Страница 9

На Бованенковском НГКМ основные нелинейные нагрузки сконцентрированы в БКТП установок АВО газа с частотно-регулируемым приводом вентиляторов. Активные фильтры АДФ-У для подобных объектов разработаны с учетом особенностей размещения и подключения оборудования на БКТП (рис. 20, 21).
Для снижения нагрузки на систему вентиляции использованы силовые модули с минимальными потерями (тепловыделениями).
В целях увеличения надежности в составе фильтра предусмотрены два контроллера и два силовых модуля. Если один из силовых модулей отключится, фильтр продолжит работу с ограничением тока компенсации.
Прикладное программное обеспечение (ПО) СДК разработано таким образом, чтобы обеспечить компенсацию искажений от частотно-регулируемых приводов БКТП при разных схемах электроснабжения (по двум независимым вводам, по одному из вводов с замкнутым секционным выключателем, при питании от дизельной электростанции и др.).
Помимо нелинейных нагрузок на объектах добычи и транспорта газа, проблемы электромагнитной совместимости могут создавать (или усугублять) электроприемники сторонних организаций. Это происходит, например, если в близлежащих районах проводится бурение, и буровые подключены к общей системе электроснабжения.
Исключительное негативное влияние при этом оказывают буровые установки с главными приводами постоянного тока по системе «управляемый выпрямитель – двигатель». Суммарный коэффициент искажений напряжения при полной нагрузке может в 2–3 раза превышать допустимые по ГОСТ значения [6]. Кроме того, возникает резко переменная реактивная мощность.
В таких случаях целесообразно подключать активные фильтры на вводе питания буровой и предусматривать одновременную компенсацию высших гармоник и реактивной мощности. Поскольку буровая перемещается, СДК компонуется в контейнерах или блочно-модульных зданиях.
Такая задача реализована на КС «Портовая» ООО «Газпром трансгаз Санкт-Петербург», где активный фильтр АДФ-У подключен на вводе 0,4 кВ питания группы ответственных электроприемников. Это обеспечило штатную работу выпрямителя системы постоянного тока и хроматографа [4].

Рис. 21. Активные фильтры АДФ-У. Загрузка и отладка программного обеспечения

Заключение
Применение активных фильтров на энергетических объектах добычи и транспорта газа направлено прежде всего на снижение рисков нештатной работы электроустановок.
Дополнительным позитивным эффектом может быть снижение потерь вследствие уменьшения полного тока на участке цепи, потерь от токов высших гармоник, провалов напряжения на протяженных линиях и т. д.
Ряд задач, решаемых энергетиками с применением активных фильтров, повторяется на объектах добычи и транспорта газа. Представляется целесообразной разработка типовых решений и рекомендаций по их привязке в зависимости от условий эксплуатации конкретной электроустановки.
Универсальность активных фильтров и большой набор реализуемых функций позволяют применять однотипное оборудование для решения широкого круга задач. При поставке аппаратно-программных комплексов СДК на базе активных фильтров адаптация таких комплексов происходит за счет настройки и (или) корректировки прикладного ПО.
Аппаратно-программные комплексы СДК на базе активных фильтров могут найти применение и на других объектах газовой отрасли.

Россия, г. Санкт – Петербург
ул. Таллинская, д. 7-А
+ 7 (812) 445 24 22
+ 7 (812) 445 23 47
E-mail: office@ic-art.ru
http://www.ic-art.ru

Дополнение

Эти и другие задачи решаются по алгоритмам, реализованным на программируемых средствах автоматизации СДК, и требуют разработки специализированного ПО. Адаптация ПО и параметрирование программируемых устройств происходят при индивидуальных испытаниях СДК и комплексном опробовании в составе технологического объекта управления.
В случае автономной работы системы по согласованию с заказчиком реализуется функция записи событий и измеренных параметров качества электроэнергии на внутренний накопитель данных с привязкой к текущим дате и времени. Файл с данными, параметрами настройки системы и журналом событий может переноситься на USB-накопитель для последующего анализа профильными специалистами.
По отдельному запросу СДК также комплектуется встроенной точкой доступа Wi-Fi. Это позволяет подключаться к системе в пределах радиуса действия Wi-Fi-сети и проводить управление, настройку и мониторинг с экрана мобильного телефона или планшета. В таком случае журнал событий и пакет настроек возможно сохранить и передать посредством любого мессенджера для анализа работы системы и дистанционной выдачи рекомендаций оперативному персоналу.

Разработка систем динамической компенсации высших гармоник и реактивной мощности. Оборудование и программное обеспечение
В действующих электроустановках исходные данные для разработки СДК определяются по результатам измерений на объекте. Измерения выполняются, как правило, одновременно несколькими приборами контроля качества электроэнергии на разных уровнях напряжения (110 кВ, 6/10 кВ, 0,4 кВ и др.). Это позволяет выявить характер распределения искажений токов и напряжений в электроустановке в целом.
Измерение гармоник мощности указывает на направление, с которого поступают искажения. Это могут быть как нагрузки в составе данной электроустановки, так и источники искажений за пределами объекта. Измерения качества электроэнергии в период останова позволяют оценить качество электроэнергии, поступающей от электроснабжающей организации. Замеры при запуске объекта и выходе на установившийся технологический режим дают возможность зафиксировать изменения в качестве электроэнергии при включении отдельных электроприемников и технологических агрегатов.
Это позволяет локализовать источники искажений и впоследствии компенсировать гармоники в месте их возникновения.
При проектировании новых объектов оценить влияние электроприемников на качество электроэнергии помогает моделирование.
Общие решения систем динамической компенсации на базе активных фильтров определяются характером решаемых задач. Некоторые из них актуальны для энергоустановок объектов добычи и транспорта газа:
– Компенсация высших гармоник токов, возникающих на БКТП АВО газа и аналогичных объектах с преобразователями частоты. Применение активных фильтров позволяет разгрузить трансформаторы и коммутационную аппаратуру БКТП, уменьшить генерацию высших гармоник в сеть и улучшить условия работы электроустановок объектов.
– Компенсация нелинейных искажений в цепях систем бесперебойного питания ответственных электроприемников. Применение активных фильтров обеспечивает синусоидальность напряжения на входе и выходе источников бесперебойного питания и снижает риски нештатных работ из-за нарушений синхронизации.
– Компенсация реактивной мощности индуктивного характера в электроустановках, подключенных к сетям с высоким уровнем гармонических искажений напряжения. Активные фильтры могут заменить конденсаторные батареи. При этом сокращаются эксплуатационные затраты, связанные с ремонтом конденсаторных установок. Кроме того, устраняются предпосылки возникновения резонанса и связанных с этим рисков нештатной работы оборудования.
– Компенсация реактивной мощности емкостного характера, независимо от причин ее возникновения (кабельные линии, пассивные фильтры, перетоки реактивной мощности между генератором и сетью и др.). Активные фильтры разгрузят генераторы, облегчат работу систем возбуждения. Это особенно важно при автономном электроснабжении и (или) возникновении нарушений со стороны «сети» при параллельной работе.
– Компенсация реактивной мощности и высших гармоник в нагрузках, подключенных к системам накопления электроэнергии или системам бесперебойного питания большой мощности. Применение активных фильтров снизит полный ток в выходной цепи сетевого преобразователя системы и позволит уменьшить установленную мощность дорогостоящего оборудования.