2220

Расчет параметров кабельной линии и трансформатора

Практическая работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

По исходным данным рассчитать параметры и подобрать марку скважной кабельной линии, повышающего трансформатора и погружного двигателя.

Русский

2013-01-06

520.4 KB

75 чел.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Омский государственный технический университет

Кафедра «Электрическая техника»

Расчетно-графическая работа

По дисциплине «ЭТКС»

Вариант 13

Выполнил ст. гр.

                                                                                 Проверил:

Омск – 2011

Задание. По исходным данным рассчитать параметры и подобрать марку скважной кабельной линии, повышающего трансформатора и погружного двигателя.

  1.  Привести структурную схему ЭТКС УЭЦН.
  2.  Привести схему тока ввода УЭЦН.
  3.  Расчет и выбор кабельной линии.
  4.  Расчет и выбор трансформатора.
  5.  Расчет годовых потерь в УЭЦН.

Исходные данные:

  1.  Структурная схема ЭТКС УЭЦН.

ЭЭС – электроэнергетическая система 6/10 кВ;

КТП – комплектная трансформаторная подстанция 6/10 кВ/0,4кВ;

СУ – станция управления с преобразователем частоты;

ТМПН – промысловый повышающий трансформатор;

ПКЛ – погружная кабельная линия;

ПЭД – погружной электродвигатель с гидрозащитой:

ПТР – протектор;

КМР – компенсатор;

ТМС – телеметрическая система сбора данных;

НПС – нефтепромысловая скважина;

ЭЦН – электроцентробежный насос в ВМ – входном модуле;

НКТ – насосно-компрессорные трубы с сливным клапаном КС и КО – обратным клапаном;

УО – устьевое оборудование (арматура).

2. Схема тока ввода УЭЦН.

3.1. Выбор погружного  двигателя осуществляется по мощности Рн, напряжению Uн и Dк, η  и cosφ.

Выбранный погружной двигатель ПЭД 32-103 , его технические характеристики

Рн=45кВт, Uн=1000В, Iпэд=36,16А, η=84,5%, S=6,5, cosφ=0,85.

3.2. Расчет и выбор кабельной линии.

Выбирается по сечению жилы из следующего стандартного ряда сечений

10мм2, 16 мм2, 25 мм2, 35 мм2, 50 мм2.

Величина рассчитывается по экономической плотности тока и проверяется на:

- разместимость в скважине;

- температурный режим по длительно допустимому току;

- потери напряжения;

- потери мощности;

- термическую стойкость.

Определяется сечение жилы

где экономическая плотность тока. Для погружных двигателей 2,5А/ мм2;

;

;

Из условия Sкаб (осн ) Sэк выбираем :

Основной кабель  КРБК

Число и сечение жил, мм2

Конструкция жилы

Толщина резиновой изоляции, мм

Толщина защитной наиритовой оболочки, мм

Наружный диаметр, мм

Вес 1 км кабеля, кг

3х16

7х1,08

1,8

2,0

29,8

1650

Кабель удлинитель КПБП на напряжение 2000 В

Число и сечение жил, мм2

Наружный диаметр

3х10

13,1х32,2

Проверка:

DвнDк <H”;

96 + 13,1 < 122;

109,1 < 122. Верно.

3.2. Проверка на температурный режим (для кабелей удлинителей имеющих наименьшее сечение).

45,63 А ≥ 36,16 А.

3.3. Проверка кабельной линии на термическую стойкость.

Ток КЗ аварийный действует кратковременно на жилы кабельной линии до срабатывания защиты. Термически стойкое сечение должно выдерживать тепловую нагрузку, создаваемую кратковременным током КЗ и быть меньшей выбранного сечения КЛ, т.е.

,

где Sтс – термически стойкое сечение;

где α = 6 – расчетный термический коэффициент;

 - ток глухого трехфазного КЗ;

- приведенное время срабатывания защиты;

- время срабатывания чувствительных элементов;

 - время отключения электроснабжения кабельной линии;

Для определения необходимо:

  1.  Установить место КЗ;
  2.  Построить эквивалентную расчетную схему УЭЦН для режима КЗ;
  3.  По закону Ома и Кирхгофа рассчитать .

Составляем эквивалентную схему для расчета тока КЗ

;

Rд из-за малости не учитывается, остальные элементы определяются учитывая ток КЛ.

Ra = 5,5 мОм, Хавт = 4,5мОм,

Rт = 88 мОм, Хт = 157мОм,

где j = 51,2мСмˑм/мм2;

F – сечение основного кабеля,мм2;

l – длина основного кабеля, км;

α = 0,004 1/град – температурный коэффициент сопротивления меди;

tk – температура кабеля (из таблицы вариантов).

Хкл – индуктивное сопротивление КЛ.

3.3. Проверка КЛ на потерю напряжения.

Допустимая потеря при 10% от Uн.

99,67 В ≤ 100 В.

3.4. Проверка КЛ на потерю мощности.

;

5,839 кВт ≤ 9,586 кВт.

4 Расчет и выбор трансформатора.

4.1. Емкостная проводимость КЛ.

4.2. Ток на зарядку-разрядку КЛ.

где - напряжение в начале КЛ.

,

4.3. Реактивная зарядная мощность в КЛ.

4.4. Полная реактивная мощность КЛ.

4.5. Полная мощность на входе КЛ.

4.6. Коэффициент мощности УЭЦН в КЛ.

4.7. Выбор трансформатора для УЭЦН.

Трансформатор выбирают по расчетной мощности

,

где kз – коэффициент нагрузки трансформатора,

и по выходному напряжению

Номинальная мощность трансформатора

Входное напряжение

Выбранный трансформатор ТМПН -100/3 – У1 (УХЛ1) , его технические характеристики

Номинальная мощность, кВА

Схема и группа соединения обмоток

Кол. ступеней регулиро

вания

Номиналь

ное напряжение ВН, В

Напряжение, В (ток,А) ступеней регулирования

Потери, Вт

Ток хх, %

Напряжение кз, %, не более

х.х.

к.з.

100

Yн/Y-0

5

1170

1170(49,4) – 1108(49,4) – 1045(49,4) – 983(49,4) –

920(49,4)

290

1970

1,4

5,5

5.Расчет годовых потерь энергии в УЭЦН.

5.1. Определяем потери активной и реактивной мощности в трансформаторе.

где

5.2. Потери напряжения в трансформаторе.

5.3. Расчетное напряжение трансформатора в режиме ХХ.

;

где

Напряжение на клеммах ПЭД

Отклонение подземного напряжения

Годовые потери


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

29401. Электрооборудование буровых установок 85.5 KB
  Процесс бурения скважин включает в себя следующие операции: Спуск бурильных труб с долотом разрушающим инструментом в скважину. Наращивание колонны бурильных труб по мере углубления скважины. Подъем труб для замены изношенного долота. При роторном бурении вращение долота осуществляется с помощью колонны бурильных труб.
29402. Электропривод буровых лебедок 80.5 KB
  Кроме подъема и спуска колонны бурильных труб КБТ с помощью буровой лебедки часто осуществляют свинчивание и развинчивание труб их перенос и установку подъем и опускание незагруженного элеватора а также подачу долота на забой. Причем для подъема КБТ служат приводные двигатели лебедки а для спуска электромагнитные тормоза индукционного или электропорошкового типа или приводные двигатели в режиме динамического или рекуперативного торможения. Требования к электроприводу буровой лебедки. Электропривод буровой лебедки БЛ должен обеспечивать...
29403. Электропривод буровых насосов 44.5 KB
  Основными параметрами характеризующими работу насоса являются его подача Q и напор p развиваемый при заданной подаче. Мощность привода насоса определяется произведением Q∙p. В бурении в основном применяются поршневые насосы со сменными цилиндровыми втулками позволяющие изменять подачу насоса. В зависимости от диаметра втулки будет изменяться подача насоса а также предельнодопустимое давление на выходе насоса снижающееся при увеличении диаметра втулки.
29404. Электропривод постоянного тока по системе ТП-Д 28.5 KB
  В буровых установках для бурения скважин глубиной 6510 км в ЭП буровых насосов используются ДПТ управляемые по системе ТПД. Буровыми насосами с регулируемым ЭП по системе ТПД оснащаются буровые установки БУ2500 ЭП и БУ6500 ЭП и установки морского бурения. Механическая характеристика регулируемого ЭП бурового насоса по системе ТПД.
29405. Автоматические регуляторы подачи долота 94 KB
  Подача долота это последовательное опускание верхней точки КБТ в процессе бурения при этом скорость подачи долота должна быть равна скорости разбуривания. Задача плавной и равномерной подачи долота решается применением автоматических регуляторов. В зависимости от места расположения автоматические регуляторы подачи долота бывают наземными или глубинными погружными.
29406. АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ (ПЕРЕМЕННОГО ТОКА) 35 KB
  Асинхронный двигатель состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора разделенных между собой воздушным зазором. Сердечник собирается из тонких листов электротехнической стали изолированных друг от друга и запрессовывается в корпусе статора. На внутренней поверхности сердечника вырублены пазы в которые укладывается трехфазная обмотка статора. Обмотка подключена к трехфазной сети и представляет собой систему проводников сдвинутых относительно друг друга в пространстве вдоль окружности статора на 120о.
29407. Буровые установки 27.5 KB
  Регулируемые приводы используют систему ТПДПТ. Силовой привод буровой установки может быть дизельным электрическим дизельэлектрическим и дизельгидравлическим. Дизельный привод применяют в районах не обеспеченных электроэнергией необходимой мощности.
29408. Взрывозащищенное электрооборудование 43.5 KB
  Взрывозащищенное электрооборудование различается по уровню взрывозащиты группам и температурным классам. Установлены следующие уровни взрывозащиты электрооборудования: 1. Вид взрывозащиты определяется установленным набором средств взрывозащиты. Для взрывозащищенного электрооборудования установлены следующие виды взрывозащиты: Взрывонепроницаемая оболочка [d].
29409. Дизель-электрический привод буровых установок 28 KB
  В последние годы существует тенденция расширения номенклатуры и объемов производства буровых установок с дизельэлектрическим приводом. Переход к автономному энергоснабжению позволяет решить проблему энергоснабжения удаленных от базы буровых установок проблему слабых сетей решить проблему повышения установленной мощности главных и вспомогательных приводов на буровых установках и др. Перечисленные недостатки системы ГД затрудняют ее использование в морских буровых установках.