Электроснабжение и релейная защита нефтеперекачивающей станции (стр. 3 из 12)
Таблица 1.3
| Наименование потребителя | Количество,шт. | Расчетная мощность, кВт |  |
| СТДП-2500-2УХЛ4 | 4 | 2500 | 0,9 |
| ВАОВ-6300L-4У1 | 4 | 800 | 0,9 |
IIРАЗРАБОТКА СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НПС
Система электроснабжения должна обеспечивать стабильную и непрерывную подачу электроэнергии к НПС "Суторминская". Так как НПС является потребителем I категории [3], то ее питание должно осуществляться от двух независимых, взаиморезервируемых источников.
Исходными данными при разработке проекта электроснабжения объектов нефтяной и газовой промышленности являются величина электрической нагрузки потребителей, а также место расположения ближайших источников электроэнергии и их параметры. Такими источниками, как правило являются главные понижающие подстанции (ГПП) с двумя трансформаторами.
Основные условия проектирования рациональной схемы электроснабжения – надежность, экономичность и качество электроэнергии у потребителя. Для крупных предприятий наиболее надежной и экономичной является система электроснабжения с применением глубоких вводов, при которой сети 6-110 кВ максимально приближенык потребителям электроэнергии.
Система электроснабжения строится таким образом, чтобы все её элементы постоянно находились поднагрузкой, т.е. чтобы не было холодного резерва. Вместе с тем параллельно установленные трансформаторы ипараллельные линии электропередачи должны работать раздельно, так как при этом снижаются токи короткого замыкания и удешевляются схемы коммутации и схемы релейных защит.
Согласно ПУЭ, потребителиотносятся к первой категориив отношении бесперебойности питания.
Это предъявляет ксистеме электроснабжения следующие требования:
· Электроснабжение должно осуществлятьсяот двух независимых источников питания по двум линиям;
· Питание потребителей нефтеперекачивающей станции должно производится от двух трансформаторной подстанции, трансформаторы которой выбираются с учетом взаимного резервирования;
· Перерыв в электроснабжении возможен лишь на время действия автоматики (АПВ и АВР).
Схема системы электроснабжения нефтеперекачивающей станции, удовлетворяющая требованиям изложенным выше, представлена на листе 2 графической части.
2.2 Схема электроснабжения НПС
Рис. 2.1. Схема электроснабжения НПС
На рис. 2.1. в соответствии с заданием приведена схема электроснабжения НПС для перекачки нефти по трубопроводу.
Трансформаторы Т1 и Т2 35/10 кВ в нормальном режиме работают раздельно, каждый на свою секцию шин КРУ.
Автоматическое включение резерва на стороне низшего напряжения производится с помощью секционного выключателя. (Q4).
Питание подводится по двум одноцепным взаиморезервируемым ЛЭП 35кВ. Питание высоковольтных двигателей и трасформаторов 10/0,4кВ производится от двух, взаиморезервируемых секций шин КРУ (рис. 2.1).
Питание цепей защиты и управления электродвигателями и всего вспомогательного оборудования НПС на напряжение 220/380 В, осуществляется от трансформаторов собственных нужд, Т3 и Т4.
2.3 Расчет электрических нагрузок на стороне высшего напряжения трансформаторной подстанции 35/10 кВ при НПС
Для расчета электрических нагрузок на стороне ВН, воспользуемся методикой, разработанной институтом Гипротюменьнефтегаз. В основе метода используется модель распределения в виде двухступенчатой кратчайшей функции.
Расчетная активная мощность высоковольтных двигателей по этому методу определяется следующим образом:
приС £ 0,75 М (2.4.2) 
приС > 0,75 М (2.4.3)где
(2.4.4) 
(2.4.5)где Кв - коэффициент включения, Кв = 0,84;
Кз - коэффициент загрузки двигателей, Кз = 0,76 – 0,84;
Рном-номинальная активная мощность единичного электродвигателя.
Примем Кз = 0,84, т. е. его максимальное значение. Тогда средняя мощность определится:
Максимальная мощность:
Разделим С на М и получим:
С/М = 6,42 / 9,1 = 0,70 < 0,75
Следовательно, расчетную активную мощность высоковольтных электродвигателей определим по формуле:
=0,9 соответственно заданию. Коэффициент мощности является опережающим, поэтому реактивная мощность принимается со знаком минус.Реактивная мощность высоковольтных электродвигателей НПС равна:
(2.4.6)Полная мощность высоковольтных электродвигателей составит:
(2.4.7)2.4. Выбор числа и мощности трансформаторов
Число трансформаторов выбирается из соображений надежности в зависимости от категории электроснабжения потребителей.
Категорию проектируемого объекта по надежности электроснабжения принимают в соответствии с ПУЭ [13].
К первой категории относятся потребители, отключение электроснабжения которых влечет за собой опасность для жизни людей, ущерб народному хозяйству, повреждение оборудования, нарушение сложного технологического процесса.
К второй категории - массовый срыв выпуска продукции, простой рабочих, механизмов, промышленного транспорта, нарушение нормальной деятельности значительного количества городских жителей.
К третьей категории - все остальные потребители. Для потребителей третьей категории рекомендуется применять подстанцию с одним трансформатором.
Электроприёмники установок по добыче, подготовке и транспортировке нефти и газа практически все относятся к первой категории надежности.Для электроснабжения потребителей первой категории надежности должны быть предусмотрены два независимых источника электроснабжения.
Согласно руководящим документам для большинства объектов нефтяной и газовой промышленности в районах Западной Сибири с учетом сложности размещения и эксплуатации подстанций рекомендовано выбор единичной мощности трансформаторов и автотрансформаторов двухтрасформаторных подстанций производить из условия 100% резервирования электроснабжения потребителей. Сюда отнесены объекты нефтедобычи, переработки попутного газа, компрессорные станции магистральных газопроводов с газотурбинными приводными агрегатами, нефтеперекачивающие станции магистральных нефтепроводов.
Произведём выбор силовых трансформаторов. Выбираем силовые трансформаторы из условия:
где
- полная максимальная нагрузка подстанции;Выберем двухобмоточные масляные трансформаторы типа ТМ 10000/35, технические данные которых сведены в табл. 2.4
Таблица 2.4
Параметры трансформаторов ТМ 10000/35
| Параметры | Единицы измерения | Данные |
| Номинальная мощность, Sном |  | 10000 |
| Номинальное напряжение обмотки ВН | кВ | 35 |
| Номинальное напряжение обмотки НН | кВ | 10 |
| Потери холостого хода, Рх | кВт | 2,75 |
| Потери короткого замыкания, Рк | кВт | 18,3 |
| Напряжение короткого замыкания, Uк | % | 6,5 |
| Ток холостого хода, Iх | % | 1,5 |
Проверим, подходят ли выбранные трансформаторы с учетом потерь. Активные потери составляют 2 % от номинальной мощности. Реактивные потери составляют 10 % от номинальной мощности.
Полная мощность, с учетом потерь, в трансформаторах составит:
Следовательно, данный тип трансформаторов удовлетворяет нашим требованиям.
Коэффициент загрузки трансформаторов:
(2.5.10)Для I категории
, следовательно, 
соответствует.III РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
3.1. Расчет токов короткого замыкания в относительных единицах
Электрооборудование, устанавливаемое в системах электроснабжения должно быть устойчивым к токам КЗ и выбираться с учетом этих токов.
На рис. 3.2 приведена расчетная схема, а на рис. 3.3 схема замещения, построенная в соответствии со схемой на рис. 2.1.
В нормальном режиме все секционные вакуумные выключатели находятся в отключенном состоянии, силовые трансформаторы работают раздельно на отдельные секции шин.