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
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 |
(Р + 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 |
|
-о |
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