1369

эксплуатационный (оперативный) журнал для записи в хро­ нологическом порядке времени приема и сдачи смены, выпол­ няемых переключений, распоряжений руководящего техниче­ ского персонала о допуске к работе, о выдаче ключей от рас­ пределительных устройств, об изменениях режимов работы электрооборудования, систем защиты и автоматики; записей, связанных с ликвидацией аварий, замеченных во время смены неполадок и неисправностей оборудования, аппаратуры, прибо­ ров защиты, автоматики и блокировочных устройств и т. п.;

бланки нарядов на ремонтные и наладочные работы в элек­ троустановках;

бланки переключений; журнал дефектов оборудования (при наличии большого ко­

личества оборудования); ведомости показания контрольно-измерительных приборов и

электросчетчиков; журнал проверки знаний, а также списки лиц, имеющих

право единоличного осмотра в электроустановках, лиц, имею­ щих право отдавать оперативные распоряжения, ответственных дежурных вышестоящей энергоснабжающей организации.

Испытанную и принятую по акту электроустановку предъ­ являют инспектору энергосбыта соответствующей энергоснаб­ жающей организации для осмотра и допуска ее в эксплуатацию. Реконструированные электроустановки напряжением выше 1 кВ должны быть также перед включением осмотрены инспек­ тором энергосбыта. Электроустановки напряжением до 1 кВ осматриваются инспектором энергосбыта выборочно. Новые электроустановки подключают к сети только после проверки и установки приборов учета электроэнергии и заключения до­ говора на пользование электроэнергией. В случае обнаружения в электроустановках недостатков в монтаже, отступлений от технических условий на присоединение и нарушения ПУЭ или при отсутствии подготовленного персонала для обслуживания этих установок допуск их в эксплуатацию до устранения обна­ руженных недостатков запрещается.

58. Э К О Н О М И Я Э Л Е К Т Р И Ч Е С К О Й Э Н Е Р Г И И

Нефтяная и газовая промышленность ежегодно потребляют десятки миллиардов киловатт-часов электроэнергии, поэтому экономное расходование этой энергии — актуальнейшая задача.

Экономия электроэнергии заключается в снижении ее потерь, нормировании электроэнергии по отдельным цехам и установ­ кам, правильном использовании электрооборудования и улуч­ шении коэффициента реактивной мощности.

Потери активной и реактивной мощности в воздушных и кабельных линиях пропорциональны квадрату силы тока:

402

сопротивления 1 км линии, Ом; / — длина линии, км.

Парные и двухцепные линии электропередач целесообразно включать в работу одновременно. Сила тока нагрузки каждой из них в этом случае будет вдвое меньше, а потери в чешре раза меньше, чем если бы питание осуществлялось по одной линии, а вторая находилась бы в резерве.

Экономичность работы силовых трансформаторов характе­ ризуется потерями холостого хода Р *,* и короткого замыкания

Рк.з (табл. 40 и 41).

ш0,7$ 8jm

Иаимшышше потери ® трапсфэрж^шорак гшпутг башв?. шдаи ®5>-

ОНШШПШЙШ

кВ-Д: — мшималшая м р т

П(Ш^Ш11Ыку ОШбШШВИе Рж.з/Л.® ДОП* ШЯСЙЙШД1РЙШф5р№ШТ5>-

4Й®

мощностей в трансформаторе выражаются формулами

ная намагничиванием сердечника; Qx.a — реактивная мощность, обусловленная потоками рассеяния при номинальной нагрузке.

Для трансформаторов мощностью от 100 до 6300 кВ-А

быть уменьшены правильным выбором их мощности и числа, рациональным режимом работы (отключением малозагружен­ ных трансформаторов и переводом их нагрузки на другие неза­ груженные трансформаторы) и своевременным включением в ра­ боту резервных трансформаторов при перегрузке основных.

Работа асинхронного электродвигателя наиболее экономична в режиме номинальной мощности и напряжения. При пере­ грузках его к. п. д. уменьшается вследствие увеличения элек­ трических потерь (в меди обмоток), которые пропорциональны квадрату силы тока нагрузки. При недостаточной загрузке электродвигателя его к. п. д. уменьшается, поскольку потери в стали (потери холостого хода) остаются постоянными. Си­ стематическая перегрузка электродвигателя также влечет за собой повышенные потери; такой электродвигатель необходимо заменить на электродвигатель, соответствующий фактической нагрузке. Недогруженный электродвигатель целесообразно за­ менять только в том случае, если его нагрузка составляет ме­ нее 40—45 % от его номинальной мощности.

Отклонение напряжения от номинального также неблаго­ приятно воздействует на режим потребления электроэнергии. При понижении напряжения увеличивается сила тока нагрузки электродвигателя, вследствие чего увеличиваются и потери электроэнергии; при повышении — ухудшается коэффициент мощности. Поэтому поддержание постоянного напряжения пи­ тающей сети — один из важных элементов достижения эконо­ мичной работы электроустановок.

Основными источниками экономии электроэнергии являются: внедрение рациональных технологических режимов на базе до­ стижений науки и техники; улучшение работы энергетического и технологического оборудования; внедрение новой техники и прогрессивных норм расхода электроэнергии.

Доля расходования электроэнергии на производственно-тех­ нологические нужды составляет 60—80 %. Совершенствование технологических режимов заключается в использовании наибо­ лее эффективных способов бурения скважин, обеспечивающих

404

высокие скорости бурения и, следовательно, малый удельный расход электроэнергии на 1 м проходки; применении наивыгод­ нейших способов добычи нефти и газа, а также оптимальных режимов эксплуатации месторождений; переводе скважин с ком­ прессорной на глубиннонасосную эксплуатацию; широком внед­ рении внутриконтурного и законтурного заводнений; использо­ вании экономически целесообразных режимов работы насосных и компрессорных станций; переводе глубиннонасосных сква­ жин на периодическую эксплуатацию; использовании одно­ трубного сбора нефти; обработке призабойной зоны скважин; применении поверхностно-активных веществ при закачке воды в пласты.

Рационализация схем электроснабжения заключается в сле­ дующем: применение глубокого ввода напряжением 35 кВ для буровых установок, 6—10 кВ — для глубиннонасосных устано­ вок, 110 и 35 кВ — для кустовых насосных станций; приближе­ ние трансформаторных подстанций к центрам нагрузок нефте­

в периоды малой нагрузки подстанций; использование эконо­ мически выгодных режимов включения трансформаторов на двухтрансформаторных подстанциях; включение в работу имею­ щихся резервных связей и параллельных линий; поддержание в сети напряжения, близкого к номинальному; расположения источников реактивной мощности в местах ее потребления; применение напряжения 6—10 кВ вместо 380 и 500 В, а также 10 кВ вместо 6 кВ.

Для улучшения работы энергетического и технологического оборудования целесообразно правильно выбрать тип и мощность электропривода и обеспечить его полную загрузку; тщательно следить за состоянием оборудования и своевременно проводить планово-предупредительный ремонт; исключить утечки сжатого воздуха и газа из системы; повысить коэффициент подачи глу­ бинных насосов; уменьшить потери напора в задвижках и трубопроводах; повысить надежность электрооборудования и устройств электроснабжения с целью исключения простоев тех­ нологических установок; заменить (где это возможно) асин­ хронные электродвигатели синхронными, особенно для привода станков-качалок.

Внедрение новой техники (регулируемых электроприводов магистральных и буровых насосов, станков-качалок и центро­ бежных нагнетателей, электромагнитных муфт, комплектных ус­ тройств электроснабжения и управления и др.) наряду с повы­ шением производительности технологических установок должно способствовать экономии электроэнергии.

Большая часть электроэнергии, потребляемой нефтяной и га­ зовой промышленностью, преобразуется в механическую энер­ гию в асинхронных и синхронных электроприводах. При всем многообразии технических решений, нацеленных на экономию

405

электроэнергии в электроприводе, можно выделить следующие основные направления.

1.Расширение областей применения систем регулирования частоты вращения приводного электродвигателя.

2.Применение частотного пуска электроприводов с двигате­ лями переменного тока с использованием возможностей рекупе­

ративного торможения.

3. Разработка и внедрение автоматов, поддерживающих к. п. д. и cos ф приводных электродвигателей близкими к их номинальным значениям в широком диапазоне изменения на­ грузки.

4.Применение простейших блокировочных и других связей, обеспечивающих рациональную эксплуатацию электропривод* ных рабочих машин.

5.Применение электродвигателей с улучшенными энергети­ ческими показателями.

Возможности в части экономии электроэнергии, открываю­ щиеся в результате применения регулируемого электропривода, были рассмотрены в гл. 6 и 8.

Для электроприводов, не требующих регулирования ча­ стоты вращения, целесообразно применение преобразователей частоты только для процесса пуска. Такие преобразователи ча­ стоты можно условно назвать пусковыми. Они могут быть пред­ назначены как для одиночного (поочередного) пуска главных электроприводов крупных насосных и компрессорных станций, так и для группового пуска асинхронных двигателей электро­ приводов вспомогательных механизмов подобных станций.

Потери электроэнергии при частотном пуске значительно меньше, чем при прямом пуске. Если в первом приближении пренебречь магнитными и механическими потерями в процессе пуска, а также электромагнитными процессами, протекающими

впервый момент после включения электродвигателя, то для аб­ солютного скольжения sa, меньшего, чем критическое скольже­ ние saK, потери энергии можно определить из системы урав­ нений:

Л4 — Мс-f-«/28;

f . =f Jf m = F2(t)t

где М — электромагнитный момент, развиваемый электродвига­ телем; Мс — момент сопротивления рабочего механизма; — суммарный момент инерции вращающихся масс электропривода; со и е — угловая скорость и угловое ускорение соответственно; (Ош и f in — номинальная угловая синхронная скорость и номи­ нальная частота соответственно; fi — текущее значение частоты.

406

В настоящее время открываются широкие возможности не только уменьшения потерь электроэнергии при пуске, но и ми­ нимизации этих потерь. Речь идет о возможности использова­ ния микропроцессорной техники для управления преобразова­ телем частоты, при котором в процессе пуска будет поддержи­ ваться оптимальное значение абсолютного скольжения.

Выбор sa. опт можно показать на примере частотно-токового управления асинхронным двигателем, в котором должна быть реализована определенная связь между силой тока статора и абсолютным скольжением. Такая связь наиболее простая для

ческих потерь. Пользуясь механической характеристикой M(sa), построенный для фиксированных значений силы тока статора, можно выявить общую закономерность для любых асинхронных двигателей, которая заключается в том, что с увеличением силы тока статора увеличивается абсолютное критическое скольже­ ние sa. к. Линия оптимального скольжения проходит через точки наибольших значений моментов, каждый из которых отвечает своей фиксированной силе тока статора. Отсюда достаточно просто определяются sa. 0пт-

Для определения sa. 0пт из условия минимума потерь необ­ ходимо выполнить более сложные расчеты, что далеко не всегда оправдано. Это объясняется тем, что потери энергии при ча­ стотном пуске, полученные из условия минимума потерь, как показывает анализ, незначительно отличаются от потерь, рас­ считанных из условия минимума силы тока статора.

Анализ соотношения потерь энергии при пуске асинхрон­

в результате решения системы дифференциальных уравнений машины, питаемой как от пускового преобразователя частоты, так и непосредственно от сети. Эта система уравнений, допол­ ненная уравнениями для мощности потерь и потерь энергии, может быть решена численными методами интегрирования с ис­ пользованием микропроцессорной техники. Однако для боль­

408

шей части случаев пуск агрегатов на компрессорных и насосных станциях не имеет строгого ограничения по времени переход­ ного процесса. Поэтому экономичность применения частотного пуска вместо прямого может быть оценена с помощью кривой, приведенной на рис. 152.

Большой практический интерес представляет иногда зависи­ мость кратности силы тока статора от частоты вращения элек­ тродвигателя при пуске с помощью преобразователя частоты и при прямом пуске. Существенное снижение кратности пускового тока не только уменьшает потери энергии в самом двигателе, но и способствует уменьшению потерь энергии в питающих се­ тях и трансформаторах, стабилизации уровня напряжения на зажимах электроприемников.

Важное значение имеют правильный учет и анализ удель­ ных расходов электроэнергии на единицу продукции. Это один из основных показателей, характеризующих технико-экономи­ ческий уровень производства в целом и степень рационального ведения электрохозяйства.

Нормы удельных расходов электроэнергии позволяют кон­ тролировать состояние производства путем сравнения фактиче­ ского расхода с рекомендуемым или нормированным, получен­ ным за большой период эксплуатации на аналогичном произ­ водстве или отдельном производственном процессе. Иногда удельные нормы расхода электроэнергии служат основанием для выбора мощности приводного двигателя.

Удельные расходы электроэнергии на основные процессы в нефтяной и газовой промышленности

409

59. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ И БЕЗОПАСНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

В процессе эксплуатации все электрическое оборудование

иэлектрические сети предприятий находятся под постоянным наблюдением дежурных электриков и подвергаются периодиче­ скому осмотру, профилактическим испытаниям и ремонту. Кроме того, некоторые работы в электротехнических установках вы­ полняют рабочие, не' имеющие квалификации электриков (за­ мена осветительных ламп на действующих буровых, включение

ивыключение двигателей и пр.). Естественно, что при этом возможна некоторая вероятность прикосновения человека к то­ коведущим частям.

Электрический ток, проходя через тело человека, может выз­ вать тяжелые травмы, а иногда и смерть. Степень поражения электрическим током определяется его силой, характером пути прохождения тока через тело человека, длительностью его про­ хождения, его частотой и индивидуальными свойствами чело­ века. Наиболее опасен ток промышленной частоты. Токи высо­ кой частоты не вызывают электрического шока, но при длительном прохождении могут привести к чрезмерному нагре­ ванию или ожогу отдельных частей тела. При силе тока промышленной частоты 0,05 А, проходящего через человека, возможен смертельный исход, а при силе тока 0,1 А и более не­ избежен смертельный исход.

Наиболее опасные поражения возникают при прохождении тока через сердце и мозг.

Сила тока, проходящего через тело человека при попадании его под напряжение, зависит от приложенного напряжения и сопротивления тела человека (состояние поверхности кожи

вместе соприкосновения, общее состояние организма человека

ит. д.). Сопротивление тела человека изменяется от нескольких сотен до десятков тысяч ом. Сопротивление тела человека резко

-снижается при потной, засоренной проводящей пылью, смочен­ ной эмульсией или другими растворами коже.

Как показывают исследования, подтвержденные опытом экс­ плуатации электротехнических установок, трудно говорить о ка­ ком-то безопасном значении напряжения. Условия безопасности при работе в электротехнических установках зависят от влаж­ ности помещения, его температуры, наличия проводящей среды (массы металла, раствора кислот и солей) и т. д. Поэтому, на­ пример, при работе в резервуарах, где имеются большие поверх­ ности хорошо проводящего металла, допустимое по условиям

плуатации, допускается напряжение 36 В и т. д.

При проектировании и сооружении электротехнических уста­ новок всегда учитывают условия окружающей среды и предус­ матривают мероприятия, предотвращающие возможность пора-

410