Скачать:  kursovaya-po-psu.zip [2,56 Mb] (cкачиваний: 44)

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: 

«Проектирование систем управления»

на тему:

«Монтажная схема кабельных линий 4-й пусковой установки УКПН»

Содержание

Введение ………………………………………………………………………….3

Характеристики УКПН-2………………………………………………………...4

Описание технологической схемы установки …………………………………6

Четвертый пусковой комплекс УКПН…………………………………………10

Основные решения по автоматизации объектов контроля и управления

четвертого пускового комплекса……………………………………………….10

Монтажные схемы…………………………………………...…………………..15

Классификация   кабельных изделий…………………………………………..16

Аппараты защиты………………………………………………………………..19

Подстанции  и распределительные  устройства  промышленных  предприятии…........................................................................................................20

Расчет и выбор аппаратов защиты и линий  электроснабжения………..…….21

Заключение……………………………………………………………………….25

Список литературы………………………………………………………………26

Приложение 2…………………………………………………………………….27

Приложение 3…………………………………………………………………….29

ЗАДАНИЕ

На курсовую работу (проект)

по дисциплине    Проектирование систем управления______________

Студент    

Тема     Монтажная схема кабельных линий 4-й пускового комплекса УКПН ____________________________________________________________________________________________________________________________________

Исходные данные   1.Монтажная схема установки  

2.  Технологический регламент установки                                

3. Уравнения для расчета аппаратуры защиты и кабельных линий __ 

Предоставить следующий материал:

1. Теория  Монтажные схемы, кабельные линии. Назначение, разновидности

__________________________________________________________________

2. Расчетная часть  Расчет аппаратуры защиты и кабельных линий __________________________________________________________________________

3. Графическая часть  Функциональная схема УКПН

Рекомендуемая литература

1. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю., Электроснабжение промышленных предприятий

2. Клюев А.С., Глазов Б.В. и др. Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля 

3. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования

Дата выдачи задания________________________________________________

Дата защиты_______________________________________________________

Преподаватель____

Оценка ___________________________________________________________

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 элементов  по передаче электроэнергии от генерирующих источников, преобразованию ее и распределению между электроприемниками.

Электроустановками называются установки, в которых производится, преобразуется, распределяется и потребляется электроэнергия.

Воздушной 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.

 Характеристики УКПН-2

В основу технологической схемы установки комплексной подготовки нефти входят процессы обезвоживания, обессоливания и стабилизации нефтяной смеси.

В основе процесса обезвоживания на УКПН лежит разрушение (дестаби­лизация) нефтяных эмульсий, образовавшихся в результате контак­та нефти с водой, закачиваемой в пласт через нагнетательные сква­жины. При обессоливании обезвоженную нефть смешивают с пре­сной водой, создавая искусственную эмульсию (но с низкой соленостью), которую затем разрушают. Вода очищается на установке и снова закачивается в пласт для поддержания пластового давления и вытеснения нефти. При стабилизации от нефти отделяют растворенные в ней углеводородные газы и легкие бензиновые фракции. Газовые компоненты (ШФЛУ) при этом транспортируются на ГПЗ.

Азнакаевская установка комплексной подготовки нефти производительностью 3,5 млн. т стабильной нефти в год разработана Казанским филиалом института «Татнефтепроект» в 1964 году. В 1969 году проект блока стабилизации переработан Горьковским филиалом института «Гипронефтезаводы» и увязан с проектом блока обезвоживания и обессоливания.

Установка  размещена  на  территории  Азнакаевского  товарного  парка.  Нефть  получают  из  резервуаров  АТП, а  готовую  продукцию  (стабильную нефть) через узел учета перекачивают на АЛПДС (трубопроводная сеть ОАО «СЗМН»).

УКПН поделена условно на 4 пусковых комплекса:

1)      Первый пусковой комплекс, в который входит узел стабилизации и напорный трубопровод в АТП;

2)      Второй пусковой комплекс, в составе которого печи П1 и П2;

3)      Третий пусковой комплекс, состоящий из насосных станций стабильной нефти и нестабильного бензина, канализационных и дренажных емкостей, а также пункта отпуска керосиновой фракции;

4)      Четвертый пусковой комплекс, в состав которого входят узлы обезвоживания и обессоливания, теплообменники, а также водяная насосная станция (ВНС) и сырьевая насосная (НС-1).

На Азнакаевскую УКПН-2 в процессе подготовки нефти водонефтяная эмульсия поступает с Павловской, Зеленогорской, Восточно-Лениногорской, Холмовской, Азнакаевской, Карамалинской и Тумутукской площадей Ромашкинского месторождения. Сбор нефти осуществляется семью ЦДНГ по напорной системе с одноступенчатой сепарацией газа, предварительно обработанной деэмульгаторами типа Риапон, а также ингибиторами коррозии Альпан и др. Обрабатываемые на УКПН нефти могут быть отнесены к легким – плотность общего потока нефти на выходе ступени обезвоживания, с сырьевого насоса УКПН, содержащего не более 2% пластовой воды при 20°С, составляет 868-870 кг/м³, вязкость 13-16 мПа·с.

В результате технологического процесса на УКПН получаются следующие продукты:

1)      стабильная нефть – готовый продукт, транспортируется на АТП и далее – потребителям;

2)      ШФЛУ – полупродукт для дальнейшей переработки, транспортируется на Миннибаевский газоперерабатывающий завод управления «Татнефтегазопереработка» через КС-15;

3)      прямогонный дистиллят – полупродукт, использующийся в качестве растворителя парафинов для обработки скважин, набирается в емкости Е-14 и Е-15;

4)      отдувочный газ – побочный продукт из бензосепараторов, используется в качестве топлива на печах нефтестабилизационной установки.

Сбрасываемая в ходе технологического процесса вода, а также вода с дренажных и канализационных емкостей направляется на КНС Азнакаевского ЦППД.

На Азнакаевской УКПН-2 в 2006 году произведено:

1)      стабильной нефти в количестве 2 655 750 т;

2)      ШФЛУ – 77 000 т;

3)      газа отдувки – 4 000 т.

Кроме того, получено и направлено на ППД 5 000 т технической воды. Суммарные потери составляют 0.3 % масс. от готовой нефти – 8 250 т. 

 Описание технологической схемы установки

Принципиальная технологическая схема УКПН-2 приведена на рис 1.

Рис. 1. Принципиальная технологическая схема Азнакаевской УКПН-2

Водонефтяная эмульсия продукции скважин ЦДНГ 1-4 с обводненностью 1-5 % поступает на резервуары Азнакаевского ТП (РВС-5000 № 20) и далее на установку УКПН-2.

Продукция скважин ЦДНГ-5 и 7 после узла учета, ступени сепарации с обводненностью 25-88 % поступает на установки предварительного сброса воды (УПСВ) в технологические резервуары типа РВС-5000 №№ 5,6,7,20 и РВС-2000 №№ 1,2 Азнакаевского ТП.

Водонефтяная эмульсия ЦДНГ-6 с обводненностью 85-90 % поступает на Яшляускую УПСВ, затем в технологические резервуары типа РВС-5000 №№ 2,3. Пластовая вода поступает в буферный резервуар типа РВС-5000 № 5, затем насосами типа ЦНС через узел учета откачивается в систему поддержания пластового давления. Нефть с содержанием воды 5-40 % поступает в буферный резервуар типа РВС-5000 № 6 и откачивается насосами типа ЦНС в технологические резервуары типа РВС-5000 №№ 5,6,7,20 Азнакаевского ТП.

Перед технологическими резервуарами в водонефтяную эмульсию добавляется вода, сбрасываемая с отстойников УКПН при температуре 50°-60°С с остаточным содержанием деэмульгатора. После технологических резервуаров вода поступает на очистные сооружения.

Нефть поступает в буферные резервуары типа РВС-2000 № 3,4.

Нефть с содержанием воды 1-15 % из буферных резервуаров № 3,4 поступает на прием сырьевых насосов 10 НМК×2. В линию сырой нефти перед насосом подается деэмульгатор «Риапон LML-4312» из расчета 24 г/т подготавливаемой нефти дозировочным насосом НД 40/25.

Сырьевые насосы под давлением 9-14 кг/см² прокачивают через группу теплообменников Т-1, в которых происходит нагрев нефти до температуры 60°-90°С за счет утилизации тепла отходящей обессоленной нефти.

Нагретая нефть поступает на I ступень подготовки нефти – ступень обезвоживания в горизонтальных отстойниках типа ОГ-200.

После ГО нефть с остаточной обводненностью до 0,5 % под давлением 6-8 кг/см² поступает на II ступень подготовки нефти, в шаровые отстойники, где при давлении 5,5 кг/см² происходит обессоливание за счет подачи в поток нефти перед ШО через диспергатор промывочной технической воды в количестве 4-5 м³/час.

С горизонтальных и шаровых отстойников с автоматическим регулированием осуществляется постоянный дренаж отделившейся воды, сбрасываемой на УПСВ.

Обессоленная   нефть   поступает   в   промежуточную   емкость   Е-7,   откуда насосами 8НД 9×3 прокачивается   через   группу   теплообменников Т-2/1-8,   где она дополнительно нагревается до температуры 120°-140°С за счет тепла отходящей обессоленной нефти и направляется в печи П-1, П-2. В печах нагревается до температуры 180°-220°С и поток разделяется на 2 части. 1 поток поступает в емкость Е-11, где путем однократного испарения при давлении 6-8 атм. происходит разделение на паровую и жидкую фазы, а другой – поступает на 12-ую тарелку колонны К-1 (питание колонны).

Газ, пары легких углеводородов и водяные пары из емкости Е-11 поступают на 10-ую тарелку колонны К-1. Заданная температура верха колонны К-1 – 80-110°С регулируется автоматически, количеством подаваемого орошения.

Сверху стабилизационной колонны К-1 выводится в паровой фазе широкая фракция легких углеводородов (ШФЛУ) и часть водяных паров, которые пройдя конденсатор воздушного охлаждения и концевые холодильники конденсируются и поступают в рефлюксную емкость Е-12. ШФЛУ из емкости Е-12 насосами НК-200/120-210 (Н-6/1,2) подается на орошение колонны К-1, а избыточное количество откачивается на бензосклад.

Облегченная керосином нефть из колонны К-1 поступает по перетоку на 2-ю тарелку колонны К-2. Частично отбензиненная нефть снизу емкости Е-11 под собственным давлением поступает для отпарки оставшихся легких углеводородов на 7-ю тарелку К-2. Температура верха колонны К-2 поддерживается автоматически – 160°С, давление поддерживается – 4 атм.

Сверху колонны К-2 выводятся керосиновая фракция и водяные пары, которые пройдя конденсаторы воздушного охлаждения и концевые холодильники, конденсируются и поступают в рефлюксную емкость Е-13. В емкости Е-13 поддерживается температура 75-80°С. Из Е-13 керосиновая фракция насосом НК-200/120-70 (Н-6/3,4) подается на питание в колонну К-1 на 21 и 15 тарелки, а избыточное количество откачивается на склад прямогонной фракции.

Снизу колонны К-2 стабильная нефть поступает на прием насосов 8 НГД 9×3 и НК 560/335-180 и прокачивается через теплообменники Т-2, Т-1, в которых охлаждается до температуры 35°-45°С и направляется в резервуары Азнакаевского товарного парка.

Для окончательной отмывки солей в нефтепровод после УКПН подается техническая вода в количестве 2-3% от подготавливаемой нефти. После отстоя товарная нефть через узел учета перекачивается в АЛПДС.

Несконденсировавшийся газ из емкостей Е-12, Е-13 поступает в емкость О-2, где происходит разделение газа и конденсата. Газ из емкости О-2 направляется в линию топливного газа печей П-1, П-2. Конденсат из емкости О-2 направляется в емкости Е-14, Е-15.

Разрешается работа УКПН с отключенным блоком стабилизации, с соответствующим изменением параметров технологического режима.

Очистные сооружения включают 4 отстойника РВС-5000 №№ 5,6,7,20 и 2 отстойника РВС-2000 №№ 1,2 с гидрофобным фильтром. Сточные воды после УПСВ поступают в отстойники №№ 1,2,5,6. Воды промливневой канализации и после сальников насосов УКПН поступают в отстойник № 7. Очищенная вода после отстойников поступает в буферный резервуар № 5, откуда насосами ЦНСК 300x360 откачивается в систему ППД. На прием насосов производится дозировка ингибитора коррозии «Альпан» согласно технологического регламента.

Керосиновая фракция колонны К-2 используется для обработки скважин. Для набора продукта установлены емкости Е-14, Е-15 (V=100 м³) с соответствующей технологической обвязкой. Наполнение емкости Е-14, Е-15 производится из емкости Е-13. Растворенный в продукте газ отводится по газопроводу на ступень сепарации. Стабилизация продукта происходит при атмосферном давлении. Сброс водяного конденсата производится в канализационную систему. Для налива нефтепродукта в автоцистерны предусмотрен наливной стояк на расстоянии 40 м от булита, соединенный с булитом трубопроводом.

Четвертый пусковой комплекс УКПН

В состав 4-го пускового комплекса по решению НГДУ «Азнакаевскнефть» включены следующие технологические объекты площадки УКПН-2:

- сырьевая насосная станция НС-1;

- насосная станция обезвоженной и обессоленной нефти НС-2;

- водяная насосная станция ВНС;

- горизонтальные отстойники Г01 /1 -8, Г02/9-14, E-5;

- шаровые отстойники 11101/1,2,11102/1,2;

- теплообменники Т1/1-14.Т2/1-8

- буферные ёмкости Е7/1,2;

- водяные резервуары Е1-1.Е1-2.Е2-1.

Режим работы технологического оборудования 4-го пускового комплекса круг­лосуточный, непрерывный, с остановками для текущих и капитальных профи­лактических ремонтов. Технологическое оборудование пускового комплекса относится: насосная станция НС-1, НС-2, ВНС -к установкам класса В-1а, ос­тальное оборудование - горизонтальные отстойники Г01/1-8,Г02/9-14,шаровые отстойники Ш01/1,2,Ш02/1,2,теплообменники Т1/1-14.Т2/1-8,буферные ёмкости Е7/1,2,водяные резервуары Е1-1,Е1-2,Е2-1- к наружным установкам класса В-1Г по классификации ПУЭ.

Основные решения по автоматизации объектов контроля и управления четвертого пускового комплекса.

При оснащении техническими средствами автоматизации объектов четвёр­того пускового комплекса.(4пк) в соответствии с решением заказчика -НГДУ «Азнакаевскнефть» на всех ёмкостях ранее предусмотренные уровне­меры У-1500, заменяются на уровнемеры ДУУ-4 и сигнализаторы уровня СУР производства завода «Альбатрос» (г.Москва).

Применение датчиков уровня ДУУ-4 позволит одним датчиком измерять уровень и уровень раздела сред. Объем автоматизации по четвертому пуско­вому комплексу 2004г. принят в соответствии с заданием на проектирование и «Основными положениями по автоматизации и телемеханизации нефтегазо­добывающего производства ОАО «Татнефть».

Технические решения по автоматизации объектов четвертого пускового комплекса выполнены в соответствии с действующими нормами и правилами проектирования, предусматривающими мероприятия по обеспечению взрыво и пожаробезопасности при работе технологического оборудования при соблю­дении установленных правил эксплуатации.

Информация от технологического оборудования четвертого пускового комплекса поступает в операторные площадки УКПН-2. Контроль за работой технологического оборудования осуществляется через преобразователи сигналов с помощью контроллера ПТК «КРУГ 2000».

 В операторной устанавливаются: щит контроля ЩК №4 и ЩК №5 и шкаф контроллера ШУЗ ПТК «Круг-2000». Станция оператора СО (автоматизирован­ное рабочее место АРМ №1) и станция системного инженера СИ (АРМ №2) являются общими для всех объектов всех пусковых комплексов площадки УКПН-2 . СО выполнена на два рабочих места-рабочее и резервное. Станции СО и СИ предусмотрены по первому и второму пусковым комплексам.

 Автоматизированная система контроля за работой технологического оборудования четвертого пускового комплекса будет функционировать в ин­формационном режиме с выполнением функций регулирования параметров в соответствии с таблицей объема автоматизации (таблицей параметров). При этом информационные функции и функции регулирования осуществляются ав­томатически через технические средства автоматизированной системы.

В качестве датчиков температуры на трубопроводах применены термомет­ры сопротивления медные ТСМ « Метран 203», на насосных агрегатах- «Мет-ран 243 ТСМ»,. Искробезопасные барьеры для; измерителей температур встроены в контроллер.

Избыточное давление на трубопроводах и в ёмкостях измеряется датчика­ми давления типа «Метран 100Ех-ДИ» взрывобезопасного исполнения. Искро­безопасные барьеры для измерителей давления встроены в контроллер.

Уровень, уровень раздела сред в ёмкостях измеряются взрывобезопасными ультразвуковыми датчиками уровня ДУУ-4 необходимых модификацией.

Искробезопасные барьеры датчиков   уровня встроены в комплектные блоки БТВИ. Информация в контроллер об  измеряемых параметрах в ёмкостях по­ступает с блоков БТВИ.

Сигнализация верхнего и нижнего уровней в ёмкостях выполняется ультра­звуковыми сигнализаторами взрывобезопасного исполнения типа СУР-3.

Искробезопасные барьеры сигнализаторов уровня  встроены  во  вторичные приборы сигнализаторов. Информация в контроллер о предельных значениях контролируемых уровней поступает от вторичных приборов сигнализаторов.

Для питания измерителей уровня ДУУ-4 применены блоки питания, изолированные БПИ-1.

Расходы нефти измеряются датчиками «Метран 100Ех-ДД» взрывобезопасного исполнения. Искробезопасные  барьеры для них встроены в контроллер.

Расходы воды измеряются счетчиками жидкости типа СЖУ. Измерение влажности (содержания воды в нефти) в трубопроводе нефти от НС-1 осуществляется поточными влагомерами типа ВСН-1-ПП/30 во взры-вобезопасном исполнении.

Информация в контроллер вводится от вторичных блоков обработки влагоме­ров.

Контроль довзрывных концентраций газов у технологических аппаратов осу­ществляется приборами контроля довзрывных концентраций типа СТМ-10.

Электропитание датчиков давления «Метран ЮОЕх-ДИ», датчиков перепа­да давления «Метран 100Ех-ДД» осуществляется от источников питания с ис-кробезопасными цепями от шкафа контроллер ШУЗ.

Для сигнализации о наличии довзрывоопасных концентраций газов у техно­логических аппаратов предусмотрены сигнальные посты взрывозащищенного исполнения типа ПСВ-С и светильники взрывозащищенного исполнения с плафонами красного цвета.

Блоки БТВИ уровнемеров ДУУ-4, вторичные блоки сигнализаторов уровня СУР-3, блоки обработки влагомеров, блоки питания БПИ1, блоки питания и сигнализации БП и С систем СТМ-10 устанавливаются в щиты контроля: в ЩК-4, ЩК №5 (для четвертого пускового комплекса) в операторной.

Контроллер ПТК «КРУГ-2000» выполнен во взрывозащищенном исполне­нии с маркировкой ExiallC. Вид взрывозащиты искробезопасная электрическая цепь ia, группа электрооборудования НС. Общая степень защиты IP20.

Отображение состояния оборудования, значения параметров реализованы на цветном мониторе компьютера станции оператора (СО).

Аварийные значения параметров фиксируются в протоколе нарушений на СО с указанием, даты, времени, позиции и значения аварийного сигналь и времени восстановления его нормального состояния.

Аварийные значения параметров по мере возникновения параллельно с протоколом нарушения фиксируются печатающим устройством.

При выходе параметров за предельные и аварийные значения предусмотрена световая и звуковая сигнализация.

В системе предусмотрены диагностика работы контроллеров ПТК «КРУГ 2000» и его основных элементов и отображение отказов на СО.

Программное обеспечение СО реализовано на базе программного обеспе­чения «КРУГ-2000» (сертификат №15592-01 от 26.09.01).

Отказ станции оператора не влияет на выполнение задач контроля и бло­кировок в контроллере.

Связь датчиков и вторичных приборов и блоков с контроллером осуществ­ляется по кабельным линиям связи. Тип кабеля выбирается в зависимости от требований заводов-изготовителей, условий эксплуатации установок по взры-вобезопасности. Кабели с аналоговыми цепями 4-20 мА выбираются экраниро­ванными с медными жилами типа КВВГЭ необходимой жильности.

Кабели с дискретными сигналами выбираются контрольными с медными жилами типа КВВГ необходимой жильности.

Термопреобразователи на технологических трубопроводах и ёмкостях вы­браны четырехпроводными и подключаются к контроллеру кабелем типа КВВГ.

Датчики уровня ДУУ-4 и сигнализаторы СУР-3 устанавливаются на техно­логических ёмкостях на верхних крышках фланцев существующих люков - ла­зов.

Первичные преобразователи ПП с блоками токовых выходов БТВИ датчи­ков уровня ДУУ-4, а также датчики положения уровня ДПУЗМ с вторичными преобразователями ПВС2М сигнализаторов уровня СУР-3 соединяются по ре­комендации завода-изготовителя четырёхжильным кабелем марки КМВЭВ-3 комплектной поставки.

Блоки токовых выходов БТВИ соединяются с контроллером экранирован­ным кабелем марки КВВГЭ. Преобразователи ПВС2М соединяются с контрол­лером кабелем КВВГ.

Соединение датчиков давления и перепада давления на технологических трубопроводах и ёмкостях с контроллером осуществляется по двухпроводной схеме экранированными кабелями марки КВВГЭ .

Первичные преобразователи влагомеров нефти на напорном трубопроводе устанавливаются в специальных утеплённых шкафах. Соединение датчика влагомера с блоком обработки данных и блока с контроллером выполняются экранированным кабелем КВВГЭ необходимой жильности.

При срабатывании датчиков довзрывных концентраций газа выдается громкий сигнал оповещения обслуживающему персоналу, а также включается звуковая и световая сигнализация по месту. Информация от блоков сигнализации и питании СТМ-10 поступает на входы контроллера.

По территории от объектов четвертого пускового комплекса предусматри­вается прокладка новых коробов взамен старых по существующим опорам.

В смонтированных коробах прокладываются кабели контроля и питания.

Цепи питания и нормальные цепи к устройствам и приборам выполняются кабелями марок КВВГ и ВВГ необходимой жильности и сечения.

Технологические объекты четвертого пускового комплекса. относят­ся к объектам 1 категории взрывоопасное™. Поэтому как потребители элек­троэнергии и воздуха КИП они относятся к потребителям 1 категории. Исходя из этого, электроснабжение технических средств автоматизации объектов чет­вертого пускового комплекса 2005г. должно выполняться как для потребителей 1 категории в соответствии с действующими нормами и правилами.

Пневмоэлектропреобразователи ЭП для регулирующих клапанов, фильт­ры-стабилизаторы воздуха для ЭП устанавливаются в существующем поме­щении операторной бензонасосной и в будке КИП у горизонтальных отстойни­ков. Электропитание управляющего контроллера в операторной выполняется от источника бесперебойного питания AC 220V.

Все соединительные коробки для электрической коммутации цепей на тех­нологических объектах приняты типа КП по ТУ 16-685.032-86 (ИШМБ.685552.001 ТУ). Коробки КП относятся к взрывозащищенному электро­оборудованию группы 2 с уровнем взрывозащиты «Повышенная надежность против взрыва» по ГОСТ 12.2.020 с защитой вида «е» по ГОСТ 22782.7 и име­ют маркировку взрывозащиты 2ExellT5.

На схемах соединений внешних проводок учтены короба, защитные трубы для электропроводок и соединительные фитинги к ним, импульсные трубы -всё, что необходимо для прокладки трасс контроля и автоматики, показаны ти­пы проектируемых кабелей и проводок. Низковольтные и высоковольтные трассы, а также нормальные и искробезопасные цепи прокладываются раз­дельно.

Планы размещения средств автоматизации и проводок при реконструкции системы автоматизации на технологических объектах четвертого пускового комплекса разработаны с учетом расположения технологического оборудования, датчиков, соединительных коробок.

Короба, трубы и соединительные коробки на емкостях крепят к металлическим ограждениям и отмосткам по месту.

ПУЭ и инструкции по монтажу электрооборудования силовых и осветительных се­тей взрывоопасных зон ВСН 332-74, РМ 4-223-89 «Требования к выполнению электроустановок систем автоматизации во взрывоопасных зонах (пособие к ВСН 205-84/ММСС)» проектом предусматривается монтаж защитного зазем­ления датчиков и технических средств автоматизации.

Все технические средства автоматизации, устанавливаемые на технологи­ческих аппаратах и трубопроводах, заземляются с помощью заземляющих проводников П-750 и присоединяются к существующим шинам заземления. Кроме того, в качестве заземляющих проводников могут использоваться сво­бодные жилы кабелей.

Трасса металлического короба должна быть заземлена не менее чем в двух противоположных друг от друга местах (в начале и конце трассы) путем приварки стальных проводников к опорным конструкциям или болтовым со­единением гибких проводников из цветного металла. Каждое ответвление от трассы короба должно быть заземлено при помощи своего отдельного провод­ника, подключаемого в конце ответвления. Секции короба и их ответвления должны образовывать непрерывную электрическую цепь по всей длине трас­сы. В качестве шины заземления применяется стальная полоса или медная жила сечением в соответствии с действующими РМ на заземление электриче­ских сетей управления и автоматики. .

Устанавливаемые в операторной технические средства системы автома­тизации: шкаф контроллера, щиты контроля, присоединяются к существующе­му в ней контуру защитного заземления операторной с помощью заземляющих проводников П-750. Шины заземления от приборов и датчиков на ёмкостях и трубопроводах присоединяются к существующему контуру заземления в опе­раторной.

Величина сопротивления защитного заземления должна быть не более 4 0м.

Экраны и оболочки контрольных кабелей заземляются в соответствии с действующими нормами и правилами путем присоединения их изолированными проводниками к шинам заземления по месту.

Заземление технических средств автоматизации выполняются в строгом соответствии с требованиями ПУЭ, РМ «Заземление электрических сетей управления и автоматики», «Инстукция по монтажу электрооборудования силовых и осветительных сетей взрывоопасных зон» (ВСН 332-74), РМ4-223-89 «Требо­вание к выполнению электроустановок систем автоматизации во взрывоопас­ных зонах» и инструкциями на приборы и средства автоматизации заводов-изготовителей.

Для заземления шкафа контроллера предусматривается дополнительно автономный контур логического заземления. При этом контроллер заземляется через изолированную шину логического заземления. Сопротивление изолиро­ванной шины логического заземления должно составлять 1 Ом.

Основные требования по пункту управления и 

Контроля 

Для размещения технических средств системы контроля и управления четвёртого пускового комплекса, которые эксплуатируются в нормальной невзрыво­опасной среде, используется помещение существующей операторной площадки УКПН-2 в здании производственного корпуса. Для объектов четвертого пускового комплекса.

В операторной устанавливается: проектируемые щиты контроля ЩК №4 и ЩК №5 и шкаф управления ШУ-3.

Для контроля за работой объектов четвертого пускового комплекса и управления насосными агрегатами существует станция оператора СО (АРМ №1) в операторной площадки УКПН-2.

Условия эксплуатации системы автоматизации должны удовлетворять требованиям технических условий на применяемые технические средства.

Монтажные схемы

        При разработке автоматических систем управления применяют различные приборы и средства автоматизации, соединяемые с объектом управления и между собой по определенным схемам.

       По типам схемы 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 2).

       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.

Классификация   кабельных изделий 

Кабельная промышленность выпускает кабель­ные изделия практически для всех отраслей народ­ного хозяйства.

Кабельные изделия предназначены для передачи и распределения электрической энергии и сигналов связи и информации, выполнения электрических соединений в различных электротехнических уст­ройствах, изготовления обмоток электрических ма­шин, аппаратов и приборов. Среди многих систем классификации кабельных изделий наиболее обос­нованной является классификация по назначению, хотя можно классифицировать их и по другим при­знакам, например по области применения.

Ниже приводятся важнейшие группы кабельных изделий и некоторые типы кабелей и проводов, вхо­дящих в состав этих групп.

1.  Неизолированные провода предназначены в основном для использования при строительстве воз­душных линий электропередачи. Провода изготав­ливаются из меди, алюминия, бронзы, а также ком­бинированными (стальной сердечник, поверх кото­рого накладываются один или несколько повивов алюминиевой проволоки).

2.  Силовые кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии. Кабели выпускаются с медными и алюминиевыми токопроводящими жилами с изоляцией из бумажных лент, пропитанных маслом или специальными составами, а также с изоляцией из поливинилхлоридного плас­тиката, полиэтилена, сшитого полиэтилена, резины. Диапазон переменного напряжения, в котором ис­пользуются силовые кабели, — от 660 В до 500 кВ. Кабели имеют свинцовые, алюминиевые или пла­стмассовые оболочки.

3.  Кабели связи предназначены для передачи сигналов связи и информации. Кабели имеют мед­ные жилы и бумажную или пластмассовую изоля­цию. В качестве пластмасс используются полиэти­лен, поливинилхлоридный пластикат, полистирол. Изоляция может быть комбинированной: воздушно-бумажной или воздушно-полиэтиленовой. Кабели имеют свинцовые, алюминиевые, стальные, пласт­массовые или металлопластмассовые оболочки. Ка­бели связи делятся на высокочастотные и низкочас­тотные. Высокочастотные кабели — это кабели даль­ней связи, низкочастотные — кабели местной связи (городские телефонные, внутрирайонные и т.п.).

4.  Контрольные кабели предназначены для пи­тания приборов, аппаратов и других электротехни­ческих устройств и используются в цепях контроля. Контрольные кабели имеют токопроводящие жилы из меди, биметалла алюминий-медь, алюминия. Изоляция в основном из полиэтилена и поливинил­хлоридного пластиката. Используется также рези­новая изоляция. Число токопроводящих жил — от 4 до 37, сечения — от 0,75 до 10 мм².

5.  Кабели управления используются для целей дистанционного управления и имеют медные жилы. В качестве изоляции используются полиэтилен, поливинилхлоридный пластикат, фторопласт, рези­на. Число токоведущих жил — от 3 до 108. Все или отдельные токопроводящие жилы могут быть экра­нированными. Оболочки кабелей — пластмассовые. Поверх оболочки может накладываться панцирная броня из стальных проволок. Кабели управления могут иметь круглую или плоскую форму.

6. Монтажные провода используются для выпол­нения групповых соединений в различных схемах, т.е. для межблочного и внутриблочного монтажа ап­паратуры. Токопроводящие жилы — медные, в том числе с покрытиями из серебра, никеля и олова, изоляция — полиэтилен, поливинилхлоридный пластикат, фторопласты.

7.  Силовые (установочные) провода предназна­чены для распределения электрической энергии в силовых и осветительных сетях на открытом возду­хе и внутри помещений, в том числе для скрытой прокладки под штукатуркой, для выводов электро­двигателей и питания различной переносной аппа­ратуры и приборов. Провода выпускаются одно- и многожильными (до 30 жил) и в основном рассчи­таны на напряжения до 3 кВ.

8.   Обмоточные провода предназначаются для изготовления обмоток электрических машин, аппа­ратов и приборов.

9.  Радиочастотные кабели предназначены для передачи высокочастотной энергии между антенна­ми и различными радиотехническими и электрон­ными устройствами, а также для соединений внут­ри этих устройств.

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 1000В.

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.

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 3).

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 3).

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.

Аппараты защиты

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.

Подстанции  и распределительные  устройства

промышленных  предприятии

Каждая подстанция имеет распределительные устройства (РУ), содержащие коммутационные аппараты, устройства защиты и авто­матики, измерительные приборы, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства.

По конструктивному выполнению РУ делят на открытые и за­крытые. Они могут быть комплектными (сборка на предприятии-изготовителе) или сборными (сборка частично или полностью на месте применения). Рассмотрим наиболее распространенные на подстанциях промышленных предприятий комплектные РУ.

Открытое распределительное устройство (ОРУ) — распредели­тельное устройство, все или основное оборудование которою рас­положено на открытом воздухе; закрытое распределительное устройство (ЗРУ) — устройство, оборудование которого располо­жено в здании.                                                                                  

Комплектное распределительное устройство (КРУ) — распре­делительное устройство, состоящее из шкафов, закрытых полно­стью или частично, или блоков с встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики, измерительными приборами и вспомогательными устройствами, поставляемое в собранном или полностью подготовленном для сборки виде и предназначенное для внутренней установки.

Комплектное распределительное устройство наружной установки (КРУН)   —  это КРУ, предназначенное для  наружной установки.

Комплектная трансформаторная (преобразовательная) под­станция (КТП) — подстанция, состоящая из трансформаторов (преобразователей) и блоков КРУ или КРУН, поставляемых в собранном или полностью подготовленном для  сборки виде.

Назначение и классификация подстанций. Подстанцией назы­вается электроустановка, состоящая из трансформаторов или дру­гих  преобразователей   энергии,   распределительных  устройств   напряжением до 1000 В и выше, служащая для преобразования и распределения электроэнергии.

В зависимости от назначения подстанции выполняют трансфор­маторными (ТП) или преобразовательными (ПП) — выпрями­тельными.

Трансформаторные подстанции являются основным звеном си­стемы электроснабжения. В зависимости от положения в энерго­системе, назначения, значения первичного и вторичного напряже­ний их можно подразделить на районные подстанции, подстанции промышленных предприятий, тяговые подстанции, подстанции го­родской электрической сети и др.

Районные и узловые подстанции питаются от районных (основ­ных) сетей энергетической системы и предназначены для электро­снабжения больших районов, в которых находятся промышленные, городские, сельскохозяйственные и другие потребители электро­энергии.

Расчет и выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения.

1. 1.                Выбор измерительного кабеля и кабеля сигнализации и управления

Определим номинальный ток в линиях к операторной

                                      ,

где Р=1,8 кВт – мощность, подаваемая в операторную, 1,8 кВ

        - номинальное напряжение, 0,56 кВ.

Выберем тип автоматы для линий без ЭД согласно условиям

                                                                     ,                                                    (1)

                                                   (2)

где   - длительный ток в линии, А;

 - номинальный ток расцепителя, А;

 - номинальный ток автомата, А;

Т.е. по условию  из таблицы 6 (Приложение 3) выберем автоматический выключатель типа ВА 51-25-2.                                                  

Его характеристики удовлетворяют условиям (1) и (2): , .

Далее необходимо выбрать тип измерительного кабеля.

Проводники для линий электроснабжения выбираем с учетом соответствия аппарату защиты (АЗ) согласно условию:

,                                                     (3)

где  - допустимый ток проводника, А;

 - коэффициент защиты. По таблице 4 получим

По формуле (3) для данного типа кабелей, учитывая, что , найдем .

Используя  таблицу 2 (Приложение 3) примем сечение кабеля равным S=0,5 мм². Затем по таблице 3 выберем тип измерительного кабеля - МКЭШ5x0,5. Длину этого кабеля определим по схеме (Приложение 2) – 1235 м.

Выберем тип кабеля сигнализации и управления

По формуле (3) для данного типа кабелей, учитывая, что , найдем .

По таблице 2 находим сечение кабеля и получаем S=0,5 мм².

По таблице 1 выбираем тип кабеля КВВГ 4×0,5. Длину этого кабеля определим по схеме (Приложение 2) – 1235м.

1. 2.                Выбор силовых кабелей

Найдем величину тока в линии к ЭД   переменного тока:

                                               ,                                          (4)

где  - мощность, потребляемая ЭД, кВт;

- номинальное напряжение ЭД, кВ;

 - КПД ЭД, отн. ед.

Предохранители для линий с ЭД и тяжелым пуском выбираются согласно условию:

,                                                               (5)

,                                                              (6)

где  - ток плавкой вставки, А; - пусковой ток, А;  - номинальный ток предохранителя, А.

,                                                       (7)

где  =2…8  - кратность пускового тока;  - номинальный ток, А. В данном случае =3 (см. табл. 10)

Будем использовать следующие исходные данные для каждого насоса:

.

,

, .

По условиям (5) и (6) из таблицы 9 выберем контактор КТ6043Б для линии к рассматриваемому электродвигателю насосу.

По таблице 2 определим сечение кабеля – 95 мм² , по таблице 7 найдем тип силового кабеля – ВВГ 4x95. Длину этого кабеля определим по схеме (Приложение 2) – 100м.

.

,

,

По условиям (5) и (6) из таблицы 9 выберем контактор КТ6043Б для линии к рассматриваемому электродвигателю насосу.

По таблице 2 определим сечение кабеля – 95 мм² , по таблице 7 найдем тип силового кабеля – ВВГ 4x95. Длину этого кабеля определим по схеме (Приложение 2) – 15м.

.

,

,

По условиям (5) и (6) из таблицы 9 выберем контактор КТ6033Б для линии к рассматриваемому электродвигателю насосу.

По таблице 2 определим сечение кабеля – 70 мм² , по таблице 7 найдем тип силового кабеля – ВВГ 4x70. Длину этого кабеля определим по схеме (Приложение 2) – 15м.

1. 3.     Определение типа комплектной трансформаторной подстанции

Токи (в амперах) в линии определяется по формуле:

  - сразу после трансформатора,         (8)

где  - номинальная мощность трансформатора, [кВ∙А];

 - номинальное напряжение трансформатора, [кВ]; принимается =0,4 кВ.

Из формулы (8) определим номинальную мощность трансформатора, учитывая, что это ток, равный суммарному току всех двигателей

.

По таблице 7 выбираем трансформатор ТМ – 400, а по таблице 8 – комплектную трансформаторную подстанцию – КТП-400.

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 кабеля - МКЭШ-, а силового кабеля ВВГ 4x30, а также была рассчитана длина кабелей от датчиков к КИПиА.

Заключение

  В 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 была рассмотрена автоматизированная система управления УКПН-2 и монтажная схема установки. Были изучены основные виды схем, кабелей и аппаратов защиты. По исходным данным была разработана методика расчета линий электроснабжения и были выбраны измерительные, силовые и кабели управления. По полученным токам в линиях был найден тип комплектной трансформаторной подстанции.

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)    Электрические кабели, провода и шнуры: Справочник / Н.И.Белоруссов, А.Е.Саакян, А.И. Яковлева; Под ред. Н.И. Белоруссова. – 5 изд., перераб. И доп. - 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. Расчет1 и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. – М., 2004-214 с.

6)    Шеховцов В.П., Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению.

Приложение 2