2. Общая часть

   1. Выбор мощности и типа электродвигателей

Мощность двигателя рассчитывается по следующей формуле:

,кВт

кВт

Для привода технологических механизмов средней и большой мощности в нефтяной и газовой промышленности широко используются синхронные двигатели. Они позволяют регулировать режим двигателя по реактивной мощности. Работа синхронного двигателя в режиме перевозбуждения обеспечивает генерирование реактивной мощности в сеть и, как следствие, повышение коэффициента мощности.

Для привода насоса выбираем синхронные двигатели типа СТД – 5000 – РУХЛ4.

Тип возбудителя ТЕ8 – 320/150 Т – 5У4. Устройство бесчётотное БВУ – 2ФУ4.

2. Расчет электрических нагрузок и выбор трансформаторов

Проектируемый объект относится к первой категории надежности электроснабжения и имеет два независимых источника питания. Электроснабжение НПС осуществляется по двум одноцепным взаиморезервируемым ВЛ 35 кВ от разных секций шин головной подстанции. Питание высоковольтных двигателей осуществляется также от двух взаиморезервируемых секций шин КРУ 10 кВ.

Расчет электрических нагрузок электродвигателей М1 и М2 выполним по методике института Гипротюменьнефтегаз.

Расчетная мощность (Р_р) высоковольтных двигателей определяется следующим образом:

, при С0,75 М (2.1.)

при С0,75 М (2.2.)

Так данные о насосных установках отсутствуют, то принимаем коэффициент включения двигателей К_в= 0,84 и коэффициент загрузки двигателей К_з= 0,8.

Для данной НПС:

.

; 0,75 М = 9344,25 МВт  С.

Следовательно, расчетная нагрузка высоковольтных двигателей равна:

Реактивная мощность высоковольтных электродвигателей НПС равна:

квар

Коэффициент мощности синхронных двигателей принят cos  = 0,9 (опережающий) из расчёта компенсации реактивной мощности до рекомендуемого значения.

Полная мощность:

Учитывая, что потребитель НПС относится к Iкатегории надежности, принимаем к установке два трансформатора. Для двухтрансформаторной подстанции номинальная мощность трансформатора определяется из условия 100% покрытия всей нагрузки:

(2.3.)

По справочнику [2] выбираем трансформаторы ТДНС – 16000/35.

Параметры трансформаторов:

номинальная мощность S_ном, МВА 16

номинальное напряжение обмотки ВН, кВ 36,75

номинальное напряжение обмотки НН, кВ 10

потери холостого хода P₀, кВт 17

потери короткого замыкания P_к, кВт 85

напряжение короткого замыкания U_к,_,% 10

ток холостого хода i₀,_,% 0,7

Вычислим полная мощность на одном двигателе:

кВт

Коэффициент загрузки трансформаторов в номинальном режиме при питании одного двигателя:

Коэффициент загрузки трансформаторов в номинальном режиме при питании двух двигателей:

Коэффициент загрузки трансформаторов в аварийном режиме при питании трех двигателей:

3. Расчет токов короткого замыкания в именованных единицах

Ток короткого замыкания в точке К – 1:

кА

кА

Ток короткого замыкания в точке К – 2:

кА

Ударный ток КЗ от системы в точке K – 2:

кА

В режиме КЗ двигатель переходит в генераторный режим, а значит можно воспользоваться методикой расчёта токов КЗ по расчётным кривым.

Примем за базовую мощность суммарную мощность всех двигателей:

кВт

Расчётное сопротивление одного турбогенератора, приведенное к базисной мощности (так, как неизвестно примем его равным 0,2):

Эквивалентное сопротивление схемы замещения до точки K – 2:

Определим расчетное сопротивление до точки К – 2:

По расчётным кривым при расчётном сопротивлении = 0,2 и заданном моменте времениt = 0 находим кратность тока КЗI_* = 5.

Периодическая составляющая тока КЗ в начальный момент времени:

Суммарный номинальный ток источников питания I_ном.определяется из выражения:

А

Отсюда

Ударный ток КЗ

кА

Найдем суммарные токи КЗ в точке К – 2:

кА

Ударный ток КЗ:

кА