Электроснабжение 0,4 кВ

Электроснабжение 0,4 кВ

Характеристика потребителей электроэнергии напряжением 0,4 кВ. Расчет электрических нагрузок

Основными потребителями электрической энергии напряжением 0,4 кВ являются:

  • системы автоматики;
  • системы электрообогрева подпорных насосных агрегатов (ПНА);
  • светильники системы наружного электроосвещения площадок обслуживания ПНА;
  • светильники для электроосвещения мест установки ИПР;
  • технологические задвижки;
  • насос откачки утечек;
  • система электрообогрева наружных технологических трубопроводов узла с предохранительными устройствами.

Сведения об установленной (подключенной) и расчетной мощности электроприемников напряжением 0,4 кВ приведены в таблице 2.1.

 

 

Таблица 2.1

Наименование Число

фаз

Напряже-ние пере-менного тока, В Подключен-ная нагруз-ка (Ру), кВт Коэфф.

нагрузки

Расчетная

нагрузка (Рр), кВт

сos

φ

tg

φ

Q,

кВАр

S,

кВА

Jp,

А

ЩСУ ПН
Задвижки технологические, 15 шт 3 380 44,05 0,22 9,5 0,70 1,02 9,69 13,57 20,6
Насос емкости 3 380 18,5 0,00 0 0,76 0,86 0,00 0,00 30,04
Электрообогрев подпорных насосных агрегатов 1ПНА, 2ПНА, 3ПНА 3 380 18,51 1,00 18,51 0,90 0,48 8,88 20,5 31,3
Шкафы автоматики (питание и электрообогрев) 10 шт 3 380 7,5 1,00 7,50 0,90 0,48 3,6 8,32 18,5
Электроосвещение площадок обслуживания насосов Н1,Н2,НЗ 1 220 0,90 1,00 0,90 0,90 0,48 0,432 0,998 4,54
Электрообогрев трубопроводов площадки предохранительных клапанов 3 380 4,36 1,00 4,36 0,90 0,48 2,09 4,83 7,37
Электроосвещение пожарных извещателей, 6 шт. 1 220 0,42 1,00 0,42 0,90 0,48 0,202 0,466 2,12
ИТОГО:     94,24   41,2 0,85   24,9 48,68 74,1

 

Обеспечение надежности электроснабжения потребителей

Проектируемые электроприемники относятся к электропотребителям I категории по надежности электроснабжения.

Надежность электроснабжения электроприемников обеспечивается наличием:

  • источника электроснабжения со стороны низкого напряжения – трансформаторная подстанция КТП – 2х/6(10)/0,4 кВ с АВР РУ-0,4 кВ и третьим вводом от ДЭС;
  • двух взаимо-резервируемых вводов с АВР проектируемого щита ЩСУ-0,4 кВ.

Качество электроэнергии соответствует требованиям ГОСТ 13109-97 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств. Электромагнитные нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

Разработанная схема электроснабжения удовлетворяет требованиям надежности электроснабжения (автоматические выключатели на панели ЩСУ-0,4 кВ удовлетворяют требованиям по чувствительности, селективности и условиям предельной коммутационной способности).

 

Учет электроэнергии

Учет электрической энергии на стороне 0,4 кВ выполнен счетчиками активной и реактивной энергии, установленными на вводах РУ-0,4 кВ проектируемой (существующей) трансформаторной подстанции КТП – 2х/6(10)/0,4 кВ НПС.

Годовой расход электроэнергии электроприемниками напряжением 0,4 кВ составляет

216,3 тыс.кВтхчас.

 

Электрические сети 0,4 кВ

Наружные электрические сети выполняются на напряжение:

  • 0,4 кВ – для питания щита ЩСУ-0,4 кВ, шкафа ШЭО управления электрообогревом трубопроводов, задвижек, насоса, питающей сети системы электрообогрева ПНА;
  • 0,23 кВ – для питания шкафов автоматики и линий управления, распределительные сети системы электрообогрева ПНА и трубопроводов и системы наружного электроосвещения площадок обслуживания ПНА.

Кабельные сети рассчитаны:

  • на падение напряжения (падение напряжения для линии с наибольшей нагрузкой и наибольшей длины составляет  для задвижки N, кабель ВБбШв-5х, L= м);
  • на отключающую способность пуско-защитных аппаратов (ПЗА) при 1…3 фазных коротких замыканиях за время не более 5 сек;
  • на длительно допустимый ток нагрузки.

Прокладка кабелей для проектируемой подпорной насосной осуществляется по проектируемым (существующим ) кабельным эстакадам и в траншеях в земле.

Высоковольтные кабели к электродвигателям подпорных насосов с эстакады до площадок обслуживания прокладываются в металлических трубах в траншеях на глубине

1 м.. На спуске с эстакады предусмотреть запас кабеля в виде незамкнутой петли для выполнения, при необходимости, двух разделок, диаметр полупетли – 1,5 м.

Спуск силовых и контрольных кабелей с эстакады к площадкам обслуживания выполняется в закрытых металлических коробах. Подвод кабелей к электродвигателям и постам управления выполняется в металлических трубах под площадками обслуживания.

Силовые и контрольные кабели систем электрообогрева и электроосвещения ПНА с эстакады до площадок обслуживания прокладываются в металлических трубах в траншеях на глубине 1 м. Под площадками обслуживания ПНА кабели прокладываются в лотках.

Расстояние от кромки труб до вводных устройств электродвигателей – 0,2 м.

Внутриплощадочные сети электроснабжения 0,4 кВ выполняются бронированными кабелями с медными жилами марки ВБбШв, контрольные цепи выполняются кабелями марки КВБбШв.

Тип кабелей для сети 6 (10) кВ выбирается в соответствии с конкретным Техническим заданием на проектирование и условиями на площадке проектирования.

Климатическое исполнение кабелей для районов с умеренным, с умеренным и холодным климатом – УХЛ1, для районов с холодным климатом – ХЛ1

Необходимо составить акты освидетельствования скрытых работ при прокладке кабельных сетей:

  • разбивка и замеры траншеи для прокладки кабелей;
  • прокладка кабелей в траншее;
  • скрытая прокладка труб;
  • герметизация прохода кабелей через стены;
  • герметизация выходов кабелей из труб.

 

Силовое электрооборудование

Силовое электрооборудование проектируемой подпорной насосной (электродвигатели подпорных насосных агрегатов напряжением 6 (10) кВ, задвижек, электронагреватели подпорных насосных агрегатов) поставляются в комплекте с технологическим оборудованием.

Силовое электрооборудование напряжением 0,4 кВ проектируемой подпорной насосной запитано с проектируемого щита ЩСУ, установленного в здании 

поз. .

Мощность электроприемников подпорной насосной станции (без учета мощности технологических электроприемников, установленных за пределами подпорной насосной):

  • установленная мощность низковольтного силового электрооборудования – 94,24кВт;
  • расчетная мощность низковольтного силового электрооборудования – 41,2кВт;
  • установленная мощность высоковольтного силового электрооборудования –

2400 кВт;

  • расчетная мощность высоковольтного силового электрооборудования – 1420 кВт.

 

Распределительные устройства 0,4 кВ

Проектируемый щит системы управления ЩСУ-0,4 кВ предназначен для распределения электроэнергии непосредственно к потребителям.

Щит должен быть выполнен с двумя секциями шин, шкафного исполнения, одностороннего(двухстороннего обслуживания, на два взаимо-резервируемых ввода, оборудован автоматическим включением резерва (АВР) с установкой секционного выключателя.

На проектируемом щите устанавливается ПЗА:

  • нереверсивный блок управления для электроснабжения и управления системой электроосвещения мест установки извещателей пожарных ручных;
  • нереверсивный блок управления и УЗУД для электроснабжения и управления насосом откачки утечек и дренажа;
  • нереверсивные блоки управления для электроснабжения и управления системой электроообогрева верхнего и нижнего подшипников электродвигателей подпорных насосных агрегатов;
  • нереверсивные блоки управления для электроснабжения и управления системой электроообогрева системы утечек подпорных насосных агрегатов;
  • автоматические выключатели для электроснабжения задвижек подпорной насосной станции, узла с предохранительными устройствами поз. 009.2, узлов линейных задвижек, системы откачки утечек и дренажа;
  • автоматические выключатели с устройствами защитного отключения (УЗО) для электроснабжения шкафов автоматики;
  • автоматические выключатели для питания шкафов управления электрообогревом корпусов ПНА;
  • автоматические выключатели для электроснабжения блоков управления термочехлов сигнализаторов уровня;
  • автоматический выключатель для электроснабжения шкафа управления ШЭО системы обогрева трубопроводов узла с предохранительными устройствами.

Щит выполнен на стационарных (выдвижных) блоках.

На щите должны быть предусмотрены следующие виды защит:

  • защита силовой цепи от короткого замыкания и перегрузки (осуществляется автоматическими выключателями);
  • защита двигателей от перегрузки, защита двигателей от обрыва фаз (осуществляется тепловыми реле – имеют специальный механизм для ускоренного срабатывания при обрыве фазы);
  • защита цепей управления от короткого замыкания (осуществляется автоматическими выключателями в цепях управления).

Панели ЩСУ-0.4 кВ предусматривают установку микропроцессорных устройств защиты и автоматики на отходящих линиях к электродвигателям задвижек и насоса, имеют возможность интеграции в систему АСТУЭ.

Для защиты и управления электродвигателя насоса системы откачки утечек и дренажа предусмотрена установка на панелях ЩСУ устройства типа УЗУД.

УЗУД представляет собой электронное устройство.

Основные функции УЗУД (устройство защиты и управления двигателем):

  • защита от асимметрии тока;
  • защита от обрыва фазы;
  • защита от перегрузки по току;
  • максимальная токовая защита (МТЗ) с задержкой по времени;
  • защита от перегрева обмотки статора;
  • защита от уменьшения сопротивления изоляции двигателя (фаза-корпус);
  • ограничение частоты пусков;
  • сигнализация отсутствия нагрузки на двигателе;
  • включение аварийной сигнализации при возникновении аварийной ситуации;
  • дистанционное включение двигателя;
  • изменение уставок;
  • контроль характеристик двигателя;
  • чтение архива аварий.

На панелях ЩСУ-0,4 кВ предусмотрена установка резервных автоматических выключателей и блоков управления.

Щит должен изготавливаться в соответствии с требованиями ОТТ-029.020.00-КТН-084-10 «Щиты станций управления для объектов магистральных нефтепроводов. Общие технические требования».

При заказе щита ЩСУ-0,4 кВ в спецификации и в задании заводу на изготовление щита должна указываться сейсмичность района в баллах.

 

Наружное электроосвещение

Общее освещение площадок с технологическим оборудованием обеспечивается прожекторными мачтами, предусмотренными в составе наружного освещения НПС.

Для обеспечения местного освещения площадок обслуживания подпорных насосных агрегатов предусмотрена установка взрывозащищенных светильников с натриевыми  лампами высокого давления мощностью 100 Вт. Светильники устанавливаются на стальных трубчатых стойках. Включение светильников осуществляется однокнопочными постами управления с фиксацией положения, включение электроосвещения площадок обслуживания подпорных насосных агрегатов осуществляется в ручном режиме при необходимости обслуживания в ночное время.

Освещенность открытых установок технологических узлов не менее 12 лк.

Установленная мощность осветительных приборов системы наружного освещения площадок обслуживания ПНА Ру=0,9 кВт.

Проектом предусмотрено электроосвещение 6-ти мест установки ручных пожарных извещателей. Электроосвещение пожарных извещателей осуществляется светильниками взрывозащищенного исполнения с лампами натриевыми высокого давления мощностью

70 Вт, установленными на стойках с извещателями. Минимальная освещенность мест установки пожарных извещателей должна составлять 50 лк.

Управление электроосвещением пожарных извещателей осуществляется в двух режимах:

– ручной (наладочный режим) – кнопками управления, установленными на дверке шкафа ЩСУ-0,4 кВ;

– автоматический – от фотодатчика (в темное время суток) в зависимости от естественной освещенности территории.

Расчетная мощность электроосветительных приборов системы электроосвещения мест установки пожарных извещателей – 0,42 кВт.

Фотодатчики системы электроосвещения мест установки пожарных извещателей устанавливаются с северной стороны здания поз. , в котором устанавливается

ЩСУ-0,4 кВ.

 

Системы электрообогрева ПНА

В соответствии с техническим заданием разработанный проект предусматривает электрообогрев:

  • электрообогрев корпусов ПНА ( шкафы управления 1ШУ,2ШУ,3ШУ, клеммные коробки и греющая лента поставляются комплектно с ПНА);
  • электрообогрев верхнего подшипника электродвигателя ПНА;
  • электрообогрев нижнего подшипника электродвигателя ПНА;
  • термочехлы сигнализаторов уровня;
  • электрообогрев трубопроводов системы откачки утечек ПНА.

Расчетная мощность систем электрообогрева ПНА составляет Рр=18,51 кВт.

Количество и компоновка узлов, для которых необходимо выполнить электроснабжение обогревательных элементов, зависит от конкретной компоновки электродвигателя и подпорного насосного агрегата, а также конкретного завода-изготовителя электродвигателя, подпорного насосного агрегата и выполняется в необходимом объеме.

 

 

Система электрообогрева надземных технологических трубопроводов узла с предохранительными устройствами

В соответствии с техническим заданием разработанный проект предусматривает электрообогрев труб и арматуры с целью компенсации тепловых потерь теплоизолированных трубопроводов.

Обогрев предусматривается специальными нагревательными секциями с применением нагревательной ленты. Выбор мощности нагревательных секций определяется величиной тепловых потерь. Система обеспечивает аварийное автоматическое отключение при возникновении коротких замыканий, а также при повышении допустимого значения тока утечки на землю. После монтажа системы на объекте, перед укрытием обогреваемых объектов теплоизоляцией, необходимо составить акт освидетельствования на следующие виды скрытых работ:

  • монтаж нагревательных секций;
  • монтаж силовых кабелей;
  • ввод силовых кабелей и нагревательных лент в коробки.

Для электроснабжения и управления системой электрообогрева трубопроводов узла с предохранительными устройствами предусматривается установка шкафа управления ШЭО.

Расчетные данные по системе электрообогрева трубопроводов:

  • расчетная мощность Рр=4,36 кВт;
  • расчетный ток Iр=7,34 А;
  • стартовая мощность Рст=8,27 кВт;
  • стартовый ток Iр=14,0 А.

 

Молниезащита и заземление. Система уравнивания потенциалов

Систему заземления подпорной насосной станции предусмотреть по ГОСТ Р 50571.2-94 (МЭК364-3-93) и ПУЭ (7 издание):

  • IT – в сетях 6 (10) кВ;
  • ТN – в сетях 0,4 кВ.

Для вновь строящихся объектов в распределительных сетях 0,4 кВ, в групповых силовых, групповых осветительных сетях и во взрывоопасных зонах выполнить систему заземления TN-S.

Для существующих объектов в распределительных сетях 0,4 кВ, в групповых силовых, групповых осветительных сетях выполнить систему заземления TN-С-S, во взрывоопасных зонах выполнить систему заземления TN-S.

С целью защиты персонала от поражения электрическим током при пробое изоляции, защиты от статического электричества и опасных воздействий молнии на НПС предусматривается комплексное заземляющее устройство, состоящее из магистралей заземления, защитных проводников, заземлителей, к которому присоединяются глухозаземленные нейтрали силовых трансформаторов. Во всех сооружениях выполняется система уравнивания потенциалов на вводах в здания с помощью главной заземляющей шины. В качестве главной заземляющей шины принимается медная шина РЕ, устанавливаемая внутри щитаЩСУ-0,4 кВ.

Заземление подпорной насосной станции выполнить в соответствии с РД-91.020.00-КТН-259-10 «Руководящий документ. Нормы и правила проектирования заземляющих устройств объектов магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов организаций системы «Транснефть».

По периметру площадки расположения подпорных насосов должен быть проложен внешний контур заземления. В качестве горизонтальных заземлителей используется стальная горячеоцинкованная полоса 4х40 мм, в качестве вертикальных заземлителей – стальной горячеоцинкованный круг диаметром 16 мм.

Сопротивление контура защитного заземления подпорной насосной не должно превышать 4 Ом при удельном сопротивлении грунта 100 Ом х м.

После окончания монтажных работ выполнить замеры сопротивления заземляющих устройств. Если сопротивление заземляющих устройств окажется выше нормируемого, необходимо проложить дополнительные электроды или принять другие меры для приведения значений сопротивления заземляющих устройств к нормируемым.

При удельном сопротивлении грунта более 100 Ом х м допускается увеличение сопротивления заземляющего устройства в 0,01ρ раза, но не более чем в 10 раз.

Внешний контур заземления подпорной насосной не менее чем в двух диагонально расположенных местах должен быть соединен с другим ближайшим контуром заземления. Сварка производится внахлест по каждому ребру шины. Длина каждого шва должна быть не менее ширины полосы при катете сварного шва не менее толщины полосы.

Все сварочные соединения заземляющего устройства, прокладываемые в земле, должны быть покрыты слоем антикоррозионной композии на расстояние 100 мм в обе стороны от места сварки. Заземляющие проводники (шины из полосовой горячеоцинкованной стали), прокладываемые открыто, а также при входе в грунт до глубины 150 мм, в том числе места болтовых и сварочных соединений проводников к оборудованию, трубопроводам и металлоконструкциям должны быть окрашены за два раза влагостойкой краской для наружных работ по металлу чередующимися поперечными полосами одинаковой ширины 100 мм желтого и зеленого цветов.

На открытых площадках технологических узлов предусматривается система уравнивания потенциалов, выполненная в виде замкнутого контура заземления по периметру площадок, к которому присоединяются все сторонние проводящие части с помощью заземляющих проводников из стальной полосы и гибкого медного изолированного провода ПВ3. Заземляющие проводники, соединяющие заземляемые элементы с контуром заземления насосного агрегата, должны быть оснащены кабельными наконечниками. Присоединение заземляющих проводников к контуру заземления подпорного насоса должно быть болтовым.

В местах присоединения полосы заземления ко всем металлоконструкциям следует нанести знаки заземления по ГОСТ 21130-75* «Изделия электротехнические. Зажимы заземляющие и знаки заземления. Конструкция и размеры».

На подпорных насосных агрегатах должны быть присоединены к заземляющей шине отдельными заземляющими проводниками все отделяемые элементы, в том числе:

  • корпуса насосов;
  • броня высоковольтных кабелей;
  • стальные трубы;
  • клеммный щиток;
  • корпус электродвигателя;
  • датчики температуры нагрева подшипников;
  • кабельная муфта коробки выводов ;
  • вспомогательное электрооборудование, в том числе аппаратура КИП.

При установке электрооборудования во взрывоопасных зонах применяется оборудование с требуемым уровнем взрывозащиты в соответствии с требованием гл.7.3 ПУЭ.

Защита от опасных воздействий молнии выполнена согласно требованиям

СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» и РД-91.020.00-КТН-276-07 «Нормы проектирования молниезащиты объектов магистральных нефтепроводов и коммуникаций дочерних акционерных обществ ОАО «АК «Транснефть»; при этом защита от прямых ударов молнии обеспечивается отдельно стоящими молниеотводами и молниеотводами, установленными на прожекторных мачтах. Расчет зон молниезащиты выполняется для всей территории НПС.

При расположении подпорной насосной станции на территории существующей НПС необходимо выполнить проверку молниезащиты подпорной насосной станции существующими молниеотводами. При необходимости выполнить установку дополнительных молниеотводов.

Для защиты от вторичных проявление молнии предусматривается устройство шунтирующих перемычек на фланцевых соединениях нефтепроводов и других трубопроводов.

 

Электрохимическая защита

Электрохимическая защита от коррозии проектируемых трубопроводов и емкости для сбора утечек нефти и дренажа осуществляется с учетом системы ЭХЗ НПС.

Электрохимическая защита от коррозии должна быть выполнена в соответствии с требованиями РД-91.020.00-КТН-234-10 «Нормы проектирования электрохимической защиты магистральных трубопроводов и сооружений НПС».

 

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

В тексте документа использованы следующие сокращения:

 

АВР Автоматическое включение резерва
АСТУЭ Автоматическая система технического учета электроэнергии
ЗРУ Закрытое распределительное устройство
КИП Контрольно-измерительный пункт
КТП Комплектная трансформаторная подстанция
МТЗ Максимальная токовая защита
НПВ Насос подпорный вертикальный
НПС Нефтеперекачивающая станция
ИПР Извещатель пожарный ручной
ПЗА Пуско-защитная аппаратура
ПНА Подпорный насосный агрегат
ПН Подпорная насосная
ПУМ Прямые удары молнии
РУ Распределительное устройство
УЗО Устройство защитного отключения
УЗУД Устройство защиты и управления электродвигателем
ШУ Шкаф управлениия
ЩСУ Щит системы управления
ЭХЗ Электрохимическая защита