09.09.2010

Блочно-модульные подстанции для управления погружными насосами

«Мы должны начать модернизацию 
и технологическое обновление всей производственной сферы.
 Это вопрос выживания нашей страны в современном мире».
(Президент РФ Д. Медведев)

21 августа 2009 г. в ходе торжественной церемонии глава правительства России Владимир Путин дал старт промышленной эксплуатации добычи нефти Ванкорского месторождения в Красноярском крае.

Разработка месторождения осуществляется в весьма сложных климатических условиях со значительными перепадами температур от минус 600 С зимой до плюс 300 С летом, в зоне распространения вечной мерзлоты с крайне неоднородной структурой. Экономическая составляющая проекта осложнена полным отсутствием какой-либо инфраструктуры.

В настоящее время добыча нефти становится все более затратной, и потому на сегодняшний день особо актуальными являются проблемы наиболее полного и безопасного для природы извлечения нефти из недр.

Ныне Ванкор – главная инновационная площадка в нефтяном секторе России, где применяются новейшие технологии бурения и нефтегазодобычи. При этом Ванкор вносит крупный вклад в развитие не только нефтегазового комплекса страны, но и ряда других отраслей российской экономики. В России произведено более 80 % закупленного в рамках реализации проекта оборудования, в том числе уникального, сделанного на заказ.

При строительстве объектов использовались технологические модули высокой степени готовности, которые на 67 % уменьшили время строительно - монтажных работ на площадке и увеличили качество изготовления модулей за счет их испытаний на заводах - изготовителях. Передовые технологии строительства объектов наземного обустройства дали возможность значительно сократить срок запуска месторождения.

Свой вклад в освоение Ванкорского месторождения внесли и специалисты ЗАО «Чебоксарский электроаппаратный завод». Специально для ЗАО «Ванкорнефть» в короткие сроки были разработаны и запущены в производство комплектные трансформаторные подстанции для погружных насосов серии БМ КТП ПН, предназначенные для приема электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 6 кВ, ее преобразования и питания, управления и защиты погружных электродвигателей типа ПЭД мощностью не более 500 кВт для насосных установок УЭЦН (погружных центробежных насосов) водозаборных кустовых площадок.

Погружные центробежные электронасосы приводит во вращение погружной электродвигатель специальной конструкции. С поверхности электродвигатель питается электроэнергией, подводимой по кабелю от БМ КТП ПН, в которой сосредоточены вся контрольно - измерительная аппаратура и автоматика.

БМ КТП ПН подразделяется на три отсека: отсек распределительных устройств высокого напряжения (РУВН), трансформаторный отсек, отсек распределительных устройств среднего напряжения (РУСН).

В отсеке РУВН размещаются:

  • ячейка высоковольтного ввода типа КСО-306 с коробом для ввода кабелей;

  • ячейка трансформатора собственных нужд типа КСО-306;

  • шкаф ШСН.

В трансформаторном отсеке размещается трансформатор ТМПНГ-1000/6-УХЛ1. В процессе транспортировки для предотвращения самопроизвольного смещения трансформатора предусмотрено его крепление к направляющим болтами, а также стальными растяжками.

В отсеке РУСН размещаются:

  • ячейка измерительных трансформаторов тока с разъединителем РВЗ типа КСО-306;

  • устройство плавного пуска высоковольтных электродвигателей УППВЭ1 ПН;

  • ящик ОПС;

  • шкаф мониторинга и управления БМ КТП ПН.

Система безопасности БМ КТП ПН обеспечивает выполнение следующих функций:

  • контроль за открытием дверей блок — бокса;

  • контроль за открытием дверей укрытия водозаборной скважины;

  • телесигнализация «пожар (задымление) блок — бокса»;

  • телесигнализация несанкционированного доступа к блок - боксу.

БМ КТП ПН оборудована системой автономного порошкового пожаротушения, которая предназначена для обнаружения и тушения очагов пожара независимо от внешних источников питания и систем управления, а также выдачи предупредительных сигналов с включением пожарных световых оповещателей.

Автономная система пожаротушения дает возможность:

  • осуществлять пуск модулей МПП по факту достижения температуры воздуха внутри помещения до 72 °С (I уровень срабатывания) и до 85 °С (II уровень срабатывания);

  • осуществлять пуск модулей МПП принудительно дежурным обслуживающим персоналом.

Шкаф мониторинга и управления БМ КТП построен на базе устройства Mvisor MB/04-micro (центральный контроллер VP-2111 «IPC-DAS»), обеспечивающего:

- управление работой электродвигателя насоса в автоматическом режиме;

- отключение электродвигателя насоса по предельным значениям давления в напорном трубопроводе;

- автоматическое отключение электродвигателя насоса по высокому уровню в уравнительном резервуаре площадки (сигнал телеуправления от контроллера Emerson DeltaV верхнего уровня управления);

- автоматическое отключение питания 6 кВ блок - бокса по сигналу «пожар в блок — боксе»;

- контроль за состоянием насосного агрегата;

- контроль за состоянием и управление вентилятором в укрытии водозаборной скважины;

- контроль за температурой в блок — боксе;

- получение и обработку информации от приборов КИП, установленных в напорном трубопроводе укрытия водозаборной скважины, а именно:

  • о расходе воды
  • о давлении воды
  • о температуре воды
  • об уровне загазованности в укрытии водозаборной скважины;

- формирование сигнала телемеханики «включить вентилятор укрытия водозаборной скважины» при повышенной загазованности (10 % НКПР) в укрытии водозаборной скважины или при нажатии кнопки у входа в укрытие;

- формирование сигнала телемеханики «включить светозвуковую сигнализацию загазованности укрытия водозаборной скважины» при повышенной загазованности (20 % НКПР) в укрытии водозаборной скважины;

- формирование сигнала на отключение вытяжного вентилятора укрытия водозаборной скважины через 10 мин. после снятия сигнала 10 % НКПР или через 10 мин. после принудительного включения вентилятора укрытия водозаборной скважины;

- взаимодействие с верхним уровнем управления посредством последовательного интерфейса RS 485 по протоколу ModBus RTU.

БМ КТП ПН имеет следующие виды защиты:

  • вводный выключатель нагрузки с предохранителями и возможностью отключения при перегорании плавких вставок обеспечивает защиту при перегрузке, токах короткого замыкания и от работы в неполнофазном режиме. Имеется возможность отключения выключателя нагрузки от пожарной сигнализации;

  • защита от повышения напряжения с помощью ограничителей перенапряжения;

  • защита цепей собственных нужд от перегрузки и токов короткого замыкания.

В БМ КТП ПН имеются блокировки, не допускающие:

  • включение заземляющих ножей выключателя нагрузки при включенных главных ножах. Обеспечивается конструкцией выключателя нагрузки;

  • включение главных ножей выключателя нагрузки при включенных заземляющих ножах. Обеспечивается конструкцией выключателя нагрузки;

  • открытие двери ячейки высоковольтного ввода при невключенных заземляющих ножах. Обеспечивается конструкцией ячейки КСО-306.

БМ КТП ПН обеспечивает:

  • контроль за общим состоянием подстанции за счет оборудования БМ КТП ПН;

  • контроль за напряжением АВ, ВC, CА в цепях ТН за счет аппаратуры ШСН;

  • контроль за давлением масла, контроль за температурой электродвигателя, контроль за манометром (контакты, минимальное и максимальное давление).

Устройства плавного пуска погружного насоса УППВЭ1 ПН предназначены для обеспечения плавного, безударного пуска высоковольтного электродвигателя погружного насоса.

Плавный пуск электродвигателя достигается формированием заданного темпа нарастания напряжения на двигателе от нуля до номинального значения. Регулирование напряжения на двигателе обеспечивается путем фазового управления тиристорами устройства плавного пуска по заданной токовой диаграмме.

Разгон электродвигателя до номинальной скорости осуществляется микроконтроллером устройства плавного пуска. По окончании разгона электродвигателя до номинальной скорости устройство плавного пуска выдает команду на включение шунтирующего (байпасного) высоковольтного вакуумного контактора, и двигатель оказывается напрямую подключенным к сети.

Устройства плавного пуска УППВЭ1 ПН позволяют в 2 - 4 раза ограничивать пусковые токи электродвигателя, экономить электрическую энергию за счет рационального использования энергоемкого оборудования, снижать провалы напряжения в сети при пуске электродвигателей, существенно снижать ударные механические нагрузки на подшипники электродвигателя и насосных установок УЭЦН.

Специалисты ЗАО «ЧЭАЗ» много внимания уделяют разработке современной продукции и использованию в выпускаемых изделиях новых материалов и комплектующих, внедрению прогрессивных технологий.

Основные достоинства блочно - модульных изделий ЗАО «ЧЭАЗ»:

  • высокая степень заводской готовности, что сокращает сроки монтажа на месте эксплуатации;
  • безупречное качество монтажа оборудования благодаря высокому уровню заводской проработки деталей;
  • простота конструкций и удобство монтажа и обслуживания;
  • возможность разработки индивидуального проекта для каждого объекта;
  • возможность применения различного внешнего и внутреннего цветового оформления блочно - модульных зданий: эстетика внешнего вида;
  • возможность транспортировки к месту назначения на автомобильном и железнодорожном транспорте;
  • возможность возведения здания различной конфигурации, благодаря модульной системе построения зданий.

Журнал «Насосы & Оборудование»
№ 3 (62) 2010


АРХИВ НОВОСТЕЙ: