Выбор и проектирование электрооборудования УЭЦН для откачки нефти из скважин

Дипломная работа - Физика

Другие дипломы по предмету Физика

?оэтому не бывает одинаковым у всех типов двигателей. Одинаковое напряжение для всех типоразмеров погружных электродвигателей нецелесообразно, т.к. это ухудшает их характеристики и усложняет их производство.

или в относительных единицах

 

%

 

что можно считать допустимым (8,018 < 10%), т.е. кабельная линия проходит по потерям напряжения.

Величина активных ?Рл, реактивных ?Qл и полных ?Sл потерь мощности в кабельной линии зависит от активного Rл и реактивного Хл сопротивления фаз токопроводящего кабеля. Приближенно нагрузочные потери мощности в линии можно определить по номинальному напряжению погружного электродвигателя

 

 

или в сравнении с общими активными потерями мощности в установке ЭЦН

 

%

 

что можно считать приемлемым, т.к. допустимые потери мощности в кабеле относительно общих потерь при условии правильного подбора кабеля по параметрам установки ЭЦН и скважины составляют 8 - 18%.

Напряжение в начале кабельной линии, которое должен обеспечивать трансформатор промысловой станции управления для получения номинального напряжения на погружном электродвигателе составляет:

 

 

Емкостной ток на зарядку-разрядку кабельной линии

 

 

Вl - емкостная проводимость кабельной линии;

В0 - емкостная проводимость кабельной линии на единицу длины.

 

 

Реактивная мощность, генерируемая кабельной линией

 

 

Полная реактивная мощность установки ЭЦН с учетом заряда-разряда

 

 

Полная мощность на входе кабельной линии

 

 

3. Выбор трансформатора

 

Трансформатор выбираем по напряжению Uн.к = 988,363 В и полной мощности S? = 120,291 кВА. Трансформатор марки ТМПН-125/Э-УХЛ1 с номинальной мощностью 125кВА (Sном > S?) и напряжением ХХ вторичной обмотки U2хх=4002500 В. Параметры трансформатора представлены в табл. №3.

 

Таблица №3

Номинальная мощность, кВАНапряжение хх вторичной обмотки, ВСтупень регулирования, ВПотери хх, кВтПотери КЗ, кВтТок хх, %Напряжение кз, 5400-2500600,342,001,15,5

Величина потерь активной мощности в трансформаторе

 

где k3 - коэфф. загрузки трансформатора, который находится по формуле:

 

 

Величина потерь реактивной мощности

 

 

где ?Qнам - потери реактивной мощности на намагничивание;

?Qрас - потери реактивной мощности рассеяния в трансформаторе при номинальной нагрузке;

Sном.тр - номинальная мощность трансформатора.

 

 

Проводимость активных потерь

 

 

Проводимость намагничивания

 

 

Потери напряжения в трансформаторе

 

 

Напряжение хх вторичной обмотки трансформатора

 

 

Расчет ступени регулирования в трансформаторе

 

 

Принимаем n = 11 (Uст.ср - среднее значение ступени регулирования).

Фактическое значение напряжения на погружном электродвигателе

 

 

Отклонение напряжения на погружном электродвигателе

%

 

Отклонение напряжения ?Uдв не превышает предельно допустимое значение 5%. Следовательно, кабель и трансформатор выбраны верно.

 

 

4. Расчет ПЧ для ПЭД

 

Общие сведения о ПЧ

ПЧ в ЭП является силовым регулятором, вход которого подключен к питающей сети с нерегулируемыми значениями напряжения U1 и частоты f1, а на выходе обеспечиваются регулируемые значения напряжения U2 (или тока I2) и частоты f2 в зависимости от задания и управляющих сигналов Uу.

Применение ПЧ в ЭП обеспечивает наиболее экономичные способы регулирования скорости и момента электродвигателей переменного тока. В зависимости от типа электропривода ПЧ может быть включен между питающей сетью и статорной обмоткой двигателя (частотно-управляемый ЭП), как это показано на рис. 2.6, а, или между роторной обмоткой и питающей сетью (например, в ЭП с машиной двойного питания (рис. 2.6, б)). Такое включение обычно позволяет уменьшить установленную мощность ПЧ, но требует применения электродвигателя с фазным ротором.

 

 

Поведение и свойства электродвигателей переменного тока при питании от источника напряжения регулируемой частоты достаточно подробно были известны уже в 60-е годы прошлого века, но практического применения частотно-управляемые ЭП в то время не получили из-за отсутствия элементной базы для разработки статических ПЧ.

Исключением были высокоскоростные частотно-управляемые ЭП, выполненные на высокочастотных короткозамкнутых АД и электромеханических ПЧ.

Электромеханические ПЧ.

Классический вариант электромеханического ПЧ, выполненного на двух синхронных машинах М1 и М2 и двух машинах постоянного тока М3 и М4 показан на рис. 2.7, а. Электромашинный агрегат М1, М3 (агрегат постоянной скорости ?1 = const) является источником напряжения постоянного тока, значение и полярность которого задаются током возбуждения I3, и которое определяет скорость ?2 агрегатов М2, М4, т.е. частоту f2 и напряжение U2 на выходе ПЧ. Ток возбуждения I2 машины М2 регулируется в небольших пределах для получения желаемых законов частотного управления.

 

 

Отметим две основные особенности работы ПЧ в системе ЭП переменного тока:

возможность работы электродвигателя во всех четырех квадрантах электромеханических характеристи?/p>