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>