Дипломная работа: Создание электрической подстанции "Шершнёвская" ЗАО "Лукойл-Пермь"

Дипломная работа: Создание электрической подстанции "Шершнёвская" ЗАО "Лукойл-Пермь"

Содержание

Введение

1. Особенности технологического процесса добычи и транспортировки нефти "Белопашинской" группы месторождений

1.1 Краткая характеристика района строительства

1.2 Краткая характеристика технологического процесса добычи и транспортировки нефти в условиях Белопашинской группы месторождений

1.3 Система электроснабжения процесса добычи и транспортировки нефти и газа

2. Проектирование подстанции 35/6кв "Шершневская"

2.1 Характеристика электропотребителей

2.2 Определение электрических нагрузок

2.3 Обоснование системы электроснабжения и выбор места расположения подстанции

2.4 Обоснование построения воздушной линии электропередач номинальным напряжением 35кВ

2.5 Выбор мощности количества и типа силовых трансформаторов

2.6 Выбор марок и сечения ЛЭП

2.7 Потери напряжения в силовых трансформаторах и ЛЭП

2.8 Определение токов короткого замыкания и выбор коммутационной аппаратуры ГПП

2.9 Выбор распределительных устройств высокого напряжения ГПП и конструкций трансформаторной подстанции

2.10 Компенсация реактивной мощности

2.11 Обоснование основных видов релейных защит

2.12 Защита отходящих линий 6,3кВ

2.13 Автоматизация основных электропотребителей

2.14 Защита от перенапряжения

2.15 Защита от молний

2.16 Заземление оборудования подстанции

2.17 Контроль состояния изоляции

3. Безопасность жизнедеятельности

3.1 Общий анализ вредных и опасных факторов

3.2 Мероприятия по предотвращению поражением электрическим током

3.3 Безопасное ведение монтажных работ на подстанции

4. Экономическая часть

4.1 Технико-экономическое обоснование выбора силовых трансформаторов

Заключение

Литература

Введение

В результате сейсморазведочных работ, проведенных ООО "Пермнефтегеофизика" в 1982 году в районе Белопашинской площади, было открыто два участка пригодных для промышленной добычи нефти, позднее названные как "Шершневское" месторождение и месторождение "имени Архангельского".

В настоящее время в связи с завершением доразведочных работ и увеличения производственной добычи нефти введено в промышленную эксплуатацию 11 скважин. Извлечение нефти предусматривается осуществлять с помощью глубинонасосных установок. На территории Белопашенской площади пробурено также 6 поисково-разведочных скважин и ведутся дальнейшие поисково-разведочные работы.

Существующая понизительная подстанция 6/0,4кВ мощностью 630кВА обладает недостаточной мощностью, необходимой на этапе разработки и эксплуатации месторождений.

В связи с этим в специальной части проекта рассмотрены вопросы обоснования и создания новой подстанции требуемой мощности, а также строительство двухцепной ВЛ-35кВ, необходимых для полного освоения месторождения.

В частности предусматривается:

-  обоснование и выбор местоположения подстанции;

-  учет мощности приемников месторождения;

-  выбор и проверка силовых трансформаторов;

-  выбор и проверка основного оборудования подстанции и распределительных устройств;

-  расчёт параметров электрической сети;

-  проектирование защиты силовых трансформаторов;

-  расчёт релейной защиты подстанции;

-  расчёт компенсирующих устройств, заземления и молниезащиты подстанции.

Трансформаторная подстанция расчитывается с учетом дальнейшего увеличения площадей освоения данного месторождения и связанного с этим увеличения потребления электроэнергии.

1. Особености технологического процесса добычи и транспортировки нефти и газа белопашенской группы месторождений

1.1 Краткая характеристика района строительства

Белопашинская группа месторождений расположена в Усольском районе Пермской области на землях Березниковского лесхоза Романовского лесничества.

В непосредственной близости от района строительства расположена населенные пункты: Романово, Белая пашня, Малое Романово, д. Володин камень.

В районе работ проходит старая автодорога Пермь-Березники. Населенные пункты соединяются существующими грунтовыми дорогами.

Климат района континентальный с холодной продолжительной зимой, но сравнительно теплым летом, ранними осенними и поздними весенними заморозками. Средняя температура воздуха = +0,80С. Самым холодным месяцем в году является январь, со средней температурой воздуха = –15,00С, самым теплым – июль, со средней температурой +23,60С. Абсолютный минимум температуры воздуха –500С, максимум +360С. Годовая сумма осадков составляет 771мм. Максимум осадков за месяц наблюдается в ноябре – 84мм, минимум в феврале – 41мм. Преобладающее направление ветра в течении года – южное и юго-западное. Среднегодовая скорость ветра – 4,5м/с.

Максимальная высота снежного покрова за зиму на открытом участке соответствует 81см.

Месторождение расположено на правом пологом склоне долины р. Яйва, в междуречье правых притоков Яйва – р. Сюзьва и Волим. Рельеф эрозийно – аккумулятивный, полого – холмистый, с сетью неглубоких логов. Общий уклон поверхности на запад и северо-запад.

В геоморфологическом отношении район представляет собой всхолмленную равнину, расчлененную долинами рек, ручьев, логов. Дно логов часто заболочено. Возможны временные водотоки.

Скважины месторождения им. Архнгельского находятся в зоне калийных солей категории С Палашерского участка ВКМКС.

Ближайшее месторождение, находится в промышленной эксплуатации – "Уньвинское", ближайшая сепарационно-насосная установка находится на площадке ДНС-1 "Уньва".

1.2 Краткая характеристика технологического процесса добычи и транспортировки нефти в условиях Белопашенской группы месторождений

Исходя из геологических строений залежей, физико-геологических характеристик нефтеносных пластов, установленного режима нефтяного месторождения и продуктивности скважин, на начальном этапе предусматривается разработка освоением 11-ти добывающих скважин, 3-х нагнетательных скважин, а также 6- исследовательских и разведочных скважин. Система воздействия на залежь - законтурное и внутриконтурное заводнение с расстоянием между скважинами 400-500м.

Построение технологической схемы добычи нефти (рис. 1.1.), осуществляется на принципе подпора водой крыльев антиклинальной структуры содержащих нефть, а в сводной части - газ. Пласт эксплуатируют нефтяными скважинами, служащими для извлечения пластовой жидкости, а другие скважины служат для нагнетания воды в пласт. Для подъема по скважине добываемой пластовой жидкости используется специальный комплекс - оборудование для эксплуатации скважин 1. Пластовую жидкость, содержащую кроме нефти воду, газ, механические примеси, с помощью системы сбора собирают и разделяют на нефть, воду и газ, после чего нефть обессоливают, обезвоживают и, как товарную, направляют потребителям. После первичной обработки из газа получают дополнительный продукт - сухой газ. Все технологические процессы выполняются комплексом оборудования 2. Для более полного и интенсивного извлечения запасов нефти из пласта используют комплекс оборудования 9, обеспечивающего кислотную обработку пласта, его гидроразрыв и термовоздействие.

Для поддержания и восстановления пластовой энергии в пласт с помощью напорного и коммуникационного оборудования 4 закачивают воду, в том числе воду, добытую из эксплуатационных скважин. Кроме того, для восполнения разницы в объемах, извлеченных пластовой жидкости и воды к возвращаемой воде, добавляется вода из других источников, которая подвергается специальной подготовке в оборудовании 4.

Исходя из принятой технологической схемы добычи нефти в условиях Белопашинской группы месторождений, на 1 этапе осуществляется отработкой 11-ти скважин, оборудованных погружными электрическими центробежными насосами типа ЭЦН (лист 3.).

Сбор и транспортирование нефти на месторождении предусматривает и осуществляется по групповой автоматизированной системе, с подачей продукции скважин на групповые замерные установки АГЗУ-"Спутник Б-40". От замерных установок пластовая жидкость по трубопроводам поступает на насосную станцию перекачки нефти (ДНС), оборудованную центробежными насосами с электродвигателями типа ВAO-250. С ДНС скважинная жидкость по трубопроводу поступает на пункт предварительного сбора и обработки нефти, находящегося на Уньвинском месторождении ЗАО " Лукойл-Пермь".

Рис.1.1. Технологическая схема добычи нефти

Условные обозначения: 1- оборудование добычных и нагнетательных скважин; 2- комплекс оборудования разделения пластовой жидкости; 3- комплексы по перекачке нефти и воды; 4- оборудование насосных станций; 5- устьевое оборудование скважин; 6-шапка газа; 7- нефтяной пласт; 8- пластовые воды; 9- комплекс оборудования воздействия на пласт; 10- подъемное и нагнетательное оборудование скважин; 11- обсадные колонны скважин.

С целью поддержания необходимого пластового давления, увеличения темпа отбора нефти из залежи и повышения ее нефтеотдачи в пласт нагнетается вода. С этой целью на месторождении используются 3 скважины, с применением законтурного и внутриконтурного заводнения. Исходя из значений требуемого устьевого давления и максимальных годовых объемов, закачиваемой воды, для создания давления используется, блочная кустовая насосная станция типа БКНСЗ-200-РЦВ-СТД с подачей до 540 мЗ/ч. и давлением нагнетания 19МПа. Источником производственного водоснабжения является водопровод, питание которого осуществляется водой ближайших рек Яйва, Ситовка и Ивановка.

Организация работы оборудования основана на технологии эксплуатации месторождения. Извлечение пластовой жидкости осуществляется круглосуточно, оптимальные режимами работы оборудования и параметрами добычи обеспечиваются диспетчерской службой.

Комплексы скважин, подъемное и нагнетательное оборудование обеспечивают работоспособность ограниченное время, продолжительность которого значительно меньше периода разработки пласта и соответствует межремонтному периоду. Поэтому эксплуатация каждой скважины циклична и прерывиста. Время перерывов, то есть время текущих и капитальных ремонтов, а так же и количество труда затрачиваемого на ремонт по каждой скважине определяется геологическими условиями, надежностью оборудования скважины и спущенного в неё оборудования. Суммарные затраты времени и труда на ремонты обоих видов весьма значительны, что вызывает необходимость иметь службу ремонта, оснащенную большим количеством сложного оборудования для ремонта скважин, также при вводе новых скважин необходимо использование специального оборудования.

Обслуживание и ремонт оборудования осуществляется в первую смену, тремя бригадами, каждая из которых обслуживает свой технологический комплекс оборудования. Управление и контроль за работой осуществляется инженерно-техническим персоналом управления Пермского дивизиона добычи ЗАО "ЛУКойл-Пермь".

1.3 Система электроснабжения процесса добычи и транспортировки нефти и газа

История развития нефтяной и газовой промышленности тесно связана с историей нефтяной энергетики, так как именно она во многом способствовала бурному росту темпов освоения нефтяных и газовых районов.

Электрический привод на нефтяных и газовых промыслах признан самым надежным, наиболее эффективным и для большинства агрегатов единственно приемлемым.

На рис. 1.2. представлена структурная схема электроснабжения Шершнёвского месторождения нефти.

Центральная понизительная подстанция (ЦП) получает питание от районной электрической сети энергосистемы по ЛЭП 110кВ. От ЦП "Уньва" электроэнергия при напряжений 35кВ предполагается подаваться на промысловую подстанцию ГПП 35/6кВ. Электроприёмники промысла получат электроэнергию с шин КРУ 6,3кВ ГПП.

Станция по внутрипромысловой перекачке нефти и станция БКНС получают энергию непостредственно с шин КРУ 6,3кВ по ЛЭП 6,3кВ. Электроэнергия от ГПП по воздушным линиям электропередачи поступает на РУ ДНС и БКНС, а непосредственный подвод к приемникам осуществляется кабелями. Электродвигатели вспомогательных механизмов и станции управления и автоматики питаются от ТП 6/0,4кВ.

Электрооборудование водонасосных станций может быть нормального исполнения, так как здесь отсутствуют взрывоопасные смеси. По необходимой бесперебойности питания электроэнергией ДНС и БКНС относятся к потребителям 2-й категории. Остановка части глубиннонасосных установок в случае прекращения подачи электроэнергии связана только с потерей нефти, определяемой прекращением ее откачки из скважин и не вызывает серьезных осложнений при дальнейшей эксплуатации.

Установки центробежных электронасосов (ЭЦН) питаются по схеме: от сети 6кВ с промежуточной трансформацией напряжения на скважине до 0,4кВ, подводимого к автотрансформаторам или трансформаторам установки ЭЦН. В настоящее время для питания погружных электронасосов используются силовые масляные трансформаторы типов ТМП и ТМПН мощностью от 40 до 400кВа. Подвод электроэнергии к погружному электродвигателю осуществляется специальным маслонефтестойким трехжильным кабелем с резиновой или полиэтиленовой изоляцией, прикрепляемым к насосным трубам с помощью металлических поясов. Верхний конец кабеля намотан на барабан, служащий для транспортировки кабеля и его спуска-подъема. Кабельная линия в скважине выполняется плоским кабелем марки КРБК (с резиновой изоляцией) или марки КРШ (с полиэтиленовой изоляцией) на конечном участке вдоль насоса и круглым кабелем марки КРБК ( КПБК) - на остальной длине линии (диапазоном сечений 3х16; 3х5; 3х35мм2). При этом площадь сечения плоского кабеля принимается на одну ступень ниже площади сечения круглого кабеля. Применение плоского кабеля позволяет уменьшить поперечные размеры погружного устройства.

Рис.1.2. Структурная схема электроснабжения Белопашенской группы месторождений.

Условные обозначения: 1-двигатели и потребители станции по местной перекачке нефти; 2-двигатели и потребители БКНС; 3-двигатели станков-качалок; 4-двигатели погружных электронасосов.

Управление и защита электродвигателей погружных центробежных насосов осуществляется с помощью комплекса аппаратуры смонтированной в станции управления типа ШГС-5802, обеспечивает возможность ручного и автоматического управления, управления с диспетчерского пункта, работы установки по программе.

В настоящее время на месторождении имеется понизительная подстанция 6/0,4кВ с трансформаторами ТМГ-630(кВА). В связи с доразведкой месторождения и вводом первой очереди в эксплуатацию, имеющаяся подстанция не способна обеспечить преёмники месторождения необходимым количеством электроэнергии, т.к. мощность ее недостаточна, поэтому возникает задача создания новой подстанции, которая обеспечит надежное и экономичное электроснабжение всех токоприемников месторождения.

При создании подстанции необходимо учитывать и дальнейший рост электропотребления, который вызван дальнейшим увеличением числа токоприемников и окончательным вводом месторождения в эксплуатацию, что повлечет за собой увеличение протяженности линий, установку новых подстанций 6/0,4кВ и т.д.

Схема электроснабжения Шершнёвского месторождения нефти приведена на графическом листе 2.

2. Проектирование подстанции "Шершневская" 35/6кв.

2.1 Характеристика электропотребителей

Электроприёмники нефтедобывающей промышленности имеют свои специфические особенности и разделяются на несколько групп. Одни работают в условиях нефтеводной среды, другие со сложными механическими нагрузками, третьи работают в нормальных условиях.

Работу по добыче нефти на Шершнёвском месторождении предполагается выполняеть электрическим приводом. Применяются погружные, электронасосные установки.

Работа электродвигателя погружного насоса происходит в нефтеводяной среде, установка подвешена на колонне труб, и запитана кабелем с поверхности. Применяются двигатели серии ПЭД (погружные электродвигатели) трехфазные, синхронные, короткозамкнутые, маслонаполненные, с гидрозащитой, мощностью 32кВт, и синхронной скоростью вращения 3000об/мин.

Электрооборудование насосных установок, из-за широкого применения искусственного способа поддержания пластового давления на нефтепромыслах, является одним из главных потребителей электроэнергии. Насосные установки, преимущественно, центробежного типа. Малые габариты, возможность непосредственного соединения с электродвигателем, простота конструкции, отсутствие клапанов, плавная и непрерывная подача воды без гидравлических ударов – обеспечивает целесообразность использования центробежных насосов.

Для поддержания пластового давления предполагается установить блочную кустовую насосную станцию (БКНС), оборудованную тремя центробежными насосными установками (одна из которых выведена в резерв). Электропривод будет оснащен синхронными двигателями типа СТД-1600, рабочее напряжение 6кВ, мощность 1600кВт. БКНС относится ко второй группе потребителей электроэнергии нефтепромысла /15/.

Мощным потребителем электроэнергии на месторождении также будет является дожимная насосная станция, с центробежными насосными агрегатами перекачивающая собранную на месторождении жидкость на пункт предварительной подготовки нефти.

Дожимная насосная станция будет оборудована двумя центробежными насосными установками с электродвигателями (серии ВАО), мощностью 250кВт каждый.

А так как сырая нефть относится к группе взрывоопасных смесей категории 1А, то по правилам изготовления взрывозащищенного оборудования, электропривод станций выполняется взрывозащищенным (серии ВАО) и вся электрическая коммутационная аппаратура двигателей должна быть удалена на безопасное расстояние от установки и обычно выполняется в общепромышленном исполнении.

Основные электроприемники Шершнёвского месторождения приведены в таблице 2.1.

2.2 Определение электрических нагрузок

Эксплуатация энергосистем месторождений нефти показывает, что все группы электроприемников работают в длительных режимах, редко отключаются, а если и отключаются, то в основном сразу включаются резервные агрегаты. Это относится как к станции заводнения, так и к дожимным насосным станциям и добывающим насосам на скважинах.

Для оценки расчетной мощности электроприёмников промысла, точнее самых ответственных и мощных групп приёмников, воспользуемся методом определения расчетных нагрузок по установленной мощности и коэффициенту спроса. Основными достоинствами этого метода является: простота и достаточно высокая степень достоверности полученного результата /4/.

Используя таблицу электрических нагрузок (табл.2.1.) определим расчетные нагрузки для однородных по режиму работы приемников по выражениям:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8