ФЭА / АИТ / КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине “Проектирование систем управления” на тему: “Монтажная схема кабельных линий установки ДНС”
(автор - student, добавлено - 21-03-2014, 13:18)
СКАЧАТЬ:
Введение Под объектом проектирования понимают любой объект, еще не существующий в действительности. Цель проекта проектирования состоит в том, чтобы на основе априорной информации и апостериорной информации разработать техническую документацию, требуемую для изготовления объекта проектирования. Проектирование – процесс создания прототипа – прообраза объекта, необходимого для изготовления этого объекта. Проектирование по существу представляет собой процесс управления с обратной связью, где сначала идет техническое задание, затем – выбор структуры параметров и технических средств, а критерий сравнения – результаты проектирования. Основной задачей проектирования объектов электроснабжения, в том числе кабельных сетей и проводок, является обеспечение высокой степени надежности и экономичности их. Кабельные сети и проводки промышленных предприятий имеют чрезвычайно большую протяженность, и на их проектировании занят ряд проектных организаций страны. Курсовой проект посвящен основным вопросам проектирования кабельных линий от 1 до 110 кВ, предназначенных для электроснабжения предприятий. Большое внимание уделено вопросам правильного выбора марок кабелей в зависимости от условий среды на основе «Единых технических указаний по выбору и применению электрических кабелей». В целях однозначной трактовки понятий и терминов, относящихся к электросетевым устройствам, «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ) и другими нормативными указаниями и принятые некоторые технические определения, выдержки из которых приводятся ниже. Электрической системой называется часть энергосистемы, состоящая из генераторов, распределительных устройств, электрических сетей и электроприемников. Электрической сетью называется совокупность по передаче электроэнергии от генерирующих источников, преобразованию ее и распределению между электроприемниками. Электроустановками называются установки, в которых производится, преобразуется, распределяется и потребляется электроэнергия. Воздущной линией электропередачи называется устройство для передачи и распределения электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным с помощью арматуры к опорам, установленных на инженерных сооружениях. Кабельной линией называется линейное устройство для передачи электроэнергии или отдельных электрических импульсов, состоящее из одного или нескольких кабелей в совокупности с соединительными муфтами и крепежными деталями. Эстакада - наземное открытое, горизонтальное (наклонное) протяженное сооружение с размещенными на нем трубопроводами, соединяющее помещения зданий с отдельно стоящими технологическими установками. 1. Описание установки ДНСДНС в системе внутрипромыслового сбора нефти выполняет функции по предварительной сепарации нефти, бригадному учету добытой продукции и транспортировке ее до установки подготовки, основной контроль за состоянием работы нефтепромысла ведется по откачке нефти с ДНС. Набор технологических процессов на ДНС определяется особенностями применяемой системы сбора, физико-химическими свойствами добываемой продукции, территориальными условиями и рядом других факторов. Поэтому ДНС может состоять из следующих функциональных узлов - основного и вспомогательного оборудования:
Водонефтяная смесь с ГЗУ частично поступает в сепаратор и газоосушитель, где от нее отделяется газ, идущий на факельную установку. Далее смесь идет в концевой делитель фаз, где разделяется на воду и нефть. Вода поступает в водяную емкость и откачивается насосами на (кустовая насосная станция) КНС-121. Нефть поступает в нефтяной резервуар и нефтяными насосами откачивается на товарный парк. Насосные агрегаты предназначены для реализации основной функции ДНС - перекачки добываемой жидкости. Узел подачи реагента предназначен для ввода в поток нефти реагента, способствующего расслоению и снижению вязкости эмульсии. На ДНС производится оперативный учет нефти и сбрасываемой пластовой воды. Продукция скважин, пройдя групповые измерительные установки с бригадных участков, через распределительную гребенку поступает в сепаратор. Использование высокого начального устьевого давления при сепарации обеспечивает при резком снижении давления в сепараторе интенсивное выделение газа вместе с легкими углеводородами. Сепаратор состоит из горизонтальной емкости, оснащенной патрубками для входа продукции, для выхода нефти и газа, снабжен штуцерами и муфтами для монтажа приборов сигнализации и автоматического регулирования режима работы. Отделившийся из нефти газ проходит сначала вертикальный каплеотбойник, а затем горизонтальный, где осуществляется тонкая очистка газа от капельной жидкости. Выделившийся в сепараторе газ через патрубок, задвижку и регулирующий клапан поступает на газовую линию. Сырая нефть, прошедшая две ступени сепарации, поступает в три параллельно работающие установки предварительного сброса воды типа УПС - отстойник холодной нефти, который предназначен для отстаивания нефтяных эмульсий с целью их разделения на составляющие – газ, нефть и пластовую воду; очистки нефтепромысловых сточных вод от нефти и механических примесей. Отделившийся газ с буферно - сепарационных емкостей и отстойников направляется на компрессорную станцию, либо на факел. Отстоявшаяся водонефтяная эмульсия и отделившаяся пластовая вода через регулятор уровня направляются соответственно в буферные емкости и очистные сооружения. Емкость разделена на два отсека при помощи перегородки, из которых первый является сепарационным, а второй - отстойным. Отсеки емкости сообщаются друг с другом при помощи двух распределителей, представляющих собой стальные трубы снабженные отверстиями в верхней части. Над отверстиями располагаются распределители эмульсии коробчатой формы, имеющие на своих боковых гранях отверстия. В верхней части сепарационного отсека находится сепаратор газа, соединенный при помощи фланцевого угольника со штуцером выхода газа, расположенным в днище. В верхней части второго отсека размещены сборники нефти, соединенные с коллектором и штуцером выхода отстоявшейся нефти. В нижней части этого отсека имеется штуцер для удаления отделившейся воды. Нефтяная эмульсия поступает в распределитель, расположенный в верхней части сепарационного отсека. При этом из обводненной нефти выделяется часть газа, находящаяся в ней как в свободном, так и в растворенном состоянии. Отделившийся газ поступает в газосепаратор, где происходит учет поступившего количества газа. Уровень жидкости в сепарационном отсеке регулируется при помощи регулятора межфазного уровня. Дегазированная нефть из сепарационного отсека поступает в два коллектора, находящиеся в отстойном отсеке. Обезвоженная нефть всплывает вверх и поступает в сборники, расположенные в верхней части отстойного отсека, и через штуцер выводится из аппарата. Отделившаяся от нефти пластовая вода поступает в правую часть отстойника и через штуцер с помощью поплавкового регулятора межфазного уровня сбрасывается в систему подготовки промысловых вод. Отстоявшаяся нефть под давлением 1 МПа поступает на прием технологической емкости и буферной емкости холодной нефти объемом 200м3 каждая. Данные емкости предназначены для создания буферного объема жидкости перед подачей ее в насосные агрегаты. Частично обезвоженная нефть насосами через оперативный узел учета направляется на установку подготовки нефти. Предусматривается непрерывный и периодический режимы работы насосных агрегатов. После предварительного отстоя в резервуарах пластовая вода центробежными насосами через узел учета перекачивается в систему поддержания пластового давления. Частично обезвоженная нефть насосами через оперативный узел учета направляется на установку подготовки нефти (УПН), либо в товарный парк для дальнейшей подготовки. 1.1. Объём автоматизации технологических объектовСистема контроля и управления ДНС предназначена для оперативного учета, поддержания заданных значений параметров технологического процесса и предотвращения возникновения аварийных ситуаций. Комплекс технических средств (КТС) представляет собой систему, объединяющую контроллеры технологических объектов и персональные ЭВМ. В качестве контроллеров технологических объектов используются микропроцессорные контроллеры Гамма-7М и Гамма-8М. Контроллер ГАММА-8М обеспечивает дистанционный контроль состояния и выполняет функции управления технологическим оборудованием, устанавливается непосредственно на технологическом объекте. Контроллер можно использовать как элемент распределенной сети в составе контролируемого пункта, так и как самостоятельное устройство ввода/вывода. Контроллер предназначен для использования в непрерывном, круглосуточном режиме. Объем контроля и управления ДНС (Приложение 2).
4. По общестанционным параметрам:
5. На оперативном узле учета нефти: автоматическое измерение расхода нефти.
На ДНС ЦДНГ-2 применяются различные приборы. Перечислим основные из них: Таблица 1
2. Монтажные схемы
При разработки автоматических систем управления применяют различные приборы и средства автоматизации, соединяемые с объектом управления и между собой по определенным схемам. По типам схемам автоматизации подразделяются на: структурные, функциональные, принципиальные, монтажные. Структурные, отражающие укрупненную структуру системы управления и взаимосвязи между пунктами контроля и управления объектом и отдельными должностными лицами; Функциональные, отражающие функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля, сигнализации, управления и регулирования технологического процесса и определяющие оснащение объекта управления приборами и средствами автоматизации; Принципиальные, определяющий полный состав элементов, модулей, вспомогательной аппаратуры и связей между ними, входящих в отдельный узел автоматизации, и дающие детальное представление о принципе его работы; Монтажные, показывающие соединение электрических и трубных проводок в пределах комплектных устройств, а также места их присоединения и ввода (Приложение 3). Схемы автоматизации, как правило, выполняют без соблюдения масштаба. В монтажных схемах соблюдается действительное пространственное расположение отдельных средств автоматизации и монтажных изделий. Монтажные чертежи и схемы охватывают конкретные части систем автоматизации технологических процессов: щит, пульт, отдельное помещение, технологическую установку и т.п. Они не содержат сведения о принципе действия системы автоматического управления технологическом процессом. Эти сведения следует искать в принципиальных и функциональных схемах. Особенно большое значение для правильной работы измерительных цепей, а также цепей с малыми рабочими токами имеет исключение взаимного влияния цепей. Взаимное влияние исключают путем раздельной прокладки некоторых проводов и кабелей, соблюдения нормируемых расстояний и т.д.
3. Конструктивные особенности прокладки различных кабелей
Кабельную продукцию в зависимости от конструкций подразделяют на кабели, провода и шнуры. Кабель - одна или более изолированных жил (проводников), заключенных, как правило, в оболочку (металлическую, резиновую, пластмассовую), поверх которой в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может накладываться броня с наружным покровом или без него. Провод - одна неизолированная или одна и более изолированных жил, поверх которых в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может быть неметаллическая оболочка, обмотка и (или) оплетка волокнистыми материалами или проволокой. Шнур - две или более изолированных гибких или особо гибких жил сечением до 1,5 мм2, скрученных или уложенных параллельно, поверх которых в зависимости от условий эксплуатации может быть неметаллическая оболочка и защитные покрытия. Основными элементами всех типов кабельной продукции являются токопроводящие жилы, изоляция, экраны, оболочка, наружные покровы. В зависимости от назначения и условий эксплуатации экран и наружные покровы могут отсутствовать. Кабели, провода и шнуры с резиновой изоляцией для предохранения изоляции от воздействия света и нефтяных продуктов оплетают хлопчатобумажной пряжей. Пряжу для оплетки применяют крученую суровую или окрашенную. Для усиленной механической защиты кабелей и проводов их оплетают хлопчатобумажной пряжей низких номеров или льняной нитью. Гибкие шнуры оплетают швейной ниткой. В зависимости от условий эксплуатации оплетка из хлопчатобумажной пряжи пропитывается атмосферостойкими или противогнилостными составами.
Силовые кабели с пластмассовой и резиновой изоляцией Cиловые кабели с пластмассовой изоляцией предназначены для передачи и распределения ЭЭ в стационарных установках. Изготавливаются на номинальные напряжения: 0,66; 1; 3; 6; 10; 35; 110 кВ частотой 50 Гц с алюминиевыми или медными жилами. Изоляция жил - ПЭ или ПВХ, оболочка - ПЭ, ПВХ, свинец, алюминий. Длительно допустимая температура нагрева жил кабелей не должна превышать 70 °С. Силовые кабели с пластмассовой изоляцией разделяются на три группы: кабели общего назначения (на напряжение 0,66; 1; 3; 6 и 10 кВ), специализированные (на 0,66 кВ), высоковольтные (на 35, 110 кВ). Силовые кабели с резиновой изоляцией предназначены для стационарной прокладки в электрических сетях, для передачи и распределения ЭЭ на напряжении 0,66; 3; 6 и 10 кВ. Оболочка из маслостойкой или не распространяющей горение резины, ПВХ пластиката или свинца. Выбор кабелей производится в соответствии с условиями их прокладки и эксплуатации. Прокладка небронированных силовых кабелей в помещениях для распределительных устройств по стенам, перекрытиям и Т.п. должна производиться на высоте не менее 2,5 м. Для присоединения передвижных механизмов при напряжении до 0,66 кВ применяют гибкие кабели с резиновой изоляцией и медными жилами.
Принцип формирования марок кабелей Марки кабелей формируются слева направо из букв русского алфавита, обозначающих, как правило, функциональное назначение и элементы (материал) конструкции кабелей, начиная с токопроводящей жилы и кончая защитным покровом: К — контрольный кабель; КУ — кабель управления; Ц — бумажная изоляция, пропитанная нестекающим составом; Л — алюминиевая жила (отсутствие слева буквы Л означает, что жила медная); В, П, Пс, Пв, Р - изоляция поливинилхлоридная, полиэтиленовая, полиэтиленовая самозатухающая, полиэтиленовая вулканизированная, резиновая (отсутствие этих букв означает, что изоляция бумажная пропитанная); В, Н, А, С - оболочка поливинилхлоридная, резиновая (маслостойкая, не распространяющая горение), алюминиевая, свинцовая; Б, БГ, П, ПГ, К - броня из стальных лент, из стальных плоских проволок, из стальных круглых проволок; л, 2л, в, нл, б - подушка или ее отсутствие; Шв, Шп, Шпс - шланг наружный поливинилхлоридный, полиэтиленовый, из самозатухающего полиэтилена; ож - однопроволочные жилы; з - с заполнением промежутков между жилами для придания кабелю круглой формы; У - усовершенствованная бумажная изоляция; В - бумажная обедненно-пропитанная изоляция; нг - не распространяющий горение кабель. Применяемая изоляция: ПЭ — полиэтилен, ПТФЭ — политетрафторэтилен (фторопласт), ПВХ — поливинилхлорид, РТИ — резина техническая изоляционная. Оболочки кабелей. Предназначены для защиты изоляции жил от воздействия света, различных химических веществ и механических повреждений. В отношении герметичности и влагонепроницаемости лучшими являются металлы (алюминий, свинец, сталь). Кабели с влагоемкой изоляцией (бумажная) нуждаются в металлических оболочках. Кабели с невлагоемкой изоляцией (пластмасса или резина) не нуждаются в металлической оболочке, а поэтому их изготовляют в пластмассовой или резиновой оболочке. Широкое применение имеют металлопластмассовые оболочки (оболочки ПЭ с алюминиевыми и стальными лентами), заменяющие свинцовые оболочки. Стальные оболочки нуждаются в антикоррозионной защите битумными составами и пластмассовыми шлангами. Оболочки из ПВХ пластиката не распространяют горение, влаго- и маслостойкости. Свинцовые оболочки обычно применяются при бумажной изоляции. Условные обозначения защитного покрова кабеля
Защитный покров Состоит из подушки, брони и наружного покрова. Броня из стальных лент применяется дня защиты кабелей от механических повреждений при отсутствии растягивающих усилий. Выполняется она из низкоуглеродистой стали трех групп: А - лента оцинкованная (А пл — лента, предназначенная для плоской брони; А пр - лента, предназначенная для профильной брони); Б — лента без антикоррозийного покрытия; В — лента битуминированная. Кабели, растягивающиеся в условиях эксплуатации, бронируют оцинкованными стальными проволоками. Кабели с пластмассовой и резиновой изоляцией и в оболочке из этих материалов для защиты от механических повреждений и повреждении грызунами оплетают отожженной, оцинкованной стальной проволокой (диаметр 0,3 мм). Наружный покров из шланга ПЭ или ПВХ поверх брони силовых и контрольных кабелей не распространяет горение, поэтому они применяются наравне с пропиткой «н». Пример условного обозначения (марки) силового кабеля
Кабели контрольные, сигнализации, и блокировки Контрольные кабели предназначены для присоединения электрических приборов и аппаратов в электрических распределительных устройствах с переменным напряжением до 660 В частоты до 100 Гц или постоянным до 1000 В при температуре окружающей среды от —50 до +50° С и относительной влажности воздуха до 98 ±2% при +40° С. Кабели всех марок могут быть проложены на открытом воздухе при условии защиты их от механических повреждений и воздействия прямых солнечных лучей. Кабели сигнализации и блокировки предназначены для прокладки в цепях железнодорожной сигнализации и блокировки, пожарной сигнализации, телеграфа и автоматических систем с номинальным переменным напряжением 380 В или постоянным 700 В и эксплуатации в неподвижном состоянии при температуре окружающей среды от -40 до +60° С, а кабели в ПЭ оболочке от -50 до +60° С. Контрольные кабели изготовляют с однопроволочными медными или алюминиевыми жилами сечением 0,75 - 10 мм2 с резиновой изоляцией (типа РТИ-1) из ПВХ пластиката и самозатухающего ПЭ. Изолированные токопроводяшие жилы (с числом жил 4, 5, 7, 10, 14, 19, 27, 37, 52, 61) скручивают в кабель так, чтобы в каждом повиве две смежные жилы (счетная пара) отличались расцветкой друг от друга и от остальных жил данного повива. Одна жила счетной пары (направляющая) красного или розового цвета, а другая жила (счетная) — синего или голубого цвета. Токопроводящие жилы кабелей для сигнализации и блокировки изготовляют из медной проволоки диаметром 1,0 мм с ПЭ изоляцией толщиной 0,45 мм с отклонением - 0,1 мм. Для бронированных кабелей с числом жил до семи включительно допускается наложение изоляции толщиной 0,9 мм с допускаемым отклонением - 0,1 мм. Изолированные жилы или пары скручивают концентрическими повивами. В кабелях с числом жил менее семи одна из жил имеет расцветку, отличающую ее от остальных жил. В кабелях с числом жил более семи в каждом повиве две смежные жилы имеют расцветку, отличающую их друг от друга и от остальных жил повива. В кабелях парной скрутки две изолированные жилы, отличающиеся между собой цветом изоляции, скручивают в пару с шагом не более 100 мм. Пары скручивают в кабель так, чтобы в каждом повиве была одна счетная пара, отличающаяся от других пар цветом изоляции одной из жил. Поверх скрученных изолированных жил накладывают поясную изоляцию из ПЭТФ, полиамидной, ПЭ или ПВХ ленты.
Кабели управления Кабели управления предназначены для целей управления, контроля и информации в разнообразных неподвижных и подвижных установках при напряжении от 250 до 500 В частоты до 1000 Гц. Кабели управления изготовляют с медными жилами с резиновой, ПЭ, ПВХ или Ф-4 изоляцией. Поверх скрученных изолированных жил накладывают резиновую или ПВХ оболочку и в некоторых случаях оплетку стальными оцинкованными или проволоками из нержавеющей стали. Номенклатура и сортамент кабелей управления приведены в табл. 1 (Приложение 1).
Монтажные кабели и провода Кабели и провода для внутриприборного и межприборного монтажа предназначены для фиксированного монтажа приборов и аппаратов, соединения электрической и электронной аппаратуры и приборов, монтажа АТС и коммутационных аппаратов. Кабели и провода для внутриприборного и межприборного монтажа изготовляют с ПВХ, ПЭ, ПЭ облученной (модифицированной), Ф-4, резиновой и волокнистой изоляцией; кроме того, плоские (ленточные), термопарные и термоэлектродные провода. Сортамент — в табл. 3 (Приложение 1). Кабели МКШ и МКЭШ предназначены для работы при напряжении до 500 В частотой до 400 Гц или постоянном до 750 В при температуре от - 40 до 60°С и относительной влажности 98% при 20°С. Жилы сечением 0,35 мм2 изготовляют из медных проволок диаметром 0,15 мм, 0,5 мм2 - из 16 (19) проволок диаметром 0,20 мм и сечением 0,75 мм2 – из 24 проволок диаметром 0,20 мм с ПВХ изоляцией. Изолированные жилы скручивают в кабель и накладывают ПВХ оболочку и в кабелях МКЭШ экранирующую оплетку медными проволоками.
3.1. Выбор сечений и защиты проводов и кабелей Значения длительно допустимых токовых нагрузок для проводов с алюминиевыми и медными жилами приведены в табл. 10.5. При этом температура воздуха окружающей среды принята равной 25 °С; температура почвы при прокладке кабеля на глубине 0,7 м - 15 °С. При значениях температур, отличных от указанных, и при прокладке нескольких кабелей в общей траншее к токовым нагрузкам, указанным в таблицах, вводятся поправочные коэффициенты - температурный коэффициент и коэффициент прокладки. При выборе сечений проводов и кабелей следует учитывать, что допустимая плотность тока для проводов большого сечения ниже, так как увеличение сечения сопровождается увеличением поверхности охлаждения пропорционально диаметру провода; сечение же провода возрастает пропорционально квадрату диаметра. Поэтому в проводах и кабелях большого сечения отношение охлаждающей поверхности к сечению меньше, чем в проводах малого сечения, что ухудшает условия охлаждения и приводит к необходимости снижения допустимой плотности тока. Для облегчения условий прокладки в ряде случаев вместо одного кабеля большого сечения выбирают два или больше кабелей меньшего сечения. Допускается кратковременная перегрузка кабелей, проложенных е земле, в пределах 1,2-1,35 от номинальной нагрузки при длительности максимума 1,54, если коэффициент предварительной загрузки составлял 0,6-0,8 и кратковременная перегрузка в аварийных режимах в пределах 1,35-1,5 в течение 1 ч при тех же условиях. Сечение проводов и кабелей для напряжения до 1000 В по условию нагрева определяется из табл. 2 (Приложение 1) в зависимости от расчетного значения длительно допустимой токовой нагрузки при нормальных условиях прокладки из двух соотношений: по условию нагрева длительным расчетным током ; (1) по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защиты , (2) где kпопр - поправочный коэффициент па условия прокладки проводов и кабелей; k3 - коэффициент защиты или кратность защиты, т. е. отношение длительно допустимого тока для провода или кабеля к поминальному току или току срабатывания защитного аппарата; I3 — номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата, A. При нормальных условиях прокладки kпопр = 1 и соотношения (1) и (2) упрощаются: ; . Значения k3 определяются из табл. 4 (Приложение 1) в зависимости от назначения принятого вида защиты, характера сети, изоляции проводов, кабелей и условий их прокладки. Согласно ПУЭ сети делятся на две группы: защищаемые от перегрузки и токов к. з.; защищаемые только от токов к.з. Защите от перегрузки подлежат сети: а) внутри помещений, проложенные открыто незащищенными изолированными проводниками с горючей оболочкой; б) внутри помещений, проложенные защищенными проводниками в трубах, в несгораемых строительных конструкциях и т. п.; в) осветительные - в жилых, общественных и торговых зданиях, служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий, а также сети для бытовых и переносных электроприемников в пожароопасных производственных помещениях; г) силовые - на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях, когда по условиям технологического процесса или режиму работы может возникать длительная перегрузка проводов и кабелей; д) сети всех видов во взрывоопасных помещениях и взрывоопасных наружных установках независимо от условий технологического процесса или режима работы. Все остальные сети не требуют защиты от перегрузки и защищаются только от токов к. з.
При эксплуатации электросетей длительные перегрузки проводов и кабелей, КЗ, вызывают повышение температуры токопроводящих жил больше допустимой. Это приводит к преждевременному износу их изоляции, следствием чего может быть пожар, взрыв во взрывоопасных помещениях, поражение персонала. Для предотвращения этого линия ЭСН имеет аппарат защиты, отключающий поврежденный участок. Аппаратами защиты являются: автоматические выключатели, предохранители с плавкими вставками и тепловые реле, встраиваемые в магнитные пускатели. Автоматические выключатели являются наиболее совершенными аппаратами защиты, надежными, срабатывающими при перегрузках и КЗ в защищаемой линии. Чувствительными элементами автоматов являются расцепители: тепловые, электромагнитные и полупроводниковые. Тепловые срабатывают при перегрузках, электромагнитные - при КЗ, полупроводниковые - как при перегрузках, так и при КЗ. Наиболее современные автоматические выключатели «ВА» предназначены для замены устаревших А37, АЕ, АВМ и «Электрон». Они имеют уменьшенные габариты, совершенные конструктивные узлы и элементы. Работают в сетях постоянного и переменного тока. Предохранители с плавкими вставками являются наиболее простыми и дешевыми аппаратами защиты, требующими меньшей затраты материалов на изготовление. Основное назначение — защита от токов КЗ. Плавкие предохранители наряду с простотой их устройства и малой стоимостью имеют ряд существенных недостатков: - не могут защищать линию от перегрузки, так как допускают длительную перегрузку до момента плавления; - не всегда обеспечивают избирательную защиту в сети вследствие разброса их характеристик; - при КЗ в трехфазной линии возможно перегорание одного из трех предохранителей и линия остается в работе на двух фазах. Тепловые реле (ТР) обеспечивают защиту от токов перегрузки, встраиваются в магнитный пускатель. Чтобы обеспечить защиту линии от токов КЗ и перегрузки, ТР применяются в сочетании с предохранителями или автоматическими выключателями с максимальным расцепителем.
Предохранители Применяются для защиты электрических установок от токов к.з. Защита от перегрузок с помощью предохранителей возможна только при условии, что защищаемые элементы установки будут выбраны с запасом по току, превышающим примерно на 25% номинальный ток плавких вставок. Плавкие вставки предохранителей выдерживают токи на 30—50% выше номинальных токов в течение одного часа и более. При токах, превышающих номинальный ток плавких вставок на 60—100%, они плавятся за время, меньшее одного часа. Наиболее распространенными предохранителями, применяемыми для защиты электроустановок напряжением до 1000В, являются: ПР2 - предохранитель разборный; НПН - насыпной предохранитель неразборный; ПН2 - предохранитель насыпной разборный. Основные типы предохранителей рассчитаны на номинальные токи от 15 до 1000 Л, т. е. практически могут быть применены почти для всех существующих электроустановок промышленных предприятий. По конструктивному выполнению предохранители можно разделить на две группы: с наполнителем (например, ПН2, НПН, ПП17, ПП18), наполненные мелкозернистым кварцевым песком; без наполнителя (например, ПР2). Технические данные наиболее применяемых плавких предохранителей приведены в табл. 5 (Приложение 1). Плавкие предохранители делят на инерционные - с большой тепловой инерцией, т. е. способностью выдерживать значительные кратковременные перегрузки; безинерционные - с малой тепловой инерцией, т. е. с ограниченной способностью к перегрузкам. К первым относятся все установочные предохранители с винтовой резьбой и свинцовым токопроводящим мостиком; ко вторым - трубчатые предохранители с медным токопроводящим мостиком, а также предохранители со штампованными вставками открытого типа. Номинальный ток плавкой вставки Iвс для инерционных предохранителей определяется только по величине длительного расчетного тока линии Iдл:
5. Распределительные устройства Распределительные устройства (РУ) можно рассматривать трех видов: силовые распределительные пункты, комплектные шинопроводы, щитки. Все нагрузки делятся на силовые и осветительные, поэтому и распределительные устройства предназначены для их подключения. Многообразие различных типов РУ затрудняет их выбор, многие из них устарели. Комплектные шинопроводы магистральные, распределительные, осветительные также обеспечивают подключение силовых и осветительных установок. Для решения учебных вопросов достаточно применять указанные наиболее современные распределительные устройства, оборудованные современными автоматическими выключателями серии ВА (ПР85), исключив многообразие устаревших типов. Структура условного обозначения распределительного пункта:
Шинопроводы переменного тока Шинопроводом называется жесткий токопровод заводского изготовления напряжением до 1 кВ, поставляемый комплектными секциями. Шинопроводы общепромышленного назначения, которые можно рассматривать в качестве распределительных устройств, подразделяют на магистральные, распределительные и осветительные. Магистральные переменного тока предназначены для выполнения в производственных помещениях магистральных четырехпроводных электрических сетей с заземленной нейтралью напряжением до 660 В, частотой 50-60 Гц. Распределительные переменного тока предназначены для выполнения внутри помещений распределительных электрических сетей с заземленной нейтралью напряжением 380/220 В, частотой 50-60 Гц. Распределительными шинопроводами может выполняться вертикальная прокладка внутри общественных и административных зданий повышенной этажности. При необходимости, вертикально проложенный шинопровод может иметь горизонтальные участки. Межэтажная секция шинопровода имеет жесткое соединение шин с корпусом шинопровода и снабжена нагревостойкими перегородками для предотвращения распространения пламени с этажа на этаж при пожаре. В помещениях с пыльной средой применяют распределительные пылезащитные шинопроводы. Осветительные предназначены для выполнения в производственных помещениях двух- и четырехпроводных электрических сетей, а также для питания электрифицированного ручного инструмента и других электроприемников небольшой мощности. Разновидностями магистральных шинопроводов являются открытые шинные магистрали из неизолированных шин, которые прокладываются на высоте 10-12 м по нижнему поясу ферм на изоляторах в цехах небольшой протяженности. Комплектные шинопроводы применяются только для внутренней проводки. Для подключения станков и механизмов они снабжены ответвительными коробками со штепсельными контактами или болтовыми соединениями. Соответственно шинопроводы называют штепсельными или с глухими отпайками. Наибольшее распространение получили штепсельные, позволяющие подключаться без снятия напряжения с шинопровода. Ответвления от шинопроводов к производственным механизмам выполняется в стальных тонкостенных трубах проводом марки АПВ или шланговым проводом. Шинопроводы крепят к фермам, подвешивают на подвесках к строительным конструкциям цеха и устанавливают на стойках. В ответвительной коробке для защиты ответвления устанавливают автоматические выключатели или предохранители. Сечения фазового и нулевого проводников равны. Расстояние между ответвительными коробками 0,5... 1 м. Шины, используемые в шинопроводах и в распределительных устройствах, изготовляют, главным образом, из алюминия и его сплавов. Форма поперечного сечения шин, в зависимости от площади сечения, требуемой прочности на изгиб и общей компоновки шинопровода может быть плоской, круглой, трубчатой, коробчатой или более сложной. При больших токах (1 кА и выше) применяют многополосные шины. Для уменьшения изоляционных расстояний и габаритов применяют изолированные шины с надеваемой, прессованной или литой (например, эпоксидной) изоляцией. В сетях НН наибольшее применение нашли комплектные закрытые шинопроводы. Магистральные шинопроводы рассчитаны на токи более 1 кА, а распределительные менее 1 кА. Кожух шинопровода по соображениям механической прочности изготовляют из сплошной или перфорированной листовой стали, из алюминиевым сплавов. Кожухи малогабаритных шинопроводов (до 100 А) могут изготовляться из изоляционных материалов, что обеспечивает более высокий уровень электробезопасности. Структура условного обозначения шинопровода переменного тока:
Для предотвращения случайных механических повреждений и обеспечения хорошей доступности распределительные шинопроводы располагают на высоте 2,5...3 м. Групповые линии осветительных сетей при 3-фазной системе с нулевым проводом (380/220) могут выполняться однофазными (двухпроводными), двухфазными (трехпроводными) и трехфазными (четырехпроводными). Для освещения небольших помещений, в которых установлено небольшое количество светильников, применяются однофазные группы. В здании с большим числом помещений применяют двухфазные и трехфазные групповые линии с однофазными ответвлениями в отдельные помещения. В больших цехах с газоразрядными лампами групповые линии обычно трехфазные (четырехпроводные). Это позволяет подключить светильники к разным фазам и снизить стробоскопический эффект. К питающей линии освещения рекомендуется подключать не более 5 щитков, при этом на вводе каждого устанавливают вводный автомат или пакетный выключатель. В табл. 6 (Приложение 1) приведены основные технические данные современных шинопроводов переменного тока, выпуск которых начат с 1998 г.
Рекомендации по выбору РУ Выбор вида РУ определяется схемой ЭСН: магистральной, радиальной или смешанной. Осветительные сети Осветительные нагрузки цехов при радиальной схеме питаются отдельными линиями от щитов подстанции, а при магистральных (в том числе и блок «трансформатор-магистраль») — от головных участков магистралей. В крупных цехах прокладывают самостоятельную осветительную сеть — питающую с распределительными щитами, от которых питаются групповые щитки. В небольших цехах питающую сеть можно сразу подводить к групповым щиткам (без распределительных). Для осветительной сети и сети переносных механизмов и инструментов обычно применяют ШОС с нулевой шиной на напряжение 380/220 В. Набор осветительных РУ принципиально аналогичен набору РП. Комплектный шинопровод. Шинопровод закрытого типа, заключенный в оболочку, выполненный секциями различного назначения (угловые, ответвительные, присоединительные, компенсационные, подгоночные) для распределения ЭЭ на НН. Электроприемники к ШРА подключают через ответвительные коробки кабелем или проводом, проложенным в трубах, коробах или металлорукавах. Секция ШРА длиной 3 м имеет 8 ответвительных коробок (по 4 с каждой стороны) с автоматическими выключателями или рубильниками с предохранителями. Для штепсельного присоединения ответвительных коробок на секциях предусмотрены окна с автоматически закрывающимися шторками. При открывании крышки питание электроприемника прекращается, что обеспечивает безопасное присоединение коробок к шинопроводу. Присоединение ШРА к магистральному шинопроводу осуществляется кабельной перемычкой, соединяющей вводную коробку ШРА с ответвительной секцией ШМА. Вводная коробка ШРА устанавливается на конце шинопровода или на стыке двух секций. Крепление ШРА выполняется на стойках на высоте 1,5 м над полом, кронштейнами к стенам и колоннам, на тросах и фермах здания.
6. Расчет и выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения.
Ток (в амперах) в линии РУ (распределительном устройстве) определяется по формуле: , (3) Где - максимальная расчетная мощность РУ, [] - номинальное напряжение РУ, [кВ] =16.0[] =0.38[кВ]
1) Контрольные кабели: =, переменное напряжение 2,5 кВ в течение 5мин. 2) Кабели для сигнализации и блокировки: напряжение 2 кВ в течение 5мин. 3) Кабели управления: напряжение 1,5 кВ в течение 1мин. 4) Монтажные кабели: =, напряжение 1,5 кВ в течение 1мин. 5) Силовой кабель: напряжение 0,66кВ. Выбираем РУ типа ШОС2-25-44-УЗ по таблице 6 (П 1)., то (номинальный ток) (электродинамическая стойкость ударному току КЗ) (номинальное напряжение) (номинальный ток штепселя)
Согласно условию ( для линии к РУ): , (4) где - ток плавкой вставки, []
где - номинальный ток предохранителя, [] , (5)
где - пусковой ток, []; =2…3 - кратность пускового тока. Тогда получаем: ,
Выбираем тип предохранителя по условию: По таблице 5 (П 1) выбираем ПР2-60: ; . Проверка: , условие выполняется.
3. Определим тип кабеля управления и сигнализации:
, (6)
По таблице 4 (П 1) выбираем , тогда . По таблице 2 (П 1) по (по нагрузке) находим сечение кабеля: Получаем .
2- основные, 1-управление, 1-заземление. По табллце 1 (П 1) выбираем тип кабеля : Получили: КВВГ .
4. РУ остается прежним, определим тип предохранителя: ; =2. Тогда ,
По таблице 5 (П 1) выбираем ПР2-60: ; . Проверка: , условие выполняется.
Определим тип измерительного кабеля: По таблице 4 (П 1) выбираем , тогда
По таблице 1 (П 1) по (по нагрузке) находим сечение кабеля: Получаем .
Выбираем пять жил кабеля: 3-основные, 1-дополнительные, 1-заземление.
По таблице 3 (П 1) выбираем кабель типа МКШ-. Следовательно, мы взяли пяти жильный кабель, так как четырех жильного не существует, в результате пятая жила дополнительная.
5. РУ остается прежним, определим тип предохранителя: ; =4,2. Тогда ,
По таблице 5 (П 1) выбираем ПР2-60: ; . Проверка: , условие выполняется.
Определим тип силового кабеля: По таблице 4 (П 1) выбираем , тогда
По таблице 1 (П 1) по (по нагрузке) находим сечение кабеля: Получаем .
Берем четыре жилы кабеля: 2-основные, 1-дополнительные, 1-заземление. По таблице 7 (П 1) выбираем тип кабеля : Получили: ВВГ .
6. Так как мы знаем расположение объекта, то легко можно рассчитать длину кабеля от датчиков к КИПиА. От БР1: L=11+2,5+14+10+7+40+5+5=94,5м; От БЕ 1: L=9,5+10+7+40+5+5=166,5м; От БЕ 2: L=3+2.5+2.5+10+4.5+7+40+1.5+4.5+4.5+1.5+5+5=91,5м; От КС: L=2,5+10+4,5+7+40+1,5+4,5+4,5+1,5+5+5=86м; От ДЕ: L=3+40+1,5+4,5+4,5+1,5+5+5=65м; От ЩСУ: L=1+40+1,5+4,5+4,5+1,5+5+5=63м; От ПЕ: L=170+1,5+4,5+4,5+1,5+30+5+5=217,5м; От БР 2: L=5+1,5+20+1+8+2,5+8+5=51м; От Н3: L=0,5+1+2+15+8+1+8+2,5+8+5=46м; От Н 2: L=0,5+1+7+8+1+8+2,5+8+5=41м; От Н 1: L=0,5+1+8+1+8+2,5+8+5=34м; От КТП: L=50+1+8+2,5+8+5+5=79,5м.
Таким образом, в результате расчета и выбора аппаратов защиты и линий электроснабжения был выбран тип кабеля управления и сигнализации, с учетом АЗ: КВВГ , для измерительного типа кабеля МКШ-, а силового кабеля ВВГ , а также была рассчитана длина кабелей от датчиков к КИПиА.
ЗаключениеВ настоящее время большая часть всей добываемой нефти и природного газа получают с комплексно - автоматизированных нефтедобывающих и газодобывающих предприятий, поэтому актуально и по сей день внедрять комплексные объекты с полной автоматизацией. В данном курсовом проекте было рассмотрено автоматизированная система управления ДНС и монтажная схема установки. Данная работа актуальна, так как имена ДНС необходима для управления технологическим процессом, а также для поддержания оптимального режима подготовки нефти, газа и сброса воды, контроля за ходом технологического процесса, формирования и выдачи отчетной и архивной документации, диагностики измерительного оборудования. В системе внутрипромыслового сбора нефти ДНС выполняет функции по предварительной сепарации нефти, бригадному учету добытой продукции и транспортировки ее до установки подготовки. В результате расчета и выбора аппаратов защиты и линий электроснабжения был выбран тип кабеля управления и сигнализации, с учетом АЗ: КВВГ , а для измерительного типа кабеля МКШ-, а силового кабеля ВВГ . Также рассчитали длину кабеля от датчиков до КИПиА. Проектирование кабельных линий промышленных предприятий ведут с учетом накопленного опыта проектирования, строительства, монтажа и эксплуатации электрических сетей, с использованием новейших достижений науки и техники. Сооружаемые электрические сети должны обеспечить безопасность эксплуатации, надежность и экономичность питания электроустановок при высоком качестве электроэнергии. При проектировании эти показатели достигаются с помощью ряда технико-экономических расчетов. Безопасность для жизни и здоровья людей в период эксплуатации сетей обеспечивается правильным выбором марок и сечений проводников в соответствии с условиями окружающей среды.
Список литературы 1) Белорусов Н.И. Электрические кабели, провода и шнуры. Справочник.-М.: Энергоатомиздат, 1987.-536 с. 2) Князевский Б.А., Липкин Б.Ю., Электроснабжение промышленных предприятий. Учеб. – М.: Высш. Шк., 1986-400 с. 3) Клюев А.С., Глазов Б.В. и др. Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля. 4) Проектирование кабелей, сетей и проводок. Анастасиев Е.З, А.В. Коляда.-М.: Энергия, 19 5) Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методтческое пособие для курсового проектирования. – М., 2004-214 с. 6) Шеховцов В.П., Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению.
Приложение 1
Таблица 1. Сортамент специализированных кабелей управления
Таблица 2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||