Григорьева Е.А. АО Оренбургнефть ,секция( Прошыленная энергетика. Проектная работа применение предохранительного устройства
 Скачать 2.87 Mb.
|
 Т ринадцатая Кустовая научно-техническая конференция молодых специалистов ПАО «НК «Роснефть»
ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА SIEMENS FUSESAVER В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ 6 кВ Автор: ГРИГОРЬЕВА ЕКАТЕРИНА АЛЕКСАНДРОВНА АО «Оренбургнефть», Инженер 1 категории, ЦЭЭО №2 Научный руководитель: СИДОРОВ МИХАИЛ ВИКТОРОВИЧ АО «Оренбургнефть», Начальник лаборатории, ЦЭЭО №2 Краснодар 2020 Содержание Введение 4 Основная часть 6 3.1 Описание предохранительного устройства 6 3.2 Коммуникационный модуль 8 3.2 Блок дистанционного управления Siemens 9 3.2 Экономический эффект 10 Заключение 13 Ссылки 14 Приложение 15 аннотация В работе рассматривается внедрение устройства защиты в распределительную сеть 6 кВ с центром питания подстанции 35/6 кВ «КНС-2». Поскольку на воздушных линиях среднего класса напряжения практически отсутствует оборудование для автоматизации, чтобы устранить частые аварийные отключения, нам необходимо модернизировать линии среднего класса напряжения. Произведен выбор электрооборудования для повышения надежности электроснабжения, а также улучшены технико-экономические показатели работы фидера «Бурение», путем внедрения в сеть предохранительного устройства Siemens Fusesaver, для снижения частых аварийных отключений на воздушных линиях. введение Энергетика играет важную роль в развитии всех отраслей. Самым распространенным видом является электрическая энергия. Это связано с тем, что во многих отраслях используются наиболее выгодные и удобные способы добывания энергоресурса и энергообеспечения. Распространение электрической энергии связано с легкостью ее получения, преобразование и передачи ее на большие расстояния. Также, система электроснабжения обязана удовлетворять ряд требований: безопасность и надежность, экономичность и удобство эксплуатации, обеспечение соответствующим качеством электроэнергии, стабильности частоты, уровней напряжения и т.д. Важно отметить, что сам процесс является непрерывным по производству, передаче, распределению и потреблению электроэнергии. К важнейшим проблемам электроснабжения, на сегодняшний день, которые подлежат решению, следует отнести модернизацию электроустановок. Около 55% основных фондов сетей находятся в эксплуатации более установленных нормативных сроков, а степень их износа-зачастую в критической зоне. Оборудование, установленное 20-25 лет назад, подходит к износу, т.к выработало практически свой срок службы. С возрастающей с каждым годом аварийностью на я провела анализ аварийных отключений на объектах АО « Оренбургнефть» в период 2015-2019г, с целью повышения безопасности и более эффективного управления, был сделан анализ аварийных отключений среди разных классов напряжений и выяснилось, что самый большой процент отключений происходит на воздушных линиях 6-10 кВ.  Рис.1.1. Распределение технологических нарушений по классам напряжения. В соответствии с оперативными журналами, все отключения были разделены на 7 групп. Детальное представление о влиянии различных факторов на общее число аварийных отключений даёт ответ диаграмма.  Рис.1.2 Распределение общего числа аварийных отключений для ВЛ 6- 10кВ. Одна из основных причин аварийных отключений, это повреждение на проводах воздушных линий 6-10 кВ. Так как в большинстве конфигураций сети фидер защищён масленым выключателем или реклоузером. Короткие ответвления линии электропередачи, как правило, не защищены вовсе, 79% коротких замыканий сети являются временными, а их отключение ведет к простою оборудования. Потери за данный период составили 13 568 тонн.  основная часть описание предохранительного устройства Поскольку на воздушных линиях среднего класса напряжения практически отсутствует оборудование для автоматизации, чтобы устранить частые аварийные отключения, нам необходимо модернизировать линии среднего класса напряжения и внедрить в сети предохранительные устройства Siemens Fusesaver. Fusesaver – это интеллектуальный, компактный и недорогой быстродействующий средневольтный однофазный автоматический выключатель, который минимизирует потери, оснащен встроенным микропроцессором, журналом регистрации событий и диаграммами нагрузки, а так же может быть интегрирован в систему SCADA для дистанционного управления. Устройство имеет компактные размеры и устанавливается непосредственно на линии электропередач, поэтому не нуждается в монтаже дополнительных опор и конструкций. Устройство является компактным и подвешивается непосредственно на линию среднего класса напряжения. Fusesaver не имеет заземления, позволяет избежать электростатического напряжения на изоляторе и продлить срок службы оборудования, а также пофазная архитектура устройства позволяет реализовать различные виды монтажа. Устройство не нуждается во внешнем источнике питания, аккумулируя и храня энергию от тока сети (0,15 А). Распознавание неисправностей достигается за счет ультрасовременного быстродействующего алгоритма защиты.  Рис.3.1. Общий вид предохранительного устройства Siemens Fusesaver. Устройство защиты Siemens Fusesaver представляет собой превосходное защитное решение для воздушных линий коротких ответвлений. Оно способно практически полностью исключить воздействие временных токов короткого замыкания. Благодаря уникальной скорости отключения токов (один полупериод) устройство обеспечивает защиту. При распознавании тока короткого замыкания оно размыкается и остается разомкнутым в течение заранее установленного времени (время задержки). После этого, устройство защиты предохранителей снова замыкается и остается замкнутым. В зависимости от типа короткого замыкания различают следующие типы воздействия на линию передачи.   Рис.3.2. Функционирование с Рис.3.3. Функционирование с неустойчивыми короткими замыканиями устойчивыми короткими замыканиями
 Для максимального сокращения монтажных и эксплуатационных расходов устройство Siemens Fusesaver было разработано, как часть интегрированной системы инструментов и комплектующих. Все компоненты системы работают вместе, что обеспечивает легкость монтажа, быстрый ввод в эксплуатацию и надежность работы в любых условиях. Для установки устройства Fusesaver требуются следующие позиции (для каждой фазы):  Конфигурация модуля осуществляется посредством беспроводного соединения с ПК приложением Siemens Connect.  Рис.3.4. Система Siemens Fusesaver Коммуникационный модуль Коммуникационный модуль подсоединяется к устройству Fusesaver через трехконтактный разъем в нижней части прибора и обеспечивает беспроводное соединение малой дальности с другими устройствами. Оснащен встроенной батареей. Модуль позволяет службе эксплуатации связываться с устройством Fusesaver с уровня земли, используя портативный компьютер. Он также может быть установлен с земли с помощью штанги для работы под напряжением, оснащенной специальным инструментом для крепления коммуникационного модуля. Связь с Fusesaver осуществляется посредством специального приложения для подключения устройства к ПК, USB-радиоантенны, а также радиосистемы ближнего действия (около 20 метров), встроенной в модуль. Команда линейных монтеров может получить доступ к актуальным данным устройства Fusesaver на месте эксплуатации с помощью ПК приложения Siemens Connect.  Рис.3.5. Коммуникационный модуль  Актуальные данные включают:   Блок дистанционного управления Siemens Блок дистанционного управления – опциональное дополнение к системе Fusesaver, служащее для подключения установленного на линейной опоре автоматического выключателя к системе SCADA. Блок дистанционного управления представляет собой устанавливаемый на линейной опоре корпус с микропроцессором, радиосистемой ближнего действия (около 20 м) для коммуникации с устройством Fusesaver и радиосистемы дальнего действия (модем). Блок дистанционного управления взаимодействует с устройствами Fusesaver с помощью встроенной радиосистемы ближнего действия. Устройства Fusesaver устанавливаются на каждой фазе линии электропередачи и объединяются в группу для контроля над данной линией. Таким образом, одно, два или три устройства Fusesaver могут быть использованы для организации однофазной, двухфазной или трехфазной линии. Блок дистанционного управления обеспечивает доступ к устройствам Fusesaver на одной линии. Обнаружив соответствующие сигналы, блок дистанционного управления получает данные от устройств Fusesaver и сохраняет их в своей базе данных для дальнейшей передачи с помощью радиосистемы дальнего действия (или модема) обратно в пункт управления системы SCADA.  Рис.3.6. Блок дистанционного управления Удаленный контроль Fusesaver позволяет нам:  Технико-экономический расчёт Данная воздушная линия обеспечивает питанием 23 скважины с суточным дебитом 398 тонн нефти. Сверхнормативный (длительный) срок эксплуатации оборудования воздушной линии и большое количество скважин послужило основанием для модернизации данной линий.  По итогам анализа электрической схемы мы определились, с направлением модернизации электрооборудования, в результате предложено применение предохранительного устройства Siemens Fusesaver в сети 6 кВ фидера «Бурение» на опоре №35. Тем самым ВЛ-6 кВ фидера «Бурение » делится на 2 участка, действие защит, одного из которых осуществляется независимо от защит, организованных на ячейке ВЛ-6 кВ ПС 35/6 кВ фидера «Бурение». В период с 2015 по 2019 год потери нефти на данном фидере составили 222 тонны, цена за тонну составляет 7 000 рублей, т.е. 222∙7 000= 1 554 000 тыс. рублей. Стоимость оборудования составляет 650 000 тыс.рублей без НДС, с помощью данного устройства Siemens Fusesaver мы бы смогли бы снизить данные потери, ведь большинство аварийных отключений происходит на II участке ф. «Бурения».   Срок окупаемости предохранительного устройства Siemens Fusesaver в сети 6 кВ фидера «Бурение» составит 3 года. Т.е возьмем последние показатели ф. «Бурения» и разделим на 5 лет, получаем среднее значение потерь 44,4 тонны. Цена за тонну нефти составляет 7 000 руб, получаем 44,4∙7 000 =310 000 тыс.рублей прибыли в год.   Рис.3.7. Экономический эффект от применения предохранительного устройства Siemens Fusesaver Для достижения максимального экономического эффекта на объектах АО «Оренбургнефть» я предлагаю применить предохранительные устройства Siemens Fusesaver в распределительные сети 6 кВ на 39 фидеров, таким образом создадим экономический эффект к 2024 году на сумму примерно 12 457 000 рублей  Рис.3.8. Экономический эффект от применения предохранительного устройства Siemens Fusesaver заключение Частые аварийные отключения на воздушных линиях в распределительных сетях 6 кВ, а также отсутствие защиты обладающей быстродействием, является основанием для модернизации данных линий. В результате предложено применение предохранительного устройства Siemens Fusesaver в распределительной сети 6 кВ, которое позволит обнаруживать и локализовать неисправность или изолировать повреждённый участок всего за полупериод. Основной технический эффект от применения предохранительного устройства Siemens Fusesaver – повышение надежности электроснабжения. Экономический эффект состоит в снижении потерь нефти при аварийных отключениях ВЛ-6кВ. ссылки 1. Алексеев В.С, Варганов Г.П. Реле защиты,-М.: Энергия,1976. -464с. 2. Булычев А.В, Наволочный А.А., Релейная защита распределительных сетей, Л.: Энергия, 2010-207 с. 3. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. – Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. М.: Энергоатомиздат, 198 4. Чернобровов Н.В. Релейная защита. Учебное пособие для техникумов. 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1971 – 624с. 5. Шабат М.А., Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. -Л.: Энергия, 1972-176 с. 6. https://www.xn--90a2af1c.xn--90ais/docs/news/BEMN/Fusesaver_RU_2015-03_LQ.pdf (Дата обращения 06.02.2020г) 7. https://www .001407_HG11.43_2016_Fusesaver_RU_LY01_V01 (Дата обращения 12.02.2020г) ПРИЛОЖЕНИЕ
  ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||