Современный подход к автоматизации процессов нефтедобычи диктует жесткие требования к программно-аппаратным комплексам контроля и управления штанговыми глубинными насосами (ШГН). Это не в последнюю очередь обусловлено высокой стоимостью электроэнергии. В целях её экономии применяется частотно – регулируемый привод станка – качалки.

Для СКН, работающих постоянно, суммарная потребляемая мощность приблизительно равна:

Стоимость ЧРП составляет 112 тыс. руб. Для модернизации необходимо закупить 12 ЧРП общей стоимостью:

Дополнительные капиталовложения на обслуживание ЧРП составят :

∆К=60 тыс. руб.

Экономический эквивалент мощности при числе трансформаций около трёх может быть ориентировочно принят

 (4.13)

Рр=6

Тм=5500 часов Wa=33 МВт∙час

ϕ₁=31,729ϕ2=0

W=К∙ Wa∙(tg ϕ₁-tg ϕ₂) (4.14)

W=2,44 МВт∙час

∆С= m₁∙P_p + m₂∙W= 115,2 тыс. руб. (4.15)

где m₁=196 руб. m₂=0,544 руб.

Добыча нефти за год А1=51903 т

Т.к. добыча нефти не изменится из-за внедрения мероприятия, то экономический эффект составит снижение затрат на электроэнергию:

Эг= (∆С-Е_н ∙ ∆К)=89,35 тыс. руб. (4.16)

Срок окупаемости - ∆К/∆С = 1,5 года

Главные экономические показатели приведены в таблице 4.3

Таблица 4.3 Главные экономические показатели

Охрана труда и окружающей среды

Защита электрических установок от перенапряжений и заземляющие устройства

Общие сведения

Изоляция электрооборудования подразделяется на внешнюю, работающую на открытом воздухе, и внутреннюю, работающую в масляной, газовой или иной среде, защищенной от воздействия внешних атмосферных условий. Как внешняя, так и внутренняя изоляция электрооборудования испытывается импульсным напряжением той или иной полярности. Объем и порядок испытаний установлены ГОСТ 1516.1 – 76 и 1516.2 – 76. Полный грозовой импульс должен иметь продолжительность 1,2 ± 0,36 мкс. При испытании внутренней изоляции силовых трансформаторов напряжения и масляных реакторов требуется, чтобы предразрядное время было 2 – 3 мкс.

Внешняя изоляция электрооборудования должна испытываться на прочность в сухом состоянии и под дождем напряжением промышленной частоты плавным подъемом напряжения до значения испытательных напряжений. Внутренняя изоляция должна выдерживать в течении одной минуты установленные ГОСТом испытательные напряжения.

Прочность изоляции любой электроустановки должна быть выше максимального уровня рабочего напряжения данной электроустановки, а также возможного уровня большинства внутренних перенапряжений. С повышением уровня прочности изоляции стоимость электроустановок существенно возрастает. Поэтому оказывается экономически нецелесообразно повышать прочность изоляции до уровня – выше максимально возможного уровня внутренних перенапряжений и тем более выше уровня грозовых перенапряжений.

Внутренние перенапряжения электроустановки могут быть снижены путем надлежащего выбора режима заземления нейтрали, схем электрических станций и сетей, применением в выключателях резисторов,

шунтирующих контакты.

От максимально возможных внутренних перенапряжений, а также от грозовых перенапряжений все электроустановки должны иметь специальную защиту. Основным защитным средством при различных перенапряжениях являются вентильные разрядники различного исполнения. При выполнении электроустановок и осуществлении их защиты важнейшим вопросом является координация изоляции, т.е. установление и обеспечение необходимых соотношений между прочностью изоляции электрооборудования и характеристиками защитных устройств от перенапряжений. При всех возможных режимах работы электрооборудования прочность его изоляции должна быть выше соответствующих характеристик защитных устройств.

Уровень грозовых перенапряжений в конкретной электрической сети не зависит от ее номинального напряжения, а уровень внутренних перенапряжений, наоборот, зависит от номинального напряжения сети. По этой причине выбор уровня изоляции электрооборудования в основном лимитируется уровнем грозовых перенапряжений.

Важным элементом электроустановок являются заземляющие устройства, необходимые для обеспечения нормальных режимов работы электроустановок, осуществления их защиты от перенапряжений, а также создания безопасных условий эксплуатации электроустановок.

Внутренние перенапряжения

Внутренние перенапряжения можно подразделить на коммутационные и квазистационарные. Характер, значение и причины возникновения перенапряжений различны. Коммутационные перенапряжения могут возникнуть при включении и отключении электрических линий, трансформаторов, шунтирующих и дугогасящих реакторов, при возникновении перемежающейся дуги замыкания на землю в системах с незаземленной нейтралью, при коротких замыканиях, коммутациях и при качаниях генераторов электростанций в системах, содержащих длинные электрические линии различного типа. Квазистационарные перенапряжения, существующие продолжительный период времени, могут возникнуть при однофазных

замыканиях и при неполнофазных режимах в энергосистеме, при работе протяженных электрических линий работающих на холостом ходу, при коротких замыканиях, при возникновении в системе параметрического резонанса или феррорезонанса, высших или низших гармониках.

Внутренние перенапряжения характеризуются кратностью. В энергосистемах с учетом возможных уровней перенапряжений и технико-экономических характеристик электрических линий приняты следующие допустимые кратности:

Согласно рекомендациям МЭК уровень изоляции для коммутационных перенапряжений должен составлять примерно 80% импульсного уровня изоляции. Принятый в энергосистемах режим нейтралей, схемы, а также характеристики устройств должны обеспечивать работу электрических сетей с кратностью внутренних перенапряжений не выше допустимой.

Грозовые перенапряжения

Грозовые перенапряжения возникают при разрядах молнии. Ток молнии имеет вид униполярного апериодического импульса и характеризуется амплитудой и длиной импульса.

Зарегистрированы амплитуды токов молнии от сотен ампер до 250 кА с длиной импульса 20 – 80 мкс. Вероятность появления молнии с верхним пределом параметров относительно мала, поэтому в качестве расчетных параметров обычно принимают: I_МАКС = 150 кА; Т_И = 40 мкс.

Интенсивность грозовой деятельности характеризуется числом грозовых дней в году или, что более точно числом грозовых часов в году. Так средняя продолжительность грозы составляет 1-2 часа. В среднем на один квадратный километр площади земли приходится примерно 0,1 удара молнии за один грозовой день.

В зависимости от длины электрической линии и высоты опор среднее число ударов молнии в линию за год колеблется от 250 (для линий 750 кВ) до 5 (для линий 35 кВ). При отсутствии специальной грозозащиты и недостаточной импульсной прочности изоляции линий эти удары молнии в большинстве случаев приводили бы к перекрытию изоляции линий и их отключению. Допустимые импульсные напряжения для изоляции электрооборудования определяются гарантированной импульсной прочностью, которая установлена несколько ниже импульсных испытательных напряжений.