Вибір зовнішнього електропостачання

Зовнішнє електропостачання проектують відповідно з існуючими норма­тивними вимогами. Джерелом живлення підприємств електроенергією є районні мережі енергосистем. Схеми зовнішнього електропостачання підприємства визнача­ються специфічними умовами підприємства (потужністю, віддаленістю від ене­ргосистеми, характеристиками електроприймачів, їхньою категорією за надійні­стю живлення та ін.), а також технічними умовами на приєднання до енергосистеми. Місцеві, стаціонарні або пересувні електростанції використовують для живлення підприємств, розташованих в районах, де відсутні відповідні мережі енергосистем, в основному підприємства нафтогазового комплексу.

Основні питання, при проектуванні системи зовнішнього енергопостачан-ня: вибір кількості підстанцій (ГПП) напруги, числа і способу виконання ліній, що живлять підприємство, і їхнього перетину.

Живлення невеликих підприємств кар’єрів, що мають лише споживачі третьої катего­рії, на яких працюють два-три екскаватора, може здійснюватися по одній лінії електропередачі.

При великій кількості екскаваторів і наявності споживачів першої і другої категорій живлення кар'єру електроенергією виконується за допомогою двох і більше ліній електропередач (ЛЕП). При цьому на кар'єрі споруджується одна або дві головні понижуючі підстанції (ГПП), розташовані на поверхні, біля меж поля кар'єру, по можливості ближче до центру електричних навантажень, але в безпечній зоні відносно вибухових робіт. Координати центру електричного навантаження підприємства можуть бути визначені за формулами:

де , , - навантаження і-ї ділянки та координати її розташування. При виборі місця розташування підстанції необхідно враховувати можливість підхо­ду до них ЛЕП, наявність джерел забруднення атмосфери, троянду вітрів, роз­ташування виробничих споруд та ін.

Як правило, зовнішнє електропостачання кар'єрів виконують за системою глибокого вводу. Підстанції глибокого вводу (ПГВ) розташовуються в найбільш потужних вузлах споживання електроенергії і живляться за радіальними або ма­гістральними схемами.

На кар'єрах великої продуктивності з екскаваторами великої потужності, що займають значні площі, споруджується вузлова ГПП із три обмотковими трансформаторами 220...110(35)6 кВ. До шин 35 кВ приєднують ЛЕП, що живлять за допомогою пересувних або стаціонарних КТП 35/6 кВ споживачі відда­лених дільниць або потужні екскаватори.

При незначній потужності кар’єру та відстані до районної підстанції енергосистеми можливе живлення його споживачів напругою 6 чи 10 кВ зі спорудженням на території кар’єру розподільчого пункту на напругу 6(10) кВ. При живленні напругою 10 кВ часто приходиться встановлювати на кар’єрі трансформатор 10/6 кВ, забезпечуючи живлення споживачів кар’єру напругою 6 кВ.

Електричне навантаження окремих нафто-газових родовищ коливається в значних межах: від 1 до 25 МВт і більше. Найбільша концентрація навантаження характерна для об’єктів підтримання пластового тиску та компресорних станцій газліфтного способу добування нафти, де широко використовуються наступні синхронні двигуни (800-12500 кВт). Тому за умовами пуску синхронних двигунів на таких об’єктах необхідно споруджувати підстанції з первинною напругою 35, 110 та 220 кВ.

На ГПП, що забезпечують електропостачання одного підприємства з концентрованим навантаженням встановлюють двообмоткові трансформатори 110-220/6-10 кВ

При наявності в районі підстанції споживачів для живлення яких напруга 6-10 кВ є недостатньою на підстанції встановлюють триобмоткові трансформатори 110-220/35/6-10 кВ. При цьому відділені нафтогазові підприємства одержують енергіюнапругою 35 кВ (ГПП з трансформаторами 35/6 кВ), варіант схеми з спорудженням центральної підстанції (ЦЖ) з трансформаторами 110-220/35 кВ в районі нафтогазового комплексу, від якої живляться окремі нафтогазові підприємства напругою 35 кВ, представлена на рис. 3.1

 

 

Рис. 3.1 Варіант електропостачання нафтогазових підприємств

1 – двигуни насосів зовнішньої перекачки нафти; 2 – двигуни компресорів; 3 – двигун індивідуального насоса закачки води в пласт; 4 – двигуни насосів охолодження компресорів; 5,6 – двигуни верстатів – гойдалок та занурених відцентрових електронасосів; 7 - двигуни насосів закачки води в пласт; 8 – внутрішня перекачка нафти; 9 – допоміжне обладнання БУ (бурильної установки), БН – бурильні насоси, Р та Л – ротор та лебідка.

 

Кількість ЛЕП, що живлять підприємство, їхню пропускну спроможність, кіль­кість і потужність трансформаторів на ГПП (ПГВ) вибирають із розрахунку, щоб забезпечити тривале живлення споживачів першої і другої категорії при виході з ладу однієї з ЛЕП або одного з трансформаторів. Перетин провідників вибирають по економічній щільності струму і перевіряють на припустимий на­грів робочим і аварійним струмом, а для повітряних ЛЕП - додатково за умовою коронування і механічної міцності. За умовами коронування мінімальна площа перетину проводів ЛЕП напругою 110 кВ - 70 мм², 154 кВ - 120 мм², 220 кВ -240 мм², 330 кВ - 300мм².

 

Схеми з'єднання підстанцій

 

Рішення по схемах підстанцій приймаються в загальній схемі елект­ропостачання підприємства з врахуванням перспектив його розвитку. При розробці схем підстанцій орієнтуються на застосування: - блокових схем без збірних шин на первинній напрузі;

- найпростіших схем із мінімальною кількістю апаратів;

- однієї секціонованної системи збірних шин на ГПП;

- роздільної роботи ліній і трансформаторів;

- не більш двох трансформаторів на ГПП.

При потужностях трансформатора 25 МВт і більш доцільно використову­вати трансформатори з розчепленними обмотками.

Тенденцією в проектуванні ГПП підприємств в нинішній час використання схем підстанцій з вимикачем на первинній стороні. Можуть використовуватись підстанції зі спрощеннями.

Спрощення підстанцій досягається за рахунок відмови від вимикачів з вищої сторони трансформатора.

При цьому можуть застосовуватись схеми з короткозамикачами та відокрем­лювачами; тільки з короткозамикачами; або із роз'єднувачами і запобіжниками.

Схеми з короткозамикачами можуть прийматись на одно- і двотрансформаторних підстанціях, що живляться за схемою "блок - радіальна лінія - трансфо­рматор" (рис.3.2, а). Для підстанцій, що живляться від магістральних ліній, вар­то використовувати схеми з короткозамикачами та відокремлювачами (рис. 3.2, б). Схеми з перемичкою ускладнюють підстанцію і можуть застосовуватися як при радіальному, так і при магістральному живленні. Перемичка дає можливість зберегти в роботі трансформатор при ушкодженні на його лінії, що співпали з ревізією другого трансформатора. Якщо необхідно автоматичне відновлення живлення трансформатора після аварійного відключення його лінії, замість од­ного з роз'єднувачів перемички в спрощених схемах підстанцій встановлюється відокремлювач.

Схеми з стріляючими запобіжниками, застосовуються на відкритих під­станціях напругою 35, 110 кВ із трансформаторами потужністю до 4000 і 6300

Обов’язкове застосування схем підстанцій із вимикачами може бу­ти обумовлене:

- умовами самозапуску потужних двигунів;

ускладненням захисту та автоматики в схемах з відокремлювачами при
підживленні з боку 6, 10 кВ місця короткого замикання на лінії 110, 220 кВ або на відгалуженні від неї;

- спорудженням підстанцій у зоні з забрудненим середовищем або в районах з суворими зимами (північ Росії, Казахстан та ін.);

- вмиканням трансформаторів ГПП у розсічку транзитних ліній або ліній із двостороннім живленням;

- потребою в збірних шинах 110, 220 кВ, у зв'язку з умовами подальшого

розвитку даної підстанції.

При живленні підстанції транзитними лініями або лініями із двостороннім

живленням використовують схему 3.2,г. Схему 3.2,д застосовують для тупико­вих підстанції, якщо не можна застосувати відокремлювачі та короткозамикачі.

Рис.3.2 Схеми з'єднань підстанцій