Министерство образования и науки РФ

Омский Государственный Технический университет

Нижневартовский филиал

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ

Пояснительная записка к курсовой работе:

«Выбор и проектирование электрооборудования УЭЦН

для откачки нефти из скважин»

Выполнил: Платицын Олег Юрьевич гр. ЗЭЭ-512 НФ 25.04.07.

сдал

Проверил: Кузнецов Е.М. 25.04.07.

оценка

Нижневартовск 2007г.

Задание на курсовую работу.

Спроектировать и выбрать следующие элементы электрооборудова-ния ЭТКС УЭЦН: кабельную линию (КЛ) и промысловый трансформатор, рассчитать двухзвенный преобразователь частоты (ПЧ) с автономным инвер-тором напряжения (АИН).

Исходные данные:

– длина кабельной линии, l = 880 м;

– температура пластовой жидкости, Т = 75˚С;

– номинальная мощность электродвигателя установки ЭЦН, Р_п.д = 45 кВт;

– номинальное напряжение электродвигателя, U_д.н = 1400 В;

– коэффициент мощности электродвигателя, cosφ = 0,86;

– коэффициент полезного действия электродвигателя, η = 84,5 %;

– внутренний диаметр обсадной колонны скважины, D_вн.об = 144 мм;

– диаметр корпуса электродвигателя, D_к = 103 мм;

– напряжение электрической сети, U_ном.ЭС = 380 В;

– диапазон частот полупроводникового ПЧ, от 30 до 80 Гц.

Содержание

1. Введение

2. Основная часть

   1. Структура ЭТКС у УЭЦН

   2. Выбор КЛ

   3. Выбор трансформатора

   4. Расчет ПЧ для ПЭД

      1. общие сведения о ПЧ

      2. Расчет инвертора

      3. Расчет охладителя

      4. Расчет выпрямителя

      5. Расчет фильтра

      6. Расчет снаббера

3. Заключение

4. Список литературы

5. Приложения

   1. Структурная схема ЭТКС УЭЦН

   2. Схема КЛ распределения

   3. Функциональная электрическая схема ПЧ

   4. Алгоритм переключения IGBT ключей и схемы замещения инвертора и таблицы

   5. Временные диаграммы ШИМ.

   6. Временные диаграммы ступенчатых трехфазных выходных напряжений ПЧ

1. Введение

Значительную часть добываемой в России нефти получают из сква-жин, оборудованных для механизированной добычи, которую осуществляют насосным и компрессорным способами. Для насосной добычи используют штанговые плунжерные насосы или бесштанговые погружные центробежные электронасосы. Область экономически целесообразного применения того или другого вида насосной установки определяется сочетанием суточной произ-водительности скважины и глубины подвески насоса.

Бесштанговые погружные насосы используют на скважинах с форси-рованным отбором жидкости при значениях 400 – 500 м³/сут и на скважинах и на скважинах с меньшей производительностью 40 – 300 м³/сут при глубине скважины от 400 до 2800 м.

Промышленностью выпускаются центробежные насосы ЭЦН около 30 типоразмеров с подачей от 40 до 500 м³/сут и номинальным напором 445 – 1480 м.

Для работы в сильнообводненных скважинах с содержанием в жид-кости повышенных количеств песка разработаны и внедрены в эксплуатацию износостойкие насосы ЭЦН с некоторыми конструктивными изменениями (применены резина, пластмасса, хромистые стали), повышающими стойкость насоса против износа и коррозии.

Данная курсовая работа посвящена проектированию и выбору элемен-тов электрооборудования ЭТКС УЭЦН: кабельной линии и промысловому трансформатору, расчету двухзвенного преобразователя частоты с автоном-ным инвертором напряжения.

2. Основные часть

   1. Структура эткс у уэцн

На производствах промышленности, на нефтегазовых промыслах зна-чительная часть рабочих процессов выполняется механизмами и машинами с помощью электроэнергии и электротехнических систем (ЭТС). Различают следующие виды ЭТС:

• электротермические;

• сварочные;

• электромеханические;

• электротехнологические;

• пьезоэлектрические;

• специальные.

Все эти ЭТС вне зависимости от своего назначения имеют общие свойства и в частности общую структуру.

ИЭ – источник электроэнергии. К нему относятся промышленная сеть, сеть постоянного тока, аккумуляторы и т.д.

ПЭ – преобразователь электроэнергии. Он преобразовывает электро-энергию с одними параметрами в электроэнергию с другими параметрами (преобразователь частоты, трансформатор, вентиль и др.).

ЭТУ – электротехнологическое устройство. Оно преобразует электри-ческую энергию в технологическую (химическую, тепловую, световую, меха-ническую, акустическую, гидравлическую и т.д.).

ПУ – преобразовательное устройство. Оно осуществляет преобразова-ние технологической энергии с одними параметрами в технологическую энергию с другими параметрами (редукторы в электроприводах).

РМ – рабочий механизм. К нему относится часть ЭТС, которая обес-печивает реализацию рабочих процессов и приводит в действие, например, электродвигателями: в металлорежущих станках используют резец, шпин-дель, поворотный стол; в химической промышленности термокамерами при-водит в действие нагревательную установку.

ТО – технологический объект. Он подвергается преобразованию в хо-де рабочего процесса.

УУР – устройство управления и регулирования. Оно поддерживает не-обходимое течение рабочего процесса и управляет его параметрами, воздей-ствуя на все эти узлы. Он содержит: измерительную, вычислительную, управляющую, защитную части.

Структурная схема ЭТКС УЭЦН представлена в приложении 5.1.