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

85 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

49387. Проектирование линейной автоматической системы управления 1.07 MB
  Цель работы: для заданного объекта регулирования требуется спроектировать АСР с заданным типом регулятора (ПИ-регулятор). Процесс проектирования состоит из следующих этапов: Анализ объекта регулирования. Определение оптимальных настроек ПИ-регулятора. Анализ функционирования АСР с оптимальными настройками.
49389. Расчет снижения налогов для нормализации заработной платы 944 KB
  Анализ объекта управления. Синтез типовой системы управления. Синтез нетиповой системы управления.
49390. Масс-спектрометрия и ее использование 3.71 MB
  История массспектрометрии ведётся с основополагающих опытов Джона Томсона в начале XX века. Существенное отличие массспектрометрии от других аналитических физикохимических методов состоит в том что оптические рентгеновские и некоторые другие методы детектируют излучение или поглощение энергии молекулами или атомами а массспектрометрия непосредственно детектирует сами частицы вещества. Массспектрометрия в широком смысле это наука получения и интерпретации массспектров которые в свою...
49391. Прибор для исследования оптических приборов 5.26 MB
  В курсовой работе я реализовал все требования в задании, однако посчитал необходимым изображать также мнимые лучи, полученные в результате преломления света в рассеивающих линзах. Эти лучи изображаются, в отличие от «нормальных», пунктирной линией, начинаясь в точке преломления луча, и заканчиваясь в мнимом фокусе изображения.