Автор: Пользователь скрыл имя, 06 Марта 2013 в 17:34, дипломная работа
Основной целью дипломного проекта является замена нерегулируемого электропривода магистрального насоса частотно - регулируемым. Указанная цель определила следующие задачи:
- провести исследование режимов работы электропривода, центробежного насоса и эксплуатационного участка магистрального нефтепродуктопровода «Уфа – Западное направление» (МНПП «УЗН»);
- создать математическую модель автоматизированного электропривода, провести исследование и анализ переходных процессов частотно – регулируемого электропривода (ЧРЭП) в системе с синхронным электродвигателем (СД).
Обозначения и сокращения 7
Введение 9
1 Описание технологического процесса 12
1.1 Состав сооружений магистральных нефтепроводов 12
1.2 Регулирование режимов работы нефтепродуктопровода 13
1.3 Анализ технологических режимов работы магистрального
нефтепродуктопровода «Уфа – Западное направление» 17
3 Электропривод магистральных насосных агрегатов 38
3.1 Регулирование скорости вращения синхронных электродвигателей 38
3.2 Регулирование тока возбуждения СД 39
3.2.1 Показатели работы СД 39
3.2.2 Тиристорный возбудитель серии ВТЕ-315-11 40
3.3 Возможность работы СТД – 1600 в составе частотно-регулируемого электропривода 42
4 Математическая модель синхронного электропривода 50
4.1 Уравнения синхронной машины в осях dq 53
5 Анализ электромагнитной совместимости преобразователя частоты AV-EK6 и питающей сети 62
6 Патентные исследования и обзор публикаций 69
6.1 Патентная проработка 69
6.1.1 Результаты патентного поиска 69
6.1.2 Анализ результатов патентного поиска 71
6.2 Обзор публикаций 73
7 Экономическая эффективность от внедрения частотно-регулируемого электропривода на НПС «Черкассы» 77
7.1 Характеристика предприятия ОАО «Уралтранснефтепродукт» 77
7.2 Оценка экономической эффективности от внедрения преобразователей частоты 78
7.2.1 Методика расчета экономической эффективности 79
7.2.2 Расчет экономической эффективности проекта 83
8 Безопасность и экологичность проекта 92
8.1 Характеристика производственной среды и анализ опасностей и производственных вредностей 92
8.2 Мероприятия по обеспечению безопасных и безвредных условий труда 97
8.2.1 Мероприятия по технике безопасности 97
8.2.2 Мероприятия по промышленной санитарии 99
8.2.3 Пожарная безопасность 100
8.2.4 Экологичность проекта 102
8.3 Расчет освещенности в зале электродвигателей 102
Заключение 105
Список использованных источников 106
Приложение А. Продольный профиль трассы 1 110
Приложение Б. Продольный профиль трассы 2 111
Приложение В. Система уравнений синхронной машины составленная из блоков Simulink и Cинхронная машина и механическая система 112
Приложение Г. Преобразование ABC→dq и «Электрическая» модель синхронной машины 113
Приложение Д. Модель ШИМ инвертора и Общая схема электропривода 114
Приложение Е. Динамические характеристики электропривода 115
Приложение Ж. Регулировочные характеристики электропривода 117
Приложение З. Механические характеристики СД и насоса 119
Введение
Известно, что в процессе
перекачки нефтепродуктов изменяются
режимы работы магистральных
- переменная загрузка НПП, вызванная различной закономерностью работы нефтеперерабатывающих заводов, НПП и потребителей (нефтебаз и наливных пунктов)
- изменение реологических параметров нефтепродуктов, вследствие сезонного изменения температуры, а также при последовательной перекачке (при смене нефтепродуктов)
- технологические факторы (изменение параметров насоса, их включение и отключение, наличие запасов нефтепродуктов или свободных емкостей и т.д.)
- аварийные или ремонтные ситуации, вызванные повреждениями на линейной части, отказами оборудования ПС
- засорение трубопровода и образование в нем воздушных мешков[1].
Отечественная и зарубежная
практика эксплуатации НПП показала,
что в условиях постоянно изменяющегося
режима работы трубопроводных систем
целесообразно применять
Путем регулирования числа оборотов рабочего колеса нагнетателя удается плавно менять его гидравлические и энергетические характеристики, подстраивая работу насоса к изменяющимся нагрузкам. Этим обеспечивается, прежде всего, экономия энергии, затрачиваемой на перекачку нефтепродуктов.
Двигатели переменного тока
позволяют осуществлять регулирование
числа оборотов путем изменения
частоты питающего тока (с промышленной
частоты 50 Гц до большего или меньшего
значения в зависимости от того,
требуется увеличить число
Первые попытки внедрения частотно-регулируемого электропривода на нефтеперекачивающие станции были предприняты более 20 лет назад. В течение всего этого времени закладывались научные и методические основы, разрабатывались технические и программные средства управления электроприводом, совершенствовались технологические процессы и оборудование, менялась элементная база силовых электронных элементов. Если в начале своего пути схемы тиристорных преобразователей частоты не были доведены до такой стадии, когда их можно было бы экономично и надежно применять в нефтепроводном транспорте и преобразователи частоты строились на основе тиристорных устройств, то сейчас повсеместно используются транзисторные силовые ключи (IGBT технология).
Для многих современных регулируемых электроприводов основным требованием является высокая точность и плавность регулирования скорости при условии обеспечения требуемого запаса устойчивости и хорошего качества переходных процессов. Эффективное глубокое регулирование частоты вращения синхронного двигателя возможно только при наличии источника с регулируемой частотой.
В настоящее время частотно-
Главным образом задача выбора регулируемого электропривода сводится к поиску системы, которая наиболее целесообразным с экономической точки зрения способом обеспечивает требуемый диапазон, быстродействие и точность регулирования.
Основной целью дипломного проекта является замена нерегулируемого электропривода магистрального насоса частотно - регулируемым. Указанная цель определила следующие задачи:
- провести исследование режимов работы электропривода, центробежного насоса и эксплуатационного участка магистрального нефтепродуктопровода «Уфа – Западное направление» (МНПП «УЗН»);
- создать математическую модель автоматизированного электропривода, провести исследование и анализ переходных процессов частотно – регулируемого электропривода (ЧРЭП) в системе с синхронным электродвигателем (СД).
В качестве объекта для
возможной установки