Тема: Электроснабжение нефтяного месторождения

Проектирование систем электроснабжения новых нефтяных месторождений в Российской Федерации является актуальной и стратегически важной задачей, обусловленной значительной ролью нефтяной отрасли в экономике страны. Обеспечение надежного и эффективного электроснабжения новых месторождений критически важно для поддержания стабильного уровня добычи нефти, что напрямую влияет на энергетическую безопасность и экспортный потенциал государства.
Важность этого направления определяется необходимостью внедрения современных технологий и инновационных решений в энергетической инфраструктуре нефтедобывающих предприятий.
Современные системы электроснабжения должны обеспечивать высокую степень автоматизации, энергоэффективности и устойчивости к внешним воздействиям, что позволяет оптимизировать производственные процессы и снизить эксплуатационные затраты, что также способствует повышению экологической безопасности и снижению негативного воздействия на окружающую среду.
Государственная поддержка проектирования и реализации систем электроснабжения для новых нефтяных месторождений проявляется через различные механизмы, включая инвестиции в научно -исследовательские и опытно-конструкторские работы, предоставление налоговых льгот и субсидий, а также разработку нормативно-правовой базы, стимулирующей инновационное развитие отрасли.
Государственные программы направлены на внедрение передовых технологий в области энергетики, таких как интеллектуальные системы управления, использование возобновляемых источников энергии в сочетании с традиционными, а также применение современных материалов и оборудования, повышающих надежность и долговечность систем электроснабжения.
Однако остаются вызовы, связанные с суровыми климатическими условиями, географической удаленностью месторождений и необходимостью адаптации технологий к специфическим требованиям нефтяной промышленности.
Перспективы развития в этой области связаны с дальнейшей цифровизацией энергетической инфраструктуры, внедрением
распределенных энергетических систем и повышением уровня локализации производства оборудования и технологий.
Интеграция инновационных решений позволит повысить эффективность работы нефтяных предприятий, снизить эксплуатационные расходы и экологический след, а также укрепить позиции России на мировом энергетическом рынке.
Кроме того, развитие энергетической инфраструктуры в регионах добычи нефти способствует социально-экономическому развитию этих территорий, улучшению качества жизни населения и созданию новых рабочих мест.
Таким образом, проектирование систем электроснабжения новых нефтяных месторождений в Российской Федерации является приоритетным направлением, требующим комплексного подхода, учитывающего технические, экономические и экологические аспекты.
Тесное взаимодействие государства, научного сообщества и бизнеса обеспечивает условия для устойчивого развития нефтяной отрасли и энергетического сектора в целом, способствуя долгосрочному развитию экономики страны.
Приведённые аспекты обуславливают актуальность и практическую ценность настоящей работы.
Основной целью работы является разработка комплекса рациональных и качественных мероприятий, направленных на проектирование системы электроснабжения нового нефтяного месторождения, расположенного на территории Республики Татарстан вблизи г. Набережные Челны.
Объектом исследования является схема электрических соединений, а также основное оборудование электрической сети системы электроснабжения нового нефтяного месторождения.
Предметом исследования являются показатели надёжности, бесперебойности электроснабжения, уровня резервирования электрической сети, а также безопасности, экономичности и экологичности системы электроснабжения нового нефтяного месторождения .
В процессе выполнения работы необходимо решить ряд ключевых задач, направленных на создание эффективной системы электроснабжения нового нефтяного месторождения. При этом используются методы анализа литературных источников, методы дедукции и индукции, а также методы аналогий.
Первоначально требуется провести детальный анализ исходных данных, что позволит учесть специфические особенности объекта и определить оптимальные технические решения.
Затем следует разработка схемы электроснабжения месторождения, учитывающей географические условия, технологические потребности и требования по надёжности и безопасности.
Критически важным этапом является расчёт электрических нагрузок, позволяющий определить параметры системы и обеспечить сбалансированное распределение электроэнергии между различными потребителями.
На основе результатов расчёта необходимо выбрать и проверить трансформаторы главной понижающей подстанции и цеховых трансформаторных подстанций, обеспечивая соответствие оборудования нормативным требованиям и условиям эксплуатации.
Далее следует выполнить расчёт токов короткого замыкания, что необходимо для корректного выбора коммутационного оборудования и настройки систем релейной защиты.
Данные аспекты обеспечивают безопасность эксплуатации и минимизацию рисков аварийных ситуаций.
Важной задачей является выбор и проверка проводников и электрических аппаратов, соответствующих параметрам сети и способных надёжно функционировать в условиях нефтяного месторождения.
Завершающим этапом является выбор и обоснование внедрения новой системы релейной защиты и автоматики для питающей главной понижающей подстанции. Такая система должна обеспечивать оперативное реагирование на нештатные ситуации, повышая надёжность и устойчивость электроснабжения всего месторождения.
Решение перечисленных задач позволит создать эффективную и надёжную систему электроснабжения, отвечающую современным требованиям нефтегазовой отрасли.
Таким образом, в результате проведения исследований предполагается, что разработанная система электроснабжения нового нефтяного месторождения, расположенного на территории Республики Татарстан вблизи г. Набережные Челны, будет характеризоваться повышенными показателями надёжности, экономичности и безопасности с учётом требуемого уровня бесперебойности передачи электроэнергии, что критически важно для стабильной работы производственных процессов на месторождении.
Все предложенные решения требуют подтверждения расчётно - аналитическим путём.
Данный подход включает проверку соответствия всех параметров проектным требованиям, что позволит удостовериться в правильности выбора современных схемных решений, нового типа оборудования и систем защиты, а также оценить их эффективность в условиях реальной эксплуатации на объекте исследования.

Купить

Разработана система электроснабжения нового нефтяного месторождения, расположенного на территории Республики Татарстан вблизи г. Набережные Челны, с акцентом на обоснование принятых технических решений.
Проведён анализ климатических и топографических условий нового нефтяного месторождения, расположенного на территории Республики Татарстан вблизи г. Набережные Челны. Установлено, что в проекте необходимо учитывать температурные колебания, осадки, ветровые нагрузки, особенности рельефа и грунтов, а также гидрогеологические и экологические факторы, что позволит обеспечить надёжность, безопасность и эффективность эксплуатации системы электроснабжения месторождения в долгосрочной перспективе. По результатам анализа исходных технических данных установлено, что основными технологическими потребителями нового нефтяного месторождения в Республике Татарстан возле города Набережные Челны являются восемь производственных участков, обеспечивающих полный цикл добычи, подготовки и транспортировки нефти. Указанные объекты относятся ко второй категории надёжности электроснабжения, что требует организации системы энергоснабжения с повышенными требованиями к резервированию и устойчивости.
Согласно нормативным требованиям, для потребителей второй категории надёжности необходимо обеспечить электроснабжение от двух независимых источников питания. Поэтому на источнике питания предусматриваются два ввода электроэнергии, что повышает общую устойчивость системы электроснабжения и обеспечивает непрерывность технологических процессов. Обеспечение двух вводов на источнике питания гарантирует необходимый уровень надёжности и устойчивости энергосистемы, что имеет решающее значение для успешной эксплуатации объекта. Необходимость двух вводов обусловлена критической важностью бесперебойного электроснабжения для предотвращения остановки оборудования, нарушения технологических режимов и существенных экономических потерь.
В системе электроснабжения нового месторождения приняты следующие основные электротехнические устройства:
- питающая ГПП-110/10 кВ;
- распределительные ТП-10/0,4 кВ;
- силовые вводные шкафы потребителей месторождения.
Для питающей ГПП-110/10 кВ на стороне ВН (110 кВ) предлагается применить схему 110 - 5Н «Мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий», для РУ-10 кВ ГПП-110/10 кВ нового нефтяного месторождения принимается схема 10-1 «Одна, секционированная выключателем, система шин».
От шин распределительного устройства напряжением 10 кВ главной понижающей подстанции ГПП-110/10 кВ планируется питание восьми понизительных цеховых подстанций ТП-10/0,4 кВ, которые необходимы для преобразования напряжения с 10 кВ до 0,38/0,22 кВ.
При анализе также было установлено, что в системе электроснабжения проектируемого объекта отсутствуют отдельные высоковольтные потребители (в виду отсутствия необходимости глубокого бурения скважин, что обусловлено топологическими характеристиками региона) . Таким образом, все нагрузки месторождения будут запитаны по радиальной схеме через распределительные трансформаторные подстанции ТП-10/0,4 кВ, обеспечивающие напряжение 0,38/0,22 кВ. Такой подход обусловлен спецификой технологических процессов месторождения, где основное оборудование и инфраструктура рассчитаны на низковольтное питание.
В результате расчёта электрических нагрузок нового нефтяного месторождения было установлено, что суммарная расчётная нагрузка питающей ГПП-110/10 кВ системы электроснабжения данного объекта составила 17617,3 кВА.
При этом суммарная активная нагрузка питающей ГПП-110/10 кВ системы электроснабжения нового нефтяного месторождения составила 16560 кВт, а суммарная реактивная нагрузка данной подстанции - 6011,2 квар.
Проведённые исследования подтвердили, что использование в системе электроснабжения месторождения на всех восьми распределительных двухтрансформаторных подстанциях 10/0,4 кВ месторождения силовых трансформаторов марки ТМ-10/0,4 кВ, является оптимальным решением.
Для установки в системе электроснабжения нового месторождения выбраны и проверены такие марки силовых трансформаторов 10/0,4 кВ:
- ТМГ-630/10 - 2 единицы;
- ТМГ-1000/10 - 2 единицы;
- ТМГ-1250/10 - 4 единицы;
- ТМГ-1600/10 - 4 единицы;
- ТМГ-2000/10 - 2 единицы;
- ТМГ-4000/10 - 2 единицы.
Установлено, что значения максимальных трёхфазных токов КЗ в системе электроснабжения нового нефтяного месторождения будут следующими:
- на выводах 110 кВ питающей ГПП-110/10 кВ - 1,26 кА;
- на выводах 10 кВ питающей ГПП-110/10 кВ - 5,08 кА.
Соответственно, значения максимальных ударных токов короткого замыкания в указанных расчётных точках будут составлять:
- на выводах 110 кВ питающей ГПП-110/10 кВ - 9,22 кА;
- на выводах 10 кВ питающей ГПП-110/10 кВ - 16,81 кА.
Для ВЛ-110 кВ питающей ГПП-110/10 кВ выбран и проверен современный провод марки AAAC AERO-Z 177 A3F. Для распределительной сети 10 кВ объекта приняты силовые кабели марки ААБв-10 различных сечений.
Установлено, что выбранные в работе КРУЭ серии ЯГТ-110 и КЗР с ячейками КРУ 2-10 К2-МУ изготавливаются с использованием современных материалов и технологий, повышающих надёжность системы электроснабжения, а также снижающих негативное воздействие на окружающую среду и обеспечивающих возможность последующей утилизации или переработки компонентов данных шкафов. Таким образом было установлено, что применение элегазового распределительного устройства серии ЯГТ-110 на стороне 110 кВ и комплектного закрытого распределительного устройства с ячейками КРУ 2-10 К2-МУ на стороне 10 кВ ГПП-110/10 кВ нового нефтяного месторождения обосновано требованиями к повышенной надёжности, безопасности и эффективности системы электроснабжения. Для указанных ячеек выбраны и проверены современные электрические аппараты, которые обеспечивают оптимальное сочетание технических характеристик оборудования с особенностями эксплуатации в условиях нефтяной промышленности, способствуя устойчивой и безопасной работе энергетической инфраструктуры месторождения.
Для обеспечения функций релейной защиты и автоматики в системе электроснабжения нового нефтяного месторождения, выбрано и обосновано применение терминалов РЗиА серии БЭ2502Б, которые являются современными микропроцессорными устройствами релейной защиты и автоматики, предназначенными для обеспечения надёжной и эффективной защиты высоковольтного оборудования, такого как трансформаторы, линии электропередачи и распределительные устройства.
Таким образом, в результате проведения исследований показано, что разработанная система электроснабжения нового нефтяного месторождения, расположенного на территории Республики Татарстан вблизи г. Набережные Челны, характеризуется повышенными показателями надёжности, экономичности и безопасности с учётом требуемого уровня бесперебойности передачи электроэнергии, что критически важно для стабильной работы производственных процессов на месторождении.

Купить