Обоснование структуры и параметров источников бесперебойного электроснабжения на предприятиях с непрерывным технологическим циклом

• Автор: Поляков, Виталий Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 176 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Состояние вопроса исследования
1Л. Современное состояние проблемы, связанной с кратковременными нарушениями в электроснабжения
1.2. Характеристика объекта исследования ’
1.3. Анализ типовых схем электроснабжения предприятий с непрерывным технологическим циклом
1.4. Анализ технических средств, применяемых для повышения надежности электроснабжения промышленных потребителей _
Выводы, цель и задачи диссертационной работы
Глава 2. Математическое моделирование режимов работы электропотребителей с непрерывным технологическим циклом
2.1. Постановка задачи исследования • ■
2.2. Математическая модель электромеханической системы ПЭД-ЦН
2.3. Допущения при моделировании
2.4 Характеристика установок электроцентробежных насосов
2.5. Характеристика внутрискважинных электроцентробежных насосов
2.6. Работа электроцентробежных насосов на насосно-компрессорный трубопровод
2.7. Пусковые режимы при работе насосов на сеть
Выводы к главе 2
Глава 3. Исследование аварийных режимов работы установки электроцентробежных насосов с целью выявления границы ее устойчивой работы
3.1. Моделирование электромеханических процессов в УЭЦН по статическим характеристикам
3.2. Определение допустимой глубины провала питающего напряжения погружных электродвигателей при помощи статических характеристик по условию их устойчивой работы
3.3. Определение допустимого изменения уровня питающего напряжения погружных электродвигателей по условию их устойчивой работы с учетом динамических характеристик
3.4. Обработка результатов моделирования с учетом методов теории планирования эксперимента
Выводы к главе 3
Глава 4. Система гарантированного электроснабжения промышленных потребителей с непрерывным циклом производства
4.1. Требования, предъявляемые к системам электроснабжения предприятий с непрерывным циклом производства
4.2. Разработка рациональной структуры системы гарантированного электроснабжения
4.3. Обоснование рациональных параметров элементов ' системы гарантированного электроснабжения
4.4. Разработка алгоритма пошагового подключения нагрузки к генератору электростанций собственных нужд
Выводы к главе 4 ,
Заключение
Список использованной литературы
Приложение 1
Приложение 2 •

Введение.
Специфика электроснабжения потребителей нефтепромыслов, обусловлена удаленностью от энергосистем, территориальным рассредоточением объектов и разнообразием возможных энергоисточников. Передача электроэнергии от районных подстанций и электростанций энергосистемы к потребителям по линиям электропередач (ЛЭП) неизбежно связана с кратковременными нарушениями электроснабжения (КНЭ) потребителей (в виде провалов и исчезновений напряжения), которые возникают из-за коротких замыканий и грозовых повреждений ЛЭП.
Существуют непрерывные технологические процессы, при осуществлении которых нарушение электроснабжения даже на- короткий промежуток времени приводит к значительным экономическим ущербам. По данным исследований, проведенных в ОАО «Севкабель», вероятный среднегодовой ущерб из-за перебоев в электроснабжении только одной технологической линии по производству высоковольтного кабеля из сшитого полиэтилена «ЕРЬ- 50» при условии двух отключений в год составляет около
4,6 млн рублей [1].
В условиях предприятий нефтедобычи наиболее чувствительными к нарушениям в электроснабжении являются установки извлечения нефти на дневную поверхность. КНЭ подобных установок может привести к отключениям и как следствие - расстройству технологического процесса, на восстановление которого может потребоваться несколько десятков минут. Это приведет к ущербу, обусловленному потерями добычи нефти.
К основным механизмам добычи нефти относятся: станки-качалки и электроцентробежные насосы (ЭЦН). В качестве приводов у рассмотренных механизмов используются асинхронные двигатели (АД) мощностью 1,7 - 55 кВт для станков-качалок и 12 - 500 кВт для ЭЦН [2, 3]. В настоящее время широкое применение получил метод кустового бурения скважин, а количество добычных установок, приходящихся на один куст, достигает 30.

остановках части агрегатов электростанции недостающая электроэнергия потребляется от сети энергосистемы;
4) мощность автономной электростанции превышает потребности месторождения, при этом избыток электроэнергии выдается в сеть энергосистемы.
В первом, случае перерыв в электроснабжении будет обусловлен временем срабатывания АВР и запуском ЭСН. Во втором случае при отказе одного из источников мощности оставшегося будет недостаточно для покрытия всего месторождения, что приведет к просадке сети и отключению части потребителей. В третьем случае перерыв в электроснабжении будет вызван только срабатыванием АВР. Четвертый вариант электроснабжения аналогичен варианту с автономным режимом.
Традиционное устройство АВР на напряжение 6-10кВ получило широкое распространение в СЭС. Однако оно имеет недостатки, существенно снижающие эффективность его функционирования:
• вследствие отстройки устройства от любых внешних коротких замыканий (КЗ) в электрических сетях 90 % провалов напряжения, возникающих в этих случаях, нарушает электроснабжение потребителей;
• при КЗ или несанкционированных отключениях в цепи питания’ требуются гашение поля у СД и задержка включения секционного выключателя до момента, пока напряжение на потерявшей питание секции не снизится до допустимого значения (как правило, до 0,3ипом). В связи с этим время цикла АВР может составить 3 - 5 с, и двигатели, потерявшие питание секции, успеют затормозиться;
• после включения секционного выключателя можно допустить самозапуск двигателей суммарной мощностью не более 30 % номинальной мощности трансформатора, а остальные следует подключать поочередно. Для СД необходима ресинхронизация, однако некоторые СД с шихтованным ротором (например, СД серии СДК) под нагрузкой не синхронизируются;