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

76 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

1609. Морфофункциональные особенности строения половых органов быка 20.86 KB
  Половые органы состоят из двух половых желез – семенников с придатками и спермиопроводов, которые включают в себя внутренние половые протоки. Придаток семенника представляет собой трубку, которая идет по всей длине семенника.
1610. Наружные методы исследования на беременность животных разных видов 19.32 KB
  Наружное исследование слагается из рефлексологического метода, осмотра, пальпации и аускультации. При осмотре устанавливается асимметрия правой и левой брюшных стенок со второй половины беременности.
1611. Нейрогуморальная регуляция беременности 21.39 KB
  Необходимым условием для возникновения и течения половых циклов является наличие двух групп гормонов: гонадотропных и гонадальных (овариальных).
1612. Неполноценные половые циклы (анэстральный, арэактивный, алибидный, ановуляторный) 19.53 KB
  Половые циклы бывают полноценными, если во время стадии возбуждения проявляются все ее феномены: течка, общая реакция, охота и овуляция, и неполноценными, когда выпадает один или несколько феноменов.
1613. Непосредственные и предрасполагающие причины маститов 19.45 KB
  Мастит – воспаление молочной железы, развивающееся как следствие воздействия механических, термических, химических и биологических факторов. Для возникновения мастита наиболее опасным является холостое доение.
1614. Особенности овуляции у животных 21.71 KB
  Процесс вскрытия созревшего фолликула и выделения из него яйцеклетки называется овуляцией. Под действием фермента коллагеназы, разрыхляющей в этой области оболочку под влиянием высокого внутрифолликулярного давления.
1615. Определение густоты и подвижности спермиев 20.29 KB
  Доброкачественная сперма содержит достаточное количество живых, устойчивых во внешней среде и способных принять участие в оплодотворении спермиев, она свободна от посторонних примесей (кровь, гной, микробы).
1616. Определение процента живых и мертвых спермиев 22.16 KB
  В.А. Морозов предложил использовать красители, которые окрашивают спермиев только мертвых и с колебательными движениями. Дегидрогеназная активность спермы быка определяется скоростью обесцвечивания метиленовой сини в капиллярах или в пробирках.
1617. Организация работы в родильных отделениях (цехах). Специфика подготовки персонала для работы в родильном отделении 19.46 KB
  В каждом животноводческом хозяйстве должны быть родильное отделение и помещение для новорожденных. Оборудование такого отделения дает возможность сохранить здоровье и продуктивность матери, здоровье и жизнь новорожденных, правильно и своевременно оказывать помощь при трудных родах.