Электроснабжение фермы КРС на 800 голов в ОАО "Петелино" Ялуторовского района Тюменской области с обеспечением нормативных условий надежности (стр. 6 из 11)
Для электроприемников II* категории, не допускающей перерыва более 0,5 часа,
ωII(τ<0,5ч) = 2,5 отказа/год,
т.е. не более 1,25 часа в год.
Для остальных электроприемников и потребителей II категории устанавливаются два нормативных показателя надежности:
частота отказов с длительностью перерыва не более 4 часов
ωII(τ< 4)= 2,3 отказа/год;
частота отказов от 4 до 10 часов
ωII(4< τ <10 ч) =0,1 отказа/год
— для потребителей с расчетной нагрузкой 120 кВт и более;
ωII(4< τ <10 ч) = 0,2 отказа/год
— для потребителей с расчетной нагрузкой менее 120 кВт.
Максимальное время отключения их составляет соответственно 10,2 или 11,2 ч/год.
Для электроприемников и потребителей третьей категории допускается не более 3 отказов по 24 часа:
ωIII(τ < 24 ч) = 3 отказа/год,
или не более 72 ч/год.
Фактическое время отключения сети должно быть меньше допустимого. С целью повышения технологичности проектирования, т.е. сокращения времени, непосредственный расчет показателей надежности не производится. Рекомендуемый выбор состава, объема и мест установки средств повышения надежности (СПН) обеспечивает это условие.
3.5 Выбор резервного источника питания
Резервный источник предусматривается для обеспечения надежности электроснабжения. При этом, согласно ПУЭ, резервный источник является обязательным для электроснабжения потребителей первой категории, где перерыв в электроснабжении недопустим. В проектируемом объекте на шинах ТП №2237 подключен потребитель первой категории.
В качестве резервного источника предлагается использовать дизельную электростанцию (ДЭС).
Установка автономных источников резервного питания (АИР) должна предусматриваться для резервного питания электроприемников, а также для II * категории. В качестве АИР могут быть использованы стационарные или передвижные дизельные электростанции (ДЭС), а также резервные источники электропитания с приводом от трактора (РИПТ). Выбор количества агрегатов АИР и их мощности производится по расчетной нагрузке электроприемников I и II * категории с учетом режима их работы в соответствии с таблицей 8.2. Тип АИР, его мощность, место установки и способ подключения к сети 0,38 кВ решаются в проекте. Применение АИР должно быть независимым от наличия сетевого резерва.
Использование ДЭС как резервного источника питания
Промышленность выпускает достаточно большое количество передвижных и стационарных ДЭС, которые можно использовать в качестве резервных. Основной элемент передвижных и стационарных ДЭС — дизель–генератор, собранный на общей сварной раме. Первичный двигатель — дизель и генератор обычно соединены между собой жесткой муфтой. Станции оснащают синхронными генераторами с машинной или статической системой возбуждения. В первом случае генератор постоянного тока, используемый в качестве возбудителя, соединяют с валом основного генератора текстропной (ременной) передачей или фланцем. Мощность возбудителя обычно составляет 1,5 ... 2,5 % номинальной мощности синхронного генератора. Во втором случае система возбуждения, состоящая из статических (неподвижных) элементов — силового трансформатора, выпрямителей и т. д., преобразует переменный ток на выводах генератора в постоянный для питания обмотки возбуждения и регулирования напряжения генератора.
В состав оборудования ДЭС входят также: системы охлаждения дизеля с насосами, баками и трубопроводами; системы питания топливом дизеля с топливными баками, насосами и трубопроводами; системы смазки дизеля с масляными баками, масляными радиаторами, насосами и маслопроводами; системы запуска дизеля с электрическим стартером, аккумуляторной батареей и зарядным генератором или воздушными баллонами, компрессором, пусковыми клапанами и трубопроводами; системы подогрева дизеля с подогревателями, лампами и змеевиками для подогрева, отопительно–вентиляционными установками; щиты управления, защиты и сигнализации, щиты распределения электроэнергии от станции к потребителю, аккумуляторная батарея с выпрямителями для ее подзаряда, которая служит для запуска дизеля и питания постоянным током схем управления, сигнализации, цепей возбуждения.
По конструктивному исполнению ДЭС разделяют на стационарные и передвижные.
Рис. 3.1 Дизельная электростанция типа АСДА–250
Стационарные станции предназначены для работы в закрытых помещениях с температурой окружающего воздуха от 4–8 до +40 °С. Помещения для стационарных станций должны быть огнестойкими, иметь приточную вентиляцию и отопительную систему. Все основное и вспомогательное оборудование размещают так, чтобы обеспечить к нему доступ, а также иметь место для ремонтной зоны (для выемки при ремонте поршней, датчиков, расчленения дизеля и т. д.). Дизель–генератор устанавливают на бетонный горизонтальный фундамент, который для предотвращения резонансных колебаний не должен быть связан со стенами здания и фундаментами других агрегатов. На рисунке 4.3 показан общий вид стационарной ДЭС типа АСДА–250 (без щита управления).
Для нормальной эксплуатации помещение станции, кроме естественного освещения, оборудуется искусственным, а также своим защитным заземлением. Шкафы и панели управления, сигнализации, защиты и распределения электроэнергии устанавливают так, чтобы обеспечить свободный доступ к аппаратуре и возможность наблюдения за кабелями,
Передвижные станции предназначены для работы на открытом воздухе при температуре от —50 до 40 °С, они должны иметь защиту от атмосферных воздействий и обеспечивать работу в условиях вибрации и тряски. Размещают их на автомобильном прицепе, в кузове автомобиля или в закрытом вагоне. Передвижные станции следует использовать в первую очередь для сокращения продолжительности перерывов в электроснабжении при ремонтах, реконструкции или плановых отключениях электрических сетей. Их применение целесообразно в тех случаях, когда длина сети невелика, а вероятная продолжительность восстановления участков сети относительно большая. При нарушениях работы магистральных участков электрических линий передвижную электростанцию целесообразно подключать через передвижную подстанцию (их обычно устанавливают на двухосном автомобильном прицепе) к неповрежденному участку линии напряжением 10 кВ или непосредственно к шинам 0,38 кВ ТП. При нарушениях работы линий 0,38 кВ электростанцию подключают к распределительным щитам потребителя.
По уровню автоматизации различают станции первой, второй и третьей степеней автоматизации.
Первая степень обеспечивает автоматическое поддержание номинального режима работы (в том числе без обслуживания и наблюдения не менее 4 ч) после пуска и принятия нагрузки дизель–электрическими агрегатами. При этом обеспечиваются аварийно–предупредительная сигнализация и защита, а также автоматический подзаряд стартерных аккумуляторных батарей и автоматическое наполнение топливных баков.
Вторая степень автоматизации включает автоматику первой степени и устройства для дистанционного и автоматического управления дизель–электрическими агрегатами — пуск, синхронизация при параллельной работе, принятие нагрузки, останов, контроль за работой, поддержание неработающего дизеля в прогретом состоянии. При этом обеспечивается срок необслуживаемой работы не менее 16 ч для агрегатов мощностью до 100 кВт и 24 ч свыше 100 кВт.
Третья степень автоматизации включает автоматику второй степени и дополнительные устройства для управления дизель–электрическими агрегатами — пополнение топливных и масляных баков, подзаряд всех аккумуляторных батарей и пополнение воздушных баллонов, заданное распределение активных и реактивных нагрузок при параллельной работе, управление вспомогательными агрегатами. При этом срок необслуживаемой работы не менее 150 ч для агрегатов мощностью до 100 кВт и 240 ч свыше 100 кВт.
ДЭС второй и третьей степеней автоматизации имеют также аварийно–предупредительную сигнализацию при достижении предельных значений температуры воды, масла, воздуха, давления масла, расхода и уровня жидкости, частоты вращения и т. д.
В зависимости от мощности и типа генератора и степени автоматизации станции применяют различные типы щитов управления и распределения энергии, предназначенные для управления, контроля за работой, защиты, включения на параллельную работу и распределения электроэнергии станции.
Мощность ДЭС выбирают по максимальной нагрузке станции Рмаx. При этом общая мощность выбранных агрегатов должна быть больше Рмах. Перегрузка агрегатов автономно работающей электростанции по мощности недопустима, так как влечет за собой снижение частоты переменного тока.
Номинальная мощность генераторов Рэ должна быть больше максимальной нагрузки генераторов электростанции Рмах или равняться ей:
(3.11)Поэтому мощность ДЭС будет:
Рэ = 400 кВт ≥ Рmax300 кВт.
Окончательно выбираем мощность и марку ДЭС – АСД-400.
Правила технической эксплуатации рекомендуют при непрерывной работе дизеля свыше 24 ч снижать нагрузку для четырехтактного дизеля до 90 %, а двухтактного —до 85 %.
В основу выбора числа агрегатов Zр дизельной электрической станции положены экономические соображения. Мощность агрегата не должна более чем в 2 раза превышать минимальную нагрузку суточного графика. Число агрегатов (округляемое до целого) определяют по формуле