Насосная станция. Проектирование системы электроснабжения насосной станции
Насосная станция — это комплексная система, которая предназначена для перекачки жидкости из одного места в другое.
Основными элементами насосных станций являются насосные агрегаты, вспомогательные устройства (трубопроводная арматура) и трубопроводы. Насосные станции используются на месторождениях нефти, в системах канализации, водоснабжения и т.п. К тому же они могут быть использованы для удаления воды на территориях, находящихся в низменностях или обводненных в результате наводнения. Самыми распространенными насосными станциями являются:
- Насосные станции на каналах. На каналах насосная станция используется для поддержания уровня в них.
- Насосные станции в системах канализации и водоснабжения. В системе канализации насосная станция предназначена для поднятия сточных вод на возвышение с целью преодоление холмов на пути трубопровода к станции очистки. Основные функции насосных станций в системах водоснабжения — поддержание и изменение давления в системе.
- Насосные станции в нефтегазодобывающей отрасли. В данной отрасли распространены дожимные насосные станции, которыми осуществляется транспортировка водогазонефтяной эмульсии от скважин до пунктов сбора и хранения. Для перекачки такой эмульсии по нефтепроводу используются мультифазные насосы. В некоторых случаях дожимные насосные станции оборудуются сепараторами сброса (обезвоживания) пластовой воды и отделения попутного нефтяного газа. Если месторождение разрабатывается при помощи технологии поддержания пластового давления, то в состав дожимной станции входят коммуникации и оборудование для закачки воды в нагнетательные скважины.
- Насосные станции в системах пожаротушения. В данных системах насосные станции представляют собой совокупность инженерных коммуникаций, обеспечивающих безопасность людей в момент возгорания. Дополнительным оборудование насосной станции при ее работе в составе системе пожаротушения являются: шкаф управления, центробежные насосы, регулирующая арматура, устройства автоматики.
Порядок проектирования системы электроснабжения насосной станции зависит от условий ее эксплуатации, требований технического задания, имеющихся материальных и других ресурсов. В общем виде процесс состоит из следующих этапов:
- Расчет электрической нагрузки.
- Выбор компенсирующих устройств.
- Предварительный выбор трансформатора.
- Расчет электрических нагрузок распределительных шкафов.
- Выбор вводного и линейных автоматов.
- Выбор оборудование электрической подстанции.
- Выбор кабелей и проводов, а также способа их прокладки.
Основное электрическое оборудование и особенности электроснабжения насосной станции
Насосные станции снабжаются электрической энергией, как правило, от централизованных источников. Уровень надежности электроснабжения зависит от категории надежности станции. Насосные станции первой категории подключаются к двум независимым источникам электрической энергии, при этом каждый из них должен обеспечивать 100 % потребность станции. Для питания станции первой и второй категорий предназначены высоковольтные линии, напряжение которых составляет 3 — 10 киловольт, если на станции используется электрический двигатель — 3-6 киловольт. Насосные станции малой мощности снабжаются электроэнергией от трансформаторной подстанции по фидерам низкого напряжения. В том случае, когда насосная станция питается от линий высокого напряжения, в ее здании оборудуется помещения для понижающих трансформаторов.
К основным элементам системы электроснабжения насосной станции можно отнести: масляные выключатели, силовые кабели, предохранители, токоведущие части, трансформаторы, разъединители, изоляторы. Самыми важными из перечисленных являются распределительные устройства и трансформаторная подстанция.
Мощность трансформатора/трансформаторов рассчитывается по формуле:
$Nт = Кс*(Nч/(nдв*cosф)) + (10...50)$
где: Кс — коэффициент спроса по мощности, который зависит от количества работающих агрегатов и их загрузки; nдв — коэффициент полезного действия двигателя; Nч — паспортная мощность насосов; cosф — коэффициент мощности электрического двигателя; 10...50 — мощность вспомогательного оборудования и нагрузки освещения.
Силовые трансформаторы должны быть установлены в отдельных помещениях, примыкающих к машинному залу с одной из торцевых сторон. Размеры данного помещения определяются величинами проходов, которые необходимы для монтажа и осмотра трансформаторов и их габаритными размерами. В некоторых случаях трансформаторы могут располагаться в отдельных зданиях.
Помещение для трансформаторов должно иметь отдельный вход, а также несгораемые стены, полы и перекрытия.
Распределительные устройства высокого напряжения состоят из шкафов, в которых находятся разъединители, измерительные трансформаторы, масляные выключатели, реле защиты, сборные шины и т.п. Помещения распределительных устройств должно примыкать к помещению, где находятся трансформаторы и иметь самостоятельный выход, а если его длина превышает 5 метров, то два. Размер помещения распределительных устройств зависит от количества масляных выключателей. Электрооборудование низкого напряжения (управление, сигнализация и т.п.) располагают в щитовой, которая должна иметь выход к машинному залу.
