Расчет мощности и выбор двигателя установки ЭЦН

2.2 Расчет мощности и выбор двигателя установки ЭЦН

Для привода центробежных погружных насосов изготовляются погружные асинхронные электродвигатели типа ПЭД, которые удовлетворяют следующим требованиям. Их диаметр несколько меньше нормальных диаметров применяемых обсадных колонн. Двигатели защищены от попадания внутрь пластовой жидкости, что достигается заполнением их трансформаторным маслом, находящимся под избыточным давлением 0,2 МПа относительно внешнего гидростатического давления в скважине.

Полная мощность двигателя, необходимая для работы насоса определяется по формуле:

, (2.9) где k_з-

коэффициент запаса k_з=1,1 - 1,35;

-плотность жидкости в скважине, кг/м³;

-КПД насоса.

Предварительно выбираем два двигателя, подходящие по номинальной мощности. Их паспортные данные заносим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

Для повышения напряжения до номинального напряжения двигателя и для компенсации потерь в кабеле и других элементах питающей сети применяются повышающие трансформаторы питания погружных насосов (ТМПН).

Трансформатор выбирается по полной мощности двигателя:

(2.10)

S_дв=1,73 1000 25,5 10^-3=44,12 кВА

Предполагаем к установке трансформатор ТМПН 63/3 УХЛ1.

Проверяем трансформатор по мощности по условию:

S_дв<S_тр (2.11)

44,12 кВА<63 кВА

Трансформатор по мощности подходит.

Проверяем трансформатор по току, находим ток во вторичной обмотке:

, (2.12) где

U_2н- напряжение вторичной обмотки трансформатора, В.

Для нормальной работы необходимо выполнение условия:

I_дв < I_ном (2.13)

25,5А<35,29А

Трансформатор по току подходит. Выбираем трансформатор ТМПН 63/3 УХЛ1.

В нижеприведенной таблице указаны паспортные данные выбранного трансформатора.

 Таблица 2.3

2.3 Технико-экономическое обоснование выбранного типа двига

теля

1. Вычислим приведенные потери первого двигателя:

Находим потери активной мощности I двигателя по формуле:

, (2.14)

Реактивную нагрузку определяем по формуле:

 , (2.15)

Вследствие того, что требуется компенсация реактивной мощности, то экономический эквивалент реактивной мощности К_эк, кВт/кВАр находим по формуле:

, (2.16)

где - удельные приведенные потери;

- значение коэффициента отчислений (для статических

конденсаторов р=0,225);

- капитальные вложения на установку конденсаторов

(К_ук=616,9 руб/кВАр);

- стоимость 1 кВТ/год электроэнергии;

- удельные потери ( );

 ,

(2.17) где - стоимость 1 кВт/час электроэнергии ( );

Т_г- число часов работы установки в году (для трехсменной

работы );

;

;

Приведенные потери активной мощности находим по формуле:

, (2.18)

2. Вычислим приведенные потери второго двигателя:

Находим потери активной мощности:

Определяем реактивную нагрузку:

Находим приведенные потери активной мощности:

3. Определяем годовые затраты:

(2.19)

;

;

4. Определяем степень экономичности:

; (2.20) где р_и –

нормированный коэффициент экономичности;

;

Следовательно, двигатель ПЭД32-117ЛВ5 более экономичен при данных параметрах скважины и насоса, на его содержание требуется меньше денежных затрат, его энергетические показатели лучше. Значит, выбираем двигатель ПЭД32-117ЛВ5.

Производим проверку по мощности, передаваемой с земли:

; (2.21) где - поте

ри мощности в кабеле, кВт;

;

30,77 кВт 32 кВт

Значит, выбранный двигатель подходит по потерям мощности, передаваемой с земли.

Составляем таблицу технико-экономического обоснования выбранного типа двигателя.

 Таблица 2.4