Основные параметры электроэнергетической системы

Выбор рода тока

Предусмотрено подавляющее большинство потребителей электроэнергии переменного трехфазного и однофазного тока, поэтому основной и аварийный источники электроэнергии принимаются переменного трехфазного тока частотой 50 Гц.

 

Выбор уровня напряжения основного источника электроэнергии

Выбор уровня напряжения основного источника электроэнергии в общем случае определяется с учетом необходимости минимизации трансформируемой мощности из одного уровня напряжения в другой и величиной допустимых токов короткого замыкания в электроэнергетической системе (ЭЭС) объекта.

Оценочный анализ токов короткого замыкания в ЭЭС МЛБУ для электростанции, состоящей из шести дизель-генераторов номинальной мощностью 2600 кВт, суммарной мощностью 15600 кВт, показал:

– применение напряжения 400 В для основного источника электроэнергии невозможно, так как начальное значение периодической составляющей тока КЗ на шинах главного распределительного щита (ГРЩ) в этом случае (I0(RMS) > 200 кА) превысит коммутационные способности аппаратов всех известных
фирм-поставщиков;

– возможно применение напряжения свыше 1000 В – 10,5 кВ (вариант 1), для генераторов основного источника электроэнергии;

– возможно применение для основного источника следующего уровня напряжения в ряду до 1000 В – 690 В (вариант 2), что однако потребует выполнения определенных ограничений и требований к электрооборудованию ЭЭС.

Электрические мощности, подлежащие трансформации, как в случае применения напряжения 690 В, так и в случае применения 10,5 кВ будут фактически одинаковыми, поскольку для питания частотных преобразователей основных буровых механизмов в настоящее время применяются специальные трехобмоточные трансформаторы, устанавливаемые независимо от уровня напряжения источника электроэнергии, потребители напряжением 380 В и 220 В также в обоих случаях потребуют применения трансформаторов. Анализ характеристик высоковольтных (10,0/0,4 кВ) и низковольтных (0,66/0,4 кВ) трансформаторов одинаковой мощности показывает, что их массогабаритные показатели различаются незначительно.

Площади, необходимые для размещения электрооборудования при применении электростанций на 0,69 кВ или 10,5 кВ, не имеют существенных отличий.

Преимуществом применения напряжения 10,5 кВ для основного источника электроэнергии являются невысокие значения токов КЗ на шинах ГРЩ (I0(RMS)
< 12 кА), что позволит применять на ГРЩ высоковольтные автоматические выключатели со стандартными значениями коммутационной способности
(ICS = 25 кА ) любых известных производителей (ABB, Siemens, SE). Недостатками применения напряжения свыше 1000 В являются:

– дополнительные требования, выдвигаемые надзорными органами, к электрооборудованию напряжением свыше 1000 В (в данном случае к ГРЩ1 и к высоковольтным трансформаторам) в части защиты оболочек, изоляционных расстояний, прочих элементов их конструкций, что ведет к увеличению стоимости и габаритов такого оборудования;

– дополнительные требования к кабельной сети, в частности применение специальных высоковольтных кабелей и необходимость их прокладки отдельными трассами;

– необходимость применения дополнительных мер электробезопасности в ЭЭС (применение нейтрали, заземленной через высокоомный резистор или реактор, наличие увеличенных проходов между высоковольтным оборудованием, дополнительных ограждений и пр.);

– более высокие требования к квалификации обслуживающего и эксплуатирующего персонала;

- отсутствие потребителей электроэнергии на напряжение 10,5 кВ;

- расширение номенклатуры ЗИПа, хранящегося на МЛБУ.

Применение напряжения 690 В для генераторов основного источника снимает дополнительные требования к высоковольтным установкам, однако в связи с высокими значениями токов КЗ требует применения оборудования с определенными характеристиками:

– для обеспечения приемлемого уровня токов КЗ на ГРЩ (I0(RMS) <150 кА) значение сверхпереходного сопротивления генераторов основного источника по продольной оси X’’d не должно быть менее 0,15 о.е.;

– применение на ГРЩ автоматических выключателей соответствующей коммутационной способности ICS = 150 кА на пределах их возможностей, в настоящее время такой уровень обеспечивают выключатели типа SENTRON 3WL фирмы Siemens с очень высокой коммутационной способностью (very high switching capacity);

– в качестве мероприятия для снижения токов КЗ на секциях шин возможно потребуется применение быстродействующих токоограничивающих устройств типа Is-limiter фирмы ABB в качестве секционных разъединителей.

Также, в качестве недостатков применения напряжения 690 В, следует отметить:

- малое количество поставщиков, изготавливающих низковольтные (0,66/0,4 В, 0,66/0,23 В ) трансформаторы большой мощности;

- большие токи нагрузки на сборных шинах 660 В ввиду значительной мощности основных источников электроэнергии при имеющихся значениях номинальных токов шин до 7,4 кА, что потребует тщательного распределения токовых нагрузок по участкам шин, вплоть до регулирования этих нагрузок программируемыми контроллерами со сложным алгоритмом регулирования.

При сравнении достоинств и недостатков, приведенных выше вариантов значений напряжения основного источника электроэнергии на настоящем этапе проектирования предпочтительнее вариант 0,69 кВ.

Для снижения величины токов короткого замыкания на последующих стадиях проектирования может быть рассмотрен вариант применения двух первичных щитов ГРЩ с подключением к каждому трех основных генераторов и соответствующим распределением потребителей.

Величина напряжения аварийного источника электроэнергии принимается 400 В ввиду того, что его мощность незначительна и потребители аварийного режима имеют напряжение питающего тока 380 В и 220 В.

 

Выбор мощности источников электроэнергии.

При выборе количества и единичной мощности источников электроэнергии рассмотрены следующие режимы работы электростанции:

-бурение;

-спуско-подъёмные операции буровой колонны;

-отстой без производства буровых работ;

-установка МЛБУ на точку бурения/демонтаж МЛБУ с точки бурения;

-аварийный (работа АДГ);

-буксировка МЛБУ.

Буровой комплекс в режиме «Бурение» обеспечивает бурение верхним приводом с промывкой скважины. В режиме спуско-подъёмных операций буровой колонны основным потребителем электроэнергии является привод буровой лебёдки, которая обеспечивает вертикальные перемещения бурильных и обсадных труб. Режим отстоя без производства буровых работ предполагает выгрузку/погрузку на борт МЛБУ и хранение оборудования и материалов для бурения, топлива, воды с работой грузоподъёмных средств МЛБУ и всех общесудовых потребителей. Режим установки МЛБУ на точку бурения включает в себя операцию размыва грунта при строительстве котлована, установку донной плиты на точке эксплуатации и заполнение балластных цистерн при постановке МЛБУ на грунт. Аварийный режим – режим ликвидации пожара на МЛБУ средствами водяного и пенного пожаротушения при неработоспособном состоянии основного источника электроэнергии. Это наиболее нагруженный режим работы аварийного источника электроэнергии МЛБУ при исчезновении напряжения на шинах главного распределительного щита основного источника электроэнергии. Буксировка подразумевает транспортировку к точке эксплуатации донного скважинного оборудования (донной плиты) в составе защищенного корпуса МЛБУ.

Расчетные значения электрических нагрузок генераторов, определенные в расчете МЛБУФ.360036.1001ТБ, приведены в таблице 2.7

Таблица 2.7

Режим работы электростанции	Бурение	Спуско-подъёмные операции буровой колонны	Отстой без производства буровых работ	Установка МЛБУ на точку бурения/ демонтаж МЛБУ	Аварийный (работа АДГ)	Буксировка МЛБУ
Максимальные электрические нагрузки в режимах, кВт	12598	7545	3278	3598	926	1869
Количество и мощность (кВт) работающих генераторов	5 х 2600	4 х 2600	2 х 2600	2 х 2600	1 х 965	1 х 2600
Загрузка генераторов по активной мощности, %	96,9	72,5	63,0	69,2	96,0	71,9

 

В соответствии с таблицей 2.7, в качестве основного источника электроэнергии принимаются шесть синхронных генераторов мощностью по 2600 кВт, cosj=0,8 с приводом от дизеля (один генератор резервный).

Аварийным источником электроэнергии принимается синхронный генератор мощностью 965 кВт, cosj=0,8 в составе аварийного дизель-генератора. Мощность аварийного дизель-генератора достаточна для питания всех систем и устройств, необходимых для обеспечения безопасности платформы и экипажа в аварийном режиме.

 

⇐ Предыдущая12131415161718192021Следующая ⇒

Поделиться: