Помощь студентам в учебе
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПС-35/6 КВ "КНС-3" ПОКАЧЕВСКОГО НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, И РЕШЕНИЙ 9
2 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ МОДЕРНИЗАЦИИ 14
2.1 Общая характеристика объекта 14
2.2 Анализ технического состояния оборудования ПС и формирование задач работы 15
2.3 Анализ надежности работы системы ЭС Покачевского месторождения 16
2.4 Исследование динамики повреждаемости электрооборудования, оценка влияния факторов на повреждаемость электрооборудования... 17
2.5 Анализ повреждаемости основного электрооборудования 35–110 кВ на объектах нефтегазодобывающей отрасли 21
2.6 Оценка надежности ПС 6–35 кВ Покачевского месторождения 24
3 ФОРМИРОВАНИЕ РАССЧЕТНЫХ РЕЖИМОВ ИССЛЕДУЕМОГО УЧАСТКА СЕТИ 34
3.1 Анализ схемы и параметров сети при существующей системе напряжений 35/6 кВ 34
3.2 Анализ параметров силовых трансформаторов 37
3.3 Выбор рационального напряжения сети 39
3.4 Выбор сечения проводов линий электропередач 41
3.5 Разработка схемы замещения для расчета ТКЗ и определение её параметров 45
3.6 Определение токов короткого замыкания на линиях трансформаторной подстанции 49
4 ПРОВЕРКА СИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ И КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ 52
5 АВТОМАТИЗАЦИЯ И РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ПС-35/6КВ "КНС-3" ПОКАЧЕВСКОГО НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ 60
6 РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ ПС 64
6.1 Оценка уровня надежности работы подстанции 64
6.2 Выбор критерия надежности с учетом возможной динамики нагрузок 65
6.3 Выбор средств регулирования напряжений 70
7 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 75
7.1 Краткое описание рассматриваемого объекта, производственного участка 75
7.2 Анализ вредных и опасных производственных факторов 75
7.3 Выбор нормативных значений факторов рабочей среды и трудового процесса 76
7.4 Охрана труда 79
7.5 Производственная санитария 80
7.6 Эргономика и производственная эстетика 84
7.7 Противопожарная и взрывобезопасность 85
7.8 Экологическая безопасность 87
7.9 Обеспечение безопасности при угрозе чрезвычайных ситуаций 88
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 89
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 90
ВВЕДЕНИЕ 7
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, И РЕШЕНИЙ 9
2 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ МОДЕРНИЗАЦИИ 14
2.1 Общая характеристика объекта 14
2.2 Анализ технического состояния оборудования ПС и формирование задач работы 15
2.3 Анализ надежности работы системы ЭС Покачевского месторождения 16
2.4 Исследование динамики повреждаемости электрооборудования, оценка влияния факторов на повреждаемость электрооборудования... 17
2.5 Анализ повреждаемости основного электрооборудования 35–110 кВ на объектах нефтегазодобывающей отрасли 21
2.6 Оценка надежности ПС 6–35 кВ Покачевского месторождения 24
3 ФОРМИРОВАНИЕ РАССЧЕТНЫХ РЕЖИМОВ ИССЛЕДУЕМОГО УЧАСТКА СЕТИ 34
3.1 Анализ схемы и параметров сети при существующей системе напряжений 35/6 кВ 34
3.2 Анализ параметров силовых трансформаторов 37
3.3 Выбор рационального напряжения сети 39
3.4 Выбор сечения проводов линий электропередач 41
3.5 Разработка схемы замещения для расчета ТКЗ и определение её параметров 45
3.6 Определение токов короткого замыкания на линиях трансформаторной подстанции 49
4 ПРОВЕРКА СИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ И КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ 52
5 АВТОМАТИЗАЦИЯ И РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ПС-35/6КВ "КНС-3" ПОКАЧЕВСКОГО НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ 60
6 РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ ПС 64
6.1 Оценка уровня надежности работы подстанции 64
6.2 Выбор критерия надежности с учетом возможной динамики нагрузок 65
6.3 Выбор средств регулирования напряжений 70
7 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 75
7.1 Краткое описание рассматриваемого объекта, производственного участка 75
7.2 Анализ вредных и опасных производственных факторов 75
7.3 Выбор нормативных значений факторов рабочей среды и трудового процесса 76
7.4 Охрана труда 79
7.5 Производственная санитария 80
7.6 Эргономика и производственная эстетика 84
7.7 Противопожарная и взрывобезопасность 85
7.8 Экологическая безопасность 87
7.9 Обеспечение безопасности при угрозе чрезвычайных ситуаций 88
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 89
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 90
Нефте и газодобывающая промышленность является достаточно энергоемкой отраслью, основной объем электроэнергии используется для работы буровых насосов, лебедок, погружных насосов. Электроэнергия, используемая для электроснабжения нефтяных и газовых месторождений, должна соответствовать ГОСТ 32144–2013.
В связи с ужесточением требований к нефтедобывающей отрасли, при проектировании системы электроснабжения буровых установок нужно использовать современное высокотехнологичное оборудование, чтобы уменьшить расходы природных ресурсов. Так же необходимо применять системы автоматизации производства. В последнее время развития электронной и вычислительной техники и роста и повышения сложности систем электрификации наблюдается соответствующий рост требований к качеству электроэнергии, их надежности и экономичности.
В то время как основной фонд существующего оборудования во многом устарел, как морально, так и физически. Постоянно возрастающие требования к качеству систем электроснабжения, их надежности и экономичности, в комплексе с изменяющейся структурой и характером потребления электроэнергии современными предприятиями, а также появление и широкое внедрение устройств управления и контроля на базе современной вычислительной техники требуют своевременной реконструкции существующих сетей электроснабжения. Данные факты позволяют считать тему данной ВКР актуальной.
Системы электроснабжения оказывают существенное влияние на производственный процесс промышленных предприятий. В этой связи проектирование и реконструкция систем электроснабжения должна предполагать под собой выполнение целого комплекса мероприятий, целью которых является обеспечение функциональной и безопасной эксплуатации всего внутреннего электрооборудования.
Объектом ВКР является ПС-35/6 кВ "КНС-3" Покачевского нефтяного месторождения.
Предметом является система электроснабжения сети 6–35 кВ.
Цель ВКР – Повышение надежности электроснабжения ПС-35/6 кВ "КНС-3" Покачевского нефтяного месторождения.
Технические параметры, характеризующие надежность систем ЭС могут быть получены в основном при помощи теоретических методов, путем выполнения расчетов и построения математических моделей.
Это, в свою очередь, не позволяет анализировать глубоко все предлагаемые мероприятия по повышению надежности и приводит к тому, что ряд мероприятий вообще обходится стороной. Поэтому актуальной является задача анализа времени перерывов в электроснабжении с учетом всех его составляющих.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Выполнить анализ показателей надежности электроснабжения потребителей, подключенных к электрическим сетям 6–35 кВ Покачевского месторождения;2. Осуществить обоснованный выбор мероприятий по внедрению средств автоматизации;
3. Разработать схему сетей напряжением 35/6 кВ;
4. Произвести выбор силового и коммутационного оборудования на ПС 35/6 кВ Покачевского месторождения;
5. Произвести выбор средств релейной защиты и автоматики для исследуемого участка сети;
6. Разработать перечень мероприятий по повышению надежности электроснабжения потребителей.
Теоретическая и практическая значимость работы заключается в разработке программы мероприятий по повышению надежности распределительных сетей Покачевского месторождения.
В связи с ужесточением требований к нефтедобывающей отрасли, при проектировании системы электроснабжения буровых установок нужно использовать современное высокотехнологичное оборудование, чтобы уменьшить расходы природных ресурсов. Так же необходимо применять системы автоматизации производства. В последнее время развития электронной и вычислительной техники и роста и повышения сложности систем электрификации наблюдается соответствующий рост требований к качеству электроэнергии, их надежности и экономичности.
В то время как основной фонд существующего оборудования во многом устарел, как морально, так и физически. Постоянно возрастающие требования к качеству систем электроснабжения, их надежности и экономичности, в комплексе с изменяющейся структурой и характером потребления электроэнергии современными предприятиями, а также появление и широкое внедрение устройств управления и контроля на базе современной вычислительной техники требуют своевременной реконструкции существующих сетей электроснабжения. Данные факты позволяют считать тему данной ВКР актуальной.
Системы электроснабжения оказывают существенное влияние на производственный процесс промышленных предприятий. В этой связи проектирование и реконструкция систем электроснабжения должна предполагать под собой выполнение целого комплекса мероприятий, целью которых является обеспечение функциональной и безопасной эксплуатации всего внутреннего электрооборудования.
Объектом ВКР является ПС-35/6 кВ "КНС-3" Покачевского нефтяного месторождения.
Предметом является система электроснабжения сети 6–35 кВ.
Цель ВКР – Повышение надежности электроснабжения ПС-35/6 кВ "КНС-3" Покачевского нефтяного месторождения.
Технические параметры, характеризующие надежность систем ЭС могут быть получены в основном при помощи теоретических методов, путем выполнения расчетов и построения математических моделей.
Это, в свою очередь, не позволяет анализировать глубоко все предлагаемые мероприятия по повышению надежности и приводит к тому, что ряд мероприятий вообще обходится стороной. Поэтому актуальной является задача анализа времени перерывов в электроснабжении с учетом всех его составляющих.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Выполнить анализ показателей надежности электроснабжения потребителей, подключенных к электрическим сетям 6–35 кВ Покачевского месторождения;2. Осуществить обоснованный выбор мероприятий по внедрению средств автоматизации;
3. Разработать схему сетей напряжением 35/6 кВ;
4. Произвести выбор силового и коммутационного оборудования на ПС 35/6 кВ Покачевского месторождения;
5. Произвести выбор средств релейной защиты и автоматики для исследуемого участка сети;
6. Разработать перечень мероприятий по повышению надежности электроснабжения потребителей.
Теоретическая и практическая значимость работы заключается в разработке программы мероприятий по повышению надежности распределительных сетей Покачевского месторождения.
При выполнении данной квалификационной работы:
- был произведен анализ системы электроснабжения объекта - ПС 35/6 кВ до модернизации, а также анализ технических показателей, характеризующих надежность данного объекта;
- выполнен расчет электрических нагрузок и токов короткого замыкания соответствующей подстанции, в качестве силовых трансформаторов выбраны трансформаторы ТДН - 10000/35; напряжение питающей линии 35 кВ, напряжение распределительной сети 6(10) кВ; по сечению проводов ВЛ - 35 кВ питающей трансформаторы ГПП выбран провод АС - 70/11; по сечению питающих фидеров выбран самонесущий алюминиевый кабель марки СИП-3 3х50, рассчитанный на допустимую токовую нагрузку 245 А;
- было выбрано силовое высоковольтное оборудование. В качестве выключателей на 35 кВ были выбраны вакуумные выключатели ВБЭС-35- 31,5/630-1000. Для коммутации на низкой стороне и напряжении 6 кВ были использованы выключатели ВВЭ-СМ-10-40/1600 ХЛ1 на вводах и секционных ячейках, а также ВВУ-СЭЩ-Э-10 У2-1000;
- выполнен расчет релейной защиты и автоматики; выбрано оборудование ТОР 200-16К – Микропроцессорный терминал РЗА, предназначенный для осуществления функций защиты первичного оборудования, управления и сигнализации на объектах энергетики с напряжением 6(10)–35(110) кВ;
- проведены основные расчеты по выбранным моделям на токи короткого замыкания, максимальные рабочие токи, расчет относительных сопротивлений элементов короткого замыкания;
В результате проделанной работы была разработана система ЕС, отвечающая заданным требованиям надежности электроснабжения. Система представляет собой комбинацию электрических и переключающих устройств, которые необходимы для быстрого переключения в случае серьезного отказа линии питания. Оценка надежности электрооборудования подстанции после модернизации дает возможность охарактеризовать проведенную модернизацию - эффективной, поскольку показатели удовлетворяют требованиям:
- коэффициент готовности оборудования: kг = 0,99906. ;
- коэффициент вынужденного простоя:kп = 0,0004. ;
- вероятность безотказной работы в течение года: p0(t) = 0,99906. ;
- среднее время безотказной работы Тср = 7,78лет.
В ходе проекта были выполнены все необходимые расчеты в соответствии с требованиями нормативных документов по кабельной разводке и безопасности эксплуатации электроустановок потребителей. Исследование проводилось с использованием следующей справочной литературы и с учетом требований нормативных документов и ГОСТ. В результате выполнения выпускных тезисов произведена модернизация системы ЭС ПС, которая отвечает всем заданным техническим требованиям по надежности, качеству и экономичности.
- был произведен анализ системы электроснабжения объекта - ПС 35/6 кВ до модернизации, а также анализ технических показателей, характеризующих надежность данного объекта;
- выполнен расчет электрических нагрузок и токов короткого замыкания соответствующей подстанции, в качестве силовых трансформаторов выбраны трансформаторы ТДН - 10000/35; напряжение питающей линии 35 кВ, напряжение распределительной сети 6(10) кВ; по сечению проводов ВЛ - 35 кВ питающей трансформаторы ГПП выбран провод АС - 70/11; по сечению питающих фидеров выбран самонесущий алюминиевый кабель марки СИП-3 3х50, рассчитанный на допустимую токовую нагрузку 245 А;
- было выбрано силовое высоковольтное оборудование. В качестве выключателей на 35 кВ были выбраны вакуумные выключатели ВБЭС-35- 31,5/630-1000. Для коммутации на низкой стороне и напряжении 6 кВ были использованы выключатели ВВЭ-СМ-10-40/1600 ХЛ1 на вводах и секционных ячейках, а также ВВУ-СЭЩ-Э-10 У2-1000;
- выполнен расчет релейной защиты и автоматики; выбрано оборудование ТОР 200-16К – Микропроцессорный терминал РЗА, предназначенный для осуществления функций защиты первичного оборудования, управления и сигнализации на объектах энергетики с напряжением 6(10)–35(110) кВ;
- проведены основные расчеты по выбранным моделям на токи короткого замыкания, максимальные рабочие токи, расчет относительных сопротивлений элементов короткого замыкания;
В результате проделанной работы была разработана система ЕС, отвечающая заданным требованиям надежности электроснабжения. Система представляет собой комбинацию электрических и переключающих устройств, которые необходимы для быстрого переключения в случае серьезного отказа линии питания. Оценка надежности электрооборудования подстанции после модернизации дает возможность охарактеризовать проведенную модернизацию - эффективной, поскольку показатели удовлетворяют требованиям:
- коэффициент готовности оборудования: kг = 0,99906. ;
- коэффициент вынужденного простоя:kп = 0,0004. ;
- вероятность безотказной работы в течение года: p0(t) = 0,99906. ;
- среднее время безотказной работы Тср = 7,78лет.
В ходе проекта были выполнены все необходимые расчеты в соответствии с требованиями нормативных документов по кабельной разводке и безопасности эксплуатации электроустановок потребителей. Исследование проводилось с использованием следующей справочной литературы и с учетом требований нормативных документов и ГОСТ. В результате выполнения выпускных тезисов произведена модернизация системы ЭС ПС, которая отвечает всем заданным техническим требованиям по надежности, качеству и экономичности.
