Активное сопротивление трансформатора , Ом, вычисляют по формуле
(2.70)
(2.71)
Индуктивное сопротивление трансформатора , Ом, вычисляют по формуле
= (2.72)
(2.73)
х*тр = = 0,024 Ом
Сопротивление хΣк1 приводят к U=0,4 кВ по формуле
(2.74)
Суммарное сопротивление до точки К2 вычисляют по формуле
(2.75)
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
(2.76)
Индуктивное сопротивление кабельной линии
Суммарное сопротивление до точки К3
(2.77)
Расчет тока короткого замыкания в точке К4
Активное сопротивление трансформатора
Индуктивное сопротивление трансформатора
Полное сопротивление трансформатора , Ом, вычисляют по формуле
(2.78)
Приводим сопротивление
Суммарное сопротивление до точки К4 вычисляют по формуле
(2.79)
Расчет тока короткого замыкания в точке К5
Активное сопротивление кабельной линии
Полное сопротивление кабельной линии
Суммарное сопротивление до точки К5
(2.80)
(2.81)
где: - пусковой ток двигателя
Пусковой ток двигателя вычисляют по формуле
(2.82)
где: - коэффициент пуска
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
, (2.82)
где: - экономическая плотность тока
Ток трансформатора I, А, вычисляют по формуле
, (2.83)
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
, (2.84)
где: - активное сопротивление, Ом
- индуктивное сопротивление, Ом
(2.85)
(2.86)
Проверка провода по нагреву току нормального режима
(2.87)
где для ВЛ
Проверка провода на механическую прочность
(2.88)
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
(2.89)
По таблице выбираем трехжильный бронированный кабель КПБП
Проверяем кабель на потерю мощности. Потерю электрической мощности ΔР, кВт, в кабеле КПБП длиной 1000м определяем по формуле:
(2.90)
где: - сопротивление в кабеле, Ом
Сопротивление в кабеле длиной 1000м можно определить по формуле:
(2.91)
где: - удельное сопротивление при температуре Тк Ом∙мм2/м
- площадь сечения кабеля, мм2
Удельное сопротивление кабеля Тк = 328 К
(2.92)
ρ - удельное сопротивление меди при Т293 К
α - температурный коэффициент для меди
Находим полное сопротивление кабеля длиной 1000м
Найдем длину всего кабеля когда расстояние от устья до станции управления 50м,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
Выбор кабеля до станции управления
Выбор кабеля до станции управления ведем по допустимому нагреву. Ток проходящий по кабелю нагревает его. Сечение проводников в низковольтных сетях выбирается из условия допустимого нагрева.
(2.93)
(2.94)
где: - коэффициент защиты
- ток защитного аппарата, А
Проверяем кабель на потерю напряжения
Проверяем на нагрев токами нормального режима
(2.95)
;
(2.96)
Кабель выбран, верно.
Выбираем четырехжильный кабель ПВШв
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.
(2.97)
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
(2.98)
где, ширина,;
высота,
Определяем динамическое усилие в металле шин
(2.99)
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 разрядник РВО-10 У1 [1 с.364 табл.5,20]
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:
(2.100)
Ток срабатывания электромагнитного или комбинированного расцепителя I ср.эл проверяют по максимальному кратковременному току линии:
(2.101)
где: - кратковременный ток, А
Кратковременный ток вычисляют по формуле
(2.102)
Суммарный длительный ток вычисляют по формуле
(2.103)
(2.104)
Проверяем выбранный автомат на способность отключения токов короткого замыкания
(2.105)
Выбираю автомат ВА 55-37.
Выбор автоматов на отходящие линии к станциям управления
(2.106)
(2.107)
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
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
2.10 Выбор и описание схемы управления ПЭД
В моем курсовом проекте применяются станции управления типа "ЭЛЕКТОН-04" (в дальнейшем именуемой "станция") с номинальным током силовой цепи от 250 до 1000А, оснащенных контроллером «ЭЛЕКТОН-08» с версией программного обеспечения 8.06.
Эксплуатация станции должна проводиться персоналом, имеющим квалификационную группу по электробезопасности не ниже III, прошедшим специальный инструктаж и допущенным к работе.
Станция предназначена для управления и защиты электронасосов добычи нефти с двигателями типа ПЭД (погружной электродвигатель).
Станция предназначена для работы на открытом воздухе в условиях, регламентированных для климатического исполнения УХЛ1, согласно требованиям п.п. 2.1, 2.7 ГОСТ 15150, при следующих климатических факторах:
1) температура окружающей среды от минус 60
С до плюс 40 С;
2) относительная влажность воздуха:
- 75% при температуре + 15 С;
- 100% при температуре + 25 С;
3) окружающая среда должна быть:
- невзрывоопасной;
- не содержащей агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих метлы и изоляцию;
- не насыщенной токопроводящей пылью;
4) высота над уровнем моря не более 1000м.
Степень защиты станции от воздействия окружающей среды - IP43, в соответствии с требованиями по п. 4.2 ГОСТ 14254.
Технические данные станции управления типа "ЭЛЕКТОН-04"
Питание станции осуществляется от трехфазной сети переменного тока напряжением 380В, частотой 50 Гц. Напряжение сети должно находиться в пределах от U ном до 1,25 ном.
Контроллер станции сохраняет свою работоспособность при снижении линейного напряжения трехфазной сети до 200 В.
Питание электродвигателя насосной установки осуществляется от силового трансформатора типа ТМПН или ТМПНГ (трансформатор трехфазный масляный питания погружных электронасосов для добычи нефти), входящего в состав штатного наземного оборудования скважин.
Номинальное напряжение изоляции электрических цепей, в соответствии с требованиями по п. 4.1.2 ГОСТ Р 51321.1:
а) 660 В - главных цепей;
б) 300 В - цепей управления.
Силовая часть состоит из вводного автоматического выключателя Q1, контактора КМ1, автоматических выключателей цепей измерения Q5 и управления Q4, трансформаторов тока Т2-Т4.
Назначение элементов силовой цепи:
1) автоматический выключатель Q1 предназначен для защиты силовой цепи от перегрузки и токов короткого замыкания;
2) контактор КМ1 предназначен для коммутации силового напряжения на первичной обмотке ТМПН и, соответственно, включения и отключения электродвигателя по сигналам контроллера А1.
3) автоматические выключатели Q4 и Q5 предназначены для защиты цепей измерения и управления от токов короткого замыкания;
4) трансформаторы тока Т2-Т4 предназначены для преобразования текущего значения тока электродвигателя и потенциального разделения силовых высоковольтных цепей от цепей измерения. Непосредственно на выводах вторичной обмотки трансформаторов тока установлены шунтирующие резисторы R1 – R6, с которых снимается сигнал, пропорциональный току электродвигателя.
Плата измерения сопротивления изоляции:
Плата измерения сопротивления изоляции состоит из резисторов R1-R3, конденсатора С1, платы стабилитронов А1, на которой установлены стабилитроны VD1...VD12 и клеммники ХТ1, ХТ2, и предназначена для получения сигнала, пропорционального сопротивлению изоляции системы "вторичная обмотка ТМПН - погружной кабель - электродвигатель".
Концевой выключатель S3 предназначен для электрической блокировки включения станции при открытой двери силового отсека.
Блок зажимов X8 предназначен для подключения к станции внешних устройств (системы телемеханики, контактного манометра и т.д.).
Органы управления станции и их назначение:
Передняя панель станции выполнена в виде дверки, фиксируемой невыпадающими винтами, при открывании которой появляется доступ к электромонтажу и разъемам контроллера. На передней панели расположены следующие элементы управления и индикации станции:
- переключатель S1, предназначенный для выбора режимов работы станции "ручной" или "автоматический", отключения двигателя и сброса защит. Переключатель имеет три положения: "ОТКЛ", "РУЧН" и "АВТ";
- кнопка S2 «ПУСК», предназначенная для пуска электродвигателя (включения контактора);
- розетка Х1 «220В,50Гц»;
- автоматический выключатель Q2 «ОСВЕЩЕНИЕ»;
- автоматический выключатель Q3 «РОЗЕТКА»;
- автоматические выключатели Q4 «УПРАВЛЕНИЕ», и Q5 «ЦЕПИ ИЗМЕРЕНИЯ» предназначены для защиты цепей управления и измерения от токов короткого замыкания.
2.14 Учет и экономия электроэнергии
В электрических сетях промышленных предприятий осуществляют 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-1.
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.
Расчетные счетчики активной электроэнергии на подстанции энергосистемы должны устанавливаться:
1 для каждой отходящей линии электропередачи, принадлежащей потребителям
2 для межсистемных линий электропередачи по два счетчика учитывающих полученную и отпущенную электроэнергию
3 на трансформаторах собственных нужд
4 для линий хозяйственных нужд или посторонних потребителей, присоединенных к шинам собственных нужд.
Расчетные счетчики активной электроэнергии на подстанциях потребителей должны устанавливаться:
1 на вводе линии электропередачи в подстанцию
Страницы: 1, 2, 3, 4
