Визначення потрібної потужності, вибір конденсаторної батареї і трансформаторів

Потрібну потужність визначаю за методом коефіцієнта опитування.

Спочатку обчислюю розрахункову активну потужність бурової установки:

де Р_і – номінальна потужність електроприймача n-ої групи, К_оі – коефіцієнт опитування електроприймача n-ої групи. Для даної системи електропостачання це рівняння можна розписати як:

 

Далі розраховую реактивну потужність:

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ЕЕП.301.0ХХ.000 КР

де - значення, що відповідають коефіцієнту потужності електроприймача n-ої групи. Кут визначається через :

 

Для розрахунку потужності трансформаторів визначаю сумарну активну й реактивну потужності всіх споживачів бурової установки, а потім споживачів, які підключені до РП2 та РП3 окремо.

Далі обчислюю бурової установки без урахування батареї конденсаторів, що компенсує:

 

З умови задачі необхідно компенсувати коефіцієнт потужності до заданої величини . Для цього порівнюю величину cos(arctg φ_бу) з величиною 0,9.

Потім визначаю величину , при якій

 

 

Розрахункова реактивна потужність компенсаційної конденсаторної установки:

 

;

де - тангенс кута фазового зсуву між струмом і напругою, що допускається за умови експлуатації.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ЕЕП.301.0ХХ.000 КР

Потрібну конденсаторну батарею вибираю за реактивною потужністю.

.

Обираю конденсаторну батарею типу КУН6-ІІ з номінальною потужністю 420 квар.

Далі обчислюю повну розрахункову потужність бурової установки S_бу:

 

 

Аналогічно визначаю повні потужності груп споживачів, що підключені до РП2 і РП3:

,

За знайденими повними розрахунковими потужностями вибираю типи й стандартні потужності силових трансформаторів на відповідні первинні та вторинні напруги за умови:

.

Вибираю:

=1597,54кВа: обираю силовий трансформатор типу ТМН-1600, номінальна потужність 1600 кВА, ВН=35кВ, НН=6,3кВ.

Перевіряємо коефіцієнт завантаження:

.

=21,29 кВа: обираю силовий трансформатор типу ТМ-25, номінальна потужність 25 кВА, ВН=6кВ, НН=0,4кВ.

Перевіряємо коефіцієнт завантаження:

=17,04 кВа: обираю силовий трансформатор типу ТМ-25, номінальна потужність 25 кВА, ВН=6кВ, НН=0,23кВ.

Перевіряємо коефіцієнт завантаження:

Так як , доцільно встановити два паралельно працюючи трансформатори меншої потужності типу ТМ-10, з номінальною напругою 10кВа, ВН=6кВ, НН=0,23кВ. Сумарна потужність 20кВА.

Перевіряємо коефіцієнт завантаження:

.

Всі коефіцієнти завантаження відповідають нормі, тому залишаємо обрані трансформатори.

 

3.3. Визначення площі перерізу жил кабелів

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ЕЕП.301.0ХХ.000 КР

 

Спочатку визначаю розрахунковий номінальний лінійний струм кожного споживача:

,

де - потужність, напруга, коефіцієнт потужності та ККД і-го споживача.

Для бурових насосів:

Для ротора:

Для лебідки:

Для допоміжних механізмів:

Для ліній освітлення:

.

За знайденим струмом відповідно до заданого типу кабелю обираю необхідні площі перерізу жил кабелів довжиною L1-L9.

 

Для бурових насосів обираю трижиловий кабель з мідними жилами, прокладений в трубі зі струмом 135А та площею перерізу 50мм².

.

Для ротора обираю трижиловий кабель з мідними жилами, прокладений в трубі зі стумом 14А та площею перерізу 1мм².

.

Для лебідки обираю трижиловий кабель з мідними жилами, прокладений в трубі зі стумом 34А та площею перерізу 6мм².

.

Для допоміжних механізмів обираю трижиловий кабель з алюмінієвими жилами прокладений в трубі зі струмом 105А та площею перерізу 50мм².

Для ліній освітлення вибираємо кабелі з алюмінієвими жилами, прокладені відкрито зі струмом 24А та площею перерізу 2,5мм².

.

Для групи електроприймачів, що підключені до РП1, вибір кабелю здійснюю за сумарним струмом споживачів:

 

 

Обираю три одножилові кабелі з мідними жилами, прокладені в трубі зі струмом 255А та площею перерізу 95мм².

 

3.4. Перевірка обраних кабелів за падінням напруги

 

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ЕЕП.301.0ХХ.000 КР

Згідно з вимогами ПУЕ припустимі втрати напруги у кабельних лініях із напругою 6 - 35кВ приймають рівними 6%, а у кабельних лініях 220–380В – 5%.

Падіння напруги визначаю із виразу:

де -номінальні потужності(кВт), довжина кабелю(м), напруга(В) та площа перерізу дроту(мм²) і-го приймача;

- питома провідність дроту , для алюмінію , для міді .

Для бурових насосів

;

Для ротора:

Для лебідки:

Для допоміжних механізмів:

Для ліній освітлення:

Так як отримане значення DU для дротів довжиною L6-L9 >5%, варто вибрати більші площі перерізу провідників, тому вибираю:

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ЕЕП.301.0ХХ.000 КР

Перераховуємо падіння напруги DU для дротів довжиною L6-L9:

 

Для спільного кабелю:

 

Всі нерівності виконуються, залишаю обрані кабелі.

 

3.5. Вибір плавких вставок запобіжників

 

Для електроприводів бурових насосів, ротора, лебідки та допоміжних механізмів, які побудовані на базі асинхронного двигуна із короткозамкненим ротором, вибір плавких вставок здійснюю за пусковим струмом:

обираю середнє значення І_пуск=6∙І_н.

Струм плавкої вставки визначаю за умови:

.

Для електроприводів бурових насосів, ротора, лебідки та допоміжних механізмів:

 

Для групи електроприймачів без пускових струмів (освітлювальна мережа) вибір плавкої вставки запобіжника здійснюю за номінальною напругою та номінальним сумарним струмом усіх приймачів в даній системі:

U_н = 220 В,

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ЕЕП.301.0ХХ.000 КР

За розрахованими значеннями струму та відповідною напругою живлення обираю найближче більше стандартне значення струму плавкої вставки запобіжника.

Вибір плавкої вставки запобіжника для групи електроприймачів (FU01) здійснюю за сумарним струмом, що складається з найбільшого струму, який буде проходити в провіднику в момент пуску АД з найбільшою потужністю (буровий насос), та номінальних струмів інших споживачів:

 

Для лінії освітлення струм вставки має бути:

 

Обираємо плавкі вставки запобіжників типу:

Для бурових насосів:

запобіжник типу ПКТ-104УЗ; I_вст = 315А, U_н =6кВ.

 

Для ротора:

запобіжник типу ПКТ-103УЗ; I_вст =31,5А, U_н =6кВ.

 

Для лебідки:

запобіжник типу ПКТ-103УЗ; I_вст =80А, U_н =6кВ.

 

Для допоміжних механізмів:

запобіжник типу ПН2-250;Iвст=250А, U_н =380В.

 

Для ліній освітлення:

запобіжник типу ПР-2; I_вст =15А, U_н =220В.

 

Для спільного кабелю 01:

запобіжник типу ПКТ-103УЗ; I_вст =315А, U_н =6кВ.

 

3.6. Перевірка захисту дротів електричних ліній від струмів короткого замикання

 

Правильність вибору сили струму плавкої вставки запобіжника, що служить для захисту мережі від струмів короткого замикання, при якому може оплавитися ізоляція, перевіряю із співвідношення:

де - значення струмів обраних стандартних запобіжників та дротів.

 

 

Перевіряємо виконання нерівностей:

 

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ЕЕП.301.0ХХ.000 КР ЕЕП.301.0 Х. КР

 

Всі нерівності виконуються, вибір запобіжників та кабелів зроблено вірно.

 

ЛІТЕРАТУРА

1. Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию.-М.: Высш. шк, 2002.- 255с.

2. Усатенко С.Т., Каченюк Т.К., Терехова М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД.- М.: Издательство стандартов, 1983.-325с.

3. Унифицированная серия асинхронных двигателей Интерэлектро/ Под ред. В.И. Радина.- М.: Энергоатомиздат, 1990.- 416 с.

4. Электротехнический справочник: В 3 т. Т.1и Т.2 / Под общей редакцией профессоров МЭИ В. Г. Герасимова и др. - 7-е изд.- М.: Энергоатомиздат, 1985.

5. Дьяков В. И. Типовые расчеты по электрооборудованию.- М.: Высш. шк., 1991.- 160 с.

6. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: В 2 т. /Под общей ред. А.А.Федорова.- М.: Энергоатомиздат, Т1, 1986, Т2, 1987.

7. Станки-качалки. Каталог / М.А.Гусейнов и др.– М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1990.

8. Блантер С.Г., Суд И.И. Электрооборудование нефтяной и газовой промышленности. – М.: Недра, 1971.- 488 с.

9. Молчанов Г.В., Молчанов А.Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа. – М.: Недра, 1984.

10. Николич А.С. Поршневые буровые насосы. – М.: Недра, 1973.

11. Меньшов Б.Г., Суд И.И., Яризов А.Д. Электрооборудование нефтегазовой промышленности. – М.: Недра, 1990.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ЕЕП.301.0ХХ.000 КР