Электротехника

Активная, реактивная и полная мощность, ток двигателя, падение напряжения и сечение кабеля (в том числе длинных кабелей ЭЦН), компенсация реактивной мощности, выбор трансформатора, расход и стоимость электроэнергии, сопротивление заземлителя.

11 расчётов

Мощность и ток

Активная, реактивная и полная мощность по току

Мощность трёхфазной или однофазной нагрузки по напряжению, току и коэффициенту мощности — например, по показаниям токоизмерительных клещей и вольтметра на щите.

3~: S = √3 · U · I

Ток нагрузки и электродвигателя по мощности

Рабочий ток трёхфазной или однофазной нагрузки по мощности; для электродвигателя — по мощности на валу и КПД, и пусковой ток. Нужен для выбора кабеля, автоматического выключателя и пускателя.

3~: I = P / (√3 · U · η · cos φ)

Кабели

Падение напряжения и потери мощности в кабеле

Падение напряжения в трёхфазной или однофазной кабельной линии с учётом сопротивления жил при рабочей температуре и индуктивного сопротивления, потери мощности в кабеле и напряжение в начале линии — в том числе для длинного погружного кабеля ЭЦН.

R = ρ_20 · (1 + α · (t − 20)) · L / S, X = x_0 · L

Сечение кабеля по допустимому падению напряжения

Наименьшее сечение жилы, при котором падение напряжения в трёхфазной или однофазной линии не превышает допустимого, и ближайшее большее стандартное сечение — в том числе для длинных линий к кустам скважин и погружных кабелей.

ΔU_a = δ · U / 100

Двигатели и трансформаторы

Компенсация реактивной мощности: мощность конденсаторной установки

Реактивная мощность конденсаторной установки для повышения коэффициента мощности от cos φ_1 до cos φ_2, и снижение тока и потерь в питающей линии.

Q_c = P · (tg φ_1 − tg φ_2)

Выбор мощности силового трансформатора

Расчётная полная мощность нагрузки по установленной мощности, коэффициенту спроса и cos φ, и номинальная мощность трансформатора из стандартного ряда с учётом допустимой загрузки и числа трансформаторов на подстанции.

S_p = K_d · P_inst / cos φ

Частота вращения и скольжение асинхронного двигателя

Синхронная частота вращения по частоте тока и числу полюсов, скольжение по паспортной частоте вращения и частота вращения при питании от частотного преобразователя — например, погружного двигателя ЭЦН или привода станка-качалки.

n_s = 60 · f / p

Снижение напряжения при пуске двигателя

Оценка провала напряжения на шинах подстанции при прямом пуске асинхронного двигателя и снижения его пускового момента — чтобы проверить, можно ли пускать крупный насос или компрессор от данного трансформатора.

S_st = √3 · U · K_i · I_n

Энергопотребление

Расход и стоимость электроэнергии

Потребление электроэнергии оборудованием за период по мощности, коэффициенту загрузки, КПД и времени работы, и её стоимость по тарифу.

P_avg = P · K_l / η

Удельный расход электроэнергии на подъём жидкости

Расход электроэнергии на подъём 1 м³ и 1 т жидкости насосной установкой — ЭЦН, ШГН, насосом ППД или перекачки — на заданный напор с учётом полного КПД, и суточное потребление.

e = ρ · g · H / (3.6 · 10⁶ · η)

Заземление

Сопротивление заземлителя из вертикальных электродов

Сопротивление растеканию тока одиночного вертикального электрода — стержня, трубы или уголка — в однородном грунте, группы из n электродов в ряд или по контуру с учётом их взаимного влияния, и число электродов для заданной нормы.

R_1 = ρ / (2π · L) · (ln(8 · L / d) − 1)

Результаты — инженерные оценки по стандартным формулам; для проектных решений сверяйте их с нормативами, проектной документацией и расчётами специалистов. Формулы, перенесённые из исходного набора расчётов, оставлены без изменений, а их ошибки описаны в примечаниях.