Электроснабжение очистных сооружений
1. Технологические и конструктивные решения линейного объекта. Искусственные сооружения
.1 Исходные данные и условия подготовки проектной документации
Климатическая характеристика района строительства.
В соответствии с расчётами местность в районе проектируемых ВЛ характеризуются следующими климатическими условиями:
по гололёду - II район, по ветру - II;
расчётная скорость ветра при гололёде - 15 м/с;
скоростной напор ветра при гололёде - 29 м/с.
Сведения об объекте проектирования.
Очистные сооружения состоят из емкостного оборудования, с установленными в них электрооборудованиями и производственно-административного здания. Назначение производственно-административного здания - размещение технологического оборудования шкафов управления и административно-бытовых помещений. Размеры в плане по осям - 6,0м х 12,0м, здание одноэтажное.
В составе производственно-административного здания предусмотрены следующие помещения:
электрощитовая;
помещение для установки воздуходувок;
диспетчерская-лаборатория;
санузел;
душевая;
раздевалка;
реагентная;
складское помещение;
тамбур.
Сведения о компьютерных программах.
Для создания графической части проекта использована программа AutoCAD. Определение сметной стоимости произведено с использованием ПК «Гранд-Смета».
провод осветительный арматура заземление
1.2 Сведения о категории сети электроснабжения
Класс напряжения электрических сетей - 0,4кВ.
Категория надёжности - III, согласно технических условий на присоединение к электрическим сетям №МР6/122-06-09/2857 от 30.12.2014, выданных ОАО «МРСК Волги» - «Чувашэнерго».
Категория надёжности - III, на основании СП 31-110-2004 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий» глава 5, табл. 5.1.
Категория надёжности очистных сооружений - III. На основании таблицы 17 п.8.1.1 СП 32.13330.2012 «Канализация. Наружные сети и сооружения» и в соответствии п. 7.4 СП 31.13330.2012 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» система водоснабжения и водоотведения относится к 3 категории надежности (с прекращением водоснабжения населенных пунктов при численности жителей до 5000 чел).
.3 Характеристика источников электроснабжения
Согласно выданным техническим условиям №МР6/122-06-09/2857 от 30.12.2014. филиала ОАО «МРСК Волги» - «Чувашэнерго»:
Øосновной независимый источник - ВЛ-10кВ №10 от ПС 110/10кВ «Сундырь»
Øрезервный независимый источник - нет
. Обоснование принятой схемы электроснабжения
Электроснабжение очистных сооружений предусматривается от КТПК-ЧМВВ-400/10/0,4кВ-У1 по отдельному фидеру №17 (см. 1-й этап строительства).
Проектом предусматривается:
подключение к анкерной концевой опоре проводом марки СИП2 3х95+1х90;
установка вводно - распределительного шкафа со счетчиком электрической энергии;
установка шкафа силового распределительного;
установка щита распределительного;
установка шкафов управления работой технологического оборудования (поставляются в комплекте с оборудованием);
укладка силовых кабелей АВБбШв 5х6 с алюминиевыми жилами и изоляцией из ПВХ;
укладка контрольных кабелей КВБбШв 10х2,5;
установка электронного блока расходомера.
Электроснабжение электроприемников емкостного оборудования, расположенного на площадке очистных сооружений, предусмотрено силовым кабелем АВБбШв 5х6 с алюминиевыми жилами и изоляцией из ПВХ. Параллельно силовым кабелям прокладываются кабели контрольные КВБбШв 10х2,5.
На площадке очистных сооружений кабельные линии прокладываются в земле, в траншее на глубине 0,7м от планировочной отметки земли, а под разворотной площадкой - на глубине 1м (в футлярах). Тип траншеи представлен на листе 3 графической части раздела. Для защиты кабелей под дорогами и в местах пересечений с другими коммуникациями предусмотрены трубы. Ввод в здание выполнить в двустенных трубах из ПНД (Электрокор) диаметром 50мм и 63мм. Каждый кабель пропустить в своей трубе. Все кабеля проложенные в трубах уплотнить с обоих концов труб на длину в 300мм джутовыми шнурами пропитанными водонепроницаемой (мятой) глиной.
Для соединения проектируемых кабелей и комплектных кабелей насосов, поплавков и мешалок у технических колодцев предусмотрена установка клемных коробок КМ65-20 и КМ65-10 в комплекте с металлическими заглушками, IP65.
Выбор сечения кабелей произведён, исходя из максимально допустимых потерь напряжения в линиях КЛ-0,4кВ в пределах 5 % от номинального (ГОСТ 13109-97). Выбранные сечения проводов проверены по длительно допустимому току нагрузки, на термическую стойкость при токах короткого замыкания и на срабатывание защиты при однофазных и двухфазных коротких замыканиях.
По всей длине траншеи устраивается «постель» из речного песка толщиной 100 мм, после прокладки кабели засыпаются речным песком толщиной 200 мм.
Кабели следует укладывать с запасом по длине 1-2%. Этот запас достигается укладкой кабеля "змейкой". Укладка запаса кабелей в виде колец (витков) запрещается.
Для ввода и распределения электроэнергии в помещении электрощитовой предусмотрена установка вводно-распределительного устройства со счетчиком электрической энергии (ВРУ), распределительного шкафа ШРС1, щита распределительного ЩР. Проводку кабелей по помещению (от ВРУ до ШРС1) выполнить открыто по стене в гофрированной трубе ПВХ "Super monoflex". Проводку кабелей по помещению (от ШРС1 до шкафов управления) выполнить в бетонной подготовке пола в гофрированной трубе ПВХ «Super monoflex». Проводку кабелей до осветительной арматуры выполнить по стене в кабель канале.
.4 Сведения о количестве электроприемников, их установленной и расчетной мощности
Расчет нагрузок для здания представлен в таблице.
Таблица
НаименованиеКол.Устан.Коэф.сos φРасчетные величиныРасчпотребителейпотр.Мощ.исп.токПотреб.РрQрSpIрn,Ру,шткВтКикВткваркВАШкаф управления воздуходувками316,50,850,8514,058,6916,5025,10Мешалка в поз 6.510,370,600,850,220,140,260,40Мешалка в поз 6.410,370,600,850,220,140,260,40Шкаф управления шнеком10,70,900,850,630,390,741,13Шкаф управления УФО110,481,000,850,480,300,570,86Шкаф управления УФО210,480,500,850,240,150,280,43Осевые канальные вентиляторы20,60,600,850,360,220,420,64Шкаф управления насосами в поз.123,00,750,852,251,392,654,03Шкаф управления насосами в поз. 3.111,50,750,851,130,701,322,01Шкаф управления насосами в поз. 3.211,50,750,851,130,701,322,01Шкаф управления насосами в поз. 423,00,900,852,701,673,184,83Шкаф управления насосами в поз. 511,40,90,851,260,781,482,25Мешалка в поз. 11110,8510,621,181,79Мешалка в поз. 2.11110,8510,621,181,79Мешалка в поз. 2.21110,8510,621,181,79Щит распределительный14,200,930,853,931,284,136,28Прибор пожарно - охранной сигнализации10,1110,100,000,10,45ИТОГО37,2029,7817,9434,7752,88
Учёт электроэнергии предусмотрен в ВРУ электросчетчиком Меркурий 230-ART-03-PC(R)IDN, предназначенный для учета активной и реактивной электрической энергии и мощности в одном направлении в трехфазных 3-х и 4-х проводных сетях переменного тока частотой 50 Гц, через измерительные трансформаторы.
Силовые сети выполняются:
открыто по стене, в гофрированной трубе по помещению электрощитовой;
к шкафам управления оборудованием, расположенным в здании, сети проложены в гофрированной трубе на отметке -0.100;
от шкафов управления оборудованием, расположенным на площадке очистных сооружений, сети проложены в защитных трубах «Электрокор» на отметке -1.000.
План размещения силового оборудования представлен на листах ЭС - 2, 4. Схема принципиальная однолинейная ВРУ-1 представлена на листе ЭС - 5, ШРС1 - на листе ЭС - 6.
Электрооборудование установить от уровня чистого пола на высоте:
выключатели - 0,9 м;
щитки - 1,8 м (до верха);
розетки - 0,4 м.
Розеточная сеть запитана через устройство защитного отключения с Iут=30мА.
.5 Описание решений по обеспечению электроэнергией электроприемников в соответствии с установленной классификацией в рабочем и аварийном режимах
В рабочем режиме основной поток сточных вод проходит по емкостным сооружениям биологической очистки самотеком.
Основное потребление электроэнергии необходимо для круглосуточной подачи сжатого воздуха в блоки емкостей биологической очистки для поддержания жизнедеятельности бактерий.
В аварийном режиме максимальное время остановки подачи воздуха 6-8 часов (в зависимости от температуры окружающей среды), после которой прекращается всякая жизнедеятельность бактерий.
Категория надёжности очистных сооружений - III. На основании таблицы 17 п.8.1.1 СП 32.13330.2012 «Канализация. Наружные сети и сооружения» и в соответствии п. 7.4 СП 31.13330.2012 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» система водоснабжения и водоотведения относится к 3 категории надежности (с прекращением водоснабжения населенных пунктов при численности жителей до 5000 чел).
На основании вышеизложенного для энергопотребителей, относящихся по надёжности электроснабжения к III -ей категории, проектом предусматривается:
установка вводного шкафа;
установка шкафов управления работой насосов в автоматическом режиме;
монтаж системы рабочего и аварийного освещения.
.6 Описание проектных решений по компенсации реактивной мощности, релейной защите, управлению, автоматизации и диспетчеризации системы электроснабжения
Максимальная суммарная мощность электропринимающих устройств очистных сооружений не превышает 50 кВт, на основании п.1.2.21 ПУЭ издание 7 и п.п.6.33, 6.34 СП 31-110-2003 решений по компенсации реактивной мощности не требуется.
В связи с тем, что в д. Чурикасы не реализованы системы диспетчеризации (SCADA-системы) данные функции в шкафах управления не предусмотрены. Диспетчеризация реализована только на территории площадки очистных сооружений.
Для обеспечения работы очистных сооружений в автоматическом режиме предусмотрены следующие мероприятия:
Øподключение электроприемников КНС к источникам электроэнергии через вводно-распределительное устройство;
Øустановка шкафов управления (ШУ), с контролем и защитой электродвигателей насосов установленных в корпусах емкостного оборудования;
Øснятие показателей объема перекачивающей жидкости;
Øпередача данных на пульт центрально-диспетчерской службы ОАО «Водоканал».
Шкафы управления и контроля уровня заполнения обрабатываемыми водами предусматривают управление режимами работы насосов при помощи четырех (трех) поплавковых датчиков (выключателей). Полный комплекс емкостных сооружений и оборудования расположенного в здании работает в автоматическом режиме.
Примененные шкафы управления заводского изготовления (типа ШУЭ) оборудованы системой сигнализации и автоматическими выключателями.
Автоматика насосов восстанавливает свой режим работы после каждого отключения электроэнергии при условии нахождения её в режиме автоматического управления. Каждый из доступных насосов может быть штатно включен / отключен оператором с панели шкафа управления насосами в любом из режимов работы системы.
Шкаф управления насосами позволяет организовать автоматизированное рабочее место оператора на территории очистных сооружений, с выполнением функций управления и обмена информацией по линии связи от оборудования до автоматизированного рабочего места оператора.
Программное обеспечение позволяет:
·Получать достоверную информацию о работе насосной станции
·Управлять системой
·Программировать параметры системы
·Получать архивы отказов, состояний, параметров
Для учета перекачиваемой сточной жидкости предусматривается установка расходомера РУС-1(М)100-С-G-D-340-R, производящего измерение объемного расхода в сбросном трубопроводе.
Функциональные возможности:
раздельное исполнение с возможностью выноса электронного блока в удобное место;
сохранение в памяти архивной информации и программируемых параметрах при отключении питания;
возможность подключения GSM модема для удаленной передачи данных на ПК;
встроенный архив данных;
учет реверсивного потока;
регистрация нештатных ситуаций;
защита доступа к режиму программирования пломбой;
возможность беспроливной поверки расходомера.
.7 Перечень мероприятий по экономии электроэнергии
Проектом предусмотрены шкафы управления оборудованием, обеспечивающие оптимальный режим работы очистных сооружений, позволяющие рационально использовать электроэнергию.
Освещение разворотной площадки предусмотрено осветительным прибором ЖКУ06-70-002 с ЭПРА, IP65 с компенсацией реактивной мощности для снижения потерь напряжения и уменьшения сечения кабельных линий.
Использование электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА) обеспечивает:
1.Стабильность светового потока на весь срок службы лампы;
2.Увеличение срока службы лампы до 25000-35000 часов, за счет стабилизации мощности в широком диапазоне изменения питающего напряжения и оптимизации режима розжига - «мягкий» пуск;
.Надежное отключение неисправных ламп или ламп с отклонением рабочего режима;
.Рабочий диапазон температур -45…+55°С;
.Широкий диапазон входного напряжения 160…264W:
.Высокое качество потребляемой электроэнергии - коэффициент мощности близкий к единице (0,98), благодаря потреблению синусоидального тока с нулевым фазовым сдвигом;
.Работу ЭПРА на повышенной частоте с высоким К.П.Д. (96%);
.Снижение энергопотребления на 30% по сравнению с электромагнитным ПРА.
.8 Перечень мероприятий по заземлению (занулению) и молниезащите
На вводе предусмотрено повторное заземление нулевого провода, для чего заземляющее устройство с допустимым сопротивлением не более 4 Ом присоединяется к главной заземляющей шине. Если сопротивление превышает 4 Ом забить дополнительный электрод.
Система заземления выполняется по типу TN-C-S. Разделение РЕN проводника питающих линий на нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) производится в шкафу типа ВРУ. Для этого в него устанавливается шина РЕ (используется как ГЗШ), и шина N.
Дальнейшее объединение РЕ и N проводников запрещается.
Уравнивание потенциалов, выполняется посредством присоединения стальной полосой шины РЕ (главная заземляющая шина) ВРУ с контуром заземления. Присоединение проводников системы уравнивания потенциалов к главной заземляющей шине и к сторонним проводящим частям выполнить в соответствии с ГОСТ 10434-82.
Все металлоконструкции и корпуса электрооборудования нормально не находящиеся под напряжением присоединить к нулевому защитному проводнику (PE), в соответствии с требованиями ПУЭ и завода-изготовителя.
Внутренний контур заземления выполняется из полосовой стали 4х25 и 4х40мм в электрощитовой, прокладываемой по стенам помещения на отметке +0,15м от уровня пола. Проходы заземляющих проводников (ст.40х4) через стены выполнить в отрезках стальных труб, дверные проемы обходить сверху. В качестве главной заземляющей шины использовать РЕ шину ВРУ. Внутренний контур заземления присоединить к наружному. На вводе в здание выполняется наружный контур заземления из полосовой стали 5х50 мм, вертикальные электроды - угловая сталь 50х50х5, горизонтальные - из полосовой стали 5х50 мм. Сопротивление заземляющего устройства в любое время года не должно превышать 4 Ом. Если сопротивление превышает 4 Ом, забить дополнительные электроды. Система уравнивания потенциалов соединяется с наружным контуром заземления при помощи сварки.
После монтажа электрооборудования до подачи напряжения потребитель обязан провести испытания изоляции кабелей, электрооборудования и измерения сопротивления контура заземления, петли «фаза-нуль».
Молниезащита здания.
Молниезащита здания выполняется в соответствии с Инструкцией (РД 34.21.122-87 и СО 153-34.21.122-2003).
Молниезащита здания выполняется с помощью заземлителей - стальных уголков (50х50х5мм, длиной 3м), соединенных между собой полосовой сталью 50х5 мм. Защита от вторичных проявлений молнии осуществляется путем присоединения к заземляющему устройству электроустановок металлических корпусов всего оборудования и аппаратов.
Защита от прямых ударов молнии осуществляется путем присоединения технологического оборудования и аппаратов к заземляющему устройству. Молниезащита здания от прямых ударов молнии осуществляется путем укладки молниеприёмной сетки на кровле, и присоединения ее к заземляющему устройству.
Молниеприёмная сетка выполняется из стальной катанки d=8мм, уложенной поверх кровли, токопроводы - опуски из стальной катанки d=8мм с двух сторон здания и заземлителей - сталь угловая 50х50х5 длиной 3м, соединенных между собой полосовой сталью 50х5 мм. Защита от вторичных проявлений молнии осуществляется путем присоединения к заземляющему устройству электроустановок металлических корпусов всего оборудования и аппаратов.
Для выравнивания электрических потенциалов и заземления электрического и технологического оборудования предусмотрено общее заземляющее устройство. Заземляющее устройство представляет собой совокупность вертикальных электродов из угловой оцинкованной стали 50х50х5 мм длиной L=3м, соединенных между собой полосовой оцинкованной сталью 50х5мм. Соединения горизонтальных и вертикальных заземлителей выполняются сваркой (место сварки покрыть битумным лаком в два слоя).
Сопротивление заземляющего устройства составляет менее 4 Ом.
Соединение заземляющих проводников между собой, а также к заземляемым металлоконструкциям и к заземляемому электрооборудованию выполнить в соответствии с требованиями ГОСТ 10434-82 «Соединения контактные электрические. Общие технические требования» и должно выполняться сваркой или относящимися ко второму классу болтовыми соединениями.
Присоединение заземляющих проводников (спусков) к заземлителю в земле должно выполняться сваркой.
Сведения о типе, классе проводов и осветительной арматуры.
Тип и класс проводов
Кабели в распределительных сетях 0,4 кВ выбраны:
Øпо максимальной расчетной нагрузке;
Øпо допустимой потере напряжения в нормальном и пусковом режимах работы;
Øпо чувствительности аппарата защиты к однофазным коротким замыканиям в конце защищаемого участка (с учетом наибольшего допустимого времени защитного автоматического отключения питания - 0,4 с).
Канализация электроэнергии к электрооборудованию, светильникам и розеткам выполняется кабелями марки ВВГнг положенными в гофрированных трубах от ЩР1. Подводящий кабель марки АВБбШв 5х6.
Соединение и разделение кабелей предусматривается в ответвительных коробках. Разводка от коробок к светильникам производится по стене в гофрированных трубах ПВХ кабелем марки ВВГнг сеч.3х1,5 мм2.
Все жилы должны быть идентифицированы по цветам согласно ГОСТ Р50492-92.
Светотехнический выбор светильников
Выбор светильников, степень их защиты от воздействий окружающей среды приняты по ГОСТ «Светильники. Виды и обозначения» и ГОСТ «Электрическое оборудование напряжением до 1000 В. Оболочки. Степени защиты».
.9 Описание системы рабочего и аварийного освещения
Для освещения помещений здания применены светильники ЛСП 42-2х36, НПП 03-60-03, для освещения разворотной площадки ЖКУ 06-70-002. В качестве источников аварийного освещения используется светильники со встроенными аккумуляторами.
Выбор числа, мощности и расположения светильников произведен на основе типовых решений для освещаемых помещений.
Для расчета освещенности использованы следующие расчетно-вспомогательные таблицы и графики:
а) расчет по точечному методу от излучателей, не являющихся круглосимметричными, - изолюксы относительной освещенности на условной плоскости (условные изолюксы);
б) расчет по точечному методу от рядов светильников с люминесцентными лампами - линейные изолюксы;
Освещение разворотной площадки предусматривается светильниками ЖКУ 06-70-002 установленные на кронштейнах К1П настенные приставные.
Расчет потери напряжения в осветительных сетях выполнен согласно требованиями ПУЭ, при этом:
а) снижение напряжения у наиболее удаленных ламп внутреннего рабочего освещения (для газоразрядных ламп - у ЭПРА) принято не более 2,5 % номинального напряжения ламп, а у таких же ламп аварийного освещения не более 5 %;
б) наибольшее напряжение у ламп принято не более 105 % номинального напряжения ламп.
По проекту светильники аварийного освещения, установленные в диспетчерской, тамбуре, реагентрной в нормальном режиме работы участвуют в создании нормированной освещенности и при расчете сети они рассматриваются как светильники рабочего освещения.
1.10 Обоснование потребности в основных видах ресурсов
Установленная электрическая нагрузка административно-производственного здания.
Основными потребителями электроэнергии являются:
·Воздуходувки DTLF 200 (3 шт.) - 5,5 кВт;
·Мешалки (3 шт.) - 1,0 кВт.
·Шнековый обезвоживатель осадка - 0,7 кВт;
·Станция приготовления раствора флокулянта - 0,57 кВт;
·Станция приготовления раствора коагулянта - 1,07 кВт;
·Установка УФ-обеззараживания ОДВ-12С - 0,48 кВт.
1.11 Перечень мероприятий по резервированию электроэнергии
Во всех шкафах распределения электроэнергии вспомогательных зданий предусмотрена установка резервных автоматических выключателей с учетом мощности подключаемых энергопотребителей.
На основании технических условий и таблицы 17 п.8.1.1 СП 32.13330.2012 «Канализация. Наружные сети и сооружения» и в соответствии п. 7.4 СП 31.13330.2012 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» система водоснабжения и водоотведения относится к 3 категории надежности (с прекращением водоснабжения населенных пунктов при численности жителей до 5000 чел). Категория надёжности очистных сооружений - III, на основании этого проектом не предусмотрены мероприятия по резервированию электроэнергии.
1.12 Охрана труда и техника безопасности. Пожарная безопасность
Охрана труда и техника безопасности при строительстве и эксплуатации проектируемых КЛ-0,4кВ обеспечивается принятием всех проектных решений в строгом соответствии со СНиП 12-03-2001 «Безопасность труда в строительстве», СНиП 12-04-2002, СП 12-133-2000, СП 12-135-2003, МДС 12-11.2002 и нормативных актов других организаций, требования которых не противоречат вышеназванным нормативным документам в строительстве, требования которых учитывают условия безопасности труда, предупреждения производственного травматизма, профессиональных заболеваний, пожаров и взрывов.
Для обеспечения охраны труда и техники безопасности проектом предусмотрено:
использование технически совершенных изделий;
размещение оборудования, обеспечивающее его безопасное обслуживание;
монтаж заземляющих устройств элементов электроустановок с нормированным значением величины сопротивления и конструкций, соответствующей требованиям СНиП 3.05.06-85 «Монтаж электротехнических устройств»;
применение типовых конструкций опор линий электропередачи;
использование при выполнении строительно-монтажных работ машин и механизмов, конструкции которых обеспечивают безопасные условия их эксплуатации;
высокая степень механизации строительно-монтажных работ.
Для обеспечения охраны труда и техники безопасности необходимо, чтобы строительные, монтажные и наладочные работы, эксплуатация электроустановок производились в соответствии с требованиями ПОТ РМ-016-2001 и ПТЭЭСС.
Пожарная безопасность ВЛ и КЛ обеспечивается применением несгораемых конструкций, автоматическим отключением токов короткого замыкания, заземлением оборудования и здания, свойством нераспространения горения изоляции проводов.
По окончании строительно-монтажных и наладочных работ должны быть проведены испытания и измерения для приемки и сдачи построенных сетей в эксплуатацию.
.13 Сведения о численности профессионально-квалифицированного состава
Все работы на переустройства ВЛ-0,4кВ и КЛ-0,4кВ должны проводиться квалифицированным персоналом, имеющим соответствующие группы допуска, в соответствии с ПЭЭП и ПОТ.
Электроустановки должны быть укомплектованы основными и вспомогательными защитными средствами в объеме требований ПОТ.
На всех элементах электроустановки должны быть нанесены соответствующие маркировки и надписи (знаки безопасности, назначения групп на щитах, направление и их маркировка).
Персонал, обслуживающий электроустановку должен проходить ежегодную проверку знаний по ТБ, а электроустановка профилактические испытания.
Работы по содержанию (техническому обслуживанию) сети электроснабжения представляют собой комплекс профилактических работ по уходу за сооружениями, устранению незначительных деформаций и повреждений конструктивных элементов, а также уборка их в течение года.
К работам по содержанию электрооборудования относятся следующие виды работ:
·контроль за состоянием установок путем проведения периодических и внеочередных осмотров установок и объектов, выявления повреждений в сетях и устройствах управления;
·работы, связанные с ликвидацией мелких повреждений электросетей, осветительной арматуры и оборудования; профилактические испытания электрооборудования, проверка уровней напряжения в сетях и нагрузок по фазам.