книги из ГПНТБ / Азимов, Б. А. Совершенствование методов проектирования и эксплуатации нефтепромысловых электроустановок

взгляд, использование типовых экономических характеристик, построенных для характерных режимов работы узла нагруз­ ки с учетом наиболее вероятного сочетания параметров рас­ пределительной сети и типичных для данного производства приемников. Исследование общих закономерностей, присущих экономическим характеристикам различных узлов нагрузки, позволит наметить общие пути для их практического исполь­ зования.

Электроприемники нефтепромысловых установок целесо­ образно классифицировать по общим технологическим при­ знакам. В соответствии с этим они могут быть отнесены к следующим группам:

а) глубиннонасосные установки; б) компрессорные станции; в) насосные установки; г) буровые установки.

Помимо этих установок, являющихся основными, к под­ станциям и распределительным устройствам нефтяных про­ мыслов часто подключаются линии, питающие электролриемними вспомогательных установок, обслуживающих нефтедо­ бычу и бурение. К ним относятся механические заводы и ма­ стерские, установки по электродепарафинизации скважин и ряд других. Изучение показало, что на долю перечисленных второстепенных установок в большинстве случаев приходит­ ся не более 5% общего электропотребления по нефтяному району. Поэтому при построении экономических характери­ стик узлов нагрузок они в расчет не принимались.

При построении экономичееикх характеристик выбира­ лись наиболее часто встречающиеся на нефтяных промыслах типы электродвигателей всех основных характерных техноло­ гических групп.

Экономические характеристики нефтепромысловых потре­ бителей электроэнергии строились отдельно для узла нагруз­ ки, питающего характерную совокупность основных потреби­ телей электроэнергии нефтяного района (глубиннонасосные установки, компрессорные станции, насосные установки для перекачки воды и нефти), и отдельно для узла нагрузки, пи­ тающего группу буровых установок. Выделение электропри­ емников буровых установок (вызвано тем, что режим их рабо­ ты в значительной степени отличается как от режима рабо­ ты электроприемников других нефтепромысловых установок, так и от режима работы электроприемников большинства промышленных предприятий.

Схемы питания и необходимые расчетные параметры уз­ лов нагрузок показаны на рис. 11. Количество и мощность

30

35/6

6к6

Рис. И. Схема электроснабжения узла нагрузок нефтяного района

Ввиду большого объема вычислительных работ последние были произведены с помощью ЭЦВМ.

Величина приведенных затрат в зависимости от напря­ жения на шинах узла нагрузки, питающего п отходящих ли­ ний, к которым подключены электроприемники, работающие

31

Как видно из рис. 12, для каждого варианта (сочетания характерных потребителей электроэнергии нефтяных промыс­ лов) наибольшую экономию затрат можно получить, поддер­ живая на шинах районной подстанции (с низкой стороны) напряжение выше номинального приблизительно на 7,5%.

Несмотря на то, что построение экономических характе­ ристик узлов нагрузок связано с громоздкими подсчетами, такие характеристики необходимы для оперативного решения ряда важных вопросов проектирования и эксплуатации элек­ троустановок нефтяных промыслов (например, для правиль­ ного выбора ответвления у трансформаторов). Отсюда выте­ кает насущная задача построения экономических характери­ стик узлов нагрузок простыми и доступными методами.

Одним из возможных путей решения этой задачи являет­ ся, на наш взгляд, построение экономических характеристик основных наиболее характерных нефтепромысловых потреби­ телей электроэнергии, приведенных к шинам низкого напря­ жения узлов нагрузок. Эти характеристики должны учиты­ вать средние величины потерь напряжения от низковольтных шин узла нагрузки до зажимов приемника, а также среднее значение дополнительных потерь мощности в распредели­ тельной сети при работе электроприемников с напряжением, отличным от номинального.

В табл. 6 приведены средние значения потерь мощности и напряжения в распределительных сетях нефтяных промыс­ лов. Данные о потерях мощности получены по результатам исследований, выполненных ранее. Величины потерь напря­ жения определены по формуле, учитывающей связь этой ве­ личины с величиной потерь мощности

34

На основе материалов, содержащихся в табл. 6, и стати­ стической обработки расчетных параметров нефтепромысле вых распределительных сетей были получены данные (табл. 7), необходимые для построения приведенных удель­

щие им и полученные на их основе приведенные (к низкой стороне трансформаторов районных подстанций) характери­ стики.!

Как основные, так и приведенные удельные экономичес­ кие характеристики построены с учетом наиболее вероятных эксплуатационных значений коэффициентов загрузок типич­ ных электродвигателей основных нефтепромысловых устано­ вок.

Для решения ряда вопросов, связанных с оптимизацией режима напряжений районных подстанций, графическое по­ строение экономической характеристики узла нагрузки не всегда обязательно. Так, например, для выбора в трансфор­ маторе ответвления, обеспечивающего наилучшие показатели работы распределительной сети и подключенных к ней при­ емников электроэнергии, достаточно подсчитать величины приведенных затрат на шинах подстанции для отдельных значений отклонений напряжения.

35

Необходимые для облегчения этих расчетов данные о сум­ марных расчетных затратах, взятые из приведенных удель­ ных экономических характеристик, сведены в табл. 7.

В качестве примера рассмотрим выбор ответвления сило­ вого трансформатора, питающего группу нефтепромысловых потребителей электроэнергии.

Рис. 13. Экономические характеристики линии, питающей группу двигателей станков-качалок

Рис. 14. Экономические характеристики линии, питающей группу двигателей компрессорных установок

36

Рис. 15. Экономические характеристики линии, питающей группу двигателей насосных установок по закачке воды в пласт

Рис. 16. Экономические характеристики линии, питающей группу двигателй насосов по перекачке нефти

37

От проектируехмой нефтепромысловой районной подстан­ ции должны получать питание.

1. Компрессорная станция с 16 компрессорами. Общая ус­ тановленная мощность 3200 кВт, k3 =0,7.

2.Трансформаторный пункт, питающий электродвигатели глубиннонасосных установок. Общая установленная мощ­ ность электродвигателей станков-качалок составляет 250 кВт, k3 =0,45.

3.Насосная станция по закачке воды в пласт. Общая ус­

4. Насосная станция по перекачке нефти. Общая установ­ ленная мощность равна 600 кВт, k3 =0,6.

Используя данные табл. 7, подсчитаем величину приве­ денных затрат в зависимости от уровня напряжения на ши­ нах районной подстанции.

При Дм= —0,1

У, = —0,46-10 -4-3200+ 0,37- 102-250+1,51 • 10” 4 X X 1500—0,89-10-4-600 = 0,82 руб.

При Ди= —0,075

Уi — —0,62 • 10 -4-3200+0,27-10-2-250+1,02-10 -4 X X 1500—0,65- 10“4-600 = 0,49 руб.

При Дм= —0,05 Уг = —0,64-10—4- 3200—+0,21 -10-2-250+

+0,39-1 0 4- 1500—0,46- 10-4Х X 600 = 0,35 руб.

При Дм = —0,025 У, = —0,51 • 10-4-3200+0,16- 10-2 - 250+

+0,24-10-4- 1500—0,24- 10~4Х X 600 = 0,23 руб.

При Дм= 0,025

У,-=—0,24-10 4-3200+0,06- 10 2-250—

-0 ,5 3 -10-4- 1500+0,2- 10-4Х

X 600 = 0,05 руб.

При Дм= 0,05

Уг = —0,44- 10 4-3200+0,035- 10-2-250—

—1,2-10 -4 - 1500+0,65- 10-4Х X 600 = —0,205 руб.

При Дм= 0,075 Уг = —0,27-10~4 - 3200—0,013-10_2-250—

—1,3-10-4- 1500+0,99-10—4X X 600 = —0,24 руб.

38

При Au = 0,l

У, =0,14-10* 34S3200—0,005- -10~2-250—1,53-10“4- 1500+ Ш Х Х10~4-600 = —0,19 руб.

Проведенные подсчеты показывают, что для рассматри­ ваемого случая наиболее экономичным является напряже­ ние на шинах подстанции, равное приблизительно 1,075 ин.

Исходя из этой величины, следует выбрать соответствую­ щее ответвление подстапционного трансформатора.

Определение сечения проводов с учетом влияния качества напряжения на работу подключенных к линии электроприем­ ников. Разработка экономичного варианта электроснабже­

сечений проводов имеют ряд недостатков. Они обусловлены

другие, влияющие на экономичность сооружаемой сети. Так, например, принятый в соответствии с ПУЭ метод определе­ ния сечений линий по экономической плотности тока исходит из единой стоимости электроэнергии в различных районах страны. Между тем эта стоимость неодинакова. Так, стои­ мость электроэнергии, израсходованной потребителями неф­ тяной промышленности Узбекистана и Туркмении, по сравне­ нию со стоимостью электроэнергии, израсходованной анало­ гичными потребителями Азербайджана, составляет соответ­ ственно 73 и 196%.

Более правильным по сравнению с методом экономичес­ кой плотности тока является метод определения сечения про­ водов по величине приведенных расчетных затрат. Его ис­

39

Зу.э — стоимость электроэнергии, руб IкВт■ч; /Ъф— коэффициент формы графика нагрузки;

уровень напряжения на зажимах работающих электроприем­ ников. Если не учитывать этот фактор, то может оказаться, что выбранное сечение проектируемой ЛЭП не обеспечивает минимума расчетных затрат. Поэтому формулу (38) следует дополнить членом, позволяющим учесть влияние уровня на­

жений.

40