работы по капитальному ремонту	Разряд	Часовая тарифная ставка, руб	Трудоемкость, чел-час	Сумма, руб
1 Вывод в ремонт	6	49,37	4	197,48
2 Наружный осмотр, очистка	5	42,33	16	677,28
3 Снятие смотрового люка	5	42,33	1	42,33
4 Снятие щеток и щеткодержателей	5	42,33	7	296,31
5 Разборка и выемка подшипников	5	42,33	10	423,3
6 Разборка муфты	5	42,33	4	169,32
7 Разборка клеммныых соединений	5	42,33	4	169,32
8 Снятие выводных изоляторов	5	42,33	2	84,66
9 Снятие кожуха двигателя	5	42,33	8	339,64
10 Снятие верхней части статора	5	42,33	12	507,96
11 Выемка ротора с валом	6	49,37	6	296,22
12 Спрессовка шестерни	5	42,33	1	42,33
13 Снятие вентилятора	5	42,33	4	169,32
14 Дефектировка и составление дефектной ведомости	6	49,37	32	1579,84
15 Запрессовка вала	6	49,37	32	1579,84
16 Демонтаж старых обмоток	5	42,33	32	1354,56
17 Частичная замена коллекторных пластин	6	49,37	32	1579,84
18 Укладка новой обмотки	5	42,33	48	2031,84
19 Напрессовка вентилятора	5	42,33	8	338,64
20 Пришабривание подшипников по валу	6	49,37	8	394,96
21 Укладка ротора	6	49,37	8	394,96
22 Установка термопар	5	42,33	2	84,66
23 Центровка вала	6	49,37	8	394,96
24 Установка крышек подшипников	5	42,33	7	296,31
25 Установка верхней половины статора	6	49,37	18	888,66
26 Установка кожуха двигателя	5	42,33	16	677,28
27 Сборка и изолировка клеммных соединений	5	42,33	16	677,28
28 Напрессовка шестерни	5	42,33	2	84,66
29 Монтаж масляного насоса	5	42,33	6	253,98
30 Установка щеток и щеткодержателей	6	49,37	14	691,18
31 Сборка муфты	5	42,33	8	338,64
32 Установка смотрового люка	5	42,33	1	42,33
33 Установка манометров	5	42,33	2	84,66
34 Пуско-наладочные работы	6	49,37	32	1579,84
Итого				18764,39

2.2 Премия и доплаты

руб.

2.3 Поясная надбавка

руб.

2.4 Отчисления на социальные нужды

руб.

Итого по статье 2

руб.

Статья 3 Накладные расходы

3.1 Плановые накопления

руб.

3.2 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования

руб.

3.3 Общепроизводственные расходы

руб.

3.4 Общехозяйственные расходы

руб.

Итого по статье 3

руб.

Всего по смете

руб.

Таблица 3.8.3 Смета затрат на капитальный ремонт агрегата

Агрегат синхронный трехфазный двигатель мощностью 1600 кВт

Статьи затрат	Сумма, руб.
1 Сырье, материалы, детали, узлы	3447600
2 Заработная плата ремонтных рабочих
2.1 Прямая заработная плата	18764,39
2.2 Дополнительная заработная плата и доплаты	9382,2
2.3 Поясная надбавка	4222
2.4 Отчисления на социальные нужды	10864,58
Итого по статье 2	43233,17
3 Накладные расходы
3.1 Плановые накопления	1876,44
3.2 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования	3752,88
3.3 Общепроизводственные расходы	7505,76
3.4 Общехозяйственные расходы	11258,63
Итого по статье 3	24393,71
Всего по смете	3515226,88

3.9 СЕТЕВОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ

В настоящие время в связи с большим объемом работ, в выполнении которых участвуют много лиц, коллективов, традиционными методами управления и планирования обойтись невозможно. Для управления большим объемом работы используют метод СПУ. Этот метод применяется при проектировании, строительстве, расширении, реконструкции, при выполнении капитальных ремонтов крупных агрегатов и т.д. Суть СПУ заключается в графическом изображении всего комплекса работ в виде сетевого графика или сетевой модели и управлении с помощью построенного графика ходом выполнения работ.

К основным определениям сетевого планирования относят:

- работа;

- событие;

- путь.

Работа с точки зрения экономики и производственного процесса - это процесс, требующий затрат.

Различают следующие виды работ:

- действительная;

- ожидание;

- фиктивная.

Действительная работа требует затрат времени, материалов, труда, денег.

Ожидание - это работа, требующая только затрат времени.

На сетевом графике действительная работа и ожидание изображается сплошной стрелкой.

Фиктивная работа не требует никаких затрат - это логическая связь между двумя работами, которая показывает, что данная работа не может быть сделана до тех пор, пока не будет сделана с ней связанная другая работа.

Фиктивная работа на сетевом графике изображается пунктирной стрелкой.

Событие - это все то, о чем можно сказать произошло оно или нет.

Событие показывает, что данная работа или группа работ закончены. На сетевом графике события изображаются кружком. Различают следующие виды событий: начальное, конечное, предыдущие, последующие.

Начальное событие показывает, что с данного момента начали выполнять задание. Начальное событие нумеруется цифрой 0.

Конечное событие показывает, что все задание в целом выполнено.

С точки зрения какого-либо события внутри графика событие, совершившееся до него является, предыдущим, после него последующим.

Путь - это любая последовательность работ сетевого графика.

Различают следующие виды путей:

1 Начальный путь.

2 Конечный путь.

3 Промежуточный путь.

4 Полный путь.

Начало начального пути совпадает с начальным событием, а конец с каким-либо событием внутри графика. Начало конечного пути совпадает с каким-либо событием внутри графика, а конец с завершенным. Начало и конец промежуточного пути совпадает с какими-либо событиями внутри графика. Начало полного пути совпадает с начальным событием, а конец с завершенным. На сетевом графике может быть несколько полных путей.

Таблица 3.9.1 Исходные данные построения и расчета сетевого графика на капитальный ремонт двигателя

Работы по капитальному ремонту	Трудоемкость, чел-час	Шифр работы
1 Вывод в ремонт	4	0-1
2 Наружный осмотр, очистка	4	1-2
3 Снятие смотрового люка	16	2-3
4 Снятие щеток и щеткодержателей	1	3-4
5 Разборка и выемка подшипников	7	2-5
6 Разборка муфты	10	2-6
7 Разборка клеммныых соединений	4	4-7
8 Снятие выводных изоляторов	4	7-8
9 Снятие кожуха двигателя	2	5-15
10 Снятие верхней части статора	8	8-10
11 Выемка ротора с валом	12	10-11
12 Спрессовка шестерни	6	11-12
13 Снятие вентилятора	1	12-13
14 Дефектировка и составление дефектной ведомости	4	13-14
15 Запрессовка вала	32	13-15
16 Демонтаж старых обмоток	32	15-16
17 Частичная замена коллекторных пластин	32	16-17
18 Укладка новой обмотки	48	17-18
19 Напрессовка вентилятора	8	18-19
20 Пришабривание подшипников по валу	8	19-20
21 Укладка ротора	8	20-21
22 Установка термопар	2	14-22
23 Центровка вала	8	21-23
24 Установка крышек подшипников	7	15-24
25 Установка верхней половины статора	18	23-25
26 Установка кожуха двигателя	16	25-26
27 Сборка и изолировка клеммных соединений	16	26-27
28 Напрессовка шестерни	2	27-28
29 Монтаж масляного насоса	6	24-29
30 Установка щеток и щеткодержателей	14	22-28
31 Сборка муфты	8	28-34
32 Установка смотрового люка	1	28-32
33 Установка манометров	2	28-33
34 Пуско-наладочные работы	32	28-34

3.10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЕКТА

Таблица 3.10.1 Технико-экономические показатели проекта

Показатели	Индекс	Единицы измерения	Результат
1 Режим работы цеха	непрерывный
2 Условия работы цеха	нормальные
3 Суммарная годовая трудоемкость ремонтных работ по графику ТОиР оборудования участка	Q	чел-час	981,125
3.1 Суммарная годовая трудоемкость ремонтных работ по графику ТОиР оборудования с учетом трех участков			2943.375
4 Суммарная годовая ремонтосложность ремонтных работ по графику ТОиР оборудования участка	? re	-	81,13
4.1 Суммарная годовая ремонтосложность ремонтных работ по графику ТОиР оборудования с учетом трех участков			243,39
5 Годовой действительный фонд рабочего времени	Ф_Д	час
5.1 Электрики-ремонтники			1560
5.2 Электрики-эксплуатационники			1706
6 Списочное количество энергетического персонала участка
6.1 Электрики-ремонтники		кол-чел	2
6.2 Электрики-эксплуатационники		кол-чел	3
7 Средний разряд энергетического персонала
7.1 Электрики-ремонтники		-	5,5
7.2 Электрики-эксплуатационники		-	5,33
8 Общий годовой фонд заработной платы	Ф	руб
8.1 Электрики-ремонтники			609964,5
8.2 Электрики-эксплуатационники			1003882,6
9 Смета затрат на капитальный ремонт СТД	-	руб	3515226,88
10 Длительность критического пути сетевого графика по капитальному ремонту СТД	ТК_Р	час	315

Рисунок 3.10.1 Сетевой график капитального ремонта синхронного трехфазного двигателя (СТД)

Критический путь 0-1-2-3-5-7-8-9-10-11-12-14-16-18-19-20-21-22-23-24-25-26-27-30-31

3.11 РАСЧЕТ СТОИМОСТИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Промышленное предприятие заключает с электроснабжающей организацией договор на потребление электроэнергии, в котором указывается допустимая присоединенная мощность предприятия в часы максимума нагрузок, где особое значение для экономии электроэнергии имеют вопросы снижения электрической нагрузки предприятия в часы максимума энергосистемы с 8 до 11 часов и с 17 до 22 часов. Завышение заявленного максимума присоединенной мощности влечет за собой увеличение средств на оплату потреблённой электроэнергии (надбавки к тарифу) и, соответственно, влияет на себестоимость изготовляемой предприятием промышленной продукции.

Присоединенная мощность - это суммарная мощность, присоединенная к источнику.

Под тарифами понимается система отпускных цен на электроэнергию, дифференцированных для различных потребителей. Тарифы разрабатываются комитетом энергетики и утверждаются постановлением правительства по субъекту-федерации. В урегулировании тарифов могут участвовать представители заинтересованных предприятий или ведомств.

В основу тарифа закладывается полная стоимость электроэнергии. В последнее время тарифы, предусмотренные прейскурантом цен на электроэнергию, корректируются с учетом инфляционных коэффициентов.

Согласно прейскуранту предусматривается две системы тарифов: одноставочный и двухставочный.

По одноставочному тарифу производится оплата электроэнергии предприятиями с присоединенной мощностью до 750кВА.

где: b - тарифная ставка за 1кВт.ч израсходованной электроэнергии (руб/кВт.ч);

W_a - израсходованная электроэнергия, учтенная счетчиком за расчетный период.

По одноставочному тарифу за электроэнергию платят некоторые промышленные потребители и приравненные к ним не промышленные, коммунальные.

Двухставочный тариф состоит из основной и дополнительной ставок. За основную принимается плата (годовая) за 1кВт присоединённой договорной максимальной, 30-ти минутной мощности предприятия, участвующей в максимуме энергосистемы:

где: а - основная тарифная ставка;

Р_р - расчетная мощность предприятия (цеха);

b - дополнительная ставка предусматривает плату за израсходованную в кВт.ч электроэнергию, учтенную счетчиком;

W_a - мощность, учтенная счетчиком.

Рассчитаем мощность потребляемой электроэнергии для компрессорной станции по двухставочному тарифу, так как мощность компрессорной больше 750кВА:

а = 83,534 руб;

b = 1,25 руб;

Р_р = 11196,13 кВт;

W_a = 11196,13кВт.5000часов = 55980650 руб.

3.12 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА СЖАТОГО ВОЗДУХА И РАБОТЫ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ФИЛИАЛА 'УАЗ-РУСАЛ'

Филиал 'УАЗ РУСАЛ' - потребитель большого количества сжатого воздуха, который используется при производстве глинозема и алюминия, а также вспомогательными цехами. Выработка сжатого воздуха осуществляется на заводе двумя компрессорными станциями - № 1 и 2 (КС1 и КС2), работающими на общую систему воздухоснабжения. Учитывая значительное потребление электроэнергии компрессорными станциями, одним из важных направлений повышения эффективности использования энергоносителей является снижение потерь при производстве, распределении и потреблении сжатого воздуха на заводе. Это направление нашло отражение в программе энергосбережения Филиала 'УАЗ РУСАЛ'.

Производство сжатого воздуха осуществляется 11 турбокомпрессорами, 8 из которых установлены на КС1 и 3 - на КС2. Все турбокомпрессоры изготовлены Хабаровским заводом 'Энергомаш' (типов К-250-61-5, К-250-61-2 и ЦТК-275/9). Основные сведения о турбокомпрессорах приведены в таблице 3.11.1. В качестве приводных машин турбокомпрессоров используются синхронные двигатели типа СТД-1600-2 номинальной мощностью 1600 кВт. Давление на выходе компрессоров составляет 5-7 кгс/см² (0,5 -0,7 МПа).

Таблица 3.11.1 Основные данные различных типов компрессоров

Тип турбокомпрессора	Номинальные параметры	Номер компрессор-ной станции	Число турбоком-прессоров
	Производительность, м³/мин	Абсолютное давление, кгс/см²	Мощность, кВт	Частота вращения, об/мин
К-250-61-5 К-250-61-2 ЦТК-275/9	255 250 275	9 9 9	1470 1470 1535	10935 10923 11276	1 1, 2 1	6 4 1

Схема системы воздухоснабжения основных цехов завода приведена на рисунке 3.11.1. Потребителями сжатого воздуха являются: в глиноземном цехе - технологические установки, в которых осуществляется перемешивание растворов и пульпы, пневмотранспорт растворов и пульпы, пневмомашины и пневмоустройства; в электролизном цехе - электролизеры, где производится выплавка металла, пневмотранспорт глинозема, газоочистные установки и пневмомашины; в цехе тепловодоснабжения - система промывки механических фильтров на участке химводоочистки; в железнодорожном цехе - система обдува стрелок. Во всех перечисленных цехах, а также в электроцехе, электротермическом, литейно-механическом и других цехах применяется пневмоинструмент.

Рисунок 3.11.1 Система воздухоснабжения основных цехов завода

Отметим главные причины, вызывающие неэффективное потребление электроэнергии при производстве и распределении сжатого воздуха.

Резко меняющийся график потребления сжатого воздуха основными потребителями (цех кальцинации, глиноземный и электролизные цеха, склад соды и др.) вызывал значительные колебания давления в системе воздухоснабжения. Для его стабилизации при быстром сокращении потребления сжатого. воздуха и резком возрастании давления до 7 кгс/см² и более сжатый воздух сбрасывался в атмосферу путем открытия противопомпаж-ных клапанов у одного или двух турбокомпрессоров на КС2. Такой способ регулирования давления в системе воздухоснабжения неэкономичен, так как обусловливает большие потери электроэнергии.

Неэффективная работа сетчатых масляных фильтров на всасе турбокомпрессоров и отсутствие очистки охлаждающей воды приводили к быстрому загрязнению поверхностей промежуточных воздухоохладителей и недостаточному охлаждению сжатого воздуха в некоторых промежуточных воздухоохладителях (соответственно до 73, 80, 82, 104 °С). Повышение температуры сжатого воздуха, выходящего из промежуточного воздухоохладителя, на 6°С обусловливает увеличение расхода электроэнергии на его сжатие на 1 %. Поэтому повышенная температура сжатого воздуха в каждом промежуточном воздухоохладителе вызывала существенное дополнительное потребление электроэнергии приводными двигателями.

Для повышения эффективности производства и передачи сжатого воздуха было проведено обследование режимов работы турбокомпрессоров и системы воздухо снабжения Филиала 'УАЗ РУСАЛ'. По результатам обследования были даны рекомендации, часть из которых специалистами завода и ОАО 'Уралэ-нергоцветмет' уже реализована. Основная часть разработанных рекомендаций по снижению потерь на производство сжатого воздуха сводится к следующему:

- расширен диапазон дроссельного регулирования на всасе турбокомпрессоров в 1,5-2 раза при сохранении надежности работы;

- обеспечено максимальное давление на нагнетании 7,3-7,5 кгс/см² при исключении помпажа;

- изменен режим работы компрессорных станций: на КС1 два-три турбокомпрессора работают с максимальной производительностью и один-два турбокомпрессора - в режиме регулирования производительности; на КС2 соответственно работают в этих режимах по одному турбокомпрессору; в некоторых случаях оба турбокомпрессора для исключения помпажа работают либо с максимальной производительностью, либо в режиме ее регулирования (например, при разгрузке соды из вагонов).

В результате расчета и обследования системы воздухоснабжения, а также учета потерь давления в воздухопроводе до основных потребителей (0,5-0,6 кгс/см²) среднее заданное давление сжатого воздуха уменьшено на 0,5 кгс/см². При этом диапазон изменения среднего давления составил 5,8-6,5 кгс/см². Такое решение позволило при сохранении работоспособности всех потребителей снизить потребление электроэнергии.

Внедрен и ряд других мероприятий:

- осуществляется чистка промежуточных воздухоохладителей по мере их загрязнения (но не реже 1 раза в квартал);

- изготовлены и установлены глушители шума на сбросных воздухопроводах каждого турбокомпрессора;

- устранены утечки сжатого воздуха через противопомпажные клапаны путем корректировки настройки концевых микровыключателей и притирки клапанов к седлам;

- проведены успешные испытания упрощенной системы пневмотранспорта глинозема из цеха кальцинации в корпусные силоса нового электролизного цеха, исключающей промежуточный камерный насос.

В результате внедрения всех мероприятий экономия электроэнергии на производство сжатого воздуха составила более 2 млн. кВт * ч в год. Кроме того, значительно снижен уровень шума во время пусков и остановов турбокомпрессоров, а также при сбросе сжатого воздуха благодаря установке шумоглушителей.

В ближайшее время запланированы:

- переход от ручного регулирования давления к автоматическому с использованием

- электронных регуляторов на каждом турбокомпрессоре и одного общестанционного регулятора давления сжатого воздуха на КС1;

- внедрение высокоэффективных фильтров для очистки охлаждающей воды на каждом турбокомпрессоре;

- модернизация воздухопровода пневмотранспорта глинозема из цеха кальцинации в корпусные силоса цеха 'Комплекс электролиза' с целью сокращения расхода сжатого воздуха на 8000-10000м³/ч.

- Реализация этих мероприятий позволит существенно снизить потери на производство и передачу сжатого воздуха и обеспечить дополнительное снижение потребления электроэнергии.

4. ОХРАНА ТРУДА

4.1 ОРГАНИЗАЦИЯ РЕМОНТОВ, ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРОРОБОРУДОВАНИЯ РУ 10кВ

Работы в электроустановках в отношении мер безопасности подразделяются на выполняемые: со снятием напряжения; без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи их; без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением.

К работам, выполняемым со снятием напряжения, относятся работы, которые производятся в электроустановке (или части её), в которой с токоведущих частей снято напряжение.

К работам, выполняемым без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи их, относятся работы, проводимые непосредственно на этих частях. Эти работы должны выполнять не менее чем два лица, из которых производитель работ должен иметь группу по электробезопасности не ниже четвёртой остальные - не ниже третьей.

Работой без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением, считается работа, при которой исключено случайное приближение работающих людей и используемых ими ремонтной оснастки и инструмента к токоведущим частям на расстояние меньше установленного ПТБ и не требуется принятие технических или организационных мер для предотвращения такого приближения.

До начала ремонтных работ необходимо выполнить технические и организационные мероприятия, по обеспечение электробезопасности работающих.

К техническим мероприятиям по обеспечению безопасности работ относятся:

- производство отключений и принятие мер, препятствующих подаче напряжения на место работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационной аппаратуры;

- вывешивание запрещающих плакатов на приводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационной аппаратурой;

- проверка отсутствия напряжения на токоведущих частях, которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током;

- наложение заземления (включение заземляющих ножей, а там, где они отсутствуют, установка переносных заземлений);

- вывешивание предупреждающих и предписывающих плакатов, ограждение при необходимости рабочих мест и оставшихся под напряжением токоведущих частей. В зависимости от местных условий токоведущие части ограждаются до или после наложения заземления.

Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ в электроустановках, являются:

- оформление работ нарядом допуском, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

- допуск к работе;

- надзор во время работ;

- оформление перерывов в работе, переводов на другое рабочее место;

- окончание работы.

Ответственными за безопасность работ являются:

- лицо, выдающее наряд, отдающее распоряжение. Которое должно иметь группу не ниже 5 в электроустановках до 1кВ и не ниже 4 в установках выше 1кВ;

- допускающий - ответственное лицо из оперативного персонала. Должен иметь крупу не ниже 4 при работе в электроустановках выше 1кВ и не ниже 3 в электроустановках до 1кВ;

- ответственный руководитель работ назначается из числа лиц электротехнического персонала имеющих группу по электробезопасности не ниже 5. Назначение ответственного руководителя не требуется при работах по наряду в электроустановках напряжением до 1кВ;

- производитель работ, выполняемых по наряду в электроустановках выше 1кВ, должен иметь группу не ниже 4, в установках до 1 кВ - группу не ниже 3;

- наблюдающий назначается для надзора за бригадами строительных рабочих, разнорабочих и других лиц из неэлектротехнического персонала. Должен иметь группу не ниже 3;

- члены бригады.

В процессе эксплуатации электроустановок периодически проводятся профилактические испытания изоляции кабелей, трансформаторов, электрических машин, электрозащитных средств, позволяющие выявить и своевременно устранить дефекты изоляции, которые могут привести к авариям или электротравмам персонала.

Сроки испытаний устанавливаются лицам ответственным за электрохозяйство в соответствии с типовыми и заводскими инструкциями, в зависимости от местных условий и состояния установок.

Различают испытание при капитальном ремонте электрооборудования, испытания в процессе текущего ремонта и межремонтные испытания.

Испытания проводятся бригадами в составе не менее двух человек, из которых производитель работ должен иметь группу по электробезопасности не ниже 4, а остальные не ниже 3. В состав бригады, проводящей испытания, могут быть включены лица из ремонтного персонала с группой не ниже 2 для выполнения подготовительных работ, охраны испытываемого оборудования, а так же для соединения и разъединения шин.

Место испытаний, а также соединительные провода, которые при испытании находятся под напряжением, ограждаются, и у места испытания выставляется наблюдающий. В качестве ограждений могут применяться щиты, барьеры, канаты с подвешенными на них плакатами 'Испытания. Опасно для жизни'.

При испытаниях кабеля, если противоположный конец его расположен в запертой камере, ячейке РУ или в помещении, на дверях или ограждении вывешивается плакат такого же содержания. До испытания изоляции КЛ, а также после него необходимо разрядить кабель на землю через добавочное сопротивление, наложить заземление и убедиться в отсутствии заряда. Лицо, производящее разрядку, должно пользоваться диэлектрическими перчатками, защитными очками и стоять на изолирующем основании.

Перед началом испытаний необходимо убедиться в отсутствии людей, работающих на той части электроустановки, к которой присоединён испытательный прибор, запретить находящимся вблизи него лицам прикасаться к токоведущим частям и, если это нужно, выставить охрану.

4.2 МЕРОПРИЯТИЯ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ БЕЗОПАСНОСТЬ РАБОТ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ

Все мероприятия, обеспечивающие безопасность, делятся на организационные и технические [2].

4.2.1 Организационные мероприятия

Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ в электроустановках, являются:

- оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

- допуск к работе;

- надзор во время работы;

- оформление перерыва в работе, перевода на другое место, окончания работы.

Ответственными за безопасное ведение работ являются:

- выдающий наряд, отдающий распоряжение, утверждающий перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

- ответственный руководитель работ;

- допускающий;

- производитель работ;

- наблюдающий;

- член бригады.

Выдающий наряд, отдающий распоряжение определяет необходимость и возможность безопасного выполнения работы. Он отвечает за достаточность и правильность указанных в наряде (распоряжении) мер безопасности, за качественный и количественный состав бригады и назначение ответственных за безопасность, а также за соответствие выполняемой работе групп перечисленных в наряде работников.

Ответственный руководитель работ назначается, как правило, при работах в электроустановках напряжением выше 1000 В. В электроустановках напряжением до 1000 В ответственный руководитель может не назначаться.

Ответственный руководитель работ отвечает за выполнение всех указанных в наряде мер безопасности и их достаточность, за принимаемые им дополнительные меры безопасности, за полноту и качество целевого инструктажа бригады, в том числе проводимого допускающим и производителем работ, а также за организацию безопасного ведения работ.

Ответственными руководителями работ назначаются работники из числа административно-технического персонала, имеющие группу V.

Допускающий отвечает за правильность и достаточность принятых мер безопасности и соответствие их мерам, указанным в наряде, характеру и месту работы, за правильный допуск к работе, а также за полноту и качество проводимого им инструктажа членов бригады.

Допускающие должны назначаться из числа оперативного персонала, за исключением допуска на ВЛ. В электроустановках напряжением выше 1000 В допускающий должен иметь группу IV, а в электроустановках до 1000 В - группу III.

Производитель работ отвечает:

- за соответствие подготовленного рабочего места указаниям наряда, дополнительные меры безопасности, необходимые по условиям выполнения работ;

- за четкость и полноту инструктажа членов бригады;

- за наличие, исправность и правильное применение необходимых средств защиты, инструмента, инвентаря и приспособлений;

- за сохранность на рабочем месте ограждений, плакатов, заземлений, запирающих устройств;

- за безопасное проведение работы и соблюдение настоящих Правил им самим и членами бригады;

- за осуществление постоянного контроля за членами бригады.

Производитель работ, выполняемых по наряду в электроустановках напряжением выше 1000 В, должен иметь группу IV, а в электроустановках напряжением до 1000 В - группу III.

Наблюдающий должен назначаться для надзора за бригадами, не имеющими права самостоятельно работать в электроустановках.

Наблюдающий отвечает:

- за соответствие подготовленного рабочего места указаниям, предусмотренным в наряде;

- за наличие и сохранность установленных на рабочем месте заземлений, ограждений, плакатов и знаков безопасности, запирающих устройств приводов;

- за безопасность членов бригады в отношении поражения электрическим током электроустановки.

Наблюдающим может назначаться работник, имеющий группу III.

Каждый член бригады должен выполнять требования ПОТ РМ и инструктивные указания, полученные при допуске к работе и во время работы, а также требования инструкций по охране труда соответствующих организаций.

Наряд выписывается в двух, а при передаче его по телефону, радио - в трех экземплярах. В последнем случае выдающий наряд выписывает один экземпляр, а работник, принимающий текст в виде телефоне - или радиограммы, факса или электронного письма, заполняет два экземпляра наряда и после обратной проверки указывает на месте подписи выдающего наряд его фамилию и инициалы, подтверждая правильность записи своей подписью.

В тех случаях, когда производитель работ назначается одновременно допускающим, наряд независимо от способа его передачи заполняется в двух экземплярах, один из которых остается у выдающего наряд.

В зависимости от местных условий (расположения диспетчерского пункта) один экземпляр наряда может оставаться у работника, разрешающего подготовку рабочего места (диспетчера).

Выдавать наряд разрешается на срок не более 15 календарных дней со дня начала работы. Наряд может быть продлен 1 раз на срок не более 15 календарных дней со дня продления. При перерывах в работе наряд остается действительным.

Продлевать наряд может работник, выдавший наряд, или другой работник, имеющий право выдачи наряда на работы в электроустановке.

Наряды, работы по которым полностью закончены, должны храниться в течение 30 суток, после чего они могут быть уничтожены. Если при выполнении работ по нарядам имели место аварии, инциденты или несчастные случаи, то эти наряды следует хранить в архиве организации вместе с материалами расследования.

Учет работ по нарядам ведется в Журнале учета работ по нарядам и распоряжениям (приложение № 5 к настоящим Правилам).

Распоряжение имеет разовый характер, срок его действия определяется продолжительностью рабочего дня исполнителей. При необходимости продолжения работы, при изменении условий работы или состава бригады распоряжение должно отдаваться заново.

При перерывах в работе в течение дня повторный допуск осуществляется производителем работ.

4.2.2 Технические мероприятия

При подготовке рабочего места со снятием напряжения должны быть в указанном порядке выполнены следующие технические мероприятия:

- произведены необходимые отключения и приняты меры, препятствующие подаче напряжения на место работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов;

- на приводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационных аппаратов должны быть вывешены запрещающие плакаты;

- проверено отсутствие напряжения на токоведущих частях, которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током;

- наложено заземление (включены заземляющие ножи, а там, где они отсутствуют, установлены переносные заземления);

- вывешены указательные плакаты 'Заземлено', ограждены при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части, вывешены предупреждающие и предписывающие плакаты.

4.2.3 Меры безопасности при работе с электродвигателями

Если работа на электродвигателе или приводимом им в движение механизме связана с прикосновением к токоведущим и вращающимся частям, электродвигатель должен быть отключен с выполнением предусмотренных настоящими Правилами технических мероприятий, предотвращающих его ошибочное включение [2]. При этом у двухскоростного электродвигателя должны быть отключены и разобраны обе цепи питания обмоток статора.

Работа, не связанная с прикосновением к токоведущим или вращающимся частям электродвигателя и приводимого им в движение механизма, может производиться на работающем электродвигателе.

Не допускается снимать ограждения вращающихся частей работающих электродвигателя и механизма.

При работе на электродвигателе допускается установка заземления на любом участке кабельной линии, соединяющей электродвигатель с секцией РУ, щитом, сборкой.

Если работы на электродвигателе рассчитаны на длительный срок, не выполняются или прерваны на несколько дней, то отсоединенная от него кабельная линия должна быть заземлена также со стороны электродвигателя.

В тех случаях, когда сечение жил кабеля не позволяет применять переносные заземления, у электродвигателей напряжением до 1000 В допускается заземлять кабельную линию медным проводником сечением не менее сечения жилы кабеля либо соединять между собой жилы кабеля и изолировать их. Такое заземление или соединение жил кабеля должно учитываться в оперативной документации наравне с переносным заземлением.

Перед допуском к работам на электродвигателях, способных к вращению за счет соединенных с ними механизмов (дымососы, вентиляторы, насосы и др.), штурвалы запорной арматуры (задвижек, вентилей, шиберов и т.п.) должны быть заперты на замок. Кроме того, приняты меры по затормаживанию роторов электродвигателей или расцеплению соединительных муфт.

Необходимые операции с запорной арматурой должны быть согласованы с начальником смены технологического цеха, участка с записью в оперативном журнале.

Со схем ручного дистанционного и автоматического управления электроприводами запорной арматуры, направляющих аппаратов должно быть снято напряжение.

На штурвалах задвижек, шиберов, вентилей должны быть вывешены плакаты 'Не открывать! Работают люди', а на ключах, кнопках управления электроприводами запорной арматуры - 'Не включать! Работают люди'.

На однотипных или близких по габариту электродвигателях, установленных рядом с двигателем, на котором предстоит выполнить работу, должны быть вывешены плакаты 'Стой! Напряжение' независимо от того, находятся они в работе или остановлены.

Порядок включения электродвигателя для опробования должен быть следующим:

- производитель работ удаляет бригаду с места работы, оформляет окончание работы и сдает наряд оперативному персоналу;

- оперативный персонал снимает установленные заземления, плакаты, выполняет сборку схемы.

После опробования при необходимости продолжения работы на электродвигателе оперативный персонал вновь подготавливает рабочее место и бригада по наряду повторно допускается к работе на электродвигателе.

Работа на вращающемся электродвигателе без соприкосновения с токоведущими и вращающимися частями может проводиться по распоряжению.

Обслуживание щеточного аппарата на работающем электродвигателе допускается по распоряжению обученному для этой цели работнику, имеющему группу III, при соблюдении следующих мер предосторожности:

- работать с использованием средств защиты лица и глаз, в застегнутой спецодежде, остерегаясь захвата ее вращающимися частями электродвигателя;

- пользоваться диэлектрическими галошами, коврами;

- не касаться руками одновременно токоведущих частей двух полюсов или токоведущих и заземляющих частей.

Кольца ротора допускается шлифовать на вращающемся электродвигателе лишь с помощью колодок из изоляционного материала.

В инструкциях по охране труда соответствующих организаций должны быть детально изложены требования к подготовке рабочего места и организации безопасного проведения работ на электродвигателях, учитывающие виды используемых электрических машин, особенности пускорегулирующих устройств, специфику механизмов, технологических схем и т.д.

4.3 ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Во многих случаях несоблюдение правил и техники безопасности приводит к взрывам и пожарам. Каждое предприятие находится под постоянным надзором пожарной охраны, которая ведет контроль за исполнением пожарных норм и правил, а также обеспечивает тушение огня. Совместно с руководителями цехов, участков, отделов руководство пожарной части разрабатывает инструкции о противопожарном режиме.

В соответствии со СНиП 21 - 01 - 97 'Пожарная безопасность зданий и сооружений' здание участка относится к 4 степени огнестойкости. Класс конструктивной пожарной опасности С0.

Источниками пожароопасности на участке являются:

- мазутный узел (вспомогательное топливо);

- масло-склад;

- газовое оборудование;

- короткие замыкания электропроводки;

- проведение газо- и электросварочных работ.

Для быстрой ликвидации пожара предусмотрены щиты с пожарным инвентарем и песком, а также план эвакуации и быстрого реагирования. На территории цеха запрещено разводить костры, сжигать мусор, курить на рабочем месте.

В соответствии с требованиями НПБ - 110 - 99 'Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите автоматическими установками тушения и обнаружения пожара' и НПБ - 88 - 2001 'Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования'.

Вентиляционные системы автоматически отключаются при пожаре. Это производится следующим образом: в цепь катушки магнитного пускателя внесены нормально замкнутые контакты промежуточного реле KL из схемы пожарной сигнализации. При срабатывании датчиков пожарной сигнализации контакты размыкаются, и отключается питание вентиляторов.

Рисунок 4.3.1 - Принципиальная схема отключения вентиляции от общего сигнала станции пожарной сигнализации

4.4 ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

Проектирование и строительство данного цеха регламентировано нормативными документами, включающими правила, нормы и инструкции. К таким документам относятся: 'Генеральные планы промышленных предприятий. Нормы проектирования' (СНиП 11-89-80), 'Производственные здания' (СНиП 2.09.02-85), 'Административные и бытовые здания' (СНиП 2.09.04-87), 'Складские здания' (СНиП 2.11.01-85), 'Водоснабжение. Наружные сети и сооружения' (СНиП 2.04.03-85), 'Отопление, вентиляция и кондиционирование' (СНиП 2.04.05-91), 'Пожарная безопасность зданий и сооружений' (СНиП 21.01-97), 'Электротехнические устройства' (СНиП 3.05.06-85) и др.

Эти документы регламентируют основные требования промышленной санитарии. Здесь приведены ПДК вредных веществ в рабочей зоне, нормы освещенности, нормы на метеорологические параметры и др. В соответствии с требованием нормативных документов, жилая территория должна быть отделена от промышленного предприятия санитарно защитной зоной.

Проект считается экологичным, если при производстве продукции наносится наименьший урон окружающей экологии, а выбросы в атмосферу не превышают предельно-допустимых значений.

Организация работ по охране окружающей среды на предприятии осуществляется службой по охране окружающей среды. Она проводит инвентаризации источников выбросов и сбросов, обеспечивает контроль загрязнения атмосферы, гидросферы и почв, создаваемых предприятиям. Все данные вносятся в экологический паспорт.

Технологический процесс производства сжатого воздуха в компрессорной станции происходит без вредных выбросов и других видов загрязнений окружающей среды.

Масло, которое используется для смазки двигателей и демультипликаторов после использования сдаётся на склад, где в дальнейшем утилизируется. Шум и вибрации, издаваемые компрессорами, также не оказывают никакого влияния на окружающую среду, так как снаружи они незначительны.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В дипломном проекте был рассмотрен вопрос производства, распределения и потребления сжатого воздуха на примере компрессорной станции. Актуальность темы заключается в том, что филиал 'УАЗ РУСАЛ' является потребителем большого количества сжатого воздуха, который используется при производстве глинозема и алюминия, а также вспомогательными цехами. Перерыв в воздухоснабжении может привести к останову основного производства завода. Поэтому немаловажную роль играет бесперебойное и качественное электрическое питание синхронных турбодвигателей. На основе этого предложена схема, обеспечивающая надежность электроснабжения.

В расчетную часть проекта вошли следующие вопросы: расчет мощности и выбор электродвигателя привода компрессора; выбор вспомогательного оборудования компрессора; расчет электрических нагрузок; выбор трансформатора ЦТП; расчет токов короткого замыкания; выбор высоковольтного выключателя; выбор разъединителей; выбор трансформаторов тока; выбор трансформаторов напряжения; выбор токоведущих шин; расчет релейной защиты; выбор кабелей; выбор возбудителя; оперативный ток; контроль и измерения; защита двигателя. Система УКАС; расчет освещения; защитное зануление; расчет заземления. Был рассмотрен вопрос повышения эффективности производства сжатого воздуха и работы системы воздухоснабжения завода. Приведены технико-экономические показатели проекта.

В разделе 'охрана труда' рассмотрены условия безопасной работы в электроустановках, вопрос пожарной безопасности, произведен анализ экологичности проектируемой установки и условий труда рабочих.

В графической части проекта рассмотрены: типовая схема тиристорного возбудителя, схема управления двигателем компрессора (система УКАС) и схема защиты и управления турбодвигателем (релейная схема).

Процесс подготовки и оформления дипломного проекта осуществлялся с использованием персонального компьютера. При этом использовались следующие программные пакеты:

- Microsoft Word 2003 - текстовое оформление проекта;

- Компас 3D V8 - создание графической части проекта.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Правила устройства электроустановок. - СПб.: Издательство ДЕАН, 2001. - 928с.

2 Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. - Москва: Омега-Л, 2006 - 152с.

3 Правила технической эксплуатации электроустановок Потребителей. - Москва: ИКЦ 'МарТ', Ростов н/Д: Издательский центр 'МарТ', 2003. - 272с.

4 Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / Под ред. Ю. Г. Барыбина и др. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 464с.: ил.

5 Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю. Г. Барыбина и др. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 576с.

6 Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2т. / Под общей редакцией А. А. Федорова. Т.2. Электооборудование. - М.:Энергоатомиздат, 1987. - 592с.: ил.

7 Кацман М. М. Справочник по электрическим машинам: Учеб. пособие для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования / Марк Михайлович Кацман. - М.: Издательский центр 'Академия', 2005. - 480с.

8 Кнорринг Г. М. справочник для проектирования электрического освещения. 'Энергия' Л., 1968.

9 Зимин Е. Н. и др. Электрооборудование промышленных предприятий и установок / Е. Н. Зимин, В. И. Преображениский, И. И. Чувашов: Учебник для техникумов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1981. - 552с., ил.

10 Коновалова Л. Л., Рожкова Л. Д. электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учеб. пособие для техникумов. - М.:Энергоатомиздат, 1989. - 528с.: ил.

11 Лепешкин А. В. Гидравлические и пневматические системы: Учебник для сред. проф. образования / А. В. Лепешкин, А. А. Михайлин; Под ред. Ю. А. Беленкова. - М.: Издательский центр 'Академия', 2004. - 336с.

12 Липкин Электроснабжение промышленных предприятий. Учебное пособие для энергетических техникумов. М., 'Высшая школа', 1965, - 496 стр. с илл.

13 Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608с.: ил.

ДОКЛАД

Здравствуйте уважаемая аттестационная комиссия. Тема моего дипломного проекта электрооборудование и электроснабжение компрессорной станции.

Уральский алюминиевый завод относится к наиболее крупным и энергоемким предприятиям цветной металлургии. Его основные виды продукции - глинозем, алюминий, кремний и галлий. Предприятие потребляет для различных технологических нужд большое количество сжатого воздуха, получаемого посредством компрессорных установок. Сжатый воздух применяется на участке декомпозиции для промешивания пульпы и ее транспортировки из одного декомпазера в другой с помощью воздушных аэролифтов. В электролизном цехе применяется в электролизерах, где производится выплавка металла, для пневмотранспорта глинозема, газоочистных установок и пневмомашин. В цехе кальцинации сжатый воздух применяется при получении из гидроокиси алюминия глинозема, а также во вспомогательных цехах для пневмоинструмента. Сжатый воздух имеет очень широкое применение в технологическом процессе основного производства и нарушение воздухоснабжения может повлечь за собой значительный материальный ущерб, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса. Поэтому компрессорная станция относится к электроприемникам первой категории надежности.

Давайте рассмотрим технологический процесс получения сжатого воздуха.

Технологическая установка (компрессор) предназначена для сжатия атмосферного воздуха до требуемого давления для промышленных целей. Она состоит из синхронного двигателя, редуктора и турбокомпрессора. Воздух засасывается компрессором из атмосферы через всасывающий воздухопровод, в конструкции которого расположена дроссельная заслонка. Дроссельная заслонка является органом, регулирующим давление в системе компрессора. Далее воздух, проходя через стационарный воздушный фильтр, очищается от механических примесей.

Компрессор сжимает воздух и подаёт его в нагнетательный воздухопровод, в конструкции которого расположена задвижка нагнетания. В процессе сжатия, после 2-го и 4-го рабочих колёс воздух выводится из корпуса компрессора, охлаждается в промежуточных воздухоохладителях и вновь поступает в корпус компрессора.

Промежуточное охлаждение обеспечивает увеличение производительности, К.П.Д. компрессора и снижение потребляемой им мощности.

Перед подачей в магистраль сжатый воздух остужают до требуемой температуры. Далее воздух через односторонний клапан подаётся в магистраль к потребителю.

Повышающий редуктор передаёт мощность от турбодвигателя к компрессору.

Масляная система обеспечивает смазку подшипников компрессора, редуктора и турбодвигателя; зубчатого зацепления редуктора, соединительных зубчатых муфт, а также их охлаждение.

В технологической установке предусмотрено предохранительное устройство для предотвращения обратного потока воздуха при внезапной остановке компрессора. Эта защита осуществляется обратным клапаном. Обратный клапан является запорной арматурой, поэтому за обратным клапаном на нагнетательном трубопроводе задвижка. В агрегате установлен также выпускной клапан, который используется в качестве регулирующего элемента в системе противопомпажной защиты.

Выпускной клапан служит для сброса воздуха в атмосферу, когда режим компрессора подходит к границе неустойчивой работы.

Для компрессора типичен продолжительный режим работы, поэтому их электроприводы, как правило, нереверсивные с редкими пусками. Также компрессор имеет небольшие пусковые статические моменты - до 20-25% от номинального, поэтому целесообразнее применить синхронный двигатель.

Автоматическое управление двигателем осуществляется с помощью системы УКАС (устройства комплектной автоматизации станций). УКАС осуществляет отработку алгоритмов пуска, ввода в работу, контроля и регулирования параметров, защиты, сигнализации, нормального и аварийного останова агрегата.

Комплектное устройство представляет собой набор шкафов управления, которые обеспечивают коммутацию и управление, объединенные в отдельные комплекты по функциональному признаку. Комплект представляет собой два шкафа управления: ШУ-1 и ШУ-2.

Шкаф управления агрегатом (ШУ-1) осуществляет все основные функции по управлению, защите и сигнализации. Шкаф ШУ-2 содержит в своем составе аппараты оперативного управления по пуску и останову агрегата, по выбору режимов управления, а также блоки управления.

В устройство УКАС вводятся сигналы состояния технологических параметров агрегата:

- давление воды;

- осевой сдвиг;

- давление воздуха;

- давление масла в магистрали подшипника;

- давление масла на упорном подшипнике;

- давление масла до редукционного клапана.

В соответствии со значениями этих сигналов комплектное устройство реализует программу запуска двигателя.

Замеру подвергается также статорный ток двигателя, что служит для организации максимальной токовой защиты, защиты от ненормальных режимов работы двигателя и используется также для противопомпажной защиты.

Для питания обмотки возбуждения и управления током возбуждения синхронного двигателя применяется тиристорные шкафы ТЕ8-320/75Т-5У4.

Узловым элементом возбудителя является тиристорный выпрямитель. Питание выпрямителя осуществляется от сети переменного тока напряжением 380В, частотой 50 Гц через автоматический выключатель SQ6 и согласующий силовой трансформатор Т1.

Параллельно обмотке возбуждения синхронного двигателя через тиристорный ключ VS4, VS5 подключено пусковое сопротивление R16. Последовательно с обмоткой возбуждения включено реле КА8. Последовательно с пусковым сопротивлением включено токовое реле КА9.

В комплект системы управления входят следующие блоки:

блок А - автоматический регулятор возбуждения;

блок Б - блок управления, ограничения и защит;

блок В - фазоимпульсный блок;

блок Г - блок питания.

Запуск компрессорной установки производится в несколько этапов:

- в начале включается пусковой маслонасос, масло циркулирует в системе; открываются задвижки в системе водяного охлаждения. Этот этап длится 7 минут;

- затем запускается синхронный двигатель на холостом ходу. При этом задвижка нагнетания закрыта, дроссельная заслонка приоткрыта на 15⁰и помпажный клапан находится в открытом состоянии. Компрессор выбрасывает воздух в атмосферу. Этот этап длится 5 минут;

- в течение последующих 5 минут дроссельная заслонка открывается на 22⁰, открывается задвижка нагнетания, при этом помпажный клапан остается открытым. Компрессорная установка подключается кв систему;

- на заключительном этапе дроссельная заслонка открывается на 90⁰, закрывается помпажный клапан. Компрессор подключен в систему и полностью находится в работу. Заключительный этап длится также 5 минут.

(рассмотреть однолинейную схему)

Уважаемая комиссия, на данной чертеже представлена схема управления и защит. (рассказать схему)

На данном чертеже представлена схема снабжения компрессорной станции (п/ст №45) - рассказать режимы работы.

Спасибо за внимание, мой доклад окончен.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ПОЯСНЕНИЕ

Выбор синхронного двигателя обусловлен также еще несколькими основными причинами:

Во-первых, это жёсткая характеристика синхронных двигателей, то есть при увеличении нагрузки на валу двигателя обороты не изменяются, что очень важно для производительности компрессора.

Во-вторых, при своих габаритах синхронный двигатель имеет гораздо большую мощность по сравнению с асинхронным двигателем.

В-третьих, синхронный двигатель имеют К.П.Д. на 2,5% больше (96,6%), чем у асинхронных двигателей и момент имеет прямо пропорциональную зависимость от напряжения.

В-четвёртых, у синхронных двигателей при номинальном токе cos? = l, а при перевозбуждении двигатель может служить в качестве компенсатора реактивной мощности и повышать cos? предприятия в целом.

Работа схемы

Управление тиристорами выпрямителя осуществляется от импульсных каналов фазоимпульсного блока В. Управляющее напряжение в блок В подается через переключатель режима S5 либо от потенциометра аварийного управления R13, либо в режиме ручного или автоматического управления из блока Б - платы уставок.

При увеличении управляющего напряжения фаза управляющих импульсов также увеличивается, что приводит к уменьшению тока ротора. Соответственно при уменьшении управляющего напряжения ток ротора возрастает. Синхронизирующее напряжение поступает в фазоимпульсный блок из блока питания и по фазе совпадает (со сдвигом на 30 электрических градусов) со вторичным напряжением силового трансформатора Т1. Поэтому возбудитель не требует фазировки при монтаже.

В возбудителе в режиме ручного регулирования на вход в плату установок поступают сигналы от потенциометра ручного регулирования R14, из схемы пуска, ограничения тока ротора, защиты от короткого замыкания и форсировки.

В режиме автоматического регулирования на вход платы уставок поступает напряжение из блока А, при этом схемы форсировки и ограничения тока ротора, функционирующие в ручном режиме, отключаются переключателем S5.

Схема ограничения тока ротора предназначена для ограничения тока ротора при перегрузке, причем время ограничения обратно пропорционально величине перегрузки. Схема питается от датчика тока ротора.

Датчик тока ротора состоит из трех трансформаторов тока Т2 - Т4. первичные обмотки которых включены во вторичную цепь трансформатора Т1, и диодного выпрямителя в блоке Г V12 - V17.

Ключ управления S1 служит для включения и отключения цепи статора масляным выключателем Q1. Этот же ключ может быть использован в качестве ключа разрешения при управлении синхронным двигателем со стороны.

При отключении Q1 происходит форсированное гашение поля ротора вследствие перехода преобразователя в инверторный режим. Сигнал инвертирования подается в плату установок нормально открытыми контактами реле КЗ.

Схема защиты от асинхронного хода срабатывает при протекании тока через пусковое сопротивление, сигнал на включение схемы защиты подается герконным реле К9. Протекание тока через пусковое сопротивление происходит в режиме асинхронного хода под воздействием переменного напряжения в цепи ротора. Амплитуда напряжения, необходимая для срабатывания тиристорного ключа, зависит от состояния реле К5 и резко уменьшается при отключении К5.

Схема защиты от короткого замыкания питается от датчика тока ротора. Схема срабатывает при превышении заданной уставки тока преобразователя, т. е. при любых видах коротких замыканий в силовых цепях возбудителя. Срабатывание схемы приводит к исчезновению импульсов, поступающих из блока В в преобразователь, и к отключению масляного выключателя. Режим инвертирования в этом случае отсутствует.

Схема пуска осуществляет автоматическую подачу возбуждения при пуске синхронного двигателя. Схема питается от трансформатора тока Т9 в статорной цепи двигателя. Пока ток статора превышает заданную уставку, импульсы из фазоимпульсного блока не поступают.

При реактивном пуске, кроме того, импульсы управления подаются по истечении требуемой выдержки времени.

Схема форсировки предназначена для осуществления форсировки возбуждения при падении напряжения в статорной цепи двигателя. Схема питается от трансформатора напряжения Т15.

Электрооборудование и электроснабжение компрессорной станции

3.3 СИСТЕМА ТОиР ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

- профилактические работы;

- осмотры;

- текущие ремонты;

- капитальные ремонты.

При проведении профилактических работ осуществляют очистку от пыли, грязи, производят регулировку механизмов, меняют смазку и т.д.

В области механизации ремонтных работ энергетического оборудования в цехе кальцинации применяются следующее погрузочно-разгрузочные механизмы:

- кран-балка;

- ручные тали различных видов и устройств;

- электрическая кара.

3.4 ЦЕХОВАЯ СЛУЖБА ЭЛЕКТРИКА

Основные задачи цеховой службы электрика следующие:

1 Организация надзора за эксплуатацией энергетического оборудования цеха.

2 Своевременное и качественное проведение всех ремонтных работ по графику ТОиР энергетического оборудования цеха.

3 Постоянная работа по снижению простоя оборудования в ремонте и повышению качества ремонтных работ.

4 Организация бесперебойного снабжения всеми необходимыми видами энергии основное производство цеха.

Возглавляет цеховую службу электрика старший электрик цеха.

Состав рабочих цеховой службы электрика следующий:

1 Электрики-эксплуатационники (оперативный дежурный персонал).

2 Электрики-ремонтники.

Основные задачи старшего электрика цеха, возглавляющего цеховую службу электрика следующие:

1 Организация работы цеховой службы электрика (планирование, управление, контроль).

2 Составление и расчет графика ТОиР энергетического оборудования цеха.

3.5 ПЛАНИРОВАНИЕ РЕМОНТНЫХ РАБОТ ЭНЕРГОГОБОРУДОВАНИЯ

1 Структура ремонтного цикла.

2 Длительность ремонтного цикла.

3 Понятие и длительность межремонтного периода.

4 Ремонтосложность текущего ремонта.

5 Ремонтосложность капитального ремонта.

6 Трудоемкость ремонтных работ.

Ремонтный цикл - это работа агрегата между двумя капитальными ремонтами его или двумя вводами в эксплуатацию и первым капитальным ремонтом.

Тмр= Трмц /Qмр,

где Qмр - количество межремонтных периодов за ремонтный цикл.

Ремонтосложность показывает долю ремонтосложности данного агрегата по отношению к эталонной группе.

Таблица 3.5.1

Предприятие УАЗ-СУАЛ Утверждаю _____________

Суммар-ная трудоем-кость,

3 Компрессор

4 Компрессор

5 Компрессор

6 Компрессор

7 Компрессор

8 Компрессор

9 Компрессор

10 Компрессор

Цех кальцинация Годовой график ППР энергетического оборудования 2008 Гл. инженер _____________

3.6 ПЛАНИРОВАНИЕ ПОТРЕБНОГО КОЛИЧЕСТВА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПЕСОНАЛА

Для этого составляют баланс рабочего времени. Баланс рабочего времени составляют в следующей последовательности:

1 Календарный фонд, Фк

Фк= 24•365 = 8760 часов

2 Номинальный фонд, Фн

Фн - максимально возможное число часов работы каждого рабочего за год, исходя из режима работы.

3.1 Прерывное производство:

2.1.1 Нормальные условия - 40 часовая рабочая неделя, 8 часовой рабочий день:

Фн= (Д - В - А)•С+А?•С?,

где

Д - число календарных дней за год (365);

В - число выходных дней за год (В=2•52=104 дня);

С - продолжительность нормальной смены (8 часов);

А = А? + А??,

А? - количество укороченных дней за год;

А?? - количество праздничных дней за год;

А?? - 12 дней (1,2,3,4,5,7 января; 23 февраля; 8 марта; 1,8 мая; 12 июня; 4 ноября)

С? - продолжительность укороченной смены (7 часов).

2.1.2 Тяжёлые условия - 36 часовая рабочая неделя, 6 часовой рабочий день:

Фн= (Д - В - А??)•С,

где В = 1•52=52 дня;

А??- число праздничных дней за год (14 дней);

С = 6 часов.

3.2 Непрерывное производство:

2.2.1 Нормальные условия

Фн= (Д - В)•С,

где

Д = 365 дней;

В - число выходных дней за год согласно непрерывному скользящему графику сменности.

В непрерывном производстве с нормальными условиями возникает 4-х бригадный скользящий график сменности, согласно которому число выходных дней за год 92.

В = 92 дня, С = 8 часов.

2.2.2 Тяжёлые условия

Фн= (Д - В)•С,

Т_мр= Т_рмц/Q_мр,

где Q_мр - количество межремонтных периодов за ремонтный цикл.

1 Календарный фонд, Ф_к

Ф_к= 24•365 = 8760 часов

2 Номинальный фонд, Ф_н

Ф_н - максимально возможное число часов работы каждого рабочего за год, исходя из режима работы.

Ф_н= (Д - В - А)•С+А?•С?,

Ф_н= (Д - В - А??)•С,

Ф_н= (Д - В)•С,

Ф_н= (Д - В)•С,

3.1 Болезни, 4,5% от Ф_н.

3.3 Ученический отпуск, 0,2 - 0,3% от Ф_н.

3.4 Общественные и государственные обязанности, 0,2 - 0,3% от Ф_н (отпуск без сохранения содержания, а также нарушение трудовой дисциплины - прогул, не планируются).

4 Действительный фонд рабочего времени, Ф_д- это действительно возможное число часов работыкаждого рабочего за год:

Ф_д= Ф_н- ?Н

5 Коэффициент перехода от штатного состава к списочному, К_с