Электроснабжение газового промысла

Введение
К области электроснабжения относятся: производство, передача и распределение электроэнергии. Электроэнергию вырабатывают электростанции, которые подразделяются на гидравлические и тепловые. Последние в свою очередь делятся на конденсаторные, противодавленческие и смешанные.
Основными потребителями электроэнергии являются промышленные предприятия, которые обычно находятся либо в соответствующих сырьевых районах, либо в близи населённых пунктов промышленных районов. Очевидно, что месторасположения заводов и фабрик не может совпадать с местом строительства гидростанций и крупных конденсационных станций. Чем мощнее электростанция, тем больше фабрик, заводов или цехов она может снабжать электроэнергией и тем значительнее будет обслуживаемый ей район.
Следовательно, при любых условиях возникает необходимость в передаче электроэнергии от электростанции к потребителям. Передача электроэнергии осуществляется посредством линий электропередач и трансформаторов, устанавливаемых на повышающих и понижающих подстанциях.
Промышленными потребителями электроэнергии в большинстве случаев являются электродвигатели и светильники, количество которых весьма велико. Поэтому при передаче электроэнергии, одновременно должно происходить её постепенное распределение и разделение, сначала между крупными потребителями, а затем между всё более и более мелкими. Распределение электроэнергии осуществляется в распределительных устройствах подстанций и в распределительных пунктах. В электроснабжении предприятий все связанные со станциями вопросы имеют важное значение.

1. Характеристика объекта, категории потребителей, выбор схемы электроснабжения
Электроснабжение объекта может осуществляться от собственной электростанции, энергетической системы при наличии собственной электростанции.
Требования, представляемые к надёжности электроснабжения от источников питания, определяются потребляемой мощностью объекта и его видом.
Приёмники электрической энергии в отношении обеспечения надёжности электроснабжения разделяются на несколько категорий.
Первая категория – электроприёмники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный экономический ущерб, повреждение дорогостоящего оборудования, расстройство сложного технологического процесса, массовый брак продукции.
Из состава электроприёмников первой категории выделяется особая группа (нулевая категория) электроприёмников, бесперебойная работа которых не обходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы для жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего оборудования.
Вторая категория – электроприёмники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовым недоотпускам продукции, массовым простоям рабочих, механизмов. Допустимый интервал продолжительности нарушения электроснабжения для электроприёмников второй категории не более 30 минут.
Третья категория – все остальные электроприёмники, не подходящие под определение первой и второй категорий.
Электроприёмники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, при отключении одного из них переключение на резервный должно осуществляться автоматически. Согласно определению ПУЭ независимыми источниками питания являются такие, на которых сохраняется напряжение при исчезновении его на других источниках, питающих эти электроприёмники. Согласно ПУЭ к независимым источникам могут быть отнесены две секции или системы шин одной или двух электростанций или подстанций при соблюдении следующих условий:
- каждая эта секция или система шин питается от независимых источников.
- секции шин не связаны между собой или же имеют связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из секций шин.
Для электроснабжения электроприёмников особой группы должен предусматриваться дополнительный третий источник питания, мощность которого должна обеспечивать безаварийную остановку процесса.
Электроприёмники второй категории рекомендуется обеспечивать от двух независимых источников питания, переключение можно осуществлять не автоматически.
Электроснабжение электроприёмников третьей категории может выполняться от одного источника при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта и замены поврежденного оборудования, не превышают одних суток.
Внутреннее электроснабжение предприятий и гражданских зданий относится ко 2 и 3 категориям и могут питаться от одного источника, при условии, что перерывы электроснабжения не превышает одних суток.
Схема электроснабжения предприятия представлена на рис. 1 и 2.
Составим расчётную схему и схему замещения подстанции.


Рисунок 1 – Расчетная схема

Рисунок 2 – Схема замещения для расчета токов короткого замыкания



2. Расчет электрических нагрузок
При расчёте силовых нагрузок важное значение имеет правильное определение электрической нагрузки во всех элементах силовой сети. Завышение нагрузки может привести к перерасходу проводникового материала, удорожанию строительства; занижение нагрузки – к уменьшению пропускной способности электрической сети и невозможности обеспечения нормальной работы силовых электроприёмников.
Расчёт электрических нагрузок выполняется методом коэффициента спроса, при котором величина расчётной активной максимальной нагрузки определяется по формуле:
, (1)
где Рном - номинальная мощность электроприёмника (ЭП), кВт;
n - количество ЭП;
Кс - коэффициент спроса, это отношение максимальной активной мощности одного или группы ЭП к номинальной мощности. Коэффициент спроса по некоторым предприятиям определяется по справочной литературе.
Максимальная реактивная мощность определяется по формуле, кВАр:
, (2)
Расчёт полной максимальной мощности выполняется по формуле, кВА:
, (3)
Зная основные тригонометрические тождества, выведем Pmax:
, (4)

Найдем максимальнаую реактивную мощность:
, (5)




3. Компенсация реактивной мощности
Мероприятия по снижению потребления реактивной мощности должны рассматриваться в первую очередь, поскольку для их осуществления, как правило, не требуется значительных капитальных вложений.
Компенсирующие устройства выбираются на основании нормативных значений средневзвешенного коэффициента мощности и ПУЭ, требуется, чтобы средневзвешенный коэффициент мощности электроустановок, присоединенных к электрическим сетям, должен быть не ниже cosφ = 0,92– 0,95.
Для определения расчётной мощности компенсирующего устройства рассчитываются потери мощности основного электрооборудования подстанции:
- активные и реактивные потери в силовых трансформаторах, кВт и кВАр:
, (6)
, (7)


где Smax - расчетная мощность предприятия, кВА.
- потери в электрических сетях, определяются по формуле, кВт:
, (8)

В целом нагрузка по предприятию, с учётом потерь, определяется по формуле, кВА:
, (9)