Файл: Шаповалов, Б. Т. Электрооборудование насосных станций учебное пособие.pdf

вектора Е перпендикуляр на направление вектора /. На этом пер­ пендикуляре вниз от точки а отложим вектор падения напряжения на индуктивном сопротивлении двигателя 1х. Соединяя начало ко­ ординат с полученной точкой с, строим вектор напряжения генера­ тора U, который отстает, как это видно из построния, от Е на угол 0. Опуская из точки а перпендикуляр на направление вектора U, получаем отрезок ab, являющийся одной из сторон треугольника abc. В этом треугольнике из построения следует, что угол, образо­ ванный вектором 1-х и стороной ab, равен углу ф.

Известно, что мощность однофазной машины переменного тока

напряжения сети U, остающийся всегда положительным, распола­ гается справа от вектора Е. При нормальном возбуждении синхрон­ ного двигателя Р < 0 и sin0<O , а это значит, что вектор U распо­ лагается слева от вектора E<U. Вектор тока /, будучи всегда пер­ пендикулярным к вектору индуктивного падения напряжения 1-х, составит с вектором напряжения сети U положительный угол ф, т. е. будет индуктивным (отстающим от U) (рис. 14).

При перевозбуждении двигателя £ > £ /, 1х меняет направление, и ток / образует с напряжением U угол ф<0, т. е. будет емкостным (опережающим). Работа двигателя в этом режиме подобна работе конденсатора (рис. 14, в).

Промышленность выпускает синхронные двигатели, которые мо­ гут работать с опережающим коэффициентом мощности, равным 0,9—0,92. Увеличение его рационально только до 0,95. Система возбуждения синхронного двигателя, работающего и в качестве компенсатора, должна быть отрегулирована так, чтобы реактивная мощность Qс, вырабатываемая двигателем, не превышала значе­

ности, развиваемой на валу двигателем, приводящим одновременно насос или другой механизм, без увеличения общего тока выше но­ минального.

Контрольные вопросы

1. Как устанавливается тарифная плата за электроэнергию? 2. Что такое двухставочный тариф? 3. Какое значение имеет коэффициент мощности (cos ср) при установлении скидок или надбавок па стоимость энергии, отпускаемой на­ сосной станции? 4. Каковы основные причины низких значений коэффициента мощности и каковы последствия этого? 5. Как повысить коэффициент мощности?

43

ГЛАВА III

ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

В качестве источников электроснабжения насосных станций мо­ гут быть использованы: изолированно работающие районные или сельские электростанции; эти же станции, работающие в местной энергетической системе; электростанции, специально сооруженные для питания насосной станции; государственные энергетические си­ стемы большой мощности.

Электроснабжение насосных станций от изолированно работаю­ щей районной или сельской электростанции в настоящее время встречается относительно редко, обычно если электростанция значи­ тельно удалена от других источников электроэнергии. Основанием для строительства таких станций может служить удобное размеще­ ние значительных запасов дешевого топлива и водной энергии, а также наличие достаточного числа потребителей соответствующей мощности. Наиболее распространено питание насосной станции от местных энергосистем.

Специальные электростанции целесообразно строить только в тех случаях, когда технически невозможно получить электроэнер­ гию от других источников.

Широко практикуется подключение насосных станций к мощ­ ным'государственным энергосистемам, это наиболее целесообразно для больших насосных станций. Если насосная станция незначи­ тельно удалена (до нескольких километров) от теплоэлектроцент­ рали (ТЭЦ), то при необходимости она получает от нее не только электроэнергию, но и тепло.

§ 9. ОСОБЕННОСТИ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ КАК ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ИХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

Насосная станция использует электрическую энергию для пи­ тания двигателей главных нассов и потребителей собственных нужд, К потребителям собственных нужд станции относятся двига­ тели грязевых, дренажных и пожарных насосов, маслонапорных установок, щитов и затворов, устройства освещения станции и при­ легающей территории, механические мастерские, потребители при­ станционного поселка и т. д.

В зависимости от установленной мощности различают четыре группы насосных станций: малой мощности (до 200 кВт); средней мощности (201—1000 кВт); большой мощности (1001—10 000 кВт); крупной мощности (более 10 000 кВт).

Насосные станции крупной мощности располагают иногда ос­ новными двигателями мощностью ~ 10 000 кВт каждый.

Как потребители электроэнергии в соответствии с «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ) насосные станции по требова­ ниям к бесперебойности электроснабжения могут быть разделены на три категории:

44

1 ) нарушение электроснабжения станций может повлечь за со­ бой опасность для жизни людей, нарушение сложного технологиче­ ского процесса, массовый брак продукции, выход из строя важных элементов городского хозяйства и т. п.;

2 ) перерыв в электроснабжении этих станций не вызывает на­ рушения технологического процесса, но приводит к простою обору­ дования, снижению выработки продукции и т. п.;

3) перерыв в электроснабжении станций даже на сутки не вле­ чет за собой опасных или тяжелых последствий; эти станции отно­ сятся к потребителям, допускающим перерыв в электроснабжении на время, необходимое на ремонт или замену поврежденного звена.

Сельскохозяйственные мелиоративные насосные станции могут быть отнесены к третьей категории. Только особые обстоятельства могут послужить причиной зачисления их во вторую или первую ка­ тегорию. Следует иметь в виду, что недостаточно обоснованное от­ несение станций к первым двум категориям ведет к значительному увеличению материальных затрат на сооружение системы их элек­ троснабжения.

Двигатели основных насосов (начиная со станций средней мощ­ ности) характеризуются мощностями в сотни и тысячи кВт, и по­ этому выпускаются на напряжения более 1000 В. Потребители же собственных нужд имеют, как правило, относительно небольшие мощности (единицы или десятки кВт) и работают на напряжении 380/220 В. Поэтому в системе электроснабжения насосной станции следует предусматривать возможность получения напряжений, не­ обходимых для питания двигателей основных насосов (обычно б или 10 кВ) и для собственных нужд 380/220 В. Напряжение для пе­ редачи энергии к насосной станции от питающей станции или си­ стемы может быть выбрано по данным, приведенным в табл. 3.

При выборе принципиальной схемы электроснабжения необхо­ димо учитывать категорию насосной станции.

В соответствии с указаниями ПУЭ следует стремиться к осугце-

45

ствлению простых и в то же время надежных схем электроснаб­ жения. Так, для питания насосной мелиоративной станции, относя­ щейся к потребителям третьей категории, достаточно предусмотреть одну воздушную линию от источника питания до сборных шин или до понизительной подстанции, которая при необходимости соору­ жается в непосредственной близости от насосной. Сооружение двух параллельных воздушных линий допустимо лишь в том случае, ког­ да по одной экономически рассчитанной линии нельзя передать всю необходимую для насосной станции мощность.

В качестве линий электроснабжения насосных станций обыч­ но используют воздушные. Кабельные линии применяются только тогда, когда прокладка воздушных линий недопустима (затрудне­ ния при трассировке, соображения военного характера и т. п.). Насосная станция получает обычно питание по радиальной линии, предназначенной только для этой станции. Если при насосной станции имеется понизительная трансформаторная подстанция, то питающая ее линия и сама подстанция в большинстве случаев яв­ ляются тупиковыми.

диняется к шинам 6 —10 кВ насосной станции. Для защиты изоля­ ции линии и электрооборудования от атмосферных перенапряжений на вводе установлен велитовый разрядник.

Основные насосы подключают к шинам 6 —10 кВ с помощью разъединителей и масляных выключателей. Потребители собствен­

46

ных нужд станции получают электроэнергию через специальный трансформатор при напряжении 0,38/0,22 кВ, который присоединен

выключатель не предусмотрен и может быть установлен только по требованию питающей электрической станции или энергосистемы.

На рис. 16 показана схема, широко применяемая для электро­ снабжения насосной станции, когда напряжение линии электропе­ редачи выше номинального напряжения двигателей главных насо­ сов. В этом случае в непосредственной близости от насосной стан­ ции сооружают понизительную трансформаторную подстанцию. Как видно из схемы, линию напряжением, например, 35 кВ, присо­ единяют к первичной обмотке понизительного трансформатора под­ станции с помощью трехполюсного разъединителя с двумя зазем­ ляющими ножами и предохранителей. Для защиты от атмосферных перенапряжений за предохранителями к питающей линии присоеди­ нен разрядник. Как и в первой схеме, выключатель на вводе линии устанавливают только по требованию питающей электростанции или энергосистемы. Так как силовые трансформаторы — высокона­ дежное электрооборудование, обычно ограничиваются установкой одного трансформатора необходимой мощности без установки ре­ зервного трансформатора. В этом случае сборные шины на высшем напряжении обычно отсутствуют. На низшем напряжении устанав­ ливают одинарную несекционированную систему сборых шин. От­ ключать питающую линию разъединителем можно лишь при холос­ том ходе трансформатора, поэтому схема должна предусматривать возможность предварительного отключения нагрузки со стороны его низшего напряжения.

В соответствии с ПУЭ приводим значения мощности трансфор­ маторов, токи холостого хода которых могут быть отключены разъ­ единителями:

Если на подстанции установлен трансформатор с высшим напря­ жением до 10 кВ и током нагрузки до 400 А, то присоединить к нему питающую линию можно с помощью выключателя нагрузки, рассчитанного на отключение номинального тока нагрузки транс­ форматора. В результате становится возможным отключить питаю­ щую линию без предварительного отключения потребителей насос­ ной станции состороны низшего напряжения трансформатора. При отсутствии масляных выключателей для защиты ис­ пользуют плавкие предохранители. Если на подстанции работает не один трансформатор, а питание подается по одной линии, необходи-

47