(2.72)
Суммарное сопротивление до точки К2 вычисляют по формуле
(2.73)
Сила тока короткого замыкания
Сила ударного тока
Мощность короткого замыкания
Расчет тока короткого замыкания в точке К3
Активное сопротивление кабельной линии rкл , Ом, вычисляют по формуле
(2.74)
Индуктивное сопротивление кабельной линии
Суммарное сопротивление до точки К3
(2.75)
Расчет тока короткого замыкания в точке К4
Активное сопротивление трансформатора
Индуктивное сопротивление трансформатора
Полное сопротивление трансформатора , Ом, вычисляют по формуле
(2.76)
Приводим сопротивление
Суммарное сопротивление до точки К4 вычисляют по формуле
(2.77)
Расчет тока короткого замыкания в точке К5
Активное сопротивление кабельной линии
Полное сопротивление кабельной линии
Суммарное сопротивление до точки К5
(2.78)
(2.79)
где - пусковой ток двигателя
Ток подпитки асинхронного двигателя вычисляют по формуле
(2.80)
где = 6,5
2.9 Расчет и выбор питающей линии
Сечение проводов ЛЭП при напряжении выше 1000 В выбирается, согласно ПУЭ, по экономической плотности тока, в зависимости от продолжительности использования линии и проверяется по нагреву, по потере напряжения, на отсутствие короны, на механическую прочность.
При выборе сечения проводов исходят из условия соответствия провода требованиям нормальной работы линии и потребителей.
При выборе площади сечения проводов наиболее выгодной будет площадь, которая соответствует условиям минимума расчетных затрат.
Экономически выгодное сечение , мм2, вычисляют по формуле
, (2.81)
где - экономическая плотность тока, А/мм2
Ток трансформатора I, А, вычисляют по формуле
, (2.82)
Сечение проводов выбирается из условия S ≥ Sном.. Выбираем провод марки А -16
Таблица 2.7
Провод
Iдоп , А
r0 , Ом
x0 , Ом
АС-16
105
1,98
0,405
Проверка провода на потерю напряжения
Потерю напряжения ΔU, В, вычисляют по формуле
, (2.83)
где - активное сопротивление, Ом
- индуктивное сопротивление, Ом
(2.84)
(2.85)
Проверка провода по нагреву току нормального режима
(2.86)
где для ВЛ
Проверка провода на механическую прочность
(2.87)
По нормам ПУЭ для линии 10 кВ минимальное сечение провода 16 мм2
Выбираем провод марки АС – 16
2.10 Расчет распределительной сети
Выбор кабеля для питания электродвигателя
Расчет питающего кабеля ведем по экономической плотности тока. В применяемых кабелях КПБП экономическая плотность тока не превышает.
Применение плоского кабеля обусловлено необходимостью уменьшить поперечные размеры погружного устройства.
Питающий кабель прикрепляется к насосным трубам с помощью металлических скоб.
Экономически выгодное сечение кабеля
(2.88)
По таблице выбираем трехжильный бронированный кабель КПБП
Проверяем кабель на потерю мощности. Потерю электрической мощности ΔР, кВт, в кабеле КПБП длиной 1000 м определяем по формуле:
(2.89)
где - сопротивление в кабеле, Ом
Сопротивление в кабеле длиной 1000 м можно определить по формуле:
(2.90)
где - удельное сопротивление при температуре Тк Ом∙мм2/м
- площадь сечения кабеля, мм2
Удельное сопротивление кабеля Тк = 328 К
(2.91)
ρ - удельное сопротивление меди при Т293 К
α - температурный коэффициент для меди
Находим полное сопротивление кабеля длиной 1000 м
Найдем длину всего кабеля когда расстояние от устья до станции управления 50 м,запас30 и глубина спуска насоса 900 м.
Из таблицы «Потери напряжения в кабеле в зависимости от температуры и нагрузки» определяют допустимую потерю напряжения в кабеле. В кабеле сечением жил 10 мм2 на каждые 100 м длины допустимые потери составляют . Тогда допустимые потери в кабеле при длине 980 м вычисляют по формуле (2.85)
Кабель выбран верно.
Расчет и выбор шин.
Шины выбираются по номинальному току проверяются на динамическую стойкость к токам короткого замыкания
Определяем номинальный ток
Подбираем стандартное сечение шин. Предполагаем к установке алюминиевые однополосные шины с допустимым током [1 395табл.7.3].
Проверяем выбранное сечение шин на электродинамическую стойкость к токам короткого замыкания.
(2.92)
где расстояние между точками крепления шин, см.
ударные ток, кА
момент сопротивления, ,зависит от укладки шин.
расстояние между фазами, .
Момент сопротивления шин W, см3, считая, что шины уложены плашмя вычисляют по формуле
(2.93)
где, ширина,;
высота,
Определяем динамическое усилие в металле шин
(2.94)
Шины динамически устойчивы к токам короткого замыкания
Выбираем шины
2.11 Выбор высоковольтного электрооборудования с проверкой на устойчивость к токам короткого замыкания
Разъединитель предназначен для создания видимого разрыва электрической цепи.
Разъединитель выбирается по номинальному току и напряжению и проверяется на термическую и динамическую стойкость к токам
короткого замыкания
Таблица 2.8
Расчетные данные
Табличные данные
Выбираем разъединитель РЛНДЗ-10/400 У1 с приводом [1 с.268. табл.5,5]
Предохранитель выбирается по номинальному току и напряжению и проверяется по отключаемому току и мощности
Таблица 2.9
Выбираем предохранитель ПКТ 101-10-8-31,5 У3 [1 с.254 табл.5,4]
Разрядник предназначен для защиты электроустановок от перенапряжений.
Разрядник выбирается по номинальному напряжению.
Таблица 2.10
Uном = 10 кВ
Выбираем ограничитель перенапряжения ОПН-РС
2.12 Выбор пусковой и защитной аппаратуры на 0,38 кВ
Выбор общего автоматического выключателя. Автоматические выключатели предназначены для защиты электрической цепи от токов перегруза и короткого замыкания.
Номинальный ток электромагнитного или комбинированного расцепителя автоматических выключателей выбирают по длительному расчетному току линии:
(2.95)
Ток срабатывания электромагнитного или комбинированного расцепителя I ср.эл проверяют по максимальному кратковременному току линии:
(2.96)
где - кратковременный ток, А
Кратковременный ток вычисляют по формуле
(2.97)
Суммарный длительный ток вычисляют по формуле
(2.98)
(2.99)
Проверяем выбранный автомат на способность отключения токов короткого замыкания
(2.100)
Выбираю автомат ВА 55-37.
Выбор автоматов на отходящие линии к станциям управления
(2.101)
(2.102)
Выбираю автомат ВА 51Г-31
Выбор трансформаторов тока
Таблица 2.11
Выбираю трансформатор тока ТТ-250/5
Выбираем контактор, который предназначен для включения и отключения электродвигателя насоса
Таблица 2.12
Выбираем контактор КЭМ-250.
Тип
,
А
Допустимая
мощность двигателя,
кВт
Схема управления
Габаритные размеры,
мм
Масса,
кг.
КЭМ-250
250
132
AC/DC
6,4
Таблица 2.13
2.13 Выбор и описание схемы управления ПЭД
Для обеспечения нормальной, долгосрочной работы погружного электродвигателя необходимо строгое соблюдение его номинальных параметров, указанных в паспорте. К этим параметрам относится величина тока, напряжения, температура и давление в скважине, подача насоса и другие. При значительном отклонении этих параметров создаются условия, при которых двигатель снижает срок службы или может быстро выйти из строя. Для контроля за основными параметрами двигателя, правильностью его подключения применяется схема управления ПЭД. В данном курсовом проекте для защиты двигателя применяется станция управления «Электом-М» с номинальным током 250 А. Станция «Электон-М» - модернизированный вариант широко используемой станции управления ШГС-5805. В отличие от своего прототипа она имеет контроллер марки «Электон-04», автоматы защиты цепей управления и т.д.
Станция обеспечивает следующие защиты и регулирование их установок:
1) отключение и запрещение включения электродвигателя при напряжении питающей сети выше или ниже заданных значений;
2) отключение и запрещение включения электродвигателя при превышении выбранной установки дисбаланса напряжения питающей сети;
3) отключение электродвигателя при превышении выбранной установки дисбаланса токов электродвигателя;
4) отключение электродвигателя при недогрузке по активной составляющей тока с выбором минимального тока фазы (по фактической загрузке). При этом уставка выбирается относительно номинального активного тока;
5) отключение электродвигателя при перегрузке любой из фаз с выбором максимального тока фазы по регулируемой ампер секундной характеристике посредством раздельного выбора установок по току и времени перегрузки;
6) отключение и запрещение включения электродвигателя при снижении сопротивления изоляции системы "вторичная обмотка ТМПН - погружной кабель - ПЭД" ниже заданного значения;
7) запрещение включения электродвигателя при турбинном вращении насосной установки с частотой, превышающей установку;
8) запрещение включения электродвигателя при восстановлении напряжения питающей сети с неправильным чередованием фаз;
9) отключение электродвигателя по сигналу контактного манометра;
10) отключение электродвигателя при давлении масла в ПЭД ниже заданного значения (при подключении системы ТМС);
11) отключение электродвигателя при температуре обмотки ПЭД выше заданного значения (при подключении системы ТМС);
12) отключение электродвигателя по сигналу любого из 8 аналоговых входов;
13) предотвращение сброса защит, изменения режимов работы, включения - отключения защит и изменения установок без ввода индивидуального пароля;
14) отключение и запрещение включения электродвигателя при несанкционированном открывании двери.
Станция обеспечивает следующие функции:
1) включение и отключение электродвигателя в "ручном" или в "автоматическом" режиме;
2) работа по программе с отдельно задаваемыми временными интервалами работы и остановки;
3) автоматическое включение электродвигателя с заданной задержкой времени после подачи напряжения питания или при восстановлении напряжения питания в соответствии с нормой;
4) регулируемая задержка отключения отдельно для каждой защиты (кроме защиты по низкому сопротивлению изоляции);
5) регулируемая задержка активации защит сразу после пуска для каждой защиты (кроме защиты по низкому сопротивлению изоляции);
6) регулируемая задержка автоматического повторного включения (АПВ) отдельно после срабатывания каждой защиты (кроме защит по низкому сопротивлению изоляции и по турбинному вращению);
7) возможность выбора режима с АПВ или с блокировкой АПВ после срабатывания отдельно каждой защиты (кроме защит по низкому сопротивлению изоляции и по турбинному вращению);
8) возможность выбора активного и неактивного состояния защит отдельно для каждой защиты;
9) блокировка АПВ после отключения по защите от недогрузки при превышении заданного количества разрешенных повторных пусков за заданный интервал времени;
10) блокировка АПВ после отключения по защите от перегрузки при превышении заданного количества разрешенных повторных пусков за заданный интервал времени;
11) блокировка АПВ после отключения по другим защитам (кроме защит от недогрузки и перегрузки) при превышении заданного количества разрешенных повторных пусков за заданный интервал времени;
12) измерение текущего значения сопротивления изоляции системы "вторичная обмотка ТМПН - погружной кабель - ПЭД" в диапазоне 30кОм - 10МОм;
13) измерение текущей потребляемой мощности;
14) измерение текущего коэффициента мощности (cos);
15) вычисление текущего значения фактической загрузки двигателя;
16) измерение текущего значения частоты вращения электродвигателя;
17) определение порядка чередования фаз напряжения питающей сети (АВС или СВА);
18) отображение в хронологическом порядке 99 последних изменений в состоянии насосной установки с указанием причины и времени включения или отключения ПЭД;
19) запись в реальном масштабе времени в блок памяти информации о причинах включения и отключения электродвигателя с регистрацией текущих линейных значений питающего напряжения, токов фаз электродвигателя, загрузки, сопротивления изоляции, давления, температуры и cos в момент отключения электродвигателя, через 2 секунды после включения и во время работы с двумя регулируемыми периодами записи. Кроме того, фиксируется дата и время изменения установки с регистрацией старого и нового значения, а также дата и время отключения и включения питающего напряжения с регистрацией параметров напряжения сразу после его подачи и далее с регулируемым периодом, если параметры напряжения не позволяют производить включение насосной установки. Накопленная информация может быть считана портативным компьютером, блоком съема информации типа БСИ или блоком съема информации и ввода параметров типа БСИВП;
20) сохранение заданных параметров работы и накопленной информации при отсутствии напряжения питания;
21) световая индикация о состоянии станции ("СТОП", "ОЖИД", "РАБОТА");
Станция управления устанавливается на площадке механической добычи напротив трансформатора питания погружного насоса соответствующей скважины.
2.14 Учет и экономия электроэнергии
В электрических сетях промышленных предприятий осуществляя
ют расчетный учет активной энергии для денежных расчетов за электроэнергию с электроснабжающей организацией и технический учет, служащий для межцеховых расчетов, контроль за соблюдением режима потребления электроэнергии, определения норм расхода энергии на единицу продукции и прочее. Кроме того, учитывают: потребление реактивной энергии для определения скидок и надбавок к тарифу на электроэнергию за компенсацию реактивной мощности.
Расчетным учетом электроэнергии называется учет выработанной, а также отпущенной потребителям электроэнергии для денежного расчета за нее. Счетчики, устанавливаемые для расчетного учета, называются расчетными счетчиками (класса 2), с классом точности измерительных трансформаторов - 0,5.
Техническим (контрольным) учетом электроэнергии называется учет для контроля расхода электроэнергии электростанций, подстанций, предприятий зданий, квартир. Счетчики, устанавливаемые для технического учета, называются контрольными счетчиками (класса 2,5) с классом точности измерительных трансформаторов.
При определении активной энергии необходимо учитывать энергию: выработанную генераторами электростанций; потребленную на собственные нужды электростанций и подстанций; выданную электростанциями в распределительные сети; переданную в другие энергосистемы или полученную от них; отпущенную потребителям и подлежащую оплате.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
