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

89 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

22799. Визнання Української держави світовим співтовариством. Міжнародне співробітництво незалежної України 31 KB
  Міжнародне співробітництво незалежної України. Важливим кроком в цьому відношенні став робочий візит міністра закордонних справ України Б. Визначною подією в двосторонніх відносинах України з Канадою став офіційний візит до Києва премєрміністра Канади Ж. Важливим кроком на шляху підтвердження вірності України європейському вибору поглиблення її відносин з Францією стало проведення 1 березня 1999р.
22800. Походження назви «Україна» та «українці» 41.5 KB
  Походження назви Україна та українці Назва Україна щодо українських земель вперше зустрічається в Київському літописі 1187 р. За тих часів назва Україна поширювалася на Київщину Переяславщину Чернігівщину. Про походження назви Україна існує кілька припущень. Надєждін пояснив значення слова Україна.
22801. Ранній залізний вік на території України 63 KB
  Протягом тисячолітнього існування в Північному Причорномор'ї античні містадержави справили значний вплив на розвиток місцевих племен: скіфів сарматів слов'ян. Етногенез словян. Перші писемні згадки про словян. Існує кілька концепцій походження словян з яких найпоширеніша така: витоки слов'янської історії сягають щонайменше II тис.
22802. Походження Русі 28 KB
  Основними ознаками будьякої середньовічної держави в тому числі Київської Русі були: розміщення населення не за національним у той період за племінним принципом а за територіальним поява влади не пов'язаної з волевиявленням народу збирання данини для утримання цієї влади династичний спадковий характер влади вождя.
22803. Основні етапи розвитку Києворуської держави 29 KB
  До часів правління Аскольда вчені відносять і першу спробу введення християнства як офіційної релігії у Київській Русі. Володимир починає своє правління посадовивши синів і старших дружинників у містах Русі. У період правління Ярослава Мудрого розширюються кордони Київської Русі: від Чорного моря і пониззя Дунаю на півдні аж до Фінської затоки на півночі від Закарпаття на заході до верхів'їв Волги та Дону на сході. в Київській Русі встановлюється форма правління яку називають тріумвіратом Ярославичів Ізяслава Святослава та Всеволода.
22804. Київська Русь періоду розквіту. Володимир Великий. Ярослав Мудрий 34.5 KB
  Володимир Великий. Ставши Великим князем київським Володимир багато зробив аби зміцнити державу встановити лад і порядок. За часів Володимира в загальних рисах завершилося формування держави. Видатний політик і адміністратор Володимир здійснив серію реформ.
22805. Зовнішня політика Київської Русі та ГВК 25 KB
  Зовнішня політика Київської Русі та ГВК Починаючи із заснування Київської Русі вона досить активно займалася зовнішньою політикою у різних напрямках: політичному економічному релігійному та культурному. перервало зв'язки північносхідних земель Русі з Європою. Для Київської Русі була характерна договірна торгівля значне місце посідав звичайний обмін товар на товар .Отже і в період існування Київської Русі і під час розвитку ГалицькоВолинського князівства зовнішня політика проводилася досить активно і різнобічно.
22806. Причини та наслідки занепаду ГВК 24 KB
  останнього правителя ГалицькоВолинської держави Юрія II була успадкована князями литовської династії Гедиміновичів. Так припинила своє існування ГалицькоВолинська держава. Роль ГалицькоВолинського князівства надзвичайно велика. ГалицькоВолинське князівство відкрило широкий шлях західноєвропейським культурним впливам на Україну зберігаючи при цьому кращі традиції української національної культури.
22807. Хмельниччина 125 KB
  Це час коли ряд блискучих перемог зрушив все українське суспільство мобілізував широку підтримку для Хмельницького і перетворив суто козацьке повстання на загальноукраїнський антипольський рух. 1648 Хмельницький на чолі невеликого загону реєстрових і запорізьких козаків напав на польську залогу на острові Базавлук на Дніпрі і знищив її. Це звільнило Запорізьку Січ від польського контролю притягнуло запорожців на бік Хмельницького обраного гетьманом. Не сподіваючись поважніших труднощів польські полководці Великий гетьман М.