The key provisions of a project to electrify the electrical equipment repair process for oil production units are discussed. The proposed solutions ensure a reliable and safe power supply for the repair process
project, electrification, repair, electrical equipment
Ремонтное производство включает в себя испытательные стенды, грузоподъемные механизмы, системы вентиляции и освещения, которые требуют качественного и бесперебойного электроснабжения. Для решения данной проблемы предлагается рассмотрение основных положений по проекту электрификации производства, обеспечивающему надежное и безопасное электроснабжение всех потребителей.
Расчет системы вентиляции ремонтного цеха. Вентиляционные установки применяют для поддержания в допустимых пределах температуры, влажности и чистоты воздуха в производственных помещениях. Ремонтный цех по обслуживанию электрооборудования установок добычи нефти относится к производству с выделением вредных веществ, поэтому необходимо обеспечить эффективный воздухообмен.
Исходные данные для расчета представлены в табл. 1.
Таблица 1
Исходные данные для расчета вентиляции
|
Вид производственного помещения |
Характеристика |
|
Выделение загрязненного воздуха, м³/ч |
1836,54 |
|
Расчетная температура наружного воздуха, °С |
–25 |
|
Расчетная температура внутри помещения, °С |
+22 |
Требуемое количество воздуха, удаляемого вентилятором, составило L = 2150∙L = 2150 м³/ч. По производительности и напору выбран вентилятор VR 86-77. Характеристики вентиляционной установки приведены в табл. 2.
Таблица 2
Характеристика вентиляционной установки
|
Марка вентилятора |
VR 86-77 |
|
Производительность Q, м³/ч |
2150 |
|
Мощность вентилятора Р, кВт |
0,55 |
|
Частота вращения ротора, об/мин |
3000 |
Для привода вентилятора выбран асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором АИР56В4 переменного тока 50 Гц, 380/220 В. Номинальный ток двигателя составил Iн = 1,31∙Iн = 1,31 А, пусковой ток – Iп = 6,55∙Iп = 6,55 А. Выбран автоматический выключатель ВА47-63 с номинальным током расцепителя 8 А и кабель ВВГнг-LS 4×1,5 мм².
Экспериментальные исследования режимов работы оборудования. Проведены экспериментальные исследования режимов работы испытательного стенда для проверки электрооборудования установок добычи нефти. В табл. 3 приведены параметры работы стенда при различных нагрузках.
Таблица 3
Результаты экспериментального исследования
|
Режим работы |
Напряжение, В |
Ток, А |
Мощность, кВт |
|
Холостой ход |
380 |
8,2 |
3,1 |
|
Номинальная нагрузка |
380 |
22,5 |
8,5 |
|
Пиковая нагрузка |
380 |
34,8 |
13,2 |
По данным из табл. 3 установлено, что максимальная потребляемая мощность испытательного стенда составляет 13,2 кВт, что необходимо учитывать при выборе питающих кабелей и защитной аппаратуры.
Светотехнический расчет. Для обеспечения качественного освещения ремонтного производства выполнен светотехнический расчет [5]. В качестве источника света выбраны светодиодные светильники. Нормированная освещенность для основных помещений принята 200 лк.
Расчетная высота подвеса светильников составила hр = 3,3∙hр =3,3 м. Для ремонтного цеха площадью 36 м² количество светильников принято N = 4∙N = 4 шт.
Потребный световой поток лампы определен методом коэффициента использования и составил 5034 лм. Выбран светодиодный светильник ДВО 1041 мощностью 60 Вт со световым потоком 8400 лм.
Результаты расчета для основных помещений приведены в табл. 4.
Таблица 4
Результаты расчета освещения
|
Наименование помещения |
Тип светильника |
Мощность, Вт |
Кол-во, шт. |
|
Ремонтный цех |
ДВО 1041 |
60 |
4 |
|
Комната отдыха |
ДВО 1041 |
60 |
4 |
|
Склад запчастей |
ДСП 7021 |
60 |
1 |
|
Коридор |
ДСП 7021 |
100 |
2 |
Расчетный ток для группы освещения составил Iрасч = 1,15∙Iрасч = 1,15 А. Выбран кабель ВВГнг-LS 3×1,5 мм² с длительно допустимым током 19 А.
Расчет контура заземления. Для обеспечения безопасности персонала от поражения электрическим током выполнен расчет защитного заземления. Заземляющее устройство выполнено из вертикальных стержневых электродов длиной 3 м, диаметром 20 мм, соединенных горизонтальной стальной полосой сечением 4×40 мм. Удельное сопротивление грунта (суглинок) принято 100 Ом·м.
В табл. 5 приведены результаты расчета.
Таблица 5
Результаты расчета заземления
|
Параметр |
Значение |
|
Сопротивление одиночного вертикального электрода, Ом |
57,89 |
|
Количество вертикальных электродов, шт. |
22 |
|
Сопротивление горизонтального электрода, Ом |
10,56 |
|
Общее сопротивление заземляющего устройства, Ом |
3,77 |
Полученное сопротивление R = 3,77∙R = 3,77 Ом удовлетворяет требованиям ПУЭ (R ≤ 4∙R ≤ 4 Ом) [6].
Заключение. Рассмотрены основные положения по проекту электрификации производства по ремонту электрооборудования установок добычи нефти [7-10]. Основные результаты: выбрана система вентиляции с использованием вентилятора VR 86-77 мощностью 0,55 кВт; для привода вентилятора выбран электродвигатель АИР56В4 и автоматический выключатель ВА47-63 с номинальным током расцепителя 8 А; представлены результаты экспериментальных исследований испытательного стенда, определены режимы его работы при различных нагрузках; разработана система освещения с использованием современных светодиодных светильников общей установленной мощностью 2,3 кВт; выбраны кабели ВВГнг-LS сечением 1,5 мм² для групповых линий освещения; рассчитан контур заземления с сопротивлением 3,77 Ом, соответствующий требованиям электробезопасности.
Предложенные решения обеспечивают надежное и безопасное электроснабжение ремонтного производства.
1. Bastron T.N. Elektroprivod: Raschetno-graficheskie raboty, kursovoe i diplomnoe proektirovanie / T.N. Bastron, P.P. Dolgih, N.V. Kulakov, Ya.A. Kungs, N.V. Cuglenok. – Krasnoyarsk: KrasGAU, 2007. – 170 s.
2. Arsent'ev, O.V. Osobennosti proektirovaniya chastotnoreguliruemyh asinhronnyh dvigateley / O.V. Arsent'ev, Yu.V. Konovalov // Sbornik nauchnyh trudov Angarskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. 2007. T.1. № 1. – S. 90-92.
3. Charonov, V.Ya. Sovershenstvovanie rezhima potrebleniya elektro-energii na neftedobyvayuschih predpriyatiyah / V.Ya. Charonov, B.N. Abramovich, V.P. Ganskiy, Yu.V. Konovalov, A.S. Loginov // Neftyanoe hozyaystvo. 1988. № 7. – S. 7-9.
4. Elektromehanicheskie kompleksy s sinhronnym dvigatelem i tiristornym vozbuzhdeniem / B.N. Abramovich, V.Ya. Charonov, F.D. Dubinin, Yu.V. Konovalov. – Sankt-Peterburg: Nauka, 1995. – 264 s.
5. Dolgih P.P. Laboratornyy praktikum i kursovoe proektirovanie po osvescheniyu i oblucheniyu / P.P. Dolgih, Ya.A. Kungs, N.V. Cuglenok. – Krasnoyarsk: KrasGAU, 2002. – 281 s.
6. Pravila ustroystva elektroustanovok (PUE). 7-e izdanie. – M.: Izdatel'stvo NC ENAS, 2023. – 512 s.
7. Konovalov, Yu.V. Geymifikaciya kak metod obucheniya personala / Yu.V. Konovalov, D.A. Ohotina // Sovremennye tehnologii i nauchno-tehnicheskiy progress. 2020. T. 1. № 7. – S. 322-323.
8. Belov S.V. Bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti: uchebnik dlya vuzov / S.V. Belov, A.V. Il'nickaya, A.F. Koz'yakov i dr.; pod obsch. red. S.V. Belova. – 2-e izd., ispr. i dop. – M.: Vysshaya shkola, 1999. – 448 s.
9. SNiP 21-01-2020. Pozharnaya bezopasnost' zdaniy i sooruzheniy. – M.: Standartinform, 2020.
10. GOST R 50571.5.54-2013/MEK 60364-5-54:2011. Elektroustanovki nizkovol'tnye. Chast' 5-54. Vybor i montazh elektrooborudovaniya. Zazemlyayuschie ustroystva, zaschitnye provodniki i zaschitnye provodniki. – M.: Standartin-form, 2014.
