Насосная станция с частотным управлением
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
тносительных единицах для всей серии насосов ПЭ, и из нее получить необходимые данные. Построенные для насоса ПЭ 65-53 Q-H характеристики представлены на рисунке 5.1 и чертеже 6.
Рисунок 5.1 - Q-H характеристики питательного насоса ПЭ 65-53 при различных частотах вращения рабочего колеса.
6. Расчет и выбор двигателя
Насосные станции снабжаются электроэнергией, как правило, от централизованных источников электроэнергии - энергосистем через систему линий электропередач.
Степень надежности электропитания зависит от категории насосной станции. Насосные станции первого класса надежности должны снабжаться электроэнергией от двух независимых источников, каждый из которых может обеспечить 100%-ную потребность станции в электроэнергии. Для электропитания насосных станций первой и второй категорий надежности, как правило, используются две высоковольтные линии напряжением 3-10 кВ (для насосных станций с высоковольтными двигателями 3-6 кВ). Насосные станции, потребляющие сравнительно небольшую мощность, можно снабжать электроэнергией по фидерам низкого напряжения от ближайшей трансформаторной подстанции. В насосных станциях, получающих электропитание от линий высокого напряжения, устраивают помещения для понизительных трансформаторов соответствующей мощности.
Категорию электроприемников насосных станций (для обеспечения надежности электроснабжения) определяют в соответствии с правилами устройства электроустановок [15].
На насосных станциях применяют, как правило, асинхронные и синхронные электродвигатели переменного трехфазного тока. Электродвигатели трехфазного тока выпускают на стандартные напряжения 220; 380; 500; 6000 и 10000 В. Для насосных агрегатов мощностью до 200 кВт применяют так называемые низковольтные электродвигатели на напряжение 220/380 и 500 В, а для более мощных агрегатов - высоковольтные электродвигатели на напряжение 6 и 10 кВ.
Наиболее простыми и распространенными являются асинхронные двигатели. В зависимости от типов обмоток роторов различают асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором (так называемые короткозамкнутые) и с фазным ротором. Для насосов и другого оборудования станции более других подходят короткозамкнутые асинхронные двигатели, так как их можно включать без дополнительных пусковых устройств, а пусковой момент таких двигателей позволяет вводить их в работу под нагрузкой. Пусковой ток в асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором может быть в 3-7 раз выше номинального тока. Согласно правилам устройства электроустановок [15], падение напряжения при запуске короткозамкнутых электродвигателей не должно превышать 10-15% значения номинального напряжения, поэтому очевидно, что можно применять короткозамкнутые двигатели с непосредственным включением лишь сравнительно небольшой мощности (до 100-200 кВт в зависимости от мощности подстанции).
Синхронные электродвигатели требуют предварительного разгона ротора, для чего в их роторе имеется дополнительная короткозамкнутая обмотка. Эта же обмотка служит для сглаживания колебаний скорости ротора и тока статора при изменении напряжения или частоты тока в сети. Синхронные электродвигатели имеют высокий коэффициент мощности и устойчиво работают при колебаниях напряжения в сети. Поэтому, когда требуются двигатели мощностью более 250 - 300 кВт, рекомендуется устанавливать синхронные электродвигатели.
Номинальная частота вращения электродвигателей зависит от числа пар полюсов обмотки статора.
Электродвигатели по степени их защиты от воздействия внешней среды выпускают в различных исполнениях (незащищенное, защищенное, закрытое, брызгозащищенное и т. д.). Электродвигатели, устанавливаемые в помещениях, должны иметь защищенное исполнение.
В сырых помещениях следует устанавливать электродвигатели в брызгозащищенном исполнении с влагостойкой изоляцией. В заглубленных или шахтных насосных станциях в зависимости от их назначения, глубины и совершенства устройств для вентиляции помещения машинного зала применяют электродвигатели защищенного или закрытого исполнения с принудительной вентиляцией.
Так как регулирование в нашем случае будет осуществляться путем изменения частоты напряжения на статоре, то нам потребуется двигатель с короткозамкнутым ротором. Чтобы выбрать двигатель для насосного агрегата центробежного типа, необходимо выполнить несколько требований. Во-первых, двигатель должен соответствовать месту эксплуатации, то есть должен быть предназначен для работы в умеренном климате и в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий. Во-вторых, он должен иметь частоту вращения 3000 об/мин, т.е. иметь число полюсов, равное двум. И, в-третьих, он должен иметь требуемую мощность.
Расчет мощности электродвигателя для насосов центробежного типа выполняется по следующей формуле [8]:
кВт, (6.1)
где - коэффициент запаса, для центробежных насосов принимается равным 1,1-1,4;
- плотность перекачиваемой жидкости. В нашем случае это перегретая вода (t=104?С), при такой температуре плотность воды ? 9548 ;
- производительность насоса. Для насоса ПЭ 65-53 производительность =0.018 ;
Н - высота столба, выдаваемого насосом. Для насоса ПЭ 65-53 высота столба Н=580м;
- коэффициент полезного действия насоса. Для насоса ПЭ 65-53 =66%;
- коэффициент полезного действия передаточного механизма. Так как в нашем случае редуктор отсутствует, коэффици