Электроснабжение промыслов. Особенности электроснабжения промыслов в Западной Сибири и на морских месторождениях

В начале   определяют  скорость  воздуха, затем  его  температуру, давление и плотность  ( C→T→P→ρ ).

     Зная подачу воздуха компрессором  и поперечное сечение каналов  компрессора,  находится средняя  скорость воздуха (при необходимости  потери энергии), затем температура,  давление и плотность. В результате  торможения потока газа в расширяющихся  каналах молекулы воздуха сближаются  и  температура повышается. По  изменению температуры определяют  давление и плотность газа.

1.5  Определяют  массовую подачу воздуха компрессором, находят  его параметры на входе:

                                        ,                                                 (10)                              

 где   Fвх.к – площадь поперечного сечения на входе в колесо компрессора в м2;  W1 – скорость воздуха на входе в компрессор ( 30 – 80 м/с.); 1– плотность воздуха   (при 20 оС = 1,2 кг/м3),

,                                                                                              (11)

где ,   Р= 0,98×105 Па,    Т=293 К,   R =287 Дж /(кг К).

 

1.6  Диаметр  колеса на входе в компрессор  определяется из выражения

                                            .                                                  (12)            

     Наружный диаметр колеса компрессора  D2К приближенно оценивается   из соотношения D1/D2К = 0,55 – 0,7 и уточняется с учетом выбранного  прототипа.

1.7  Определяется  окружная скорость на выходе из колеса компрессора (касательная к окружности колеса или  к радиусу вращения)

                                               ,                                                 (13)               

 где   La – адиабатная работа сжатия;  ηнап – напорный адиабатный  КПД (0,6…0,75),  характеризует способность колеса создавать напор.

     Для подачи  воздуха в цилиндры  двигателя, необходимо осуществить  его впуск в компрессор, сжатие  и нагнетание.   Принимаем, что  процесс сжатия  происходит без  подвода и отвода теплоты.   

1.8   Общая  удельная  работа (Дж/кг) при адиабатическом  сжатии находится из выражения

                                       ,                                          (14)                   

где  ср = 1005 Дж/ (кг К) – удельная массовая изобарная  теплоемкость воздуха; Та = 293 К – температура на входе в компрессор, к =1,4 – показатель адиабаты.

1.9  Зная  окружную скорость и  диаметр колеса, находится  частота вращения вала колеса  компрессора (nk)  из формулы

,                                                                           (15)

nк = 60 U2 / D2 К.                                                                                 (16)

2. Принципиальная схема и конструкция понизительной трансформаторной подстанции. Масляные выключатели; распределительные устройства: назначение устройство, типы.

 

Трансформаторная  подстанция представляет собой электроустановку, предназначенную для повышения  или понижения напряжения электрического тока в электросетях. Трансформаторная подстанция состоит из силового трансформатора и некоторых дополнительных устройств – распределительного устройства (РУ), системы защиты и некоторых других вспомогательных устройств. Трансформаторные подстанции рассчитаны на подключение кабеля либо воздушной линии.

В зависимости  от назначения трансформаторные подстанции могут быть   повысительными или понизительными.

Повысительные трансформаторные станции используются на предприятиях, генерирующих электроэнергию (электростанциях), с целью переброски ее на большие расстояния при помощи линий электропередач (ЛЭП). Напряжение, передаваемое по линиям электропередач, может достигать 500 и даже 1150 киловольт, но наиболее разветвленную сеть имеют ЛЭП напряжением 110-500 кВ. Однако в городах и вблизи населенных пунктов возводить такие линии электропередач опасно, да и нецелесообразно, поскольку опорные мачты «съедают» значительную часть полезной площади.

В связи с  этим вблизи населенных пунктов устанавливают  понизительные трансформаторные подстанции, снижающие напряжение до 6 – 10 кВ. Электрический  ток такого напряжения уже можно  передавать по кабелю. Иногда от ближайшей  понизительной трансформаторной подстанции до населенного пункта довольно далеко, тогда используют промежуточные  линии электропередач напряжением 6-10 кВ. 
Масляный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме, в нормальных или аварийных режимах, при ручном или автоматическом управлении. Дугогашение в таком выключателе происходит в масле.

Достоинства маломасляных выключателей:

небольшое количество масла

относительно  малая масса

Недостатки:

необходимость контроля и доливки масла

Распределительное устройство (РУ) — электроустановка, служащая для приёма и распределения электрической энергии одного класса напряжения.

Распределительные устройства являются важным элементом  любой системы электрических  коммуникаций. Они включают в себя малые распределительные щиты, магистральные  распределительные щиты, а также  системы для главных и вторичных  распределительных шкафов. Распределительные устройства, произведенные известными компаниями, отличаются высокой надежностью, и элегантным внешним видом.

К распределительным  устройствам относятся малые  распределительные щиты. Они предназначены  для вторичного распределения энергии  в жилых помещениях, офисных и  производственных зданиях. Их монтаж производится на стене (на штукатурке), в полых  стенах (пустотелая стена) или в сплошных каменных стенах (под штукатуркой).

По назначению распределительные устройства делятся  на следующие типы:

- главные РУ, служащие для приема электроэнергии от генераторов электростанций,

- РУ повысительных и понизительных подстанций, в которых электроэнергия распределяется после повышения или понижения напряжения в силовых трансформаторах,

- РУ собственных нужд, предназначенные для распределения электроэнергии потребителями собственных нужд станций и подстанций,

- линейные РУ (распределительные пункты), в которых энергия распределяется между отдельными воздушными линиями без трансформации напряжения.

По роду напряжения и местоположения распределительные  устройства делятся на РУ напряжением  до 1000 В и выше 1000 В, в том числе генераторного напряжения. На крупных электростанциях РУ генераторного напряжения выполняются напряжением 3—10 кВ, а для небольших сельских станций они могут быть выполнены напряжением до 1000 В.

По роду установки  основного оборудования РУ делятся  на закрытые (ЗРУ) с размещением оборудования в закрытых зданиях и помещениях и открытые (ОРУ) с размещением  оборудования на открытом воздухе.

По конструктивному  выполнению РУ делятся на сборные, комплектные  и с закрытыми или открытыми  камерами (касается только ЗРУ). В сборных  РУ основные узлы, каркасы и опорные  части изготавливают заранее  на специализированных заводах или  в мастерских, а сборка их и установка  аппаратуры производятся на месте. Комплектные  РУ целиком изготавливаются на заводах  и комплектуются необходимой  аппаратурой, приборами и др. Они  выполняются как для внутренней установки (КРУ), так и для наружной (КРУН). В последнее время этот тип РУ используют при выполнении объектов сельской электрификации. Закрытые распределительные устройства с  открытыми или закрытыми камерами применяются на крупных станциях и подстанциях напряжением 6—10 кВ. В открытых камерах устанавливаются  малообъемные масляные выключатели, этот тип камер наиболее распространен  на сельских станциях и подстанциях.

Низковольтные распределительные устройства в  сельской электрификации выполняют  в виде комплектных шкафов наружной установки, например на мачтовых подстанциях  напряжением 6—10/0,4 кВ. Распределительные  устройства напряжением ,10 кВ выполняются  закрытыми из сборных или комплектных  ячеек, а РУ-35 кВ, как правило,—  открытыми.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Электроснабжение  промыслов. Особенности электроснабжения  промыслов в Западной Сибири  и на морских месторождениях. Требования к качеству электроэнергии. Требования к электрооборудованию  нефтяных и газовых промыслов.

 

Длительное  время наиболее распространенным высоким  напряжением в системе внутреннего  электроснабжения промыслов старых нефтяных районов страны (Баку, Грозный) было исключенное из стандарта напряжение 2 кВ при наличии в шкале стандарта  напряжений 3 и 6 кВ.

Такой перевод  промысловых сетей, подстанций и  распределительных устройств с  нестандартного напряжения 2 кВ на 6 кВ явился одним из важнейших направлений  реконструкции электроэнергетического хозяйства нефтяной промышленности с целью повышения надежности электроснабжения и улучшения энергетических показателей электроустановок потребителей.

Как известно, в зависимости от требуемой надежности электроснабжения электроприемники согласно ПУЭ разделяются на три категории, принадлежность к которым определяется соответствующими ведомственными нормативами.

Видно, что сложные природно-климатические условия разработки нефтяных месторождений Западной Сибири обусловливают более высокие требования к надежности их электроснабжения.

Это обусловлено  тем, что электроснабжение нефтедобывающих  районов, как правило, осуществляется от энергетических систем, расчеты  с которыми за израсходованную электроэнергию ведутся по двухставочному тарифу.

В практике проектирования и реконструкции  элементов системы электроснабжения баланс реактивной мощности должен рассматриваться  не для всего предприятия, а для  его отдельных узлов или даже объектов, ибо в противном случае в некоторых узлах или их элементах  может возникнуть дефицит реактивной мощности, ухудшится режим напряжения, возрастут потери энергии и снизится устойчивость нагрузки.

Однако если можно обеспечить непродолжительность  аварийного ремонта, то правила допускают  электроснабжение потребителей 2-й  категории по одной воздушной  линии или от одного трансформатора при наличии централизованного  подвижного резерва.

Перспективы развития газовой промышленности связываются  с освоением на полуострове Ямал Бованенков-ского, Харасавэйского и Крузенштерновского месторождений. Начато также освоение Штокмановского газоконденсатного месторождения с разведанными запасами около 3 трлн, м3 газа на шельфе Баренцева моря.Месторождение расположено северо-восточнее Мурманска на глубине моря до 350 м.Эксплуатация этого месторождения позволит накопить опыт разработки морских месторождений на больших глубинах моря.

Основные  направления и цели реконструкции  заключаются в следующем: материало- и энергосбережение в транспорте, хранении и добыче углеводородного сырья; обеспечение экологических требований по ликвидации выбросов вредных веществ в окружающую среду; увеличение глубины довыработки месторождений углеводородного сырья и полноты извлечения сопутствующих компонентов; расширение ареала добычи углеводородного сырья с вовлечением в разработку месторождений морского шельфа и малых месторождений; стабилизация работы транспортных систем путем всемерного развития сети подземных хранилищ газа; повышение надежности оборудования и вследствие этого увеличение межремонтных периодов в 2-3 раза.

На месторождениях Западной Сибири применяются временные  кабельные линии электропередачи, выполненные кабелем КШВГ-6 или  АВПБ-6, который прокладывают по поверхности  земли (болот) в лотках.

В силу значительной специфики морских нефтегазовых объектов, технические решения, принимаемые  при их создании, не могут копировать, с одной стороны, решения, предложенные для освоения сухопутных месторождений, а с другой - решения, предназначенные для создания судов морского плавания.

Первые разработки морских месторождений нефти  были начаты на акватории Каспийского  моря.

В итоге в  нашей стране выход поискового и  разведочного бурения на значительные глубины начался только во второй половине 70-х годов, а эксплуатационного  бурения и собственно разработки морских месторождений - в 80-х годах.

Наиболее  важные показатели качества электроэнергии — это отклонение напряжения от номинального значения, коэффициент  несинусоидальности напряжения, отклонение частоты от 50 Гц.  
Согласно стандарту в течение не менее 95% времени каждых суток фазное напряжение должно находиться в диапазоне 209-231 В (отклонение 5%), частота в пределах 49.8-50.2 Гц, а коэффициент несинусоидальности не должен превышать 5%.  
Остальные 5 или менее процентов времени каждых суток напряжение может изменяться от 198 до 242 В (отклонение 10%), частота от 49.6 до 50.4 Гц, а коэффициент несинусоидальности должен быть не более 10%. Допускаются также более сильные изменения частоты: от 49.5 Гц до 51 Гц, но общая длительность таких изменений не должна превышать 90 часов за год.  
Авариями электроснабжения называются ситуации, когда показатели качества электроэнергии кратковременно выходят за установленные пределы. Частота может отклоняться на 5 Гц от номинального значения. Напряжение может снижаться до нуля. В дальнейшем показатели качества должны восстанавливаться.