МЕСТОРОЖДЕНИЯ ОАО ТНК-ВР
.pdf
СПБГУАП / Санкт-Петербург
i |
уk 5 |
= k |
у |
|
2 I |
k 3 |
+ I |
n |
|
|
|
|
|
(2.79)
где |
In |
- пусковой ток двигателя |
Ток подпитки асинхронного двигателя
I |
пуск |
= k |
п |
I |
ном |
|
|
|
где k |
= 6,5 |
п |
|
вычисляют по формуле
(2.80)
|
|
I |
пуск |
= 6,5 0,0255 = 0,102кА |
|
|
|
|
|
||
i |
уk 5 |
=1,2 2 0,18 + 0,102 = 0,401кА |
|||
|
|
|
|
|
|
Мощность короткого замыкания |
|||||
|
|
S |
k 5 |
=1,73 1 0,18 = 0,31МВА |
|
|
|
|
|
|
|
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 Sэк , мм2, вычисляют по формуле
где
|
|
Sэк = |
I |
дл |
, |
(2.81) |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
эк |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
эк |
- экономическая плотность тока, А/мм2 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Ток трансформатора I, А, вычисляют по формуле
Sобщ
Iдл = , (2.82)
3 Uном
СПБГУАП / Санкт-Петербург
I |
|
|
= |
|
141,4 |
= 8,2А |
||||
дл |
|
|
|
|||||||
|
|
|
1,73 |
10 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
S |
|
|
= |
8,2 |
= |
8,2 |
мм |
2 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
эк |
1 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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 U, В, вычисляют по формуле
|
|
U = 3 I L(r0cos + x0sin ) , |
(2.83) |
где |
ro - активное сопротивление, Ом |
|
|
xo |
- индуктивное сопротивление, Ом |
|
|
|
|
U =1,73 8,2 10 (1,98 0,95 + 0,405 0,31)= 280,3В |
|
U ,% = |
U |
100% |
|
U |
|
||
|
ном |
|
|
|
|
|
|
(2.84)
U ,% =
U |
доп |
U |
|
|
0,280 100% = 2,8% 10
(2.85)
10% 2,8%
Проверка провода по нагреву току нормального режима
Iдоп |
Iдл |
|
(2.86) |
|
kпопр. |
||||
|
|
|||
где kпопр. = 1 для ВЛ |
|
|
|
|
|
Iдоп =105А |
|
||
|
105А 8,2 А |
|
||
Проверка провода на механическую прочность |
||||
Sном Smin |
(2.87) |
|||
По нормам ПУЭ для линии 10 кВ минимальное сечение провода 16 мм2
СПБГУАП / Санкт-Петербург
16мм |
2 |
=16мм |
2 |
|
|
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
2,5 2,7 А мм |
2 |
|
.
Применение плоского кабеля обусловлено необходимостью уменьшить поперечные размеры погружного устройства.
Питающий кабель прикрепляется к насосным трубам с помощью металлических скоб.
Экономически выгодное сечение кабеля
S |
|
= |
I |
р |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
ж |
|
I |
|
|
|
|
|
ж |
||
|
|
|
|
||
(2.88)
По |
таблице выбираем трехжильный |
|
бронированный кабель КПБП |
||||
3 16мм |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Проверяем кабель на потерю мощности. Потерю электрической |
|||||||
мощности |
Р, кВт, в кабеле КПБП |
3 16мм |
2 |
длиной 1000 м определяем по |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pк = 3 10 |
−3 |
|
2 |
|
(2.89) |
|
|
|
Iдв R |
|
|||
где R - сопротивление в кабеле, Ом
Сопротивление в кабеле длиной 1000 м можно определить по формуле:
R =1000 t |
1 |
(2.90) |
|
qн |
|||
|
|
где
qн -
t - удельное сопротивление при температуре Тк Ом∙мм2/м
площадь сечения кабеля, мм2
Удельное сопротивление кабеля Тк = 328 К
СПБГУАП / Санкт-Петербург
|
= 0,0175 1+ (T |
−T |
) |
t |
к |
293 |
|
(2.91)
ρ - удельное сопротивление меди при Т293 |
К |
|
|
|||||
α - температурный коэффициент для меди |
|
|
||||||
|
|
= 0,0175 1 + 0,004 (328 − 293) |
= 0,01995см мм |
2 |
м |
|||
t |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Находим полное сопротивление кабеля длиной 1000 м |
|
|
||||||
|
|
R = 1000 0,01995 |
1 |
= 1,2Ом |
|
|
||
|
|
16 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P = 3 10 |
−3 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
25,5 0,78 =1,5кВт |
|
|
|||
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
Найдем длину всего кабеля когда расстояние от устья до станции |
||||||||
управления 50 м,запас30 и глубина спуска насоса 900 м. |
|
|
||||||
|
|
L = 900 +50 +30 = 980м |
|
|
||||
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
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
5 6В . Тогда допустимые потери в кабеле при длине 980 м вычисляют по |
||||
формуле (2.85) |
|
|
|
|
U ,% = |
42,5 |
100% |
= 4,24% |
|
1000 |
||||
|
|
|
||
4,25% 5 6% |
|
|||
Кабель выбран верно.
Расчет и выбор шин.
Шины выбираются по номинальному току проверяются на динамическую стойкость к токам короткого замыкания
Определяем номинальный ток
I |
ном = |
160 |
= 244А |
|
|||
1,73 0,38 |
|||
Подбираем стандартное |
сечение шин. Предполагаем к установке |
||
алюминиевые однополосные шины (25 3)мм с допустимым током Iдоп = 265А [1
395табл.7.3].
Проверяем выбранное сечение шин на электродинамическую стойкость к токам короткого замыкания.
СПБГУАП / Санкт-Петербург
|
|
|
|
|
l |
2 |
|
|
|
расч =1,76 10 |
−3 |
iу |
|
W |
(2.92) |
||
|
|
|
||||||
|
|
a |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
l −расстояние между точками крепления шин, см. |
|||||||
iу − |
ударные ток, кА |
|
|
|
|
|
|
|
w − |
момент сопротивления, |
см |
,зависит от укладки шин. |
|||||
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
а − расстояние между фазами, |
мм . |
|
|
|||||
Момент сопротивления шин W, см3, считая, что шины уложены плашмя вычисляют по формуле
где, b − ширина, h − высота, см.
|
b h |
|
2 |
W = |
6 |
|
|
см ; |
|
(2.93)
|
0,3 2,5 |
2 |
|
|
W = |
= 3,1см |
3 |
||
|
||||
6 |
|
|||
|
|
|
Определяем динамическое усилие в металле шин
расч
=1,76 10−3 1,59 1302 3,1 = 6,6МПа
расч |
35 |
|
|
äîï |
|
ðàñ÷ |
|
|
(2.94)
80МПа 6,6МПа
Шины динамически устойчивы к токам короткого замыкания
Выбираем шины
(25 3)мм
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
СПБГУАП / Санкт-Петербург
Расчетные данные
Uном = 10кВ
|
|
|
I |
|
= |
160 |
= 9,2 А |
|
|
|
|
|
|
ном |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
1,73 10 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
I |
2 |
t |
|
=1,52 |
2 |
0,2 |
= 0,46кА |
2 |
с |
|
k |
пр |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
iу = 3,87кА
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.8 |
||
|
|
|
Табличные данные |
|
|
||||
|
|
|
|
Uном = 10кВ |
|
|
|||
|
|
|
|
I |
ном |
= 400А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
I |
2 |
t |
|
=10 |
2 |
4 = 400кА |
2 |
с |
|
t |
t |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
iу = 25кА
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 |
|
|
|
||||||||
Расчетные данные |
Табличные данные |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
U |
ном |
= 10кВ |
U |
ном |
= 10кВ |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
Iном = |
|
|
160 |
= 9,2 А |
|
Iном = 9,2А |
||||
1,73 10 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
I |
k |
=1,52кА |
I |
откл |
= 31,5кА |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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
Расчетные данные |
Табличные данные |
|
|
Uном = 10 кВ |
Uном = 10 кВ |
|
|
Выбираем ограничитель перенапряжения ОПН-РС
СПБГУАП / Санкт-Петербург
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:
I |
э |
I |
дл |
|
|
||
|
|
|
(2.95)
Ток срабатывания электромагнитного или комбинированного расцепителя I ср.эл проверяют по максимальному кратковременному току линии:
где
Iкр
I |
ср. р |
1,25 I |
кр |
|
|
- кратковременный ток, А
(2.96)
Кратковременный ток вычисляют по формуле
I |
кр |
= I |
пуск |
+ (n −1) I |
ном.дв |
|
|
|
(2.97)
I |
кр |
= 4 67,8 |
+ 4 67,8 = 406,2 А |
|
|
|
Суммарный длительный ток вычисляют по формуле
I |
дл |
= n Iном.дв |
(2.98) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
дл |
= 5 67,8 = 203,4 А |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
320 |
А 203,4 А |
|
||
|
|
960 |
А 1,25 406,2 = 507,5А |
|||
I |
ср. р |
= n I |
э |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
I |
ср. р |
= 3 320 = 960 А |
|
|
|
|
|
||
(2.99)
Проверяем выбранный автомат на способность отключения токов
короткого замыкания |
|
|
||
|
Iкз |
I |
|
(2.100) |
3 |
ср. р |
|||
|
|
|
||
СПБГУАП / Санкт-Петербург
6,8 10 |
3 |
|
|
А 960 |
А |
||
3 |
|||
|
|
||
2266,7 А 960 А |
|||
Выбираю автомат ВА 55-37.
Выбор автоматов на отходящие линии
I |
э |
I |
дл |
|
||
|
|
|
|
|
||
I |
ср. р |
1,25 I |
пуск |
|||
|
|
|
||||
к станциям управления
(2.101)
(2.102)
I |
пуск |
= 4 67,8 = 271,2 |
А |
|
|
|
80 А 67,8 |
||
560 А 1,25 271,2 = 339 А |
||
I |
ср. р |
= 7 80 = 560 А |
|
|
|
Проверяем выбранный автомат на способность отключения токов
короткого замыкания
|
|
|
6,8 10 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
А 560 А |
|
|
|
|
||
|
|
|
3 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2266,7 А 560А |
|
|
|
|
||
Выбираю автомат ВА 51Г-31 |
|
|
|
|
|
|
|||
Выбор трансформаторов тока |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.11 |
|
|
|
|
|
|
|||||
Расчетные данные |
|
|
Табличные данные |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
Uном = 0,4кВ |
|
|
Uном = 0,4кВ |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
дл |
|
= 203,4 А |
|
|
I |
ном |
= 300А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выбираю трансформатор тока ТТ-250/5
Выбираем контактор, который предназначен для включения и
отключения электродвигателя насоса
|
Таблица 2.12 |
|
|
Расчетные данные |
Табличные данные |
Uном = 0,4кВ |
Uном = 0,4кВ |
|
|
Iном.дв = 67,8А |
Iном = 250А |
|
|
S =1,73 0,4 67,8 = 47,2кВА |
S = 1,73 0,4 250 = 174кВА |
|
|
СПБГУАП / Санкт-Петербург
Выбираем контактор КЭМ-250.
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.13 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iном |
, |
Допустимая |
Схема |
Габаритные |
|
Масса, |
|
Тип |
мощность |
управления |
размеры, |
|
кг. |
|
||
А |
|
|
|
|||||
|
|
двигателя, |
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
кВт |
|
|
|
|
|
КЭМ-250 |
250 |
|
132 |
AC/DC |
150 30 82 |
|
6,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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;
СПБГУАП / Санкт-Петербург
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;