Електропостачання та електрообладнання цеху ПРЦЕіЕ ТОВ УУБР з роз

4. Визначаємо ступінь економічності:
; (2.16)
де р _і - нормований коефіцієнт економічності;
;
Отже, двигун ПЕД32-117ЛВ5 більш економічний при даних параметрах свердловини і насоса, на його утримання потрібно менше грошових витрат, його енергетичні показники краще. Значить, вибираємо двигун ПЕД32-117ЛВ5.
Виробляємо перевірку за потужністю, що передається з землі:
; (2.17)
де - Втрати потужності в кабелі, кВт;
;
27,3 кВт <32 кВт
Значить, обраний двигун підходить по втратах потужності, що передається з землі.
Складаємо таблицю техніко-економічного обгрунтування обраного типу двигуна.
Таблиця 2.3

Показники	Од. ізм.	Позн.	Джерело	I дв.	II дв.
Номінальна потужність	кВт	Р ном	Паспорти	28	32
Навантаження на валу	кВт	Р		35.7	25,5
Коеф. загр. двигуна	-	К з	Р / Р ном	0,92	0,81
Капітальні вкладення	руб	До	Прайс-лист	6426	8813,3
Сумарний коеф. відрахувань	-	р	Довідник	0,225
ККД двигуна	%		Паспорт	73	84
Коеф. потужності	-		Паспорт	0,73	0,86
Втрати активної Потужності	кВт			9.54	4,2
Реактивна навантаження	кВАр			33.22	17.8
Економічний еквівалент реактивної потужності	кВт / кВАр	n ек		0,1333
Наведені втрати активної потужності	кВт			8,05		6,6
Вартість 1 кВт / год електроенергії	руб		Розрахунки та вихідні дані	1.85
Вартість річних втрат електроенергії	руб / рік	З е.		11100		11100
Річні витрати	руб / рік	З		107339.8		48602.99
Різниця річних Витрат	руб / рік		З 2-З 1	58736.9		58736.9
Нормують. коеф. ефектив.	-	Р н	Вих. формула	1,5		1,5
Ступінь економічності	%			16.4		16.4

2.4 Розрахунок електричних навантажень
Електричне навантаження характеризує споживання електроенергії окремими приймачами, групою приймачів, і об'єктом в цілому.
Значення електричних навантажень визначають вибір всіх елементів проектованої системи електропостачання та її техніко-економічні показники. Від правильної оцінки очікуваних навантажень залежать капітальні витрати в системі електропостачання, витрата кольорового металу, втрати електроенергії та експлуатаційні витрати.
Характеристики електричних навантажень кущовий майданчики наведені в таблиці 2.3.
Таблиця 2.4

№	Споживачі	Кількість, шт	Потужність, кВт	, КВт	cos	tg	K c
1	ЕЦН	6	32	192	0,86	0,59	0,65
2	АЦЗУ	1	10	10	0,8	0,75	0,7

Визначаємо розрахункову активну потужність від першої ТП, з якою живиться АЦЗУ:
, (2.18)
де Р _н - номінальна потужність споживача, кВт;
К _с - коефіцієнт попиту;

Знаходимо реактивне навантаження за зміну за формулою:
, (2.19)

Знаходимо повну розрахункову потужність за формулою:
, (2.20)

Визначаємо максимальну повну потужність:
(2.21)

Так як АЦЗУ живиться тільки з одного ТП то розрахункова активна потужність для другої ТП:

Визначаємо розрахункову реактивну потужність:

Визначаємо повну розрахункову потужність:

Визначаємо максимальну повну потужність:

Визначаємо повну загальну потужність


2.5 Розрахунок компенсації реактивної потужності
У електричного кола змінного струму, що має чисто активне навантаження, струм співпадає по фазі з доданим напругою. Якщо в ланцюг включити електроприймач, що володіє активним і індуктивним опорами (АТ, зварювальні та силові трансформатори), то струм буде відставати по фазі від напруги на кут , Званий кутом зсуву фаз. Косинус цього кута називають коефіцієнтом потужності.

Малюнок 2.2 - Векторні діаграми.
Величина характеризує ступінь використання потужності джерела:
, (2.22)
де Р - активна потужність споживача, кВт;
S _ном - номінальна потужність джерела, кВА.
Зі збільшенням активної слагающей струму, що відповідає збільшенню активної потужності, і при незмінній величині реактивного струму або реактивної потужності кут зсуву фаз буде зменшуватися, отже, значення коефіцієнта потужності буде збільшуватися. Чим вище електроприймачів, тим краще використовуються генератори електростанцій та їх первинні двигуни. Підвищення електроустановок промислових підприємств має велике народно-господарське значення і є частиною загальної проблеми підвищення ККД роботи систем електропостачання та поліпшення якості відпускається споживачу електроенергії.
Заходи, які не потребують застосування компенсуючих пристроїв:
1) Упорядкування технологічного процесу;
2) Перемикання статорних обмоток АД напругою до 1кВ з трикутника на зірку, якщо їх навантаження складає менше 40%;
3) Усунення режиму холостого ходу АТ;
4) Заміна, перестановка і відключення трансформаторів, що завантажуються в середньому менш ніж на 30% від їх номінальної потужності;
5) Заміна малозагружаемих двигунів меншої потужності за умови, що вилучення надлишкової потужності тягне за собою зменшення сумарних втрат активної енергії в енергосистемі і двигуні;
6) Заміна АТ на СД тієї ж потужності;
7) Застосування СД для всіх нових установок електроприводу.
У курсовому проекті як компенсуючого пристрою застосовуються комплектні конденсаторні установки. Переваги таких компенсуючих пристроїв у наступному:
- Невеликі втрати активної енергії в конденсаторах;
- Простота монтажу та експлуатації;
- Можливість легкого зміни потужності конденсаторної установки шляхом підвищення або зниження кількості конденсаторів;
- Можливість легкої заміни пошкодженого конденсатора.
Недоліки:
- Конденсатори нестійкі до динамічних зусиль, які виникають при КЗ;
- При включенні конденсаторної установки виникають великі пускові струми;
- Після відключення конденсаторної установки від мережі на її шинах залишається заряд;
- Конденсатори дуже чутливі до підвищення напруги, тобто при його підвищенні може статися пробій діелектрика;
- Після пробою діелектрика конденсатори досить важко ремонтувати, тому їх замінюють новими.
Визначаємо дійсний cos при роботі всіх установок без застосування компенсуючих пристроїв:
, (2 .. 23)

Для економічної роботи установки і зниження марною реактивного навантаження в мережі електропостачання, необхідна компенсація реактивної потужності за допомогою батареї статичних конденсаторів.
Визначаємо потужність компенсуючих пристроїв:
(2.24)
, (2.25)

, (2.26)


Вибираємо компенсуючу установку КС-0 ,38-36 з номінальною потужністю 36 кВАр.
Повна потужність після компенсації:
, (2.27)


; (2.28)
.
Коефіцієнт потужності після компенсації:
, (2.29)

Так як навантаження АЦЗУ не значна, то й до ТП до, якому не підключається АЦЗУ, вибираємо таке ж компенсує пристрій:
Повна потужність після компенсації:
, (2.30)

; (2.31)

Коефіцієнт потужності після компенсації:
; (2.32)

Значення коефіцієнта потужності рівне 0,96 задовільно для роботи електроустановок, значить, компенсація зроблена правильно.
Повна загальна потужність після компенсації:
(2.33)

2.6 Вибір числа і потужності силових трансформаторів
На нафтопромислових підстанціях застосовуються силові знижують трансформатори 110/35; 110 / 6; 35 / 6; 35 / 0,4 - 0,69; 6 - 10 / 0,4 - 0,69 кВ. Потужності трансформаторів можуть бути від декількох кіловольт-ампер до десятків Мегавольт-ампер; число типів і конструкцій цих трансформаторів велике. Найбільшого поширення в нафтовій промисловості мають трифазні масляні трансформатори. Сухі трансформатори з повітряним охолодженням в нафтовій промисловості мало поширені, для силових трифазних трансформаторів потужністю від 10 кВА в даний час прийнята шкала з кроком 1,6, тобто номінальні потужності в ква. Таким чином, нижня межа номінальної потужності дорівнює 10, а верхній - 63000 кВА. Сучасний понижуючий трифазний трансформатор потужністю 250 кВА для первинних напруг 6 - 10 кВ з природним масляним охолодженням. Для трансформатора допускаються тривалі систематичні перевантаження, що визначаються залежно від графіка навантаження і недовантаження трансформаторів в літній час. Так як в літній час навантаження трансформаторів менше, ніж взимку, і менше номінальної, то і знос ізоляції влітку менше нормального. Тому в зимові місяці (грудень - лютий) можна, не зменшуючи термін служби трансформатора, збільшити його навантаження, понад визначену по діаграмі навантажувальної здатності на стільки відсотків, на скільки влітку (липень - серпень) навантаження було менше номінальної. Однак сумарна перевантаження трансформатора не повинна перевищувати 30%. При виході з ладу одного з паралельно працюючих трансформаторів і відсутності резерву допускаються аварійні короткочасні перевантаження, незалежно від попередньої навантаження, температури охолоджуючої середовища і місця встановлення.
В аварійних режимах допускається короткочасне перевантаження масляних трансформаторів понад номінальний струм за всіх систем охолодження незалежно від тривалості і значення попереднього навантаження і температури охолоджувального середовища: допускається перевантаження масляних трансформаторів понад номінальний струм до 40% загальною тривалістю не більше 6 год на добу протягом 5 діб поспіль за умови, що коефіцієнт початковій навантаження не перевищує 0,93 (при цьому повинні бути використані повністю всі пристрої охолодження трансформатора).
Вибір трансформаторів для ТП.
На даному куща № 625 встановлено два силових трансформатора, кожен з яких живить по 3 заглибних електродвигуна, з метою надійності електропостачання.
Так як двигуни мають однакові потужності, то вибираємо два однакових силових трансформатора.
Трансформатори вибираємо в залежності від максимальної потужності після компенсації. Так як навантаження II і III категорії, то задаємося коефіцієнтом завантаження
1.Вибіраем трансформаторів з коефіцієнтом завантаження до _з = 0,8
2 Визначаємо значення повної потужності:
(2.34)

3 Припускаємо до установки трансформатор ТМ-160/10.
4. Перевіряємо обрану трансформаторну потужність за коефіцієнтом завантаження:
; (2.35)
.
5 Перевіряємо обрану потужність трансформатора по коефіцієнту на після аварійний режим:
;
тому що навантаження 2 і 3 категорії складають 80%, то
; (2.36)

, То

тобто вибрані трансформатори підходять за умовою перевірки на після аварійний режим.
Робимо перевірку трансформатора по струму вторинної обмотки. Робимо перерахунок струму двигуна від напруги 1000 В на 380 В.
(2.37)

Струм на вторинній обмотці силового трансформатора:
(2.38)

(2.39)

Обраний трансформатор по струму вторинної обмотки підходить.
Вибір трансформатора для харчування ПЕД.
Для підвищення напруги до номінальної напруги двигуна і для компенсації втрат в кабелі та інших елементах мережі живлення застосовуються підвищувальні трансформатори харчування заглибних насосів (ТМПН).
Трансформатор вибирається по повній потужності двигуна:
(2.40)

Припускаємо до установки трансформатор ТМП 100/1170.
Перевіряємо трансформатор за потужністю за умовою:
(2.10)

Трансформатор за потужністю підходить.
Перевіряємо трансформатор по струму, знаходимо струм у вторинній обмотці:
, (2.41)
де U _2н - напруга вторинної обмотки трансформатора, В.

Для нормальної роботи необхідно виконання умови:
(2.42)

Робимо перевірку трансформатора по номінальній напрузі на вторинній обмотці:


Трансформатор по струму і напрузі підходить, тобто вибраний трансформатор задовольняє всім умовам і обраний правильно.
Вибираємо трансформатор ТМП 100/1170.
У поданій нижче таблиці вказані паспортні дані вибраного трансформатора.

Таблиця 2.5

Тип трансформатора	Номінальна потужність, кВА	ВН, У	НН, У
ТМП 100/1170	100	380	920-1170

2.7 Техніко-економічне обгрунтування обраного типу трансформатора і величини напруги
Варіант 1. (Напруга живильної лінії-10 кВ, силові трансформатори - ТМ-160/10.)
I. Капітальні витрати встановленого обладнання та лінії.
1.Лінію приймаємо повітряну, зі сталеалюміневимі проводами АС і залізобетонними опорами.
Економічне розтин при роботі куща в перебігу за рік визначається для економічної щільності струму при розрахунковому струмі одній лінії:
, (2.43)

, (2.44)

Приймаються перетин .
Вартість 1км повітряної лінії зазначеного перерізу, встановленого на залізобетонних опорах, 60 тис.руб. / км ..
Тоді при одній лінії l = 10км.,

2. У відповідності з навантаженням куща встановлено два трансформатора типу ТМ-160/10 потужністю по 160 кВА.
Паспортні дані трансформаторів:

Вартість трансформаторів

3. На стороні 10 кВ встановлено 2 роз'єднувача, 6 розрядника і 6 запобіжників загальною вартістю

Сумарні капітальні витрати:
, (2.46)

II. Експлуатаційні витрати.
1. Втрати в лінії визначають за питомою втрат, які для прийнятого проводу АС перерізом 16мм ² складають

Тоді для розрахункового струму однієї лінії активні втрати в лінії:
, (2.46)

2. Втрати в трансформаторах: реактивні втрати холостого ходу:
, (2.47)

Реактивні втрати короткого замикання:
, (2.48)

Наведені втрати активної потужності при короткому замиканні:
, (2.49)

де
Повні втрати в трансформаторах:
, (2.50)
де

3. Повні втрати в лінії і трансформаторах:
, (2.51)

Вартість втрат при

4. Середня потужність амортизаційних відрахувань
[2 с.152 табл.4.1]
Вартість амортизації:
, (2.52)

5. Сумарні річні експлуатаційні витрати:
, (253)

III. Сумарні витрати:
, (2.54)

IV. Втрати електроенергії:
, (2.55)

V. Витрата кольорового металу (алюмінію):
, (2.56)
де [1 С.459 табл.7.35]

Варіант II. (Напруга живильної лінії - 6 кВ, силових трансформатори - ТМ-250 / 6)
I. Капітальні витрати встановленого обладнання та лінії.
1.Лінію приймаємо повітряну, зі сталеалюміневимі проводами АС і залізобетонними опорами.
Економічне розтин при роботі куща в перебігу за рік визначається для економічної щільності струму при розрахунковому струмі одній лінії:
, (2.56)

, (2.57)

Приймаються перетин .
Вартість 1км повітряної лінії зазначеного перерізу, встановленого на залізобетонних опорах, 65 тис.руб. / км ..
Тоді при одній лінії l = 10км.,

2. У відповідності з навантаженням куща встановлено два транс
форматора типу ТМ-250 / 6 потужністю по 250 кВА.
Паспортні дані трансформаторів:

Вартість трансформаторів
3. На стороні 6 кВ встановлені 2 роз'єднувача, 6 розрядника і 6 запобіжників загальною вартістю

Сумарні капітальні витрати:
, (2.58)

II. Експлуатаційні витрати.
1. Втрати в лінії визначають за питомою втрат, які для прийнятого проводу АС перерізом 25 мм ² складають

Тоді для розрахункового струму однієї лінії активні втрати в лінії:
, (2.59)

2. Втрати в трансформаторах: реактивні втрати холостого ходу:
, (2.60)

Реактивні втрати короткого замикання:
, (2.61)

Наведені втрати активної потужності при короткому замиканні:
, (2.62)

де
Повні втрати в трансформаторах:
, (2.63)
де

3. Повні втрати в лінії і трансформаторах:
, (2.64)

Вартість втрат при

4. Середня потужність амортизаційних відрахувань [2 с.152 табл.4.1]
Вартість амортизації:

5. Сумарні річні експлуатаційні витрати:

III. Сумарні витрати:

IV. Втрати електроенергії:

V. Витрата кольорового металу (алюмінію):
де [1 С.459 табл.7.35]

Таблиця 2.6

Варіанти	Показники
	капіталь-ні витрати тис.руб.	експлуа-тацонние витрати, тис.руб.	суммар-ні витрати, тис.руб.	маса кольорового металу, кг.	втрати електро-енергії,
Варіант I	616,9	164,73	248,84	440	68,04
Варіант II	666,5	266,93	350,24	679	121,59

Як видно з таблиці I варіант схеми електропостачання куща технічно і економічно більш вигідна ніж II, тому вибираємо I варіант електропостачання.
2.8 Розрахунок струмів короткого замикання
Коротким замиканням називається всяке випадкове або навмисне, не передбачене нормальним режимом роботи, електричне з'єднання різних частин електроустановки між собою або землею, при якому струми різко зростають, перевищуючи найбільший допустимий струм тривалого режиму.
Коротке замикання в мережі може супроводжуватися:
- Припиненням живлення споживачів
- Порушенням нормальної роботи інших споживачів
- Порушенням нормального режиму роботи енергосистеми
Для запобігання коротких замикань і зменшення їх наслідків необхідно:
- Усунути причини, що викликають короткі замикання
- Зменшити час дії захисту
- Застосовувати швидкодіючі вимикачі

Малюнок 2.3 - Розрахункова схема і схема заміщення
Розрахунок струму короткого замикання в точці К1
Опір повітряної лінії , Ом, обчислюють за формулою
(2.65)

Сумарний опір до точки К1 , Ом, обчислюють за формулою
(2.66)
Силу струму короткого замикання , КА, обчислюють за формулою
I _к1 = , (2.67)
де: - Базисна напруга в точці К1, кВ

Силу ударного струму , КА, обчислюють за формулою
(2.68)
де: - Ударний коефіцієнт

Потужність короткого замикання , МВА, обчислюють за формулою
(2.69)

Розрахунок струму короткого замикання в точці К2
Активний опір трансформатора , Ом, обчислюють за формулою
(2.70)
(2.71)


Індуктивний опір трансформатора , Ом, обчислюють за формулою
= (2.72)
(2.73)
х _{* тр} = = 0,024 Ом

Опір х _Σк1 призводять до U = 0,4 кВ за формулою
(2.74)

Сумарний опір до точки К2 обчислюють за формулою
(2.75)

Сила струму короткого замикання

Сила ударного струму

Потужність короткого замикання

Розрахунок струму короткого замикання в точці К3
Активний опір кабельної лінії r _кл, Ом, обчислюють за формулою
(2.76)

Індуктивний опір кабельної лінії

Сумарний опір до точки К3
(2.77)

Сила струму короткого замикання

Сила ударного струму

Потужність короткого замикання

Розрахунок струму короткого замикання в точці К4
Активний опір трансформатора


Індуктивний опір трансформатора


Повний опір трансформатора , Ом, обчислюють за формулою
(2.78)

Наводимо опір

Сумарний опір до точки К4 обчислюють за формулою
(2.79)

Сила струму короткого замикання

Сила ударного струму

Потужність короткого замикання

Розрахунок струму короткого замикання в точці К5
Активний опір кабельної лінії

Індуктивний опір кабельної лінії

Повний опір кабельної лінії

Сумарний опір до точки К5
(2.80)

Сила струму короткого замикання

Сила ударного струму
(2.81)
де: - Пусковий струм двигуна
Пусковий струм двигуна обчислюють за формулою
(2.82)
де: - Коефіцієнт пуску


Потужність короткого замикання

2.9 Розрахунок і вибір лінії живлення
Перетин проводів ЛЕП при напрузі вище 1000 В вибирається, згідно з ПУЕ, з економічної щільності струму, в залежності від
тривалості використання лінії і перевіряється по нагріванню, по втраті напруги, на відсутність корони, на механічну міцність.
При виборі перетину проводів виходять із умови відповідності дроти вимогам нормальної роботи лінії і споживачів.
При виборі площі перерізу проводів найбільш вигідною буде площа, яка відповідає умовам мінімуму розрахункових витрат.
Економічно вигідне перетин , Мм ^2, обчислюють за формулою
, (2.82)
де: - Економічна густина струму
Струм трансформатора I, А, обчислюють за формулою
, (2.83)


Перетин проводів вибирається з умови    S ≥ S _ном .. Вибираємо провід марки А -16
Таблиця 2.7

Провід	I дод, А	r 0, Ом	x 0, Ом
АС-16	105	1,98	0,405

Перевірка проводу на втрату напруги
Втрату напруги ΔU, В, обчислюють за формулою
, (2.84)
де: - Активний опір, Ом
- Індуктивний опір, Ом

(2.85)

(2.86)

Перевірка дроти по нагріванню току нормального режиму
(2.87)
де для ПЛ


Перевірка проводу на механічну міцність
(2.88)
За нормами ПУЕ для лінії 10 кВ мінімальний переріз проводу 16 мм ²

Вибираємо провід марки АС - 16
2.10 Розрахунок розподільчої мережі
Вибір кабелю для живлення електродвигуна
Розрахунок живильного кабелю ведемо з економічної щільності струму. У застосовуваних кабелях КПБП економічна густина струму не перевищує .
Застосування плоского кабелю обумовлено необхідністю зменшити поперечні розміри заглибного пристрою.
Приєднувальний кабель прикріплюється до насосним трубах за допомогою металевих скоб.
Економічно вигідне перетин кабелю
(2.89)
По таблиці вибираємо трижильний броньований кабель КПБП
Перевіряємо кабель на втрату потужності. Втрату електричної потужності DР, кВт, в кабелі КПБП довжиною 1000м визначаємо за формулою:
(2.90)
де: - Опір в кабелі, Ом
Опір в кабелі довжиною 1000м можна визначити за формулою:
(2.91)
де: - Питомий опір при температурі Т _до Ом ∙ мм ² / м
- Площа перерізу кабелю, мм ²
Питомий опір кабелю Т _к = 328 К
(2.92)
ρ - питомий опір міді при Т ₂₉₃ К
α - температурний коефіцієнт для міді
Знаходимо повний опір кабелю довжиною 1000м


Знайдемо довжину всього кабелю коли відстань з отвору до станції управління 50м, запас30 і глибина спуску насоса 900 м .

З таблиці «Втрати напруги в кабелі в залежності від температури і навантаження» визначають допустиму втрату напруги в кабелі. У кабелі перетином жив 10 мм ² на кожні 100 м довжини допустимі втрати становлять . Тоді допустимі втрати в кабелі при довжині 980 м обчислюють за формулою (2.85)


Кабель обраний вірно
Вибір кабелю до станції управління
Вибір кабелю до станції управління ведемо по допустимому нагріву. Струм проходить по кабелю нагріває його. Переріз провідників в низьковольтних мережах вибирається з умови допустимого нагріву.
(2.93)
(2.94)
де: - Коефіцієнт захисту
- Струм захисного апарату, А


Перевіряємо кабель на втрату напруги


Перевіряємо на нагрівання струмами нормального режиму
(2.95)
;

(2.96)

Кабель обраний, вірно.
Вибираємо чотирижильний кабель ПВШв
Розрахунок і вибір шин
Шини вибираються по номінальному струмі перевіряються на динамічну стійкість до струмів короткого замикання
Визначаємо номінальний струм

Підбираємо стандартне перетин шин. Припускаємо до установки алюмінієві однополосні шини з допустимим струмом [1 395табл.7.3]
Перевіряємо вибраного перетин шин на електродинамічну стійкість до струмів короткого замикання.
(2.97)
де, відстань між точками кріплення шин, див.
ударні струм, кА
момент опору, , Залежить від укладання шин.
відстань між фазами, .
Момент опору шин W, см ^3, вважаючи, що шини укладені плиском обчислюють за формулою
(2.98)
де, ширина, ;
висота,

Визначаємо динамічне зусилля в металі шин

(2.99)

Шини динамічно стійкі до струмів короткого замикання
Вибираємо шини
2.11 Вибір високовольтного електроустаткування з перевіркою на стійкість до струмів короткого замикання
Роз'єднувач призначений для створення видимого розриву електричного ланцюга.
Роз'єднувач вибирається за номінальним струму і напрузі і перевіряється на термічну та динамічну стійкість до струмів
короткого замикання
Таблиця 2.8

Розрахункові дані	Табличні дані

Вибираємо роз'єднувач РЛНДЗ-10/400 У1 з приводом [1 с.268. табл.5, 5]
Запобіжник вибирається за номінальним струму і напрузі і перевіряється за відключається струму і потужності

Розрахункові дані	Табличні дані

Таблиця 2.9
Вибираємо запобіжник ПКТ 101-10-8-31,5 У3 [1 с.254 табл.5, 4]
Розрядник призначений для захисту електроустановок від перенапруг.
Розрядник вибирається по номінальній напрузі.
Таблиця 2.10

Розрахункові дані	Табличні дані
U ном = 10 кВ	U ном = 10 кВ

Вибираємо розрядник РВО-10 У1 [1 с.364 табл.5, 20]
2.12 Вибір пускової і захисної апаратури на 0,38 кВ
Вибір загального автоматичного вимикача. Автоматичні вимикачі призначені для захисту електричного кола від струмів перевантаження і короткого замикання.
Номінальний струм електромагнітного або комбінованого розчеплювача автоматичних вимикачів вибирають по тривалому розрахунковому току лінії:
(2.100)
Струм спрацьовування електромагнітного або комбінованого розчеплювача I ср.ел перевіряють по максимальному короткочасного струму лінії:
(2.101)
де: - Короткочасний струм, А
Короткочасний струм обчислюють за формулою
(2.102)

Сумарний тривалий струм обчислюють за формулою
(2.103)


(2.104)

Перевіряємо обраний автомат на здатність відключення струмів короткого замикання
(2.105)

Вибираю автомат ВА 55-37.
Вибір автоматів на відходять лінії до станцій управління
(2.106)
(2.107)


Перевіряємо обраний автомат на здатність відключення струмів короткого замикання

Вибираю автомат ВА 51г-31
Вибір трансформаторів струму

Таблиця 2.11

Розрахункові дані	Табличні дані

Вибираю трансформатор струму ТТ-250 / 5
Вибираємо контактор, який призначений для включення і відключення електродвигуна насоса Таблиця
Таблиця 2.12

Розрахункові дані	Табличні дані

Вибираємо контактор КЕМ-250.

Тип	, А	Допустима потужність двигуна, кВт	Схема управління	Габаритні розміри, мм	Маса, кг.
КЕМ-250	250	132	AC / DC		6,4

Таблиця 2.13
2.10 Вибір і опис схеми управління ПЕД
У моєму курсовому проекті застосовуються станції керування типу "ЕЛЕКТОН-04" (надалі іменується "станція") з номінальним струмом силового ланцюга від 250 до 1000А, оснащених контролером «ЕЛЕКТОН-08» з версією програмного забезпечення 8.06.
Експлуатація станції повинна проводитися персоналом, що має кваліфікаційну групу з електробезпеки не нижче III, що пройшли спеціальний інструктаж і допущеним до роботи.
Станція призначена для управління та захисту електронасосів видобутку нафти з двигунами типу ПЕД (занурювальний електродвигун).
Станція призначена для роботи на відкритому повітрі в умовах, регламентованих для кліматичного виконання УХЛ1, відповідно до вимог п.п. 2.1, 2.7 ГОСТ 15150, при наступних кліматичних факторах:
1) температура навколишнього середовища від мінус 60
С до плюс 40 С;
2) відносна вологість повітря:
- 75% при температурі + 15 С;
- 100% при температурі + 25 С;
3) навколишнє середовище має бути:
- Вибухобезпечний;
- Не містить агресивних газів і пари в концентраціях, що руйнують мітли та ізоляцію;
- Не насиченою струмопровідним пилом;
4) висота над рівнем моря не більше 1000м.
Ступінь захисту станції від впливу навколишнього середовища - IP43, відповідно до вимог за п. 4.2 ГОСТ 14254.
Технічні дані станції керування типу "ЕЛЕКТОН-04"
Харчування станції здійснюється від трифазної мережі змінного струму напругою 380В, частотою 50 Гц. Напруга мережі повинно знаходитися в межах від U ном до 1,25 ном.
Контролер станції зберігає свою працездатність при зниженні лінійної напруги трифазної мережі до 200 В.
Харчування електродвигуна насосної установки здійснюється від силового трансформатора типу ТМПН або ТМПНГ (трансформатор трифазний масляний харчування заглибних електронасосів для видобутку нафти), що входить до складу штатного наземного обладнання свердловин.
Номінальна напруга ізоляції електричних ланцюгів, у відповідності до вимог по п. 4.1.2 ГОСТ Р 51321.1:
а) 660 В - головних ланцюгів;
б) 300 В - ланцюгів управління.
Силова частина складається з ввідного автоматичного вимикача Q1, контактора КМ1, автоматичних вимикачів ланцюгів вимірювання Q5 і управління Q4, трансформаторів струму Т2-Т4.
Призначення елементів силового ланцюга:
1) автоматичний вимикач Q1 призначений для захисту силового ланцюга від перевантаження і струмів короткого замикання;
2) контактор КМ1 призначений для комутації силового напруги на первинній обмотці ТМПН і, відповідно, включення і відключення електродвигуна за сигналами контролера А1.
3) автоматичні вимикачі Q4 і Q5 призначені для захисту кіл вимірювання і управління від струмів короткого замикання;
4) трансформатори струму Т2-Т4 призначені для перетворення поточного значення струму електродвигуна і потенційного поділу силових високовольтних ланцюгів від ланцюгів вимірювання. Безпосередньо на висновках вторинної обмотки трансформаторів струму встановлені шунтуючі резистори R1 - R6, з яких знімається сигнал, пропорційний струму електродвигуна.
Плата вимірювання опору ізоляції:
Плата вимірювання опору ізоляції складається з резисторів R1-R3, конденсатора С1, плати стабілітронів А1, на якій встановлені стабілітрони VD1 ... VD12 і клемники ХТ1, ХТ2, і призначена для отримання сигналу, пропорційного опору ізоляції системи "вторинна обмотка ТМПН - погружной кабель - електродвигун ".
Кінцевий вимикач S3 призначений для електричного блокування включення станції при відкритих дверях силового відсіку.
Блок затискачів X8 призначений для підключення до станції зовнішніх пристроїв (системи телемеханіки, контактного манометра і т.д.).
Органи управління станції та їх призначення:
Передня панель станції виконана у вигляді дверець, зафіксованим невипадні гвинтами, при відкриванні якої з'являється доступ до електромонтажу і роз'ємів контролера. На передній панелі розташовані такі елементи управління і індикації станції:
- Перемикач S1, призначений для вибору режимів роботи станції "ручний" або "автоматичний", відключення двигуна і скидання захистів. Перемикач має три положення: "ОТКЛ", "ручним" і "АВТ";
- Кнопка S2 «ПУСК», призначена для пуску електродвигуна (включення контактора);
- Розетка Х1 «220В, 50Гц»;
- Автоматичний вимикач Q2 «ОСВІТЛЕННЯ»;
- Автоматичний вимикач Q3 «РОЗЕТКА»;
- Автоматичні вимикачі Q4 «УПРАВЛІННЯ», і Q5 «ЛАНЦЮГА ВИМІРЮВАННЯ» призначені для захисту ланцюгів управління і вимірювання від струмів короткого замикання.
2.14 Облік і економія електроенергії
В електричних мережах промислових підприємств здійснюють розрахунковий облік активної енергії для грошових розрахунків за електроенергію з електропостачальною організацією і технічний облік, службовець для міжцехових розрахунків, контроль за дотриманням режиму споживання електроенергії, визначення норм витрати енергії на одиницю продукції та інше. Крім того, враховують: споживання реактивної енергії для визначення знижок і надбавок до тарифу на електроенергію за компенсацію реактивної потужності.
Розрахунковим урахуванням електроенергії називається облік виробленої, а також відпущеної споживачам електроенергії для грошового розрахунку за неї. Лічильники, що встановлюються для розрахункового обліку, називаються розрахунковими лічильниками (класу 2), з класом точності вимірювальних трансформаторів - 0,5.
Технічним (контрольним) обліком електроенергії називається облік для контролю витрат електроенергії електростанцій, підстанцій, підприємств будинків, квартир. Лічильники, що встановлюються для технічного обліку, називаються контрольними лічильниками (класу 2,5) із класом точності вимірювальних трансформаторів-1.
При визначенні активної енергії необхідно враховувати енергію: вироблену генераторами електростанцій; спожиту на власні потреби електростанцій та підстанцій; видану електростанціями в розподільні мережі; передану в інші енергосистеми або отриману від них; відпущену споживачам і підлягає оплаті.
Розрахункові лічильники активної електроенергії на підстанції енергосистеми повинні встановлюватися:
1 для кожної лінії, що відходить електропередачі, що належить споживачам
2 для міжсистемних ліній електропередачі за два лічильники враховують отриману і відпущену електроенергію
3 на трансформаторах власних потреб
4 для ліній господарських потреб або сторонніх споживачів, приєднаних до шин власних потреб.
Розрахункові лічильники активної електроенергії на підстанціях споживачів повинні встановлюватися:
1 на вводі лінії електропередачі в підстанцію
2 на стороні вищої напруги трансформаторів при наявності електричного зв'язку з іншого підстанцією енергосистеми
3 на кордоні розділу основного споживача і субабонентам
Лічильники реактивної енергії повинні встановлюватися:
1 на тих елементах схеми, на яких встановлені лічильники активної електроенергії для споживачів, які розраховуються за електроенергію з урахуванням дозволеною реактивної потужності
2 на присоединениях источников реактивной мощности потребителей, если по ним производится расчет за электроэнергию, вы- данную энергосистеме
Контрольные счетчики включают в сеть низшего напряжения что имеет ряд преимуществ:
1 установка счетчика обходится дешевле
2 появляется возможность определить потери в трансформаторах и в сети высшего напряжения
3 монтаж и эксплуатация счетчиков проще.

2.15 Расчет заземляющих устройств
Для захисту людей від ураження струмом у разі пошкодження ізоляції застосовуються такі заходи: заземлення і занулення.
Захисне заземлення - навмисне електричне з'єднання металевих неструмоведучих частин електроустановки з заземлювальним пристроєм для забезпечення електробезпеки.
Заземлювальний пристрій складається з заземлювача і заземлювальних провідників. Заземлювач - провідник (електрод) знаходиться в зіткненні з землею. Заземлювальний провідник - провідник, що з'єднує заземлювальні частини з заземлювачем.
В якості заземлювачів використовуються: природні заземлювачі - прокладені у землі сталеві водопровідні труби, труби артезіанських свердловин, сталева броня і свинцеві оболонки силових кабелів прокладених в землі, металеві конструкції будівель і споруд мають надійний контакт із землею; штучні заземлювачі - заглиблені в землю електроди з труб , куточків або прутків сталі.
Розрізняють контурне і виносне захисне заземлення. При контурном заземлении электроды вбиваются в землю по контуру здания таким образом чтобы 200мм электрода оставалось над уровнем земли. Потім вбиті електроди з'єднують між собою смуговий сталлю на зварюванні. Для виконання внутрішнього контуру полосовую сталь прокладають по внутрішній поверхні стін приміщення на будь-якій висоті. З'єднання внутрішнього контуру з зовнішнім контуром можна виробляти смугової сталлю так і гнучким дротом.
Для выполнения заземляющего устройства в дипломном проекте выбираем трубы диаметром 60мм и длиной 2,5м.
Питомий опір грунту , , Обчислюють за формулою
, (2.108)
де: - Виміряне питомий опору грунту
- Коефіцієнт підвищення опору

Сопротивление одиночного заземлителя R ₀ , Ом, вычисляют по формуле
(2.109)

Струм однофазного замикання на землю I _з, А, обчислюють за формулою
, (2.110)
где: L _каб - длина кабельной линии, км
L _возд - длина воздушной линии, км

Сопротивление заземляющего устройства R _з , Ом, вычисляют по формуле
, (2.111)
где: U _з - напряжение заземляющего устройства относительно земли, В

Опір заземлювального пристрою 437,1 Ом є неприпустимо великим значенням.
По нормам ПУЭ если заземляющее устройство используется одновременно для установок выше и ниже 1000 В, то значение сопротивления заземляющего устройства принимается по наименьшим требованиям правил. Для мереж 0,4 кВ з глухозаземленою нейтраллю опір заземлюючого пристрою в будь-який час року має бути не більше 4 Ом
Кількість електродів n, шт, обчислюють за формулою
(2.112)

де, при (За нормами).
2.11 Спецификация на электрооборудование и материалы

Обладнання	Тип	Кількість
1.Разъединитель	РЛНДЗ-10/400У1	2
2.Разряднік	РВО-10Т1	6
3.Предохранітель	ПКТ101-10-8-31, 5У3	6
4.Трансформатор силовий	ТМ-160/10	2
5.Автомат загальний I = 320А	ВА52-37	2
6.Автомат I = 80А	ВА51Г-31	6
7.Станція управління	Электон-04-250(400)-12	6
8.Трансформатор струму	ТТ-250 / 5	6
9.Контактор	КЕМ-250	6
10.Трансформатор підвищує	ТМП-100/1170	6
11.Погружной електродвигун	ПЕД32-117ЛВ5	6
12.Кабель в земле	ПВШв ,	6
13.Кабель силовой	КПБП,	6
14.Шины		2
15.ВЛЭП	АС-16,	1
16.Конденсаторная установка	КС2-0 ,38-36	2
17.Электроцентробежный насос	ЭЦН5-80-850	6

3 ОХРАНА ТРУДА И ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ЗАЩИТА
3.1 Техника безопасности при монтаже электрооборудования и электросетей.
Для виробництва монтажних робіт в діючих або перебувають під напругою електроустановках майстер повинен оформити доступ, до роботи отримавши від експлуатуючої організації відповідне вбрання і сумісності з особою, допущеним до роботи перевірити наявність умов, що забезпечують безпечне ведення робіт, в місцях, де є або може з'явитися високе напруженість, від експлуатаційного персоналу повинен бути призначений спостерігає.
При монтажі наземного устаткування (станцій управління і трансформаторів) використовують крани. Выполнять работы по монтажу электрооборудования и электросетей с крана можно только тогда, когда краном не поднимают и не перемещают грузы. Монтаж с крана допустим лишь при наличии ограждений крановых троллеев и других открытых токоведущих деталей крана, находящихся под напряжением. До роботи з монтажним пістолетом допускається тільки спеціально навчений персонал.
Всі вживані для підйому важких деталей піднімальні пристрої, а також троси повинні періодично проходити огляди і випробування для перевірки їх придатності і мати відповідний паспорт. При необходимости устраивают сплошные настилы со сплошными ограждениями, исключающие падения предметов с высоты. крім загальних заходів, що забезпечують безпеку персоналу при виробництві робіт, дотримуються наступних правил безпеки: не залишають на вазі підняті конструкції або обладнання; не виробляють переміщення підйом і установку щитів, блоків, магнітних станцій без прийняття заходів, що попереджають їх перекидання не кріплять стропи, троси ін канати за ізолятори, контактні деталі або отвори лапах; уважно стежать за сигналами.
При работе применяют электрифицированный инструмент на напряжение 220/127 В при условии надёжного заземления корпуса электроинструмент и применение резиновых перчаток и диэлектрических галош. У приміщеннях особливо небезпечно і з підвищеною небезпека, а також поза приміщеннями працювати з електроінструментом напругою з понад 36 В не можна, якщо він не має подвійний ізоляції або не включений в мережу через розділовий трансформатор, або не має захисного відключення.
При монтажі обладнання та апаратури понижуючих станцій або розподільних пристроїв слід спочатку перевірити справність монтажних пристосувань, цілісність тросів, канатів та їх відповідність масі переміщуваних вантажів.
Безпека виконання забезпечується також організаційними заходами. К ним относится оформления работы нарядов, оформления допуска к работе, надзор во время работы и т.п.
3.2 Техника безопасности при эксплуатации электрооборудования и электросетей
До обслуговування електрообладнання на нафтопромислі допускаються особи не молодше 18 років, не мають медичних протипоказань, що заважають виконанню робіт, що отримали вступний і первинний інструктажі на робочому місці, виробниче навчання, перевірку знань електробезпеки в нафтовидобувній промисловості.
Электромонтер должен знать схему электроснабжения объектов нефтедобычи, зрительно представлять прохождение
ЛЭП 6-10 кВ на местности, направление трасс, местный ландшафт, расположение разъединителей на ЛЭП и так далее.
Електромонтер повинен мати навички прийомів технічних методів обслуговування електроустановок. Він повинен бути забезпечений усіма засобами індивідуального захисту та спецодягом. Инструменты и средства защиты должны быть испытаны, исправны и использоваться по назначению
При експлуатації діючих електроустановок застосовують різні Електрозахисні засоби та запобіжні пристосування.
Ручне включення і відключення устаткування напругою понад 1000 В необхідно виконувати в діелектричних рукавичках, Колоша або на килимку. Відключення виконують з видимим розривів електричного кола, для чого відключають роз'єднувачі, знімають плавкі вставки запобіжників, від'єднують приводу мережі. Після вивішування плаката перевіряють відсутність напруги на відключеному ділянці мережі. В оперативному журналі роблять запис про відключення. Включення проводять тільки після оцінки в журналі про закінчення робіт із зазначенням відповідальної особи.
Безпека виконання забезпечується також організаційними заходами. К ним относится оформления работы нарядов, оформления допуска к работе, надзор во время работы и т.п.
Наряд є письмовий дозвіл на роботу в електроустановках, що визначає місце, час, початок і закінчення робіт; умови безпечного його проведення, склад бригади і осіб, відповідальних за безпеку. Без наряда по устному или письменному распоряжению, но с обязательной записью в журнале могут выполняться такие работы, как уборка помещений до ограждения электрооборудования, чистка кожухов, доливка масла в подшипники, уход за коллекторами, контактными кольцами, щётками, замена пробочных предохранителей. При работе в электроустановках напряжением до 1000В без снятия напряжения необходимо:
- Захистити розташовані поблизу робочого місця інші струмовідні частини, що знаходяться під напругою, до яких можливо випадковий дотик;
- Працювати в діелектричних калошах або стоячи на ізолюючої підставці, або на діелектричному килимі;
- Застосовувати інструмент з ізолюючими рукоятками (у викруток, крім того, повинен бути ізольований стрижень), за відсутності такого інструменту користуватися діелектричними рукавичками. При виконанні робіт без зняття напруги на струмовідних частинах за допомогою ізолювальних засобів захисту необхідно:
- Тримати ізолювальні частини засобів захисту за рукоятки до обмежувального кільця;
- Розташовувати ізолюючі частини засобів захисту так, щоб не виникла небезпека перекриття по поверхні ізоляції між струмоведучими дріботячи двох фаз чи замикання на землю;