Введение
1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СХЕМ И КОНСТРУКЦИЙ
1.1 Краткая характеристика скважин
1.2 Состав и комплектность установки электропривода
центробежного насоса.
РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Определение параметров погружного насоса
2.2. Выбор двигателя
4.2 Расчет параметров схемы замещения
4.3 Выбор трансформатора для питания погружного насоса.
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение
5.1 Оценка потенциала и перспективности реализации проекта с
позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения
5.2 Планирование работ по реализации технического проекта
5.3 Составление сметы технического проекта
6. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ
6.1 Производственная санитария
6.3 Анализ выявленных опасных факторов проектируемой
произведенной среды
6.4 Пожарная безопасность.
6.5 Охрана окружающей среды
6.6 Защита при ЧС
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложения
Объектом исследования является асинхронный электропривод
погружного насоса.
Цель работы – спроектировать регулируемый электропривод
переменного тока для погружного центробежного насоса.
В процессе работы был произведѐн расчѐт и выбор
электрооборудования для привода.
Для управления электроприводом принята система управления
асинхронным двигателем со скалярным принципом управления.
Проведены исследования в области статики и динамики системы с
помощью численного моделирования на ЭВМ.
Предприняты меры по обеспечению безопасности при работе с
объектом управления.
Определена стоимость пусконаладочных работ, также выполнен расчет
экономии электроэнергии.
Выпускная квалификационная работа выполнена в текстовом
редакторе Microsoft Office Word 2007 на листах белой бумаги формата А4 с
помощью программных сред Matlab 7.0.
Введение
Разработка бесштанговых насосов в нашей стране началась еще до
революции. Когда А.С. Артюнов вместе с В.К. Домовым разработали
скважинный агрегат, в котором центробежный насос приводился в действие
погружным электродвигателем. Советские инженеры, начиная с 20-х годов,
предлагали разработку поршневых насосов с поршневым пневматическим
двигателем. Одним из первых такие насосы разработал М.И. Марцишевский.
Разработка скважинного насоса с пневмодвигателем была продолжена
в Азинмаше В.И. Документовым. скважинные центробежные насосы с
электроприводом разрабатывались в предвоенный период А.А.Богдановым,
А.В. Крыловым, Л.И. Штурман. Промышленные образцы центробежных
насосов с электроприводом были разработаны в особом конструкторском
бюро по бесштанговым насосам. Эта организация ведет все работы по
скважинным бесштанговым насосам, в том числе и по винтовым,
диафрагменным и др.
Нефтегазодобывающая промышленность с открытием новых
месторождений нуждалась в насосах для отбора из скважины большого
количества жидкости. Естественно, что наиболее рационален лопастной
насос, приспособленный для больших подач. Из лопастных насосов
получили распространение насосы с рабочими колесами центробежного
типа, поскольку они давали большой напор при заданных подачах жидкости
и габаритах насоса. Широкое применение скважинных центробежных
насосов с электроприводом обусловлено многими факторами. При больших
отборах жидкости из скважины установки ЭЦН наиболее экономичные и
наименее трудоемки при обслуживании, по сравнению с компрессорной
добычей и подъемом жидкости насосами других типов. При больших
подачах энергетические затраты на установку относительно невелики.
Обслуживание установок ЭЦН просто, так как на поверхности размещаются
только станция управления и трансформатор, не требующие постоянного
ухода.7
Монтаж оборудования ЭЦН прост, так как станция управления и
трансформатор не нуждаются в устройстве фундаментов. Эти два узла
установки ЭЦН размещают обычно в легкой будке.
Скважинные насосы
По принципу перекачивания жидкости скважинные насосы относятся к
группе многоступенчатых вертикальных насосов.
Установка скважинных насосов в трубчатых колодцах и буровых
скважинах предопределяет особенности их конструкции. Эти насосы
должны иметь минимальные поперечные размеры, а их внешняя форма
должна соответствовать форме круглых обсадных труб, внутри которых их
устанавливают. Скважинные насосы изготовляют двух типов: насосы с
трансмиссионным валом и погружные насосы.
Погружной насос представляет собой агрегат, состоящий из
центробежного многоступенчатого насоса и погружного электродвигателя с
жестким соединением их валов. Таким образом, отпадает необходимость в
длинном трансмиссионном вале.
Насосный агрегат подвешивают в скважине на колонне
водоподъемных труб и опускают в воду на такую глубину, чтобы верхний
фланец клапанной коробки находился ниже динамического уровня в
скважине не менее чем на 1,5 м. Днище электродвигателя должно находиться
выше фильтра скважины не менее чем на 1 м.
Для забора воды из артезианских скважин в Советском Союзе
применяют погружные насосы восьми типов: ЭЦВ, АПТ, АП, АПВ, АПВМ,
АЭНП, ЭНП, ГНОМ. В настоящее время насосы АТП, АП, АПВ, АПВМ,
ЭНП снимаются с производства и заменяются насосами ЭЦВ.
Погружные электронасосы для воды ЭЦВ выпускаются в соответствии
с ГОСТ 10428—79, который предусматривает их изготовление свыше 100
типоразмеров для скважин диаметром 100—500 мм, с подачей воды 0,63—
1200 м3/ч, напором 12—1680 м, с общей минерализацией не более 1500 мг/л
(сухой остаток), рН = 6,5-^9,5 , с температурой до 25° Сие содержанием8
хлоридов ие более 350 мг/л, сульфидов не более 500 мг/л, сероводорода не
более 1,5 мг/л.
В работе выполнено:
1. Выбор погружного центробежного насоса;
2. Также произведен выбор и расчет параметров погружного
электродвигателя.
3. С помощью программы Matlab 7.0. исследована математическая
модель погружного асинхронного электродвигателя во вращающейся
системе координат, так и в неподвижной. При создании модели
двигателя производились следующие общепринятые допущения:
автономный инвертор напряжения является идеальным и
представляется апериодическим звеном, то есть напряжение на его
выходе строго синусоидальной формы; магнитная система двигателя
не насыщена; потери в стали не учитываются; рассматривается
трехфазный симметричный режим работы.
4. Исходя, из мощности электродвигателя и технических требований
был выбран преобразователь частоты фирмы Электон.
5. В программе Matlab 7.0. была смоделирована работа асинхронного
погружного электродвигателя с векторным управлением.
6. Проанализировав графики переходных процессов можно сделать
вывод, что спроектированный асинхронный электропривод
погружного насоса удовлетворяет техническим требованиям.
7. Также был выполнен расчет кабельной линии и выбор
трансформатора для питания погружного насоса.
1. Антонова З.Г. – Практикум в бизнеспланировании. Учебное пособие.
Томск: Изд. ТПУ, 1999. – 124 с.
2. Ланграф С. В. – реферат по специальности 05.09.03
«Электротехнические комплексы и системы» на тему «Системы управления
асинхронным электроприводом переменного тока».
3. Гарганеев А.Г., Каракулов А. С., Ланграф С. В., Нечаев М. А. Опыт
разработки преобразователя частоты для асинхронного электропривода
общепромышленного применения//Электротехника.2005№9.с.23-26
4. Булгаков А.А.– Частотное управление асинхронными
электродвигателями.– М., «Наука», 1966 г., 298с.
5. Башарин А. В., Новиков В. А., Соколовский Г. Г. - Управление
электроприводами: Учебное пособие для вузов. – Л.: Энергоиздат, 1982 г.,
392 стр.
6. Бочарников В. Ф; Погружные скважинные центробежные насосы с электроприводом: Учебное .пособие. — Тюмень; Издательство «Вектор Бук», 2003.-
336 с.
7. Шрейнер Р. Т., Дмитренко Ю. А. - Оптимальное частотное управление
асинхронными электроприводами. – Кишинѐв, «Штиинца», 1982 г., 328 стр..
8. Чернышев А.Ю., Чернышев И.А. – Расчѐт характеристик
электроприводов переменного тока. Ч1.Асинхронный двигатель.: Учебное
пособие. – Томск: Изд-во ТПУ ,2005 – 136с.
9. Сарбатов Р. С., Сандлер А. С. – Автоматическое частотное управление
асинхронными двигателями. – М., «Энергия», 1974 г.
10. Ланграф С.В. – Асинхронный электропривод, методическое пособие,
Томск, 2003 г.
11. Герман-Галкин С.Г.«Компьютерное моделирование полупроводниковых
систем в MATLAB 6.0», Учебное пособие.– Спб.: КОРОНА принт, 2001
12. Ключев В. И. Теория электропривода: Учеб. Для вузов. – 2-е изд.
перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 704 с.: ил.59