Введение. 
Проектирование системы электроснабжения нефтеперекачивающей станции

Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. СЭС промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие.

Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электростанций. По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов, осуществлять в широкий масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления и вести активную работу по экономии электроэнергии.

Каждое производство существует постольку, поскольку его машины-орудия обеспечивают работу технологических механизмов, производящих промышленную продукцию. Все машины-орудия приводятся в настоящее время электродвигателями. Для их нормальной работы применяют электроэнергию как самую гибкую и удобную форму энергии, _ обеспечивающей работу производственных механизмов.

При этом электроэнергия должна обладать соответствующим качеством. Основными показателями качества электроэнергии являются стабильность частоты и напряжения, синусоидальность напряжения и тока и симметрия напряжения.

Промышленные предприятия являются основными потребителями электроэнергии, так как расходуют 67% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии.

Прогресс электроэнергетики в сфере потребительских установок выразился в значительном увеличении потребляемых мощностей, которые по отдельным предприятиям превышают 1млн. квт. Все это усложнило потребительские установки и потребовало квалифицированного подхода к вопросам электроснабжения.

Характер и содержание задач по обеспечению надежности и устойчивости работы энергосистем существенно изменяется по мере ее развития. Такие специфические особенности энергетического производства, как взаимосвязанность и взаимозависимость режимов, непрерывность и единство технологического процесса выработки, передачи и распределения электроэнергии проявляется все сильнее, особенно при нарушениях нормального режима работы.

Ускорение научно-технического прогресса диктует необходимость совершенствования промышленной электроэнергетики: создание экономичных, надежных систем электроснабжения промышленных предприятий, освещения, автоматизированных систем управления электроприводами и технологическими процессами; внедрения микропроцессорной техники электрогазового и вакуумного электрооборудования, новых комплектных преобразовательных устройств. Все это ставит большие задачи перед работниками научно-исследовательских, проектных, монтажных и наладочных организаций, работающих в области электрификации промышленности.

В. 1. Постановка задачи Система электроснабжения промышленных предприятий, состоящая из сетей до 1000 В и выше, трансформаторных и преобразовательных подстанций, служит для обеспечения требований производства путем подачи электроэнергии от источника питания к месту потребления в необходимом количестве и соответствующего качества в виде переменного тока, однофазного или трехфазного при различных частотах и напряжениях, и постоянного тока.

Структура дипломного проекта определяется структурой системы электроснабжения нефтеперекачивающей станции (НПС). В данном случае задан конкретный объект, в него входят электроприемники, систему электроснабжения которых необходимо спроектировать. Конкретная система электроснабжения отличается от типовой конкретным составом звеньев и индивидуальным набором и соединением на схеме.

Для данного дипломного проекта постановка задачи заключается в выборе схемы электроснабжения и расчете ее элементов, также необходимо рассчитать электрические нагрузки по объекту в целом и построить графики нагрузок. Другие разделы входящие в проект: проектирование низковольтной сети 0,4кв; выбор конкретных подстанций, проектирование высоковольтной распределительной сети. Также рассматриваются вопросы защиты всех элементов от ненормальных и аварийных режимов работы, то есть вопросы автоматики и релейной защиты (РЗ).

В общих словах основной задачей является оптимизация параметров системы электроснабжения НПС путем правильного выбора напряжений, определения нагрузок и требований к бесперебойности электроснабжения, рационального выбора числа и мощности трансформаторов, преобразователей тока и частоты, конструкции промышленных сетей, средств компенсации реактивной мощности и резервирования напряжения.

В.2. Характеристика объекта и исходной информации.

НПС «Пурпе» является головной станцией в Ноябрьском Управлении Магистральных Нефтепроводов (НУМН). НПС расположена в пятнадцати километрах на запад от железнодорожной станции Пурпе и осуществляет перекачку нефти по магистральному нефтепроводам «Уренгой-Холмогоры» и с севера на юг «Тарасовское-Муравленковское».

Технологическая часть НПС состоит из различных наружных и закрытых установок, элементов технологического оборудования: камеры приема-пуска скребка, трубопроводов, задвижек, обратных клапанов, фильтров-грязеуловителей (ФГУ), различных насосов и так далее. Все вместе это образует взаимосвязанную цепь непрерывного технологического процесса. Так как имеется резервуарный парк ЛВЖ и возможно образование паро-воздушной смеси на любой части оборудования при перекачке нефти, объект НПС «Пурпе» является взрывоопасной зоной класса В-1 и В-1Г.

Взрывоопасная зона — помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установки, в котором имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси. Взрывоопасной считается также зона в пределах до 5 метров по горизонтали и вертикали от технологического аппарата, из которого возможно выделение горючих газов или паров ЛВЖ, если объем взрывоопасной смеси равен или менее 5% свободного объема — помещения.

К технологической части НПС относятся: камера приема-пуска скребка, площадка ФГУ, блок-боксов системы предохранительных перепускных клапанов (СППК)№ 1 и № 2. СППК№ 1 имеет 4 клапана с уставками 0,5 мПа, 4 клапана по 0,65 мПа и 4 клапана по 0,8 мПа; СППК№ 2−9 клапанов по 1,5 мПа. Также в технологическое оборудование входят: камера регуляторов давления (КРД); открытая площадка с подпорными вертикальными насосами марки ВАОВ-1250; общее укрытие магистральных агрегатов и установленными двигателями марки СТДП-6000 и насосами марки НМ-10 000−210; 8 камер распределения нефти (3-я и 8-я камеры на расширение производства; 1 блок-бокса качества нефти для отбора на химический анализ; для дренажа и откачки утечек нефти имеются емкости подземные (ЕП) объемом 40млЗ, а также резервуарный парк, который в свою очередь включает в себя 4 резервуара РВС-20 000 объемом 20 000мЛ3. На территории станции расположена операторная, ЗРУ-10кВ, станция пенотушения и водотушения, водооборотка, хозяйственная питьевая, резервный источник питания ДЭС 2×630кВт.

Технологические задвижки, установленные на территории станции в основном японского производства марки «Шимадзу» и также небольшой процент занимают Российские, Итальянские и Австрийские. Отдельно от технологической части станции расположены: административный корпус, столовая, ВЖК, гараж, мастерская и проходная.

Нефтеперекачивающая станция может осуществлять перекачку нефти тремя способами. Первый — «из насоса в насос», далее следует способ «с подключенными резервуарами» и третий «транзитом». На рассматриваемой станции НПС «Пурпе» используется первый способ, так как обеспечивает нормальный режим работы объекта. Процесс перекачки нефти имеет следующий вид: нефть поступает от нефтегазодобывающих предприятий на камеру приема-пуска скребка, поступает через технологические задвижки на площадку с тремя ФГУ, проходит через два фильтра и по трубопроводу мимо СПГЖ№ 1 попадает на камеру № 2. Здесь нефть протекает через задвижку под тем номером, под которым находится работающий насос НПВ, на площадку с подпорными вертикальными насосами, далее из насоса через технологические задвижки и СППК№ 2 поступает на общее укрытие магистральных агрегатов. Магистральные агрегаты в последнее время находятся в работе редко, это связано с уменьшением добычи нефти, поэтому нефть транзитом поступает на КРД, здесь она проходит через одну поворотную отстроенную на соответствующее давление задвижку и поступает на камеру приема-пуска на выходе станции и по нефтепроводу «Уренгой-Холмагоры» движется на юг.

Технологическими процессами на станции управляет оператор по команде диспетчера НУМН. Управление оборудованием на станции автоматизировано примерно на 70% и подключено к системе телемеханики.

трансформатор ток кабельный электрический.