УДК 621.398

ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ

Турышева Анна Вахтанговна
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
кандидат технических наук, ассистент кафедры электротехники, электроэнергетики, электромеханики

Аннотация
Рассмотрены существующие системы электроснабжения объектов нефтегазодобычи удаленных районов. Выполнен анализ применяемых локальных систем электроснабжения, выявлены их недостатки. Предложена система электроснабжения, позволяющая обеспечить электроэнергией труднодоступные районы.

Ключевые слова: газотурбинная установка, объекты нефтегазодобычи, преобразователь частоты, электроснабжение


SUBSTANTIATION OF THE SYSTEM OF POWER SUPPLY OF ENTERPRISES OF OIL AND GAS INDUSTRY

Turysheva Anna Vahtangovna
National mineral resources university (university of mines)
PhD of Technical Sciences: Assistant of the Electric Engineering, Electrical, Energetics and Electromechanics Department

Abstract
The current system of electrosupply of objects of oil and gas production in remote areas. The analysis of the existing local systems of power supply, revealed their limitations. Proposed system of power supply, allowing to provide electricity to hard-to-reach areas.

Keywords: areas of oil and gas extracting, electrical supply, frequency converter, gas-turbine power plant


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Турышева А.В. Обоснование системы энергоснабжения предприятий нефтегазодобывающей отрасли // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 5. Ч. 2 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/05/53985 (дата обращения: 04.06.2017).

Обеспечение электроэнергией объектов нефтегазодобычи, находящихся в районах, удаленных от единой энергосистемы, является важной технико-экономической проблемой [1]. Одним из перспективных путей ее решения является применение в качестве энергоносителя для работы генерирующих агрегатов попутного нефтяного газа. Однако, высокие требования к надежности энергоснабжения объектов нефтедобычи, особенно в условиях крайнего севера, обуславливают необходимость совершенствования существующих в настоящее время систем. С целью повышения эффективности электроснабжения предприятий по добыче нефти и газа рассмотрим некоторые реализованные системы генерирования энергии.

Так, например, электроэнергетическая установка (рис.1) [2], обладает следующим существенным недостатком: она имеет в своем составе два электромеханических устройства, причем, одна из машин необходима только для запуска газотурбинного двигателя до оборотов «поджига», что требует высоких капитальных затрат.

Рисунок 1 – Электроэнергетическая установка

Турбогенераторная установка [3], лишена данного недостатка, поскольку генератор используется в режиме электрического двигателя при запуске, а затем машина переходит в режим генерирования. Согласование энергии осуществляется посредством преобразователя частоты. Однако, наличие пары тиристорных мостов, управляемыми измерительными трансформаторами, приводит к увеличению массогабаритных показателей. Кроме того, применение преобразователя частоты, приводит к появлению высших гармонических составляющих, искажению напряжения питания потребителей, снижению качества электроэнергии.

Для устранения указанных недостатков, а также снижения высших гармонических составляющих тока и напряжения, повышения надежности электроснабжения потребителей, разработана структура электроснабжения на основе энергоносителя в виде попутного нефтяного газа, представленная на рис. 2.


A – датчик мощности нагрузки; V – дозирующий клапан; G – датчик двигателя; B – датчик мощности генератора;C – датчик температуры; D -датчик давления; E – датчик емкости.

Рисунок 2 – Система генерирования электроэнергии

Система работает следующим образом. Генератор при пуске работает в режиме электрического двигателя, получающего питание от емкостного накопителя энергии. Преобразование энергии от источника постоянного тока производится посредством активного выпрямителя, работающего в режиме инвертора. При достижении определенной частоты вращения генератора, блок управления осуществляет отключение накопителя энергии и в газотурбинную установку подается топливовоздушная смесь. Механическая энергия приводит в движение вал и выводит электрическую машину в генераторный режим. Затем блок управления подает сигнал на подключение блока силовой электроники, в котором переменный электрический ток от генератора преобразуется в постоянный с помощью активного выпрямителя, ограничение колебаний тока осуществляют дросселем, подавление пульсаций напряжений – емкостным накопителем энергии, преобразование постоянного напряжения в трехфазное переменное – автономным инвертором. Таким образом, потребитель получает переменный электрический ток с заранее определенной фиксированной частотой.

Такое техническое решение позволяет использовать одну электрическую машину в генераторном и двигательном режимах, применять блок силовой электроники в качестве автономного инвертора и активного выпрямителя. Кроме того, разработанная система генерирования электроэнергии обеспечивает снижение высших гармонических составляющих тока и напряжения, повышает надежность бесперебойного электроснабжения, что имеет существенное практическое значения для предприятий минерально-сырьевого комплекса, функционирующих в суровых климатических условиях отдаленных районов нефтедобычи.


Библиографический список
  1. Турышева А.В. Проблемы энергоснабжения производственных объектов отдаленных районов / А.В. Турышева, Б.Н. Абрамович // Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: 8-ая Международная конференция по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики.- Т.2.- Тула: Изд-во ТулГУ. – 2012 г. – С.497-503.
  2. Пат.2419957 РФ. С1 H02 P9/04 Электроэнергетическая установка / Н.Н. Лаптев, А.В. Левин, В.М. Довгаленок. Опубл. 27.05.2011
  3. Пат.2195763 РФ. С2 H02 P9/04 Турбогенераторная установка / А. Бланше. Опубл. 27.12.2002


Все статьи автора «Турышева Анна Вахтанговна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: