Тема 2. Электрооборудование установок высокого напряжения.
Принципиальная и структурная схема понизительной трансформатор-подстанцию. Выключатели высокого напряжения, выбор выключателей, назначение, типы.
Распределительные устройства, назначение, устройство, типы. Шины конструкции распределительных устройств.
Открытые распределительные устройства. Трансформаторные подстанции, открытые, закрытые, комплектные. Специальные комплектные трансформаторные подстанции для электроснабжения скважин, оборудованных качалками и погружными электронасосами. Назначение релейной защиты. Виды релейной защиты. Типы конструкции, принцип действия. Токовое реле. Реле времени. Промежуточное реле, указательное реле, реле прямого действия. Схемы максимально- токовой защиты ток срабатывания реле. Коэффициент чувствительности. Токовая защита от замыканий на землю. Схемы защиты линий электропередач. Защита понижающих силовых трансформаторов. Защита асинхронных и синхронных электродвигателей напряжением выше 1000В. Схемы. Автоматическое повторное включение. Схемы, назначение. Автоматическое включение резерва, его назначение и схема.
Методические указания
Прежде всего необходимо изучить принципиальную и структурную схемы понижающей трансформаторной подстанции, затем их позиционное расположение на резерве и плане. Следует рассмотреть конструктивное исполнение силовых трансформаторов, основные его режимы работы и методику выбора. При изучении конструкции масляных выключателей нужно изучить особенности гашения дуги, рассмотреть применяемые приводы к ним, а также условия выбора. Рассматривая конструктивные исполнения другой коммутационной аппаратуры следует знать их назначение, расположение в электрических схемах и условиях выбора.
Далее надо рассмотреть конструктивное исполнение измерительных трансформаторов и схемы их включения в электрические цепи, уметь определить погрешности измерения, а также условия их выбора.
При изучении релейной защиты надо уяснить её назначение и виды защит. Конструктивное исполнение различных реле, условные и изображения на схемах, взаимодействие элементов в схемах. Изучить схемы AI1B и АВР их назначение.
Вопросы для самопроверки
1.Перечислите основные элементы в схемах понижающей трансформаторной подстанции.
2.Назовите коммутационные аппараты, применяемые в установках высокого напряжения, их назначение.
3.Перечислите основные элементы понижающего трансформатора, их назначение.
4.Назовите режимы работы трансформатора.
5.Какие приводы находят применение для коммутационной аппаратуры.
6.Назовите основные условия выбора для коммутационной аппаратуры.
7.Назначение короткого замыкателя и отделителя.
8.Назначение вентильного разрядника.
9.Назначение и схема включения трансформатора тока, конструктивное исполнение.
10.Назначение и схема включения трансформатора напряжения, конструктивное исполнение.
11.Назначение релейной защиты и требования предъявляемые к ней.
12.Принцип действия максимально токовой защиты и её виды.
13.Принцип действия индукционных реле.
14.Принцип действия реле прямого тока и косвенного действия.
15.Назначение реле: промежуточного, времени, указанного в схемах релейной защиты.
16.Назначение и принцип действия токовой защиты от замыканий на землю.
17.Какие виды защит применяются на линиях электропередач?
18.Какие виды защиты применяются на силовых трансформаторах?
19.Какие виды защиты имеют асинхронные и синхронные двигатели?
20.Назначение АПВ и АВР.
Тема 3. Электропривод
Общие сведения об электропроводе. Развитие электропривода. Понятие о динамическом моменте статического сопротивления. Понятие о переходном процессе. Механические характеристики производственных механизмов и электродвигателей. Абсолютно жесткие, жесткие и мягкие характеристики. Механические характеристики двигателей постоянного тока (предельного, последовательного, смещённого и независимого возбуждения). Естественные и искусственные механические характеристики.
Режим двигателей генераторный, противовключения и динамического торможения. Способы пуска. Синхронный двигатель. Угловая характеристика синхронного двигателя. Режимы: двигательный генераторный. Способы пуска. Методы регулирования частоты вращения двигателей постоянного тока, асинхронных двигателей. Регулирование частоты вращения электродвигателей по системе УВ-Д. Частотное регулирование двигателей переменного тока. Каскадные схемы. Конструктивное исполнение электродвигателей. Мощность электродвигателя, потребляемая из сети. Энергетические показатели электродвигателей. Общие принципы выбора двигателей. Нагрузочные диаграммы Производственных механизмов. Нагревание, охлаждение электродвигателей. Нагревостойкость изоляционных материалов. Режимы работ. Продолжительный, кратковременный, повторно - кратковременный, перемещающийся режим работы. Выбор мощности электродвигателя для всех режимов работ. График нагрузок.
Методические указания
При изучении данной темы надо, прежде всего, усвоить общие сведения об электроприводе, а также хорошо представлять основное уравнение электропривода и возможные соотношения между моментом развиваемым двигателем и моментами сопротивления и динамического. Необходимо тщательно рассмотреть механические характеристики производственных механизмов и двигателей, их аналитические выражения, критерии устойчивости работы двигателя в сочетании с производственным механизмом в общих случаях, а затем более подробно изучить механические характеристики уже по типам двигателей. При этом надо обращать внимание на аналитические выражения угловой скорости и момента в зависимости от параметров напряжения и конструктивных параметров двигателя. Ибо аналитическое выражение и механическая характеристика дают ответ на многие вопросы о возможностях и недостатках двигателей, о режимах их работы и о возможных способах регулирования угловой скорости. Надо понять поведение двигателей в переходных процессах как пуск двигателя; рассмотреть схемы пуска различных по типу двигателей, конструктивное исполнение и общие принципы выбора двигателей, нагрузочные диаграммы и режимы их работы.
Вопросы для самопроверки
1.Что называется электроприводом.
2.Назовите типы электроприводов, преимущества и недостатки каждого из них.
3.Напишите основное уравнение электропривода.
4.В каком случае возможна устойчивая работа электропривода?
5.Между какими параметрами выражает связь механическая характеристика производственных механизмов и электродвигателей.
6.Как подразделяются механические характеристики, дайте их характеристику.
7.Что понимается под устойчивой и неустойчивой работой электропривода?
8.Какой вид имеет механическая характеристика двигателя постоянного тока параллельного возбуждения при различных режимах работы?
9.Какой вид имеет механическая характеристика асинхронного и синхронного двигателя при различных режимах работы.
10.Охарактеризуйте условия пуска асинхронного двигателя и возможные при этом схемы пуска.
11.Условия и порядок запуска синхронного двигателя, возможные при этом схемы пуска.
12.Условия и порядок запуска двигателей постоянного тока.
13.Для чего необходимо регулировать частоту вращения двигателей.
14.Назовите за счет изменения, каких параметров можно изменить угловую скорость вращения асинхронного, синхронного двигателя и двигателя постоянного тока.
15.Как реализуется изменение угловой скорости асинхронного двигателя в схемах электрических каскадов.
16.Как происходит изменение угловой скорости производственного механизма при применении электромагнитной муфты скольжения?
Назовите конструктивные элементы электродвигателей, способы защиты их от воздействия окружающей среды.
18.Какие климатические исполнения двигателей вы знаете?
19.Перечислите классы нагревостойкости изоляционных материалов.
20.Перечислите основные режимы работы двигателей и дайте каждому характеристику.
21.Какая последовательность расчёта мощности двигателя, работающего в различных режимах?
22.Напишите формулы для расчёта эквивалентного тока, момента, мощности и область их применения.
Тема 4. Аппаратура и схемы управления электродвигателя ми
Ручная и автоматическая аппаратура управления. Рубильники, пакетные выключатели, предохранители, предохранитель- выключатель, БПВ, автоматы. Контакторы переключатели- резисторы. Реле управления постоянного тока РН- 50, РЭ- 5000, РВЭ- 800, МКУ- 48, командные аппараты КЭП- 12У. Магнитные усилители. Электромагнитные муфты. Вакуумные контакторы. Способы изображения схем, условные обозначения. Схема контакторного управления. Требования к ним. Монтажные и элементные схемы. Силовые цепи управления. Тепловые узлы схем. Схемы включения кнопок. Схемы блокировочных связей двух двигательных приводов. Схемы пуска электродвигателей постоянного тока и функции тока, времени. Управление электродвигателей с помощью реверсивного магнитного пускателя. Схема пуска асинхронного двигателя с фазным ротором в функции времени.
Методические указания
Необходимо рассмотреть назначение аппаратуры управления и защиты для ручного и автоматического управления, изучить характеристики и их конструктивное исполнение, а также область применения в электрических схемах нефтепромысловых установок различных типов и назначение реле, обратив при этом внимание на их составные элементы и взаимодействие. Тщательно изучить бесконтактные аппараты управления (сельсины и магнитные усилители), а также полупроводниковые приборы ( диоды, тиристоры). Для изучения классификации схем управления нужно предварительно изучить по [ 9, том 1, раздел 10] «основные правила оформления конструкторской документации», где надо тщательно рассмотреть условные графические обозначения, применяемые в схемах там же на странице 312 или по другим источникам. Далее следует приступить к изучению различных схем приведённых в учебнике.
Вопросы для самопроверки
1.Назовите главные функции аппаратуры управления защиты?
2.Как классифицируются аппараты управления?
3.Какие функции выполняет в электрической цепи предохранители, их
классификации?
4.Назначение в цепях управления блока- выключателя и автомата.
5.Назначение контактов переменного и постоянного тока, конструктивные основные элементы.
6.Назначение резисторов аппаратов управления и их конструктивное исполнение.
7.Принцип действия сельсина и его конструктивное выполнение.
8.Принцип действия магнитного усилителя и его конструктивное исполнение.
9.Какие функции выполняет схема автоматического управления.
10.Как достигается надёжность схемы управления.
11.Какие различают цепи в электрических схемах, дайте характеристику и состав каждой из них.
12.Перечислите, какие существуют электрические схемы управления по способу их изображения.
13.Для чего в схемах управления применяются блокировочные связи, приведите примеры.
14.Как осуществляется пуск двигателей функции времени и тока.
15.При помощи, каких аппаратов управления и как осуществляется реверсивное управление двигателями.
16.Как осуществляется пуск асинхронного двигателя с фазным ротором в функции времени.
Тема 5. Взрывобезопасность электрооборудования
Окружающая среда и требования к электрооборудованию. Понятие о взрывоопасности. Классификация взрывоопасных установок. Пожарные установки и их классификация. Виды исполнения электрооборудования для взрывоопасных и пожароопасных установок. Виды уровня взрывозащиты оборудования: оборудование повышенной защиты против взрыва. Оборудование взрывобезопасности при нормальной работе и при возможных неисправностей. Оборудование взрывобезопасное при любых повреждениях. Маркировка взрывозащитного электрооборудования. Требование техники безопасности.
Литература: 1. Глава 5; 2. Глава 6; 3. Глав 4; 7. Глава 20.
Методические указания
Большое число помещений, которых размещает технологические установки нефтяной и газовой промышленности, а также некоторые установки, монтируемые на открытом воздухе могут иметь взрывоопасные зоны. Во взрывоопасных зонах установок должно применятся взрывозащитное электрооборудование и специальные виды прокладки проводов и кабелей. При изучении этой темы необходимо рассмотреть классификацию: Взрывоопасных смесей, взрывоопасных зон помещений и установок, взрывозащищенного электрооборудования. Следует обратить внимание на конструктивное исполнение электрооборудовании взрывонепроницаемой оболочкой, повышенной надёжности против взрыва, продуваемое под избыточным давлением и соответственно на их маркировку.
Вопросы для самопроверки.
1.Сколько имеется категорий взрывоопасной смеси.
2.Сколько имеется групп взрывоопасной смеси.
3.Классификация взрывоопасных зон помещений на классы.
4.Электрооборудование с взрыва непроницаемой оболочкой, конструктивное исполнение, маркировка.
5.Электрооборудование повышенной надёжности против взрыва, конструктивное исполнение, маркировка.
6.Электрооборудование, продуваемое под избыточным давлением, конструктивное исполнение, маркировка.
7.Взрывозащитное электрооборудование с масленым наполнением, конструктивное исполнение, маркировка.
8.Электрооборудование искробезопасного исполнения, маркировка.
9.Техника безопасности при эксплуатации и ремонте электрооборудования во взрывоопасных помещениях.
Тема 6. Электрооборудование буровых установок
Общая характеристика буровых установок. Новые отечественные установки и лучшие зарубежные. Технические данные. Основное и вспомогательное оборудование. Распределение электроэнергии на буровой. Электропривод ротора. Электробур. Назначение, устройство. Схема управления двигателем электробура. Автоматические регуляторы подачи долота. Упрощённая схема РПДЭ- 3. Принципиальная схема регулирования тока двигателя Электробура, регулятор АВТ- 2. Электропривод лебёдки. Характеристика и мощность электропривода лебёдки. Станции управления асинхронными и синхронными электродвигателями привода лебёдки. Синхронный привод буровых Насосов и привод по схеме вентильного каскада, схемы управления. Синхронный буровой электродвигатель с бесщеточным возбуждением (СДБО), схема управления. Характеристика и мощность электропривода буровых насосов. Станции управления электродвигателями буровых насосов. Схемы управления синхронным электродвигателем насоса. Электрооборудование вспомогательных механизмов. Схема управления электрооборудованием механизмов АСП-3.
Методические указания
При изучении данной темы необходимо ознакомиться с технологией строительства скважин, а затем изучить применяемое оборудование для этой цели, которое разделяется на основное и вспомогательное, их число и электровооруженность определяется классом и назначением буровой установки. В соответствии с этим необходимо рассмотреть классификацию буровых установок и их характеристику, далее следует изучить схемы расположения оборудования на БУ.
При рассмотрении электроснабжения следует иметь ввиду, что оно осуществляется при помощи комплектных распределительных устройств, далее следует изучить несколько схем БУ. При изучении электропривода долота надо изучить характеристику процесса и требования, предъявляемых к электроприводу. Обратить внимание на то положение, что при роторном бурении требуется регулирование угловой скорости для ведения процесса бурения в оптимальном режиме. Надо рассмотреть возможные варианты регулирования угловой скорости электропривода, применяемые сейчас и в перспективе.
При рассмотрении вопросов, относящихся к электрооборудованию надо обратить внимание на конструктивное исполнение двигателя и тему электроснабжения. Изучить схему управления двигателем электробура, его защиту от ненормальных режимов работы.
Автоматические регуляторы подачи долота на забой находят все большее применение, их применение увеличивает общее количество электрооборудования, но эти дополнительные затраты окупаются тем, что при применении их процесс разрушения породы осуществляется в оптимальном режиме, повышается культура производства, улучшаются условия труда бурильщика. Особое внимание следует обратить на изучение режима работы привода буровой лебедки. Здесь могут применятся для привода асинхронные и синхронные двигатели. Надо иметь ввиду что синхронные двигатели для этих целей применяются только в сочетании с электромагнитной муфтой. Далее следует приступить к изучению схемы управления двигателями основного и вспомогательного привода.
Вопросы для самопроверки
1. По какому основному параметру классифицируются буровые установки.
2. Перечислите основное и вспомогательное электрооборудование на буровой установке.
3. Как осуществляется электроснабжение буровых установок.
4. Какие требования предъявляются к электроприводу ротора.
5. Требования, предъявленные к двигателю электродвигателя.
6. Как осуществляется электроснабжения двигателя, его конструктивное исполнение.
7. Принцип работы автоматического регулирования подачи долота на забой РПДЭ-3 и АВТ-2.
8. Требования к электроприводу буровой лебедки.
9. Как осуществляется запуск асинхронного двигателя с фазным ротором для привода лебедки и регулирование угловой скорости.
10. Как осуществляется регулирование угловой скорости электропривода буровой лебедки при применении синхронного двигателя.
11. Перечислите виды защит основных двигателей на БУ.
12. Требования, предъявляемые к электроприводу буровых насосов.
13. Как изменяется подача насоса на БУ.
14. Чем вызвана необходимость применения БУ АСП-3, режим и схемные решения ее управления.
15.Напишите расчетные формулы для определения мощности: двигатели лебедки, насоса; условия выбора двигателей.
|
