Определяем степень экономичности:

;               (2.16)

где ри - нормированный коэффициент экономичности;

;

Следовательно, двигатель ПЭД32-117ЛВ5 более экономичен при данных параметрах скважины и насоса, на его содержание требуется меньше денежных затрат, его энергетические показатели лучше. Значит, выбираем двигатель ПЭД32-117ЛВ5.

Производим проверку по мощности, передаваемой с земли:

;                         (2.17)

 где - потери мощности в кабеле, кВт;

;

27,3 кВт <   32 кВт

Значит, выбранный двигатель подходит по потерям мощности, передаваемой с земли.

Составляем таблицу технико-экономического обоснования выбранного типа двигателя.

Таблица 2.3

2.4 Расчет электрических нагрузок

Электрическая нагрузка характеризует потребление электроэнергии отдельными приемниками, группой приемников, и объектом в целом.

Значения электрических нагрузок определяют выбор всех элементов проектируемой системы электроснабжения и ее технико-экономические показатели. От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты в системе электроснабжения, расход цветного металла, потери электроэнергии и эксплуатационные расходы.

Характеристики электрических нагрузок кустовой площадки приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.4

Определяем расчетную активную мощность от первой ТП, с которой записывается АГЗУ:

,         (2.18)

где Рн- номинальная мощность потребителя, кВт;

Кс- коэффициент спроса;

Находим реактивную нагрузку за смену по формуле:

,         (2.19)

Находим полную расчетную мощность по формуле:

,                           (2.20)

Определяем максимальную полную мощность:

                         (2.21)

2.5 Расчёт компенсации реактивной мощности

В электрической цепи переменного тока, имеющей чисто активную нагрузку, ток совпадает по фазе с приложенным напряжением. Если в цепь включить электроприемник, обладающий активным и индуктивным сопротивлениями (АД, сварочные и силовые трансформаторы), то ток будет отставать по фазе от напряжения на угол , называемый углом сдвига фаз. Косинус этого угла называют коэффициентом мощности.

Рисунок 2.2 - Векторные диаграммы.

Величина  характеризует степень использования мощности источника:

,                            (2.22)

где Р - активная мощность потребителя, кВт;

Sном - номинальная мощность источника, кВА.

С увеличением активной слагающей тока, что соответствует увеличению активной мощности, и при неизменной величине реактивного тока или реактивной мощности угол сдвига фаз будет уменьшаться, следовательно, значение коэффициента мощности будет увеличиваться. Чем выше  электроприемников, тем лучше используются генераторы электростанций и их первичные двигатели. Повышение  электроустановок промышленных предприятий имеет большое народно-хозяйственное значение и является частью общей проблемы повышения КПД работы систем электроснабжения и улучшения качества отпускаемой потребителю электроэнергии.

Мероприятия, не требующие применения компенсирующих устройств:

1) Упорядочение технологического процесса;

2) Переключение статорных обмоток АД напряжением до 1кВ с треугольника на звезду, если их нагрузка составляет менее 40%;

3) Устранение режима холостого хода АД;

4) Замена, перестановка и отключение трансформаторов, загружаемых в среднем менее чем на 30% от их номинальной мощности;

5) Замена малозагружаемых двигателей меньшей мощности при условии, что изъятие избыточной мощности влечет за собой уменьшение суммарных потерь активной энергии в энергосистеме и двигателе;

6) Замена АД на СД той же мощности;

7) Применение СД для всех новых установок электропривода.

В курсовом проекте в качестве компенсирующего устройства применяются комплектные конденсаторные установки. Достоинства таких компенсирующих устройств в следующем:

- небольшие потери активной энергии в конденсаторах;

- простота монтажа и эксплуатации;

- возможность легкого изменения мощности конденсаторной установки путем повышения или понижения количества конденсаторов;

- возможность легкой замены поврежденного конденсатора.

Недостатки:

- конденсаторы неустойчивы к динамическим усилиям, возникающим при КЗ;

- при включении конденсаторной установки возникают большие пусковые токи;

- после отключения конденсаторной установки от сети на ее шинах остается заряд;

- конденсаторы весьма чувствительны к повышению напряжения, то есть при его повышении может произойти пробой диэлектрика;

- после пробоя диэлектрика конденсаторы довольно трудно ремонтировать, поэтому их заменяют новыми.

Определяем действительный cos    при работе всех установок без применения компенсирующих устройств:

,                           (2..23)

Для экономичной работы установки и снижения бесполезной реактивной нагрузки в сети электроснабжения, необходима компенсация реактивной мощности с помощью батареи статических конденсаторов.

Определяем мощность компенсирующих устройств:

                    (2.24)

,                       (2.25)

,                        (2.26)

Выбираем компенсирующую установку КС-0,38-36 с номинальной мощностью 36 кВАр.

Полная мощность после компенсации:

 ,                    (2.27)

;                              (2.28)

.

Коэффициент мощности после компенсации:

,                              (2.29)

Значение коэффициента мощности равное 0,96 удовлетворительно для работы электроустановок, значит, компенсация произведена правильно.

2.6 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

На нефтепромысловых подстанциях применяются силовые понижающие трансформаторы 110/35; 110/6; 35/6; 35/0,4 - 0,69; 6 - 10/0,4 - 0,69 кВ. Мощности трансформаторов могут быть от нескольких киловольт-ампер до десятков мегавольт-ампер; число типов и конструкций этих трансформаторов велико. Наибольшее распространение в нефтяной промышленности имеют трехфазные масляные трансформаторы. Сухие трансформаторы с воздушным охлаждением в нефтяной промышленности мало распространены, для силовых трехфазных трансформаторов мощностью от 10 кВА в настоящее время принята шкала с шагом 1,6, т. е. номинальные мощности в кВА. Таким образом, нижний предел номинальной мощности равен 10, а верхний - 63000 кВА. Современный понижающий трехфазный трансформатор мощностью 250 кВА для первичных напряжений 6 - 10 кВ с естественным масляным охлаждением. Для трансформатора допускаются длительные систематические перегрузки, определяемые в зависимости от графика нагрузки и недогрузки трансформаторов в летнее время. Так как в летнее время нагрузка трансформаторов меньше, чем зимой, и меньше номинальной, то и износ изоляции летом меньше нормального. Поэтому в зимние месяцы (декабрь - февраль) можно, не уменьшая срок службы трансформатора, увеличить его нагрузку, сверх определенной по диаграмме нагрузочной способности на столько процентов, на сколько летом (июль — август) нагрузка была меньше номинальной. Однако суммарная перегрузка трансформатора не должна превышать 30%. При выходе из строя одного из параллельно работающих трансформаторов и отсутствии резерва допускаются аварийные кратковременные перегрузки, независимо от предшествующей нагрузки, температуры охлаждающей среды и места установки.

В аварийных режимах допускается кратковременная перегрузка масляных трансформаторов сверх номинального тока при всех системах охлаждения независимо от длительности и значения предшествующей нагрузки и температуры охлаждающей среды: допускается перегрузка масляных трансформаторов сверх номинального тока до 40% общей продолжительностью не более 6 ч в сутки в течение 5 суток подряд при условии, что коэффициент начальной нагрузки не превышает 0,93 (при этом должны быть использованы полностью все устройства охлаждения трансформатора).

Выбор трансформаторов для ТП.

На данном кусту №125 установлены два силовых трансформатора, каждый из которых питает по 3 погружных электродвигателя, в целях надежности электроснабжения.

Так как двигатели имеют одинаковые мощности, то выбираем два одинаковых силовых трансформатора.

Трансформаторы выбираем в зависимости от максимальной мощности после компенсации. Так как нагрузки II и III категории, то задаемся коэффициентом загрузки   

Выбираем трансформаторов с коэффициентом загрузки кз=0,8

Определяем значение полной мощности:

                             (2.30)

Предполагаем к установке трансформатор ТМ-160/10.

Проверяем выбранную трансформаторную мощность по коэффициенту загрузки:

;                           (2.31)

.

Проверяем выбранную мощность трансформатора по коэффициенту на после аварийный режим:

;

т.к. нагрузки 2 и 3 категории составляют 80%, то

;                         (2.32)

, то

т.е. выбранные трансформаторы подходят по условию проверки на после аварийный режим.

Делаем проверку трансформатора по току вторичной обмотки. Делаем перерасчет тока двигателя от напряжения 1000 В на 380 В.

                  (2.33)

Ток на вторичной обмотке силового трансформатора:

                            (2.34)

                          (2.35)

Выбранный трансформатор по току вторичной обмотки подходит.

Выбор трансформатора для питания ПЭД.

Для повышения напряжения до номинального напряжения двигателя и для компенсации потерь в кабеле и других элементах питающей сети применяются повышающие трансформаторы питания погружных насосов (ТМПН).

Трансформатор выбирается по полной мощности двигателя:

         (2.36)

Предполагаем к установке трансформатор ТМП 100/1170.

Проверяем трансформатор по мощности по условию:

                         (2.10)

Трансформатор по мощности подходит.

Проверяем трансформатор по току, находим ток во вторичной обмотке:

,      (2.37)

где U2н  -  напряжение вторичной обмотки трансформатора, В.

Для нормальной работы необходимо выполнение условия:

           (2.38)

Делаем проверку трансформатора по номинальному напряжению на вторичной обмотке:

Трансформатор по току и напряжению подходит, то есть выбранный трансформатор удовлетворяет всем условиям и выбран правильно.

Выбираем трансформатор ТМП 100/1170.

В нижеприведенной таблице указаны паспортные данные выбранного трансформатора.

Таблица 2.5

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9