ГЛАВА 2.
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ.
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ.
Одним из главных элементов обеспечения длительной устойчивой работы газокомпрессорных станций и других сооружений магистральных газопроводов является высокая степень надежности источников электроснабжения.
Потребители электроэнергии на магистральных газопроводах — это различные по технологии и назначению объекты:
турбокомпрессорные станции с электроприводом нагнетателей, мощность двигателей которых достигает 12,5 МВт в одном агрегате;
циркуляционные насосные и градирни (водяные, воздушные вентиляторные), системы охлаждения газовых компрессоров и их газотурбинных и газомоторных двигателей;
вспомогательные механизмы компрессорных агрегатов (насосы маслосмазки, маслоуплотнения, вентиляция и др.);
насосные станции производственного и бытового водоснабжения;
котельные отопительного и технологического назначения;
ремонтно-механические и электротехнические мастерские; установки по очистке и осушке транспортируемого газа;
устройства связи и электрохимической защиты от коррозии магистральных газопроводов;
бытовые потребители электроэнергии на жилых поселках газопроводов.
От электроустановок газопроводов могут также питаться и другие производственные и бытовые потребители, расположенные в районе электростанций или подстанций газопроводов.
Источниками питания электроэнергией компрессорных станций, аварийно-ремонтных пунктов (АРП), газораспределительных станций (ГРС), контрольно-регулировочных пунктов (КРП), домов обходчиков (линейных ремонтеров), станций противокоррозийной защиты газопровода (СКЗ) и других потребителей могут быть энергосистемы, связанные воздушными или кабельными линиями с распределительными устройствами газопроводов, электростанции, сооружаемые непосредственно на промышленных площадках КС или АРП, а также смешанные источники электроснабжения — ВЛ от энергосистемы и собственная электростанция. Такая система энергоснабжения предусматривается при ограниченной надежности подачи электроэнергии от энергосистемы.
Питание электроэнергией от сетей энергосистемы.
Требования, предъявляемые к схеме питания от сетей энергосистемы, связаны с классификацией нагрузок потребителей магистральных газопроводов.
Газокомпрессорные станции на магистральном газопроводе — головные, промежуточные и концевые — питаются от двух независимых секций распределительных устройств энергосистемы по двум ВЛ, уложенным на отдельных опорах. Мощность каждой секции и ВЛ должна соответствовать полностью нагрузке КС. При этом все электроприводные КС, электрическая присоединенная мощность которых 40—100 мВт, как энергоемкие потребители должны питаться не менее чем по двум ВЛ напряжением не менее 110 кВ.
Компрессорные станции для закачки природного газа в подземные хранилища, являющиеся в основном сезонными потребителями электроэнергии, так как газ закачивают в подземный пласт для выравнивания нагрузки магистрального газопровода в период наименьшего потребления топлива, т. е. летом, должны быть обеспечены в период закачки надежным питанием электроэнергией от двух ВЛ, присоединенных к энергосистеме.
В зимнее время, когда газ отбирают из скважин, возможно полное отсоединение одной из ВЛ с транзитом по этой ВЛ электроэнергии другим потребителям электроэнергии для покрытия зимнего максимума.
Такая схема электроснабжения наиболее оптимальна по своим технико-экономическим показателям. Возможность переключения одной из ВЛ в зимнее время для питания электроэнергией других потребителей диктуется тем обстоятельством, что нагрузка КС в это время снижается примерно в 10 раз по сравнению с номинальной.
Остальные потребители электроэнергии могут питаться по одной ВЛ от энергосистемы при устройстве небольшого резерва для некоторых из них (оперативная связь, АРП, КРП, ГРС) в виде аккумуляторов или мотор-генератора с двигателем внутреннего сгорания.
Открытые распредительные устройства (ОРУ) КС с электроприводом должны иметь не менее двух линейных вводов и не менее двух главных силовых трансформаторов, обеспечивающих номинальную нагрузку КС и 100% резерв.
Схемы электроснабжения на напряжении 110 кВ.
Схема электроснабжения КС тупикового типа с электрическим приводом нагнетателей, когда ОРУ-110 кВ находится на промышленной площадке, приведена на рис. 1.
На ОРУ-110 кВ и в ЗРУ-6 или 10 кВ должна выполняться двойная или секционированная система шин, разрешающая выполнить оперативные переключения под нагрузкой без остановки пли снижения нагрузки агрегатов.
Рис. 1. Схема электроснабжения КС с электроприводом нагнетателей (распределительное устройство и подстанции 110 кВ находятся на промышленной площадке КС)
Для КС с электроприводом не рекомендуется использовать схемы электроснабжения блочного типа ВЛ-110 кВ — трансформатор с присоединением через отделитель и защитой короткозамыкателями. Применение таких схем не обеспечивает маневренности питающих ВЛ и главных силовых трансформаторов, что приводит зачастую к длительному простою КС при аварийном отключении одной из питающих ВЛ-110 кВ или силового трансформатора.
Наиболее эффективной можно считать схему электроснабжения КС путем присоединения силовых трансформаторов к ВЛ масляными выключателями и секционирования шин 110 кВ выключателем, способным переводить питание электроэнергией КС без отключения с одного трансформатора на другой от любой ВЛ-110 кВ. Такая схема обеспечивает маневренность электроснабжения КС и повышает надежность ее работы.
Отпайки для других потребителей от ВЛ-110 кВ рекомендуется выполнять через масляные выключатели с защитой, селективно настроенной по отношению к защите ВЛ-110 кВ со стороны КС и питающей подстанции энергосистемы. Присоединение глухими отпайками через разъединители или отделители недопустимо.
Изоляция ОРУ-110 кВ, находящихся в загрязненной зоне, должна быть на класс выше требований для нормального напряжения электроустановки.
Для повышения надежности и экономичности системы электроснабжения КС желательно осуществлять безреакторное присоединение трансформаторов 110/6—10 кВ к шинам 6—10 кВ закрытого распределительного устройства, используя трансформаторы с расщепленной обмоткой. При реакторном присоединении необходимо обеспечивать достаточную вентиляцию помещений для надежной работы реакторов, не допуская перегрев последних.
Для ограничения перенапряжений в конденсаторах и электродвигателях следует обеспечивать быстрое отключение масляных выключателей на присоединениях конденсаторов к шинам 6—10 кВ.
Для повышения надежности работы кабельных сетей изоляцию кабелей 6 кВ, присоединяющих конденсаторные батареи, целесообразно принимать на 10 кВ. Рекомендуется применять самозапуск турбокомпрессоров при действии АПВ на линиях 110 кВ энергосистемы. При этом самозапуск может быть одиночным и групповым, но обязательно согласованным с АПВ сетей энергосистемы.
Все вспомогательные механизмы компрессорных агрегатов должны иметь двустороннее питание по основному и резервному кабелям, присоединенным к разным сборкам.
Трансформаторы питания собственных нужд должны иметь устройства АВР мгновенного и однократного действия, преимущественно на стороне 6—10 кВ.
В последнее время ОРУ-110 кВ для электроснабжения газокомпрессорных станций выполняются по типу районной подстанции энергосистемы для непосредственного обслуживания всех сетей 110, 35 и 10 (6) кВ, присоединенных к этому ОРУ, других потребителей электроэнергии, персоналом энергоснабжающей организации.
ОРУ-110 кВ, обслуживаемое персоналом энергосистемы, приведено на рис. 2. Это распределительное устройство имеет двойную систему шин 110 кВ, три входа и выхода ВЛ 110 кВ и два выхода (от каждой системы шин 110 кВ) к силовым трансформаторам мощностью по 40 МВ·Α для питания электроэнергией электроприводной КС.
По описанной схеме трансформаторная подстанция 110/10 кВ для питания электроприводной КС находится также в ведении энергосистемы, с этой целью закрытое распределительное устройство (ЭРУ) 10 кВ располагается в одном здании, но разделено пополам, одна часть энергосистемы, где присоединены к шинам 10 кВ выводы от двух трансформаторов 40 МВ-А, в этой же части ЗРУ находятся ячейки посторонних потребителей энергии; вторая половина ЗРУ находится в ведении персонала компрессорной станции, в этой части ЗРУ расположены только секции шин и ячейки для непосредственного присоединения фидеров электропривода и других нужд электроснабжения КС.
Рис. 2. Открытое распределительное устройство 110 кВ, обслуживаемое персоналом энергосистемы
