Open AccessОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГОННЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НЕФТЕПОГРУЖНОГО КАБЕЛЯ
Author(s) -
Александр Савельевич Глазырин,
Юсуп Ниязбекович Исаев,
Сергей Николаевич Кладиев,
Андрей Петрович Леонов,
Иван Витальевич Раков,
Станислав Вячеславович Колесников,
Сергей Владимирович Ланграф,
Александр Александрович Филипас,
V. A. Kopyrin,
Р. Н. Хамитов,
V. Z. Kovalev,
Алексей Валериевич Лавринович
Publication year - 2021
Publication title -
izvestiâ tomskogo politehničeskogo universiteta. inžiniring georesursov
Language(s) - Russian
Resource type - Journals
SCImago Journal Rank - 0.27
H-Index - 10
eISSN - 2500-1019
pISSN - 2413-1830
DOI - 10.18799/24131830/2021/6/3249
Subject(s) - multiphysics , materials science , computer science , mechanical engineering , finite element method , physics , engineering , thermodynamics
Актуальность. Определение основных электрических параметров нефтепогружных кабелей связано с необходимостью создания точных математических моделей станции управления системами – нефтепогружной кабель – погружной электродвигатель, в которых необходимо учитывать волновые процессы в протяженной кабельной линии, возникающие в связи с формой импульсов, генерируемых преобразователями частоты, входящими в состав современных пультов управления. Электрические параметры, такие как линейная емкость и индуктивность, не стандартизированы в технической литературе и не указываются в технических характеристиках производителями кабелей. Однако, очевидно, что создание систем управления и идентификация режимов работы ПЭД требует решения систем дифференциальных уравнений, включающих в качестве параметров заданные характеристики. Кроме того, современные концепции частотного регулирования электродвигателей, в частности погружных, указывают на то, что при работе преобразователей частоты на базе IGBT-транзисторов в сигнале питания ПЭД возникают высокочастотные перенапряжения, приводящие к появлению частичных разрядов в обмотках статора моторов. Этот факт будет усугубляться развитием более cильных полей с увеличением длины кабеля и, соответственно, большим влиянием волновых процессов на форму сигнала, подаваемого на ПЭД. Цель исследования заключается в разработке методики определения погонных электротехнических параметров нефтепогружного кабеля любых конструкций и используемых материалов. Методы: методы решения дифференциальных уравнений, полевых задач, численное конечно-элементное моделирование. Результаты. Разработана методика определения погонных ёмкостей и погонных индуктивностей жил и брони нефтепогружного кабеля, основанная на решении дифференциальных уравнений для эталонной «справочной» модели и численном моделировании идентичной конструкции в COMSOL Multiphysics® Version 5.5a. Указано, что конечно-элементное моделирование в COMSOL Multiphysics® Version 5.5a корректно и с достаточной точностью (ошибка менее 5 %) совпадает с результатами решения уравнений, приведённых в справочной литературе. Определены погонные значения ёмкостей и индуктивностей для наиболее распространённых конструкций нефтепогружных кабелей.