ПРОБЛЕМА РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ

ПРЕДПРИЯТИЙ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА

Аннотация.

В данной статье отражены ключевые аспекты по проблеме резервирования

энергоснабжения

нефтегазовых

предприятий,

а

также

представлены

преимущества в применении источников бесперебойного питания, в связке с

микротурбинными установками, которые работают на попутном и природном

газе,

дизельными

электрическими

станциями,

солнечными

батареями

и

ветряными

установками.

Рекомендованы

основные

параметры

резервных

источников электроснабжения.

Введение.

Электрические

приемники

потребителей

нефтегазового

комплекса

разделяются

по:

надежности

электроснабжения,

режиму

работы,

роли

в

технологическом процессе и мощности. Факторы, указанные выше, оказывают

большое

влияние,

прежде

всего,

на

способ

воплощения

решений

по

резервированию электроснабжения и технических средств.

Актуальность.

Часть

основных

потребителей

объектов

нефтегазового

комплекса

относится к первой и второй категории надежности по электроснабжению. Не

остаются без внимания также потребители особой группы первой категории,

полностью зависимые от местной генерации. Характерными особенностями для

нефтегазового комплекса являются отсутствие систем снабжения энергией в

малодоступных

и

удаленных

районах

России,

где

проводится

разработка

углеводородных запасов, а также территориальная рассредоточенность. Задачи

реализации по резервированию электроснабжения, а также по техническим

средствам становятся более актуальным, исходя из факторов, указанных выше.

Стратегией

России

предусматривается

внедрение

других

источников

энергии,

способных

к

возобновлению,

а

также

повышение

надежности

в

электроснабжении энергетических систем.

1

Как

показывает

статистика,

большинство

используемых

сегодня

автономных

энергосистем

представляют

собой

генераторно-дизельные

установки,

а

также

газо-поршневые

электростанции,

которые

работают

на

природном

и

попутном

газе.

Вместе

с

этим

в

качестве

дополнительных

энергосистем

могут

применяться

станции,

использующие

энергию

солнца

(солнечные

станции)

и

ветроэлектрические

установки,

преобразующие

кинетическую энергию ветрового потока в электрическую.

Цели и задачи работы.

Цель

работы:

создание

решений

по

резервированию

непрерывного

энергообеспечения

наиболее

ответственных

потребителей

нефтегазового

комплекса,

а

также

разработка

наиболее

действенных

методов

реализации

технических средств.

Функциональность системы резервирования электроснабжения зависит от

двух режимов: автономного и параллельного. Первый – автономный. Система в

таком случае работает без помощи электрической сети потребителей средней и

малой

мощности.

Вторым

режимом

является

параллельный,

при

котором

система работает одновременно с электрической сетью. Особенностью этого

режима

является

беспрерывность

напряжения

при

авариях

и

отказах

объединенных энергетических систем.

Системы

локального

резервного

электроснабжения,

применяемые

в

условиях

нефтегазового

комплекса,

не

перестают

быть

актуальными

на

сегодняшний день. Например, на линейных объектах нефтегазового комплекса

основными потребителями резервирования электроснабжения будут станции

катодной защиты технологические задвижки, телемеханические системы и т.п.

Предложенная

схема

должна

обеспечивать

гарантированное

и

непрерывное

электроснабжение при отключении основного источника питания в течение

суток.

Результаты работы.

В процессе работы была создана структура локализированной системы

запасного

электроснабжения,

суть

которой

заключается

в

распределенной

2

генерации с применением различных источников, как альтернативных, так и

возобновляемых, элементов на основе суперконденсаторов, а также источников

бесперебойного питания.

Комплекс

резервного

электроснабжения,

предназначенный

для

энергообеспечения объектов транспорта нефти и газа, в своем составе должен

иметь

такие

компоненты,

как:

силовой

трансформатор,

источник

бесперебойного

питания

(ИБП),

автоматический

и

ручной

байпас,

электроэнергетические накопители, система автоматического ввода резерва и

комбинированная автономная электростанция, система управления.

В целях уменьшения размеров комплекса резервного электроснабжения и

уменьшения

вероятности

возникновения

чрезвычайной

ситуации,

силовой

трансформатор

6(10)/0,4

кВ

лучше

всего

использовать

с

сухой

изоляцией.

Выбранный

трансформатор

имеет

преимущество

тем,

что

подсчитанная

мощность

подключаемого

оборудования

несколько

меньше

мощности

питающей энергосистемы. Для данной цели целесообразнее применять сухие

трансформаторы, имеющие мощность от 25 до 250 кВА.

Для непрерывного заряда и подзаряда накопительных элементов, ИБП,

входящий в состав комплекса резервного электроснабжения, целесообразнее

эксплуатировать в режиме онлайн, также данное устройство должно иметь

удвоенное

преобразование

энергии,

устройства

как

автоматического,

так

и

ручного байпасирования, а также поддерживать протоколы для интеграции в

системе диспетчерского управления.

На сегодняшний день зарубежными и отечественными изготовителями

производятся

ИБП

мощностью

до

4,6

МВт.

Наибольшей

популярностью

пользуются ИБП двойного преобразования энергии из-за наличия следующих

преимуществ:



непрерывность

фазы

напряжения

на

выходе

ИБП

во

всех

режимах

энергообеспечения;



при переключении с централизованной сети на аккумуляторные батареи

отсутствует перерыв электроснабжения;

3



достаточно хорошая стабилизация выходного напряжения и частоты;



отсутствие влияния подключенной нагрузки на питающую сеть.

Кроме

всего

вышесказанного,

в

ИБП

должна

быть

внедрена

ограничивающая

функция

потребляемого

тока

на

его

входе

в

следующем

диапазоне: от 3% до 100%.

Во

время

подбора

емкости

и

типа

накопительных

элементов

целесообразно помнить, что нынешние усовершенствования аккумуляторных

батарей имеют ограниченное число циклов заряда и разряда. Помимо этого,

следует

учесть,

что

в

разных

условиях

применения

номинальная

емкость

аккумуляторных

батарей

к

концу

срока

эксплуатации

может

снизиться,

примерно, на 20-30 %. В связи с этим, следует подбирать аккумуляторные

батареи на продолжительный период автономной работы без наличия сети.

Большое

значение

для

потребителей

антиаварийной

автоматики

и

управления

линейных

объектов

нефтегазового

транспорта,

которые

чувствительны к перерывам электроснабжения, представляет временной период

ввода резерва от централизованной энергосистемы к автономному источнику.

Наименьшее

время

ввода

резерва

могут

предоставить

современные

тиристорные устройства ввода резерва (ТАВР).

Наиболее

выгодно

в

качестве

автономной

электростанции

применять

микрогазотурбинные установки, использующие в своей работе природный и

попутный

газ.

Электростанция

должна

иметь

в

своем

составе

устройство

подзаряда

стартерной

аккумуляторной

батареи,

эксплуатирующейся

в

автоматическом режиме.

Комбинированная

электрическая

станция

должна

предусматривать

продолжительную работу с нагрузкой 25% от номинальной, и работу в период

не менее 1 ч с нагрузкой не менее 25% от номинальной.

Системный комплекс управления установкой запасного электроснабжения

должен выполнять следующие функции:



при выходе из строя главного источника питания система резервного

электроснабжения переходит на питание от аккумуляторных батарей;

4



при отключении питающей линии и питания нагрузок собственных

нужд электрическая станция должна заряжать аккумуляторные батареи;



запуск

электрической

станции

производится

в

случае

уменьшения

емкости аккумуляторных батарей до отметки, обеспечивающий только

двукратный цикл открытия или закрытия задвижек нефтепровода или

газопровода;



запуск электрической станции осуществляется автоматически в случае

заряда

аккумуляторных

батарей

до

номинальной

емкости

или

при

восстановлении питания электроэнергией от основного источника.

Научная новизна.

Непрерывная генерация при использовании возобновляемых источников

энергии

и

суперконденсаторов

в

системе

локального

резервного

электроснабжения,

служащих

элементом

накопления

и

источником

бесперебойного питания.

Выводы.

Была

предложена

подходящая

структура

системы

резервного

электроснабжения для ответственных потребителей нефтегазового комплекса, а

также

определены

основные

условия

к

составу

системы

резервного

электроснабжения,

которые

позволяют

обеспечить

непрерывное

и

альтернативное энергообеспечение.

Библиографический список:

1. Л.К. Осика Коммерческий и технический учет электрической энергии

на оптовом и розничном рынках. Теория и практические рекомендации. 2017,

С. 68–70.

2. И.Г. Макаренко Л.К. Осика

Промышленные потребители на рынке

электроэнергии. М.: ЭНАС, 2010, №1, с.98-103.

3. Энергетическая электроника: Справочное пособие: Пер. с нем. / Под.

Ред. В. А. Лабунцова. — М. : Энергоатомиздат, 2015. — 464 с.

5

4. Сазыкин В. Г., Кудряков А. Г., Нетребко С. А., Пронь В. В. Перспективы

повышения

эффективности

электроэнергетического

комплекса

Кубани

2009,

-Краснодар: КубГАУ, 2012, – 448 с.

6