Электрификация предприятий нефтяной и газовой промышленности

Утепленная камера представляет собой конструкцию, выпол­ ненную из наружной и внутренней металлической обшивок с теплоизоляцией между ними. В камере располагаются стан­ ции управления, трансформаторы тока, вакуумный контактор, токоограничивающий реактор (для трансформаторов ТМТПН250 и ТМТПН-400).

Силовой трансформатор Тр (см. рис. 75, б) питается от ЛЭП 6 кВ через линейный разъединитель Р наружной уста­ новки, монтируемый на опоре рядом с КТППН. Разъединитель служит для отключения токов холостого хода силового транс­ форматора и создания видимого разрыва при ремонте подстан­ ции КТППН. Предохранители Пр1—ПрЗ служат для защиты трансформатора Тр и шин от токов короткого замыкания. Вен-

ние короткого замыкания 5,5 ц.

тильные разрядники Рр1—РрЗ защищают силовой трансформа­ тор от атмосферных перенапряжений.

От обмотки низшего напряжения трансформатора Тр напря­ жение 0,4 кВ подается на станцию управления типа ШГС 5804-23А1 и на станцию управления обогревом типа ШГС 5005-03А2 с нагревательными элементами, а также для внутрен­ него освещения.

Для контроля состояния изоляции системы кабель — ПЭД используется цепочка, состоящая из конденсатора С и дросселя Др, которые присоединены к нулевой точке обмотки среднего напряжения силового трансформатора через разрядник Рр4.

В подстанции КТППН предусмотрены блокировки, предот­ вращающие открывание отсеков ввода 6 кВ и силового транс­ форматора, снятие ограждения вакуумного контактора без от­ ключения главных и включения заземляющих ножей разъедини­ теля; включение главных ножей разъединителя при включенных заземляющих; отключение (включение) главных ножей разъе­ динителя под нагрузкой; включение (отключение) штепсель­ ного разъема при наличии напряжения; переключение ответвле­ ний трансформатора под нагрузкой.

181

П р и м е ч а н и я . 1. Номинальное напряжение обмотки высшего напряжения 6 кВ, низшего напряжения— 0,4 кВ; мощность обмотки

«-•низшего напряжения 25 кВ-Л. 2. Напряжение короткого замыкания обмоток высшего — среднего напряжения 4,5%, высшего — низшего на25пряжения— 1,2 %.

Для питания электроэнергией, управления и защиты электродвигателей погружных насосов мощностью от 14 до 100 кВт, применяемых для добычи нефти из куста скважин, вы­ пускаются подстанции КТППН с трансформаторами 6/0,4 кВ, 400 или 630 кВ-А (рис. 76). Климатическое исполнение и ка­ тегория размещения этих подстанций ХЛ1.

Все оборудование подстанции КТППН встроено в утеплен­ ные кабины контейнерного типа 1 (распредустройство высокого напряжения) и 3 (распредустройство низкого напряжения),

Ввей в нВ

Рис. 76. Общий вид (а) и электрическая схема (б) комплектных трансфор­ маторных подстанций типа КТППН-400 и КТППН-630

между которыми монтируется трансформатор 2 серии ТМЭ-400 или ТМЭ-630. Каждая кабина имеет коридор обслуживания и электрообогрев. Обе кабины вместе с трансформатором уста­ навливаются на спланированной грунтовой площадке, на кото­ рой уложены жестко скрепленные между собой железобетонные плиты, или на металлической эстакаде. Подстанция комплекту­ ется шестью станциями управления ПЭД и снабжается электри­ ческими счетчиками для учета потребляемой установкой актив­ ной и реактивной электроэнергии.

Вкабине высокого напряжения установлены разъединитель

сзаземляющими ножами QS1, разъединитель QS2, вентильные

разрядники FV, трансформаторы тока ТА, малообъемный мас­ ляный выключатель QF1, предохранители FU, трансформаторы напряжения TV1, TV2 и силовой трансформатор Т2 40 кВ*А, 6/0,4 кВ.

В кабине низкого напряжения размещен вводный автомати­ ческий выключатель QF2, линейный автоматический выключа-

184

тель QF3 и шесть станций управления ПЭД CS1— CS6. В кон­ струкции этих КТППН предусмотрены электрические и механи­ ческие блокировки, исключающие ошибочные действия персо­ нала при коммутационных операциях и при обслуживании электрооборудования.

Промышленностью СССР с 1968 по 1978 г. выпускались станции управления погружными электродвигателями ПГХ5071 и ПГХ-5072. Станции управления ПГХ-5071 применяются для комплектации установок с автотрансформаторами в цепи погружного двигателя. Эти станции снабжаются защитой от замыканий на землю, осуществляющей мгновенное отключение установок при появлении тока замыкания на землю 2 А и более в погружном электродвигателе, кабеле или автотрансфор­ маторе.

Станции управления ПГХ-5072 применяют для комплек­ тации установок с трансформаторами в цепи погружного дви­ гателя и вместо токовой защиты от замыкания на землю снаб­ жены устройством непрерывного контроля состояния изоляции погружного электродвигателя, кабеля и вторичной обмотки трансформатора с действием на отключение без выдержки вре­ мени при уменьшении сопротивления изоляции ниже 30 кОм. Схемы станций ПГХ-5071 и ПГХ-5072 аналогичны и отличаются элементами защиты от замыканий на землю.

С 1978 г. взамен станций серии ПГХ промышленность СССР

выпускает станции типа ШГС, рассчитанные на управление ус­ тановкой, в которой погружной двигатель питается через мас­ ляный трансформатор ТМП или ТМПН.

Комплектные устройства ШГС-5802, ШГС-5803 и ШГС-5804 (рис. 77) предназначены для управления и защиты погружных электродвигателей ЭЦН добычи нефти. На вход силовой цепи этих устройств подается переменный ток напряжением 380 В, который через разъединитель 1, автоматический выключатель 2 и контактор 3 подается на первичную обмотку силового транс­ форматора 4. К вторичной обмотке трансформатора 4 подклю­ чен погружной электродвигатель 5, который механически связан с погружным центробежным насосом 6. Сила тока электродви­ гателя 5 замеряется с помощью измерительных трансформато­ ров 7 тока. К нулевой точке вторичной обмотки трансформа­ тора 4 подключен вход устройства 8 защиты по сопротивлению изоляции токоведущих цепей статора электродвигателя 5 и ка­ беля. С трансформаторов 7 тока сигнал подается на входы уст­ ройства 9 токовой защиты и устройства 10 защиты от срыва по­ дачи жидкости насосом. Выходные сигналы устройства 8, 9 к 10 защиты подаются на блок 11 управления и автоматики, кото­ рый при срабатывании устройства 8 защиты по сопротивлению изоляции выдает сигнал на отключение автоматического вы­ ключателя 2, а в случае срабатывания устройства 9 токовой за­ щиты или устройства 10 защиты от срыва подачи жидкости выдает сигнал на отключение контактора 3. Предусмотрены

185

запоминание вида аварийного отключения и индикация сраба­ тывания защиты с помощью блока 12 индикации.

Устройство 8 защиты по сопротивлению изоляции выполнено с применением прибора контроля сопротивления изоляции МК.Н-380М1 и осуществляет быстродействующую защиту при коротких замыканиях путем отключения автоматического вы­ ключателя 2. Устройство 9 токовой защиты в комплектном уст­ ройстве ШГС-5802 выполнено с применением токовых реле, которые позволяют осуществить ступенчатую защитную характе­

плектных устройствах ШГС-5804 этот узел был улучшен за счет получения сигнала на срабатывание защиты с индуктивного датчика амперметра типа Ц324К. Существенное улучшение уст­ ройства 10 защиты от срыва подачи выполнено в комплектных устройствах ШГС-5803, в которых применено новое устройство защиты электродвигателя.

На рис. 77 представлены также основные функциональные связи блока 11 управления и блока 12 индикации, с которыми связаны устройства блока 13 защиты, аппараты 14 ручного уп­ равления и система диспетчеризации и автоматизации про­ мысла. Устройство 15 автоматического повторного включения с индикатором 16 напряжения сети через блок 17 управления контактором 3 обеспечивает автоматический пуск установки по­ сле перерыва в электроснабжении. Блок 17 управляет отключе­

186

нием контактора 3 по сигналам устройства 9 токовой защиты, воздействующим при нормальном напряжении сети — через блок 18 запоминания аварии, а при отклонениях напряжения сети — непосредственно. Отключение фиксируется индикатором 19 срабатывания токовой защиты. Отключение двигателя 5 за­ щитой 10 от срыва подачи жидкости фиксируется индикатором 20. Уменьшение сопротивления изоляции токоведущих цепей по­ гружного электродвигателя 5 контролируется с помощью при­ бора 21 типа МКН-380М1, и устройство 8 защиты выдает сиг­ нал на отключение автоматического выключателя 2 и контак­ тора 3. Сила тока статора погружного электродвигателя 5 контролируется по амперметру 22.

В комплектные устройства ШГС-5803 и ШГС-5804, по срав­ нению с устройством ШГС-5802, дополнительно введен узел 23 защиты при снижении давления в трубопроводе, например при разрывах, когда при автоматической работе установки нефте­ добычи без наблюдения обслуживающего персонала необхо­ димо предотвратить загрязнение окружающей среды. Отключе­ ние выполняется по сигналу манометра 24 и фиксируется инди­ катором 25. В комплектное устройство ШГС-5803 введены узел 26 автоматического повторного включения после срыва подачи жидкости и узел 27 блокировки автоматического повторного включения при обратном потоке жидкости и вращении погруж­ ного электронасоса после отключения, когда нарушается ра­ бота обратного клапана. Этот режим фиксируется индикатором

28.

На блоке 17 комплектного устройства ШГС-5803 применено устройство для управления электромагнитным контактором, ко­ торое содержит трансформатор с обмоткой, подключенной к сети питания, тиристоры, через которые обмотка контактора 3 подключена к обмоткам удерживающего и обмотке форсирую­ щего напряжение трансформатора, блок отключения, формиро­ ватель времени форсировки на включение и формирователь единичного импульса для форсировки при отключении.

Комплектные устройства ШГС-5804 предназначены для уп­ равления и защиты погружных электронасосных установок до­ бычи нефти с электродвигателями серии ПЭД мощностью от 16 до 100 кВт и напряжением до 2300 В переменного тока. Комп­ лектные устройства предназначены для работы при темпера­ туре окружающей среды от —40 до +40 °С, относительной влажности воздуха 80 % при температуре +20 °С, высоте над уровнем моря не более 1000 м. Окружающая среда не должна содержать токопроводящую пыль, газы и пары, разрушающие металл и изоляцию, а также не должно быть проникновения газа внутрь комплектного устройства по кабелю.

В условном обозначении комплектного устройства указаны его серия, номинальные сила тока и напряжение силовой цепи, конструктивная модификация, напряжение цепи управления, климатическое исполнение и категория размещения.

187

188

грузки электродвигателя по току, вызванных отклонением на­ пряжения питающей сети за пределы рабочей зоны;

возможность настройки на месте эксплуатации защит от пе­ регрузки и недогрузки электродвигателя по току и выбора ра­ бочей зоны по напряжению питающей сети;

расшифровку и запоминание вида сработавшей защиты; контроль рабочего тока электродвигателя по амперметру и

контроль напряжения сети по индикатору напряжения; возможность регистрации тока электродвигателя (с записью

на диаграмму) с помощью регистрирующего амперметра, уста­ навливаемого в комплектном устройстве и поставляемого по отдельному заказу;

наружную световую сигнализацию об аварийном отключении установки;

подключение с помощью штепсельного разъема переносных токоприемников напряжением 380 В с током фазы до 60 А;

подключение с помощью розетки геофизических приборов напряжением 220 В и током нагрузки до 6 А.

Комплектные устройства выполнены в металлических шкафах уплотненной конструкции одностороннего обслужива­ ния. Степень защиты шкафов по ГОСТ 14254—69; IP43— для ШГС-5804—Х9АЗУ1; IP01 — для ШГС-5804—Х953УЗ.

Конструкция комплектных устройств ШГС-5804 обеспечи­

механическую блокировку штепсельного разъема ШС2 па­ кетным выключателем В5, не позволяющую оперировать штеп­ сельным разъемом при включенном пакетном выключателе;

видимый разрыв силовой цепи и заземление отключенного участка;

дополнительное запирание вручную задней двери шкафа комплектного устройства с внутренней стороны;

заземление комплектного устройства с помощью заземляю­ щего болта;

установку специальных винтовых зажимов, обеспечивающих подключение внешних силовых кабелей к контактору КЛ, транс­ форматорам тока Тр1, Тр2 и к изолятору в точке В5 без кабель­ ных наконечников. Ключ для винтовых зажимов поставляется комплектно с комплектным устройством.

Перед пуском электронасосмой установки в ручном режиме необходимо выполнить следующие операции:

включить автоматический выключатель В2, который своими главными контактами А1—А2, В1—В2, С1—С2 подготавливает цепь питания погружного электродвигателя, а вспомогатель-

189