Электрификация блочно-комплектных установок нефтяной промышленности - Блочные подстанции 110-35/6(10) кВ

В настоящее время для электроснабжения нефтяных промыслов в основном применяют подстанции 35—110 кВ в передвижном и блочнокомплектном исполнении (КТПБ) заводского изготовления. Капитальные затраты на КТПБ по сравнению с обычными подстанциями уменьшаются для подстанций 35 кВ в 2—3 раза, а для подстанций 110 кВ — на 30-40 %. Сроки сооружения подстанций с 1—1,5 лет сокращаются до 2—3-х недель.
Стационарные подстанции с капитальными зданиями проектируются и сооружаются в случаях:
необходимости создания развитого распределительного устройства 35-110 кВ;
несоответствия КТПБ климатическим условиям данного района;
установки на подстанции трансформаторов мощностью более 40 МВ-А, так как в этом случае зачастую возникает необходимость установки реакторов на стороне 6(10) кВ.
Стационарные подстанции, как правило, компонуются из типовых разработок институтов Энергосетьпроект и Электропроект.
В развитии электроснабжения нефтепромыслов за последние годы большую роль сыграли подстанции 35/6 кВ передвижного типа.
На нефтепромыслах объединения Татнефть, Куйбышевнефть, Башнефть широкое распространение получили передвижные подстанции с одним трансформатором мощностью 3150 кВ-А производства ЧССР типа „Юлия" и подстанции с одним и двумя трансформаторами мощностью по 4000—6300 кВ А производства Польской Народной Республики (ПНР) типаСТ-4иСТ-7.
На нефтепромыслах Западной Сибири применяют передвижные подстанции с одним трансформатором мощностью 4000 кВА фирмы „Энергоинвест" производства Югославии, а также подстанции производства ПНР типа СТ-7.
Техническая характеристика подстанции типа „Юлия "
Мощность главного трансформатора — 3150 кв-А,— 11, ек =
=: 6,5 %, Рх х = 11 кВт, Рк з = 33 кВт; первичное напряжение — 35 кВ;
вторичное напряжение — 6,3; 3,15 кВ; частота — 50 Гц; мощность трансформатора собственных нужд — 20 кВ-A; напряжение собственных нужд — 220 В; отключающая мощность к.з. на стороне 6 кВ — 120 МВ-А. Подстанция смонтирована на колесном прицепе, общая масса подстанции — 25,4 т, длина подстанции во время работы — 10,64 м, ширица — 2,8 м, высота — 1,225 м. Подстанция снабжена отопительными элементами общей потребляемой мощностью 12,9 кВт.
Следует отметить, что при привязке подстанции типа „Юлия" необходимы некоторые конструктивные изменения в части релейной защиты, так как эта подстанция не предназначена для подключения потребителей с электродвигателями, относительно, большой мощности (буровые, БКНС, ДНС). Эти изменения обычно выполняются по техническим условиям энергоснабжающей организации и заключаются в замене токовых реле защиты ячеек 6 кВ на реле отечественного производства.
Техническая характеристика подстанции типа СТ-7
Передвижная двухтрансформаторная подстанция типа СТ-7 на 35/6 кВ предназначена для электроснабжения потребителей нефтяной промышленности. Она разработана по техническим условиям Миннефтепрома. Подстанция состоит из двух блоков высокочастотной телефонии, из двух блоков ввода 35 кВ, двух блоков силового трансформатора, двух блоков РУ-6 кВ, двух блоков конденсаторной батареи б кВ мощностью по 600 кВАР и рассчитана для работы при температуре окружающей среды от (—40) до (+40) °С. Блок высокочастотной телефонии состоит из конденсатора связи СМР 55/3—0,004, заградителя типа 600—0,25, внутренней аппаратуры телефонии, телеавтоматики и телесигнализации. Это оборудование в комплект поставки не входит.
Блок ввода 35 кВ состоит из линейного разъединителя типа РНДЗ-2- 35/600 с ручным приводом ПРН-220 м, разрядников QZ40,5/10 и масляного выключателя типа С-35-630-10 с приводом ПП-67к/11222. Здесь же смонтирован шинный разъединитель РНДЭ-1а-35/630.
Блок трансформатора установлен на несущей раме, на которой крепится трансформатор ТОН-4000/35 мощностью 4000 кВ-A с коэффициентом трансформации 35 ±2x2,5 %/6,3 кВ, схема соединения Л /Д — 11, ек =6,5 %, Рхх = 11 кВт,-Ркз = 33 кВт.
Блок распределительного устройства 6 кВ собирается из двух секций. После стыковки секции образуют общий блок РУ-6 кВ с коридором обслуживания.
Каждый блок состоит из трех ячеек отходящих воздушных линий и двух ячеек отходящих кабельных линий, ячейки ввода, ячейки трансформатора собственных нужд ТСН, ячейки конденсаторов, ячейки секционного выключателя и ячейки трансформатора напряжения. Все ячейки имеют выкатные тележки. Собственные нужды питаются от трансформатора мощностью 20 кВА. Оперативный ток — переменный.
Подстанция оснащена всеми необходимыми защитами и автоматикой (АВР, АПВ).

Подстанция СТ-7 рассчитана на работу в режиме тупиковой подстанции.
Техническая характеристика подстанции фирмы „Энергоинвест"

Мощность главного трансформатора — 4000 кВА, А /А - 11, ек = = 6,5 %, Рх х = 11 кВт; Ркз = 33 кВт; первичное напряжение — 35 кВ; вторичное напряжение — 6,3 кВ; частота — 50 Гц; мощность трансформатора собственных нужд — 20 кВ-A; напряжение собственных нужд — 220 В; отключающая мощность к.з. на стороне 6 кВ — 150 мВ-А. Подстанция смонтирована на металлических салазках, общая масса подстанции — 23,46 т.
Доминирующее положение в энергоснабжении нефтепромысловых потребителей в настоящее время занимают комплектные трансформаторные подстанции в блочном исполнении заводского изготовления Куйбышевского завода „Электрощит" — КТПБ.
Подстанции КТПБ имеют следующую техническую характеристику: номинальное рабочее напряжение, кВ — высшее — 110 и 35; среднее — 35, низшее — 6,10; мощность применяемого силового трансформатора, кВА: с высшим напряжением 35 кВ от 1000 до 16 000; с высшим напряжением 110 кВ от 2500 до 25 000; номинальный рабочий ток на стороне 110 кВ и 35 кВ — 630 А; сквозной ток к.з. (амплитудное значение): на стороне 110 кВ не более 42 к А, на стороне 35 кВ не более 26 к А; предельное значение тока термической устойчивости на стороне 110 кВ в течение 3 с — 20 кА; на стороне 35 кВ в течение 4 с — 10 к А.
Основные отличительные особенности подстанций серий КТПБ состоят в следующем:
электрооборудование подстанций поставляется заводом в виде блоков; металлоконструкции блоков служат для установки основного оборудования, кабельных коммуникаций, устройств приема BJI-110 и 35 кВ, кронштейнов, устройств наружного освещения;
подставные сооружения для подвески гибкой ошиновки отсутствуют; применяется жесткая трубчатая, самонесущая ошиновка;
каркасы блоков ячейки КРУН и силовые трансформаторы устанавливаются на незаглубленных основаниях или на заглубленных в сверленные котлованы унифицированных железобетонных стойках;
для прокладки контрольных кабелей на высоте 2 м от земли подвешиваются легкие металлические лотки;
компоновка КТПБ предусматривает возможность установки компо- нирующих устройств (дугогасящих катушек);
исполнение и категория в части воздействия климатических факторов внешней среды КТПБ соответствуют ГОСТ—15150—69, исполнению V, категории 1 и ГОСТ 15543—70, но для работы при температуре до -40 °С.
Все схемы КТПБ со стороны 110 кВ имеют упрощенное исполнение без выключателей — подключение к сети через отделитель и короткозамыкатель блоком — линия—трансформатор.
Схемы защиты КТПБ предусматривают наличие трансформаторов тока, встроенных в силовой трансформатор.

Аппаратура вторичных соединений размещается в релейных шкафах КРУ-6 (10) кВ. Аппаратура защиты силового трансформатора размещается в ячейках ввода и трансформатора собственных нужд. Релейная аппаратура 35 кВ размещается в специальных навесных релейных шкафах, устанавливаемых внутри коридора КРУ.
В компоновках КТПБ предусматривается использование концевых опор ВЛ-110 и 35 кВ в качестве несущих конструкций молниеотводов подстанции. Молниеотводы должны монтироваться на опорах до их установки в вертикальное положение.
В КТПБ выходы линий 6—10 кВ могут быть воздушными и кабельными.
КТПБ комплектуются ячейками КРУ-6(10) кВ типа К-47 по норме 8 шт. на один силовой трансформатор независимо от исполнения КТПБ. Ячейки секционирования для двухтрансформаторных КТПБ и ячейка высокочастотной связи входят в норму 8-ми ячеек.
В общем случае КТПБ комплектуется из следующих основных узлов: блоки с электрооборудованием и аппаратами, ошиновка и элементы портальных устройств ОРУ-110 кВ;
блоки с электрооборудованием и аппаратами, ошиновка и портальные устройства ОРУ-35 кВ;
комплектные распределительные устройства наружной установки типа КРУ-6 (10) кВ;
кронштейны, элементы гибкой ошиновки, шинный мост (закрытый трехфазный токопровод) для присоединения к трансформатору ячеек ввода 6 (10) кВ, расположенных слева и справа от трансформаторов;
элементы и устройства наружного освещения, грозозащиты и установки аппаратуры высокочастотной связи;
инвентарно-противопожарный шкаф с комплектом инвентарных приспособлений и рукояток к приводам;

Рис. 48.Компоновка КТПБ-110/6 (10) кВ:
1 — заградитель; 2 — линейный разъединитель; 3 — отделитель; 4 — короткозамыкатель; 5 — трансформатор тока; 6 — разрядник 110 кВ; 7 — силовой трансформатор; 8 — разрядник 6(10) кВ; 9 — блок трансформатора собственных нужд; М-РУ 6 (10) кВ
комплект кронштейнов, подвесок и металлических лотков подвесных кабельных конструкций, предназначенных для прокладки контрольных кабелей в ОРУ 35 и 110 кВ;
элементы установки устройств для компенсации емкостных токов (по особому заказу).
В таблице 36 приведены типы основного электрооборудования, применяемого в КТПБ.
При разработке генплана необходимо предусмотреть подъездные Дороги к силовым трансформаторам и возможность кругового объезда подстанции. Территория КТПБ должна быть спланирована с уклоном для обеспечения стока ливневых вод за ее пределы. Оптимальным является Уклон 0,5 - 2 % (рис. 48).