Компрессорная станция

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); 

Ксез = 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.