Повышение эффективности электротехнических комплексов установок охлаждения газа

• Автор: Аршакян, Игорь Ишханович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 160 с. : ил.

Глава 1. Характеристика объекта исследования. Постановка задач
исследования
1.1. Основные сведения о магистральном транспорте газа
и технологических установках для его охлаждения
1.2. Анализ эффективности систем электроснабжения установок охлаждения газа
1.3. Способы уменьшения токовых перегрузок при пуске электродвигателей для привода вентиляторов АВО газа
1.4. Постановка задач исследования
Выводы по главе
Глава 2. Математическое моделирование систем электроснабжения
установок охлаждения газа
2.1. Особенности расчета переходных процессов в системах электроснабжения установок охлаждения газа
2.2. Математические модели асинхронного электропривода
с вентиляторной нагрузкой
2.3. Математическая модель электропривода вентиляторов АВО
газа в системе MATLAB 6.5 + Simulink 4
2.4. Исследование переходных процессов при пуске электродвигателей вентиляторов АВО газа
Выводы по главе
Глава 3. Динамическая компенсация реактивной мощности
в системах электроснабжения установок охлаждения газа
3.1. Принцип динамической компенсации
реактивной мощности
3.2. Варианты построения устройства
динамической компенсации реактивной мощности
3.3. Расчет параметров устройства динамической компенсации реактивной мощности
3.4. Выбор алгоритма управления электродвигателями вентиляторов при восстановлении технологического режима охлаждения газа
Выводы по главе
Глава 4. Экспериментальное исследование процессов в системе
электроснабжения установок охлаждения газа
4.1. Приборы и методика
экспериментального исследования
4.2. Результаты экспериментального исследования переходных процессов при пуске электродвигателей вентиляторов АВО газа типа 2АВГ
4.3. Результаты экспериментального исследования переходных процессов в системе электроснабжения АВО газа, оснащенной устройством динамической компенсации
Выводы по главе
Глава 5. Технико-экономическое сравнение устройств, обеспечивающих повышение эффективности электротехнических комплексов установок охлаждения газа
Заключение
Список литературы
Приложения
Охлаждение газа является неотъемлемой частью технологического процесса при его транспортировке по магистральным газопроводам (МГ). В процессе компримирования газ нагревается, вызывая температурный перепад на участке газопровода между компрессорными станциями (КС). Для избежания возникновения продольных температурных напряжений и деформаций трубопровода газ охлаждают в специальных установках воздушного охлаждения.
Установки охлаждения газа (УОГ) состоят из определенного количества аппаратов воздушного охлаждения (АВО), которые являются исполнительными элементами в системе поддержания заданной температуры газа на выходе КС. Задача поддержания рекомендуемой температуры газа решается включением необходимого количества вентиляторов. Наибольшее применение нашли АВО с нагнетательной тягой, в которых вентиляторы находятся под теплопередающей поверхностью теплообменника. Приводом вентиляторов являются многополюсные асинхронные двигатели (АД), которые имеют низкий коэффициент мощности даже в номинальном режиме. Вследствие большой инерции пуск многополюсного АД с вентилятором на валу является затяжным, при этом кратность пускового тока составляет 4,5 - 5. В этих условиях запуск нескольких вентиляторов в течение небольшого интервала времени превращается в серьезную техническую проблему.
Работа энергосистем Западной Сибири, где расположена основная часть месторождений природного газа, сопровождается частыми нарушениями в подаче электроэнергии, что вынуждает для обеспечения категорийности один ввод КС запитывать от электростанций собственных нужд (ЭСН). Любой отказ в питающих сетях приводит к нарушению режима транспорта газа в целом регионе. Нередкими являются аварийные отключения и в распреде-

o 1 о
г
I и г К
о — y'x
-jb
Рис.2.4. Активно-индуктивные схемы замещения АД: а - последовательная, б - параллельная
Комплексные сопротивление последовательной и проводимость параллельной схем замещения определяются по формулам
Z = r + jx. (2.9)
Y = g-jb. (2.10)
Сопротивления г,х и проводимости g,b в формулах (2.9) и (2.10) являются функциями скольжения s, которое при пуске электродвигателя изменяется от 1 до установившегося значения sycT . Закономерности изменения
этих сопротивлений во времени могут быть определены путем численного интегрирования уравнений (2.4) - (2.7), либо путем экспериментального исследования переходных процессов при пуске АД. В любом случае необходимо получить графики изменения во времени действующих значений напряжения U(t) и тока I(t), а также фазового сдвига cp(t).
Модуль z(t) комплексного сопротивления, индуктивное x(t) и активное r(t) сопротивления последовательной схемы замещения (рис.2.4,а) в момент времени t найдем по формулам
z(t) = U(t) / I(t); x(t) = z(t) sin (p(t); r(t) = z(t) cos (p(t). (2.11)
Параметры параллельной схемы замещения (рис.2.4,б) можно выразить через параметры последовательной схемы следующим образом
y(t) = z-1 (t); g(t) = r(t) / z2(t); b(t) = -x(t) / z2 (t). (2.12)