Файл: Азимов, Б. А. Совершенствование методов проектирования и эксплуатации нефтепромысловых электроустановок.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 02.11.2024

Просмотров: 37

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

где Э„ — экономический эффект

от работы

электродвигате­

ля при напряжении и\

 

при работе элек­

С„ — стоимость продукции, получаемой

тродвигателя в единицу

времени

при

напряже­

нии и;

 

 

 

3„ — затраты, связанные с работой электродвигателя в

единицу времени при напряжении и.

напряже­

При работе электродвигателя с номинальным

нием ин

 

 

(19)

3«н= С„н — 3„н.

 

Разность выражений (18) и (19) характеризует размер ущерба или выгоды (при отрицательном значении) от рабо­ ты электродвигателя при напряжении, отличном от номи­ нального, т. е.

У — С„ — Зц — Син + Зиш-

(20)

Обозначим изменение числа оборотов, потерь активной и реактивной мощности при работе электродвигателя с напря­ жением, отличным от номинального на Аи, через Ап, АР и AQ. С учетом этого получим

УДц = ^(аДл + бДЯ+ bAQ),

(21)

где а, б, в — коэффициенты, выражающие единичную стои­ мость каждой составляющей экономического эффекта.

В выражении (2), помимо стоимости разности активных по­ терь в электродвигателе АР, учитывается также, согласно [3], стоимость дополнительно установленной мощности на электро­ станциях, идущей на покрытие дополнительных потерь в элект­ родвигателе при его работе с напряжением, отличным от но­ минального. Эта величина составляет ПО руб/кВт.

Затраты, связанные с изменением потребляемой реактив­ ной мощности, определяются стоимостью статических кон­ денсаторов, которые необходимо установить для компенса­ ции изменения реактивной мощности, потребляемой электро­ двигателем при его работе с напряжением, отличным от но­ минального. Эти затраты вычислим, используя выражение

О __ о П I

Ь у к ( Р ж + Р а )

 

/О о\

° у к — '“’ у э ' у к "1

Z,

;

 

 

 

*В

 

 

 

где Зуэ= 0,01 руб/кВт-ч— стоимость

1 кВт-ч

(плановая

или

 

по действующему

тарифу);

мощ­

Рук — удельный

расход

активной

 

ности на компенсацию, кВт/кВАр;

kyK— удельные

капитальные затраты

 

на компенсацию,

руб/кВАр;

 

22


 

/?н = 0,15— нормативный

коэффициент

эф­

 

 

фективности

капитальных

вло­

 

 

жений;

 

амортизационных

 

ра — 0,1 — коэффициент

 

 

отчислений;

 

часов

ком­

 

Тв— 8000г— количество

рабочих

 

 

пенсирующего устройства за год.

Согласно выражению (22),

после

соответствующих

рас­

четов получаем:

 

 

высоковольтных установок;

Зукв =0,00015 руб/кВАр-ч^г-для

Зуки =0,00027 руб/кВАр-ч— для

низковольтных установок.

Для определения каждой составляющей экономического

эффекта

в выражении (21)

необходимо выяснить, как

изме­

няются

основные параметры

электродвигателей

(скорость,

к.п.д., co'scp), работающих

с

напряжением, отличающимся

от номинального.

 

 

 

 

 

 

 

При построении экономических характеристик нефтепро­

мысловых электроприводов

была

принята

в качестве

допу­

щения прямая зависимость между числом оборотов электро­ двигателя и производительностью исполнительного механиз­ ма. Такое допущение можно считать приемлемым для комп­ рессорных и насосных установок. Для электроприводов глу­ биннонасосных установок эта зависимость имеет более слож­ ный характер. Выявление ее позволит в дальнейшем уточ­ нить приведенные здесь экономические характеристики.

Основные составляющие экономического эффекта в окон­

чательном виде можно представить следующим

образом:

а) недоотпуск продукции,

руб.

 

У ^ а Л е ^ Л з

М ^ - - - ! - ) ;

(23)

б) ущерб или выгода от изменения потерь мощности в электродвигателе при его работе с напряжением, отличным от номинального, руб.

У 2 = бД Я :

>о „ - 0,01/>„

As

/;

S + 1

(*и2 - 1 ) +

 

 

/;

Ае

М&а

1

Б2М&3У

+

N

/N*+7

+

« + 1 /н

N + 1

 

__ J___

Б2Мk„d

 

 

у > + 1

сР + 1

 

(24)

5—1438

23


в) ущерб или выгода от изменения потребления реактив­ ной мощности в электродвигателе при его работе с напряже­ нием, отличным от номинального, руб.

: В V 3 L \ ,

V

Л) + Б

Г ш з

БаМй3Х X

 

 

 

I/ N |/ к 2

\т2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

(N2+1)^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

__ 1___

B2MA;8rf

X

 

 

 

 

V йг + 1

+ 1

 

 

 

X

 

Ба<Я

 

(25)

 

 

 

К + О ’I

 

 

 

 

 

 

 

В формулах

(2-3) — (25)

приняты следующие

обозначе­

ния:

 

 

 

 

 

 

Р н— номинальная мощность, кВт\

 

 

пс-- синхронное число оборотов, об/мин;

 

 

s„ — номинальное скольжение;

по отношению к

в„— кратность максимального момента

Р0

номинальному при номинальном напряжении;

мощность холостого хода, кВт;

 

 

Tj,

номинальный к. гид.;

 

 

Он— номинальное напряжение,

кВ,

 

 

 

/„ — поминальный ток, А;

 

 

при номинальном на­

/ди— ток холостого хода двигателя

пряжении, А;

 

 

 

 

 

k3— коэффициент загрузки;

 

 

 

по отношению к но­

Ан— кратность рабочего напряжения

минальному;

рабочем

напряжении,

Л;

/в —ток холостого хода при

е — отношение номинальных

потерь

мощности в

стато­

ре и роторе,

 

 

 

 

 

„ __ (1 — г|н) U ---Sh ) ----

(1

Т

Sh^B .

( ‘^6)

(1 + ?а) • Sht|h

 

 

 

p — коэффициент, зависящий от

соотношения номинальных

параметров двигателя;

 

 

 

 

 

24


_____ Р0Т|Н_____

(27)

( 1 -- "Г]н) Р я --- ■'Ih^O

Ниже приводятся буквенные обозначения, использован­ ные для сокращения записей выражений (23) — (25):

_ Ян(1 -- ^н) . (1-Г?2Нн ’

ъ = ‘- У ' - Т Г - &

м = вн + V Вн 1 ;

К = - " - + | /

^ - 1 .

лз

г

*3

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

На основе общего выражения (21), определяющего результирующий ущерб или выгоду от работы привода при

напряжении, отличном от номинального, с учетом

фор­

мул (23)—(25)

были построены экономические характерис­

тики основных

нефтепромысловых электроустановок

(рис.

4, 5, 6).

 

 

Чтобы получить более наглядное представление о разме­ рах ущерба или выгоды при эксплуатации электродвигателя каждой нефтепромысловой технологической группы при том или ином отклонении рабочего напряжения от номинального, целесообразно в зависимости У = 1(Аи, Р и ) исключить влия­ ние величины установленной мощности двигателя. Это мож­ но сделать, поделив абсолютную величину ущерба или вы­

годы от эксплуатации

двигателя при напряжении, отличном

от номинального, на

величину, равную произведению но­

минальной мощности двигателя и его коэффициента загруз­ ки, т. е.

Уу

У

(33)

 

^3Р н

5*

25

Рис. 4. Экономические ха­ рактеристики для двигате­ ля типа А-61-4 мощностью

10 кВт, используемого для привода станка-качалки Рис. 6. Экономические ха­

рактеристики для двигатетеля типа АМ6-138 мощ­ ностью 300 кВт, используе­ мого для привода центро­ бежного насоса

Рис. 5. Экономические характеристики для двигателя типа ДАТСО 147-8 мощностью 200 кВт, используемого для привода комп­ рессора

На рис. 7, 8, 9, 10 представлены удельные экономические характеристики, построенные для электродвигателей различ­ ных нефтепромысловых установок.

Удельные экономические характеристики электродвигате­ лей некоторых нефтепромысловых установок могут быть ап­ проксимированы с достаточной для практики точностью эм­ пирическими формулами типа

Уу = а,Д м + а2Лм2,

(34)

где Gi и й2 — коэффициенты удельного экономического ущер­ ба, руб/кВт.

26


кВтPud.' 10

Рис.

7. Удельные экономические

характеристики

Оля двигателя станка-качалки при

его работе с

различными значениями кЛ

Рис. 9. Удельные экономические характеристики

Рис. 10. Удельные экономические характеристики

для электродвигателя насосной установки по за­

для электродвигателя насосной установки по пе­

качке воды в пласт при его работе с различны­

рекачке нефти при его работе с различными зна­

ми значениями ka

чениями k3

В табл. 4 приведены значения коэффициентов удельного

ущерба cti и « 2 для электродвигателей

станков-качалок при

различных значениях къ.

 

получены

методом

наи­

Коэффициенты

аппроксимации

меньших квадратов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц м 4

Коэф­

 

 

Коэффициент загрузки k3

 

 

фици­

Единица

 

 

 

 

 

 

 

ент

 

 

 

 

 

 

 

удель­

измерения

0,5

0,6

0,7

(),(!

0,9

 

1(,0

ного

 

ущер­

 

 

 

 

 

 

 

 

ба

 

 

 

 

 

 

 

 

й,

10- 2 руб/кВт

-4,69 -2,16 —2,68 -026 —8,90

ЮН 4

<*s

10 2 руб/кВт

2177

6,68

4.7Ц

6,112

7,82

Экономические

характеристики узлов

нагрузок и

их

ис­

пользование при проектировании электроснабжения нефтяных промыслов. При разработке проектов электроснабжения, а также при решении ряда эксплуатационных задач наряду с экономическими характеристиками отдельных электроприем­ ников необходимо иметь экономические характеристики уз­ лов нагрузки.

Под экономической характеристикой узла нагрузки пони­ мают зависимость, которая характеризует ущерб или выго­ ду от работы группы электроприемников с объединяющей их распределительной сетью данного участка системы электро­ снабжения при напряжении, отличном от номинального.

Из вышеизложенного ясно, что каждый узел нагрузки имеет свою экономическую характеристику. Построение та­ кой характеристики даже для одного узла связано с гро­ моздкими подсчетами.

Предусмотреть заранее всевозможные варианты сочета­ ний электроприемников и распределительных сетей, которые могут встретиться на практике, и построить для них экономи­ ческие характеристики практически невозможно. В процессе проектирования к моменту, когда появляется необходимость в экономических характеристиках конкретных узлов нагруз­ ки, некоторые параметры, в частности, параметры распреде­ лительной сети, необходимые для построения точных эконо­ мических характеристик, отсутствуют, а методика определе­ ния этих параметров предполагает наличие таких характери­ стик. Выходом из создавшегося положения является, на наш

29