Проектирование системы электроснабжения нефтепромысла

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

Лист

 

 

КП 140604.65.06

 

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

 

АЛЬМЕТЬЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  НЕФТЯНОЙ ИНСТИТУТ

 

Кафедра «Электроэнергетика»

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Электроснабжение»

тема:

Проектирование  системы электроснабжения нефтепромысла

Вариант 6.

 

 

 

Выполнил: студент группы

Принял: доцент кафедры ЭЭ

Табачникова Т. В.

 

 

 

 

 

 

 

 

Альметьевск 2013 г.

 

Содержание

Введение3

1. Определение места расположения  промысловой подстанции4

2. Выбор конфигурации  сети 6(10) кВ7

3. Выбор уровней напряжения  питающей и распределительной сетях. Расчёт сечения проводов питающей и распределительной сетей по экономической плотности тока.9

3.1. Выбор уровня напряжения  распределительной сети..9

3.2. Выбор уровня напряжения  питающей сети.12

4. Определение электрических  нагрузок сети 6(10) кВ с учетом компенсации реактивной мощности. Расчет мощности установок узловой компенсации реактивной мощности.16

5. Определения числа и мощности трансформаторов на промысловой подстанции.18

5.1. Расчёт мощности трансформатора с узловым компенсирующим устройством.18

5.2. Расчёт мощности трансформатора без учета компенсации..19

6. Расчёт мощности установок централизованной компенсации реактивной мощности..20

7. Расчёт токов короткого  замыкания..21

8. Выбор коммутационной  аппаратуры...26

9. Расчёт защитного заземления...28

10. Выбор защиты от перенапряжения (молниезащита)...31

Заключение...32

Список использованной литературы...Инв. № подп

Подп. и дата

Взам. инв. №

Инв. № дубл.

Подп. и дата

 

 

 

 

 

Лит

Лист

Листов

2

33

 

 

 

 

 

КП140604.65.06

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

 

Разраб.

 

 

ТабачниковаТ.В.

Пров.

 

 

 

Т. контр.

 

 

 

Н. контр.

 

 

 

Утв.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Целью данного курсового  проекта является проектирование системы электроснабжения нефтепромысла. В ходе расчётов: определяется место расположение промысловой подстанции; производится выбор конфигурации сети 6(10) кВ; осуществляется выбор уровней напряжения питающей и распределительной сетях и расчёт сечения проводов питающей и распределительной сетей по экономической плотности тока; определяются электрические нагрузки сети 6(10) кВ с учетом и без учета компенсации реактивной мощности; производится выбор установок узловой компенсации реактивной мощности; рассчитываются число и мощности трансформаторов на промысловой подстанции с учётом установки узловой компенсации и без учёта компенсации реактивной мощности; при необходимости осуществляется выбор мощности установок централизованной компенсации реактивной мощности; рассчитываются токи короткого замыкания в точках К1 и К2; производится выбор. коммутационной аппаратуры; рассчитывается защитное заземление и выбирается защиты от перенапряжения (молниезащита).

Исходные данные для настоящего проекта служат мощности КТП и  координаты их месторасположения на промысле.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Определение  места расположения промысловой  подстанции.

1. КТПСК-160: S₁=160 кВА tg=1,4

 

 

По плану расположения объектов промысла определим координаты КТППН-250: x=9 y=11,5

Для остальных объектов промысла расчёты производятся аналогично, результаты представлены в таблице 1.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.1

№	S, кВА	tg	cos	P, кВт	Q, квар	x	y
1	160	1,4	0,58	92,8	129,92	9	11,5
2	200	0,62	0,85	170	105,4	11,5	11,5
3	63	1,2	0,64	40,32	48,4	4,5	10,5
4	250	1,5	0,55	137,5	206,25	6	10,5
5	250	1,4	0,58	145	203	9	10,5
6	160	0,95	0,72	115,2	109,44	10,5	10,5
7	63	0,93	0,73	45,99	42,77	3	9
8	100	1,1	0,67	67	73,7	4,5	9
9	63	1,2	0,64	40,32	48,38	6	9
10	250	1	0,707	176,75	176,75	9	9
11	160	0,88	0,75	120	105,6	10,5	9
12	250	1,2	0,64	160	192	3	7,5
13	100	1,5	0,55	55	82,5	4,5	7,5
14	25	0,95	0,72	18	17,1	9	7,5
15	25	1,15	0,65	16,25	18,68	10,5	7,5
16	25	0,9	0,74	18,5	16,65	3	6
17	250	0,88	0,75	187,5	165	4,5	6
18	40	1,2	0,64	25,6	30,72	9	6
19	63	1,5	0,55	34,65	51,97	10,5	6
20	250	1,4	0,58	145	203	1,5	4,5
21	63	1,15	0,65	40,95	47,09	3	4,5
22	25	0,9	0,74	18,5	16,65	4,5	4,5
23	63	0,88	0,75	47,25	41,58	6	4,5
24	160	1,2	0,64	102,4	122,88	7,5	4,5
25	160	1,5	0,55	88	132	1,5	3
26	400	0,95	0,72	288	273,6	3	3
27	250	1,4	0,58	145	203	4,5	3
28	63	0,95	0,72	45,36	43,1	6	3
29	40	0,93	0,73	29,2	27,1	7,5	3
30	100	1,1	0,67	67	73,7	1,5	1,5
31	25	0,89	0,747	18,67	16,62	3	1,5
32	160	0,8	0,78	124,8	99,84	4,5	1,5
33	160	1,12	0,67	107,2	120,1	6	1,5
34	250	1,3	0,61	152,5	198,25	7,5	1,5
35	160	0,89	0,75	120	106,8	9	1,5
36	400	0,9	0,74	296	266,4	10,5	1,5
37	160	1,12	0,67	107,2	120,1	0,5	0,5
38	800	0,29	0,96	768	222,72	9	0,5

 

 

 

Определим условные координаты ЦЭН предприятия:

₌6,78 y_ао==4,63 [4]

Место расположения ГПП: А(6,78; 4,63)

x_ао==6,5 y_ао==5,3

Место расположения ККУ: В(6,5; 5,3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Выбор конфигурации  сети 6(10) кВ.

На плане расположения объектов промысла отмечается точка  ЦЭН, от которой проводятся отходящие линии, объекты промыла связываются с отходящей линией отпайками, при этом для КНС и ДНС проводятся отдельные линии без отпаек. Длина отходящей линии не должна превышать 8 км, длина отпайки не более 3 км. Проведенные отходящие линии представлены на рис 2.1. При помощи данных таблицы 1.1 рассчитываются суммарные полные, активные и реактивные мощности для каждой отходящей линии. Характеристики всех отходящих линий представлены в таблице 2.1.

Рис 2.1. План расположения объектов нефтепромысла с указанием отходящих линий.

Таблица 2.1

№ отходящей линии	Объекты отходящей  линии	S, кВА	P, кВА	Q, квар	l, км
1	10, 5, 6, 1	820	530	619	7,9
2	18, 14, 19, 15, 11	313	215	224	6,3
3	36, 35, 24	720	518	496	5,4
4	29, 28, 34, 33, 32	673	459	488	4,2
5	27, 26, 31, 30, 37	935	626	688	8,3
6	23, 22, 21, 20, 25	1086	707	815	6,1
7	17, 16, 12	525	367	374	5,2
8	13, 9, 8, 7, 4, 3	639	386	502	7
КНС		800	768	224	5,2
ДНС		200	170	105	9,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Выбор уровней  напряжения питающей и распределительной сетях. Расчёт сечения проводов питающей и распределительной сетей по экономической плотности тока.

3.1. Выбор уровня  напряжения распределительной сети.

Выбор уровня напряжения распределительной  сети будет производиться по наиболее загруженной отходящей линии. По данным таблицы 2.1  наиболее загруженной линией является отходящая линия КНС.

Производится расчёт уровня напряжения.

4.34* [4]

 

 

Сравниваются напряжения 10 и 35 кВ.

Для U=10 кВ

Расчётный ток I_Р, А

 

Осуществляется выбор провода АС-50 [1]

Погонные активные и индуктивные  сопротивления АС-50 при D_СР=3 м.

r₀=0,64 Ом/км x₀=0,418 Ом/км

Сопротивления линии R_Л и X_Л, Ом/км

 

 

Потери активной и реактивной мощностиP и Q

 

 

Потери активной и реактивной мощностиP и Q, %

 

 

Расчётная полная мощность S_Р, кВА

 

 

Расчётный ток I_Р, А

 

Экономическая плотность  тока s, мм² [1]

(АС 50)

Сечение провода удовлетворяет ранее выбранному значению.

Потери напряжения U, кВт

=

Потери напряжения U, %

 

Для U=35 кв

Расчётный ток I_Р, А

  _А

Осуществляется выбор провода АС-35

Погонные активные и индуктивные  сопротивления АС-35 при D_СР=3 м.

r₀=0,85 Ом/км x₀=0,429 Ом/км

Сопротивления линии R_Л и X_Л, Ом/км

 

 

Потери активной и реактивной мощностиP и Q

 

 

Потери активной и реактивной мощностиP и Q, %

 

 

Расчётная полная мощность S_Р, кВА

₌=

 

Расчётный ток I_Р, А

 

Экономическая плотность  тока s, мм²

(АС 35)

Сечение провода удовлетворяет раннее выбранному значению.

Потери напряжения U, кВт

=

Потери напряжения U, %

 

3.2. Выбор уровня  напряжения питающей сети.

Производится расчёт уровня напряжения.

4,34*

 

 

Сравниваются напряжения 110 и 35 кВ.

Для U=110 кВ

Расчётный ток I_Р, А

 

Осуществляется выбор провода АС-50

Погонные активные и индуктивные  сопротивления АС-50 при D_СР=3 м.

r₀=0,65 Ом/км x₀=0,419 Ом/км

Сопротивления линии R_Л и X_Л, Ом/км

 

 

Потери активной и реактивной мощностиP и Q

 

 

Потери активной и реактивной мощностиP и Q, %

 

 

Расчётная полная мощность S_Р, кВА

 

 

Расчётный ток I_Р, А

 

Экономическая плотность  тока s, мм²

(АС 50)

Сечение провода удовлетворяет раннее выбранному значению.

Потери напряжения U, кВт

=

Потери напряжения U, %

 

Для U=35 кВ

Расчётный ток I_Р, А

 

Выбирается провод АС-120

Погонные активные и индуктивные  сопротивления АС-120 при D_СР=3 м.

r₀=0,27 Ом/км x₀=0,391 Ом/км

Сопротивления линии R_Л и X_Л, Ом/км

 

 

Потери активной и реактивной мощностиP и Q

 

 

Потери активной и реактивной мощностиP и Q, %

 

 

Расчётная полная мощность S_Р, кВА

 

Расчётный ток I_Р, А

 

Экономическая плотность  тока s, мм²

(АС- 120)

Сечение провода удовлетворяет раннее выбранному значению.

Потери напряжения U, кВт

=

Потери напряжения U, %

 

По результатам произведённых расчётов уровень напряжения распределительной сети составляет 10 кВ, питающей сети – 35 кВ.

4. Определение  электрических нагрузок сети 6(10) кВ с учетом компенсации реактивной мощности. Расчет мощности установок узловой компенсации реактивной мощности.

Производится расчет для КТПСК-160

Для того, чтобы не допустить возникновение режима перекомпенсации сети принимается , .

Компенсируемая реактивная мощность Q_{КУ.РАСЧ}, квар

 

Для компенсации реактивной мощности подбирается косинусный конденсатор мощностью 100 квар КЭП1-10,5-100-2У1 [5].

 

 

Реактивная мощность после  компенсации Qφ._КУ, квар

 

Для остальных объектов промысла расчёты производятся аналогично, результаты представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1.

5. Определения числа и мощности трансформаторов на промысловой подстанции.

5.1. Расчёт мощности трансформатора с узловым компенсирующим устройством.