Задача 1. На нефтеперекачивающей станции установлены 4 насоса, в том числе один резервный с параметрами (табл.2) Определить: мощность двигателя для привода насоса и выбрать двигатель, записать его данные; мощность трансформатора для питания НПС, выбрать трансформатор, определить сечение питающей линии по экономической плотности тока и выбрать мерку провода.
Таблица 2.
Задача 2. На нефтепромысловой компрессорной станции установлено 4 компрессорных агрегата с параметрами (таблица 3) .
Определить: Мощность для привода компрессора, выбрать двигатель, записать его данные. Рассчитать мощность компенсирующего устройства для компенсации реактивной мощности и повышения cos у = 0.95. Записать тип, данные компенсирующего устройства, начертить принципиальную схему включения, защиты, разряда конденсаторной батареи в однолинейном исполнении.
Методические указания к решению задач:
К задаче 1. Для определения мощности электродвигателя для привода центробежного насоса записывают расчетную формулу, которая имеет следующий вид:
Числовой пример:
Дано: Q=0.1 м3/сек
Н= 100 м
Найти: Р.
Центробежные насосы, как правило, соединяются непосредственно с электродвигателем, поэтому ηпер< 1. Для числового примера принимаем
ηпер=1.
Удельный вес жидкости и плотность имеют следующую зависимость:
γ= р • 9.81 н/м3
Коэффициент запаса принимаем К3= 1.1, тогда
2. Для выбора двигателя необходимо знать условие выбора для привода насоса, условием выбора является Рр меньше или равно Рн В нашем случае Рр = 123.7 (кВт)
Р„ - номинальная паспортная мощность двигателя ( кВт)
Помещения нефтенасосных станций взрывоопасны и относятся к классу В-1А. Устанавливаемое в них электрооборудование должно быть во взрывозащитном исполнении.
При мощности двигателя до 160 кВт применяется короткозамкнутые асинхронные двигатели. Во взрывонепроницаемом исполнении на напряжении до 660 В.
Для насосов, требующих мощности выше 160-220 кВт и более, применяются двигатели на напряжение 6 кВт в исполнении, продуваемом под избыточным давлением, короткозамкнутые асинхронные и синхронные двигатели в нормальном исполнении с установкой за пределами взрывоопасного помещения.
Большинство центробежных насосов соединяются непосредственно с приводным двигателем, рабочие колеса которые имеют большую частоту вращения, чаще всего 1500-3000 об/мин. Исходя из перечисленных условий выбираем двигатель на 3000 об/мин (синхронной) и записываем его каталожные данные.
3.Рассматриваемая насосная станция по требуемой надежности электроснабжения относится ко 2-ой категории сложности и может быть запитана как от однотрансформаторной так и от двухтрансформаторной подстанции. Поскольку имеется по усвоению задачи только 3 рабочих насоса, принимаем схему питания потребителей от однотрансформаторной подстанции.
4.Определим расчетную мощность потребителей методом расчетных коэффициентов. Мощность вспомогательных механизмов на насосной станции, как правило, не превышает 5% от номинальной мощности. Поэтому этими значениями в расчете пренебрегаем.
Значение расчетной мощности находим по формуле:
Pp=∑ Рн • Kc, где
∑ Рн- суммарная номинальная мощность потребителей насосной,
Кс - коэффициент спроса находим по таблице (2,3).
Принимаем Кс = 0.7 ( для насосных станций)
Рр = 3 • 132 • 0.7 = 177, 2 кВт
Находим реактивную мощность по формуле:
QP = PP*tgγ
Коэффициент мощности электроприемника ( см. данные по двигателю)
cos γ = 0.9
Значения (у) можно определить и по таблицам:
у = 26°; tg γ= 0.49 Qp= 177.2 • 0.49 = 86.8 кВар.
Находим полную мощность по формуле:
Sp = VP2p + Q2P = 197 кВа
4.Находим мощность трансформатора из следующего условия - оптимальная нагрузка трансформатора на предприятиях нефтяной и газовой промышленности принимается.
К3= 0.6 : 0.8
Методические указания 10
Вопросы для самопроверки 10
Тема 3. Электропривод 11
Методические указания 12
Вопросы для самопроверки 12
Тема 4. Аппаратура и схемы управления электродвигателя ми 13
Методические указания 13
Вопросы для самопроверки 14
Тема 5. Взрывобезопасность электрооборудования 14
Методические указания 15
Вопросы для самопроверки. 15
Тема 6. Электрооборудование буровых установок 15
Методические указания 16
V. Задание на контрольную работу 25
QP = PP*tgγ 30
Выбираем по каталогу трансформатор из условия S^ меньше или равно SH Ближайшее стандартное значение. Выбираем по справочнику двухобмоточный трансформаторе масляным охлаждением.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫБРАННОГО ТРАНСФОРМАТОРА
Питание силового трансформатора осуществляется чаще всего воздушной линией.
6. Для определения сечения питающей линии со стороны 6 кВ необходимо знать расчетное значение тока. Оно может быть определено по формуле. _
Для определения сечения питающего провода согласно ПУЭ следует пользоваться выражением:
IР - расчетная сила тока нагрузки на проводник (А )
I - экономическая плотность тока (А/мм2)
Экономическая плотность тока берется из таблиц, она зависит от типа линии, географического расположения, а также от продолжительности использования максимума нагрузки. Для числового примера берем: вид линий- воздушная линия с голыми алюминиевыми проводами в европейской части.
1= 1,0 (А/мм2), тогда q= =19(мм2)
Метод определения сечения проводов по экономической плотности тока является приближенным по этому условие выбора является условие q станд меньше или равно qp. выбираем провод марки АС-16
Задача 2.1. мощность для привода компрессора можно приближенно определить по формуле:
Числовой пример:
Z=1, газ- нефтяной газ
Р, = 105 ( Па); Р2 = 7 • 105 (Па); V0 = 0.3 ( м3/сек);
Принимаем: К= 1.2; т=1.3 ηинд=0.7; ηмех= 0.9; ηпер=0.97 η=750 об/мин
1*1,3*10-3 7*105 1.3•1
Р=----------------------------*105 -0,3-1,2*[(------ ) 1•1,3];
0,7*0,9*0,97-(1,3-1) 105
(
1.3-1
1.3 =1.566
7*105)
Показательную функцию можно вычислить при помощи калькулятора, логарифмированием или с помощью таблицы
1* 1.3* 10'3
Р= -----------------------------105 — 0.3 — 1.2 •( 1.566- 1)= 150кВТ
0.7* 0.9* 0.97-(1.3-1)
В газовых компрессорах установках, где мощность двигателей не превышают 150- 200 кВт и напряжение питания установок до 1000 В, целесообразно применять асинхронные короткозамкнутые двигатели во взрывонепроницаемом исполнении, например ВАО (ВАО2), выпускаемые для мощностей 132-135 кВт на 600-3000 об/мин. Используются двигатели напряжением 6 кВ в исполнении, продуваемом под избыточным давлением. По условиям пуска могут применяться как асинхронные короткозамкнутые, так и синхронные двигатели, при применении синхронных двигателей отпадает необходимость в компенсации реактивной мощности. 2. Условие выбора двигателя. Для привода поршневого Рр < Рн компрессора частота вращения вала двигателя, чаще всего, принимается 600- 750 об/мин.
По справочнику выбираем двигатель на 750 об/мин ( синхр.) ВАО-355? Техническая характеристика электродвигателя
3.Необходимо мощность компенсирующего устройства можно определить по формуле:
Qк = Q1 - Q2 = Pc r(tg γ1 - tg γ2);
где Pc r - средняя годовая мощность, cos γ1= 0.85 (см. характеристику двигателя) cos γ2 = 0.95 ( см. условию задачи) tg γ1 =0.52; tg γ2 = 0.33
Среднюю активную мощность определим по расчетному коэффициенту:
∑Pcp=Kи∑Pи,
Принимаем: Ки = 0.8 (3 с. 15)
∑РсР = 0.8 • 4 • 160 = 512 кВт
QK = 512 ( 0.62 - 0.33) = 148.5 квар.
В предложении, что двигатели питаются от одной секции шин выбираем мощность компенсирующего устройства.
Тип УКБ-0,38-150 Уз, номинальная мощность — 150 квар. (номинальное напряжение и мощность входят в обозначение типа). 4.Затем для условия задачи и полученных результатов выбирают схемы присоединения конденсаторных установок. Приложение: значение выражения
|