Введение 7
1. Формирование района энергосистемы с точки зрения устойчивости 9
1.1. Сведения о КНГКМ 9
1.2. Устойчивость энергосистемы 14
1.3. Целесообразность выполнения компенсации реактивной мощности на предприятиях
нефтегазовой отрасли 16
1.4. Источники реактивной мощности 19
2. Расчёт электроснабжения КНГКМ 24
2.1. Расчет электрической нагрузки нефтегазоконденсатного месторождения и выбор
расположения приемной подстанции 24
2.2. Расчет картограммы нагрузок и определение центра электрических нагрузок 27
2.3. Схема внешнего электроснабжения 30
2.4. Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций 33
2.5. Компенсация реактивной мощности напряжением до 1000 В 36
2.6. Определение мощности батарей конденсаторов в сетях напряжением выше 1000 В .... 37
2.7. Технико-экономический расчет до и после компенсации 38
2.8. Схема внутризаводской сети 6 кВ 42
3. Оценка устойчивости режима узла нагрузки 45
3.1. Устойчивость отдельных асинхронных двигателей 45
3.2. Устойчивость узла нагрузки с асинхронными двигателями 51
3.2.1. Влияние способов компенсации реактивной мощности на статическую устойчивость нагрузки 51
3.2.2. Расчет устойчивости узла нагрузки 60
3.2.3. Технико-экономическое обоснование замены АД на СД 67
Заключение 71
Список использованной литературы 73
Приложение А 75
Приложение Б 78
Приложение В 79
Приложение Г 80
Приложение Д 81
Актуальность темы. Нефтегазодобывающие комплексы являются крупными и ответственными потребителями электрической энергии. Комплексное решение проблемы оптимизации электрических режимов всех структурных элементов нефтегазодобывающих комплексов (НГДК) потенциально обеспечивает значительный народнохозяйственный эффект, обусловленный снижением потерь электроэнергии и продлением срока службы оборудования. Следует отметить, что для предприятий НГДК характерны территориальная рассредоточенность и недостаточный уровень информационного взаимодействия технологических объектов различного уровня и пунктов диспетчерского управления. Ожидать коренного улучшения ситуации за счет развития иерархической системы управления энергоснабжением, основанной на переработке большого количества управляющей информации, в ближайшие годы не приходится.
Как правило, режим напряжения отходящих линий предприятий нефтедобычи не соответствует требованиям ГОСТ 13109-97, в электрооборудовании добычных скважин имеют место повышенные потери электрической энергии (38...40)% от всей потребляемой электрической энергии, и отключения установок нефтедобычи, приводящие к снижению добычи нефти.
Ситуация усугубляется низкой устойчивостью нагрузки из-за наличия у потребителей большого количества крупных асинхронных двигателей. Наиболее тяжелая ситуация, имеющая место в некоторых районах, вызвана перегрузом трансформаторов на подстанциях даже при нормальной схеме, что связано как с превышением разрешенной техническими условиями мощности, так и с недостаточным уровнем компенсации реактивной мощности предприятиями потребителя электрической энергии. [5]
Описанные выше проблемы характерны не только для систем электроснабжения предприятий НГДК, подключенных к сетям ЕЭС России, но и для автономных систем месторождений, расположенных преимущественно в районах Крайнего Севера. [5]
Благодаря работам ученых: Железко Ю.С., Ковалева И.Н., Файницкого В.В., Артемьева А.В,,Карпова Ф.Ф, и др. произошла модернизация методик компенсации реактивных нагрузок.
Устойчивость узла системы электроснабжения можно считать полностью обеспеченной только при достаточном запасе устойчивости основных узлов.
Мероприятия по повышению устойчивости и надежности могут достичь поставленной цели лишь в том случае, если устойчивость нагрузки не будет нарушаться при кратковременных понижениях напряжения сети, т. е. будет обеспечиваться достаточно высокий запас статической устойчивости нагрузки.
Рассчитав устойчивость отдельных асинхронных двигателей, и их совместную устойчивость в узле нагрузки, пришли к мнению что:
- При отсутствии средств компенсации реактивной мощности устойчивость нагрузки неудовлетворительна. Нарушение статической устойчивости происходит при понижении напряжения на шинах источника питания на 12—21 % номинального.
- Концентрация в узле нагрузки только асинхронных двигателей и компенсация их реактивной нагрузки статическими конденсаторами создают возможность возникновения «лавины» напряжения в узле нагрузки, даже при небольших отклонениях напряжения (3—10% номинального).
- Сочетание в узле нагрузки синхронных и асинхронных двигателей является наилучшим средством достижения устойчивости нагрузки при одновременном повышении коэффициента мощности и любых возможных в эксплуатации загрузках всего парка двигателей.
Технико-экономическое обоснование замены АД на СД показало, что если требуется компенсация реактивной нагрузки рассматриваемой электроустановки, а в нашем случае это и послужило причиной проверки СД в качестве ИРМ, то экономичность оказывается на стороне СД.
Таким образом, было принято решение о замене высоковольтных АД на СД. Потому как замена способствовала повышению устойчивости узла нагрузки, компенсации реактивной мощности. Еще одним из поводов замены АД на СД является то, что они обладают большей перегрузочной способностью. Весьма важно, что перегрузочная способность синхронных двигателей может быть увеличена за счет автоматического регулирования тока возбуждения, в то время как у асинхронных двигателей такой возможности нет.
