ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИЙ КАНАЛИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
К БЛОЧНЫМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ УСТАНОВКАМ
Традиционные конструкции
Технологические установки различного назначения нефтепромыслов, как правило, имеют относительно небольшие потребляемые мощности. Можно выделить как наиболее мощные потребители, такие, как насосные станции (БКНС) в системе поддержания пластового давления — 1250— 5000 кВт, дожимные насосные станции — 1000—2000 кВт. Эти потребители получают питание По воздушным линиям (ВЛ-6 (10) кВ) или кабельным линиям от встроенных подстанций глубокого ввода 110—35/6 (10) кВ. Все остальные блочные технологические установки питаются по воздушным или кабельным линиям 6—10 кВ.
Воздушные линии ВЛ-6 (10) кВ имеют следующие конструктивные элементы: провода, опоры, поддерживающие провода, изоляторы, арматуру для крепления провода на изоляторах и изоляторов на опоре.
Существуют одноцепные и двухцепные ВЛ. Как правило на ВЛ 6— 10 кВ применяется алюминиевый провод.
Опоры изготавливают из дерева, стали и железобетона по типовым проектам, постоянно претерпевающим изменение по мере совершенствования материалов и конструктивных элементов.
Кабельные линии 6—10 кВ на нефтепромыслах прокладывают в местах пересечения с различными наземными сооружениями (дороги, эстакады, линии электропередачи) в тех случаях, когда между ВЛ-6 (10) кВ и этими сооружениями нельзя выдержать нормируемый габарит, в стесненных условиях на территории нефтесборных парков и на вводах в насосные станции по условиям обеспечения грозозащиты.
Существует целый ряд типов кабелей на различные напряжения, с разным числом токопроводящих жил и разных конструкций.
В специальной литературе конструкции ВЛ и кабельных линий достаточно хорошо описаны.
Гибкие токопроводы
Для нефтяной промышленности передача электроэнергии от подстанций до потребителей с помощью гибких токопроводов является новым способом. Он появился с началом строительства нефтеперекачивающих станций магистральных нефтепроводов большой мощности и блочных кустовых насосных станций большой мощности на Самотлорском месторождении в Западной Сибири. Использование традиционных способов передачи электроэнергии в этом случае, как уже отмечалось, оказывается экономически нецелесообразным.
Конструктивно гибкие токопроводы представляют собой воздушные линии электропередачи 6—10 кВ, приспособленные для передачи больших мощностей. Как правило в одной фазе токопровода подвешивается несколько расщепленных алюминиевых проводов марки А-600. Число проводов в фазе определяется электрическим расчетом.
В качестве опор токопроводов используют типовые опоры BJI-35- 110 кВ или специальные опоры (рис. 31). Применение алюминиевых проводов большого сечения вызывает необходимость установки опор на расстоянии не более 60 м друг от друга.
Для устранения неравномерности токораспределения в проводах расщеплений фазы применяется транспозиция.
Воздушные токопроводы в системе электроснабжения НПС применяют при передаче электрической мощности около 20 MB-А при напряжении 6 кВ и 20—35 MB-А при напряжении 10 кВ на расстояние до 1,5 км.
Расчет гибкого токопровода включает в себя: электрический расчет, механический расчет, проверку на электродинамическую устойчивость, расчет защиты от атмосферных перенапряжений.
Электротехническим расчетом определяется сечение и число проводов в фазе по формулам
где пэ — экономическое число проводов в фазе; / — ток нормального режима одной цепи; нав — число проводов в фазе по нагреву в послеаварийном режиме.
Расчет иэ и иав проводится при условии принятия для провода А-600 длительной токовой нагрузки при температуре окружающего воздуха + 25 °С и допустимом нагреве провода + 70 °С. Полученное число проводов в фазе следует округлить до ближайшего большого целого четного числа, но не более 10.
Для определения токов короткого замыкания (к.э) и расчета пусковых режимов электродвигателей НПС необходимо знать активное и индуктивное сопротивление токопровода. Для провода А-600 активное сопротивление г = 0,065/п. Индуктивное сопротивление фазы на основании многочисленных расчетов токопроводов для питания НПС при п = 4 составляет 0,145 Ом/км.
Механический расчет гибкого токопровода проводится по методике механического расчета для обычных воздушных линий электропередач с учетом следующих особенностей:
расчетные характеристики по климатическим районам принимаются с повторяемостью 1 раз в Шлет;
тяжение и напряжение в проводах при различном сочетании внешних нагрузок принимается не по прочности проводов, а в зависимости от допускаемого нормативного тяжения на фазу, обусловленного прочностью применяемых опор и узлов, воспринимающих эти усилия;
нормативное тяжение на фазу должно быть принято в пределах 5 —10 т, нижний предел соответствует числу проводов в фазе менее шести;
проверка габаритов до пересекаемых сооружений производится с учетом возможной максимальной температуры провода в аварийных режимах, т.е. при / = 70 °С согласно ПУЭ;
Рис. 31. Схема специальной опоры для токопровода
Рис. 32. Схема молниезащиты токопроводов
при определении нагрузки на провод необходимо учитывать дополнительные весовые нагрузки от междуфазовых и внутрифазовых распорок.
Электродинамическая устойчивость токопровода проверяется путем определения усилий, возникающих между фазами и проводами в фазе при коротких замыканиях в токопроводе.
Как показал опыт эксплуатации токопроводов, выполненных на типовых опорах ВЛ-110 кВ, питающих НПС магистральных нефтепроводов, опасных усилий между фазами и между проводами в фазе при к.э. не возникает.
Защита токопроводов, питающих НПС, от прямых ударов молнии выполняют с помощью двух тросов на молниеотводах, устанавливаемых по обеим сторонам токопровода (рис. 32).
Защита токопроводов от индуктивных грозовых перенапряжений и вращающихся машин, подключенных к ним, осуществляется путем установки дополнительной емкости на шинах 6—10 кВ РУ-6 (10) кВ НПС. В качестве таковой рекомендуются конденсаторы КМА1-6,3-13 и КМА1-10,5-13 мощностью 13 квар. При этом в целях недопущения нарушения компенсации емкостных токов в сети данного объекта необходимо проводить соответствующую настройку дугогасящих катушек.
