Совершенствование автономных систем электроснабжения технологических комплексов с многодвигательным электроприводом

• Автор: Коротков, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Глава 1. Характеристика объекта исследования. Постановка задач # исследования

1.1. Технологические комплексы нефтегазовой промышленности

с многодвигательным электроприводом

1.2. Анализ существующих автономных СЭС технологических комплексов с многодвигательным электроприводом и способов улучшения их эксплуатационных характеристик

Ф 1.3. Постановка задач исследования

Выводы по главе

Глава 2. Принцип построения и теория работы автономной системы электроснабжения с объединенным звеном постоянного тока

2.1. Принцип построения автономной СЭС с объединенным звеном постоянного тока

2.2. Модель для исследования установившихся режимов

в автономной системе электроснабжения

Л 2.3. Статические характеристики звена постоянного тока

2.4. Построение системы управления агрегатами
автономной СЭС
Выводы по главе
Глава 3. Переходные процессы в автономной системе
электроснабжения с объединенным звеном постоянного тока
3.1. Особенности расчета переходных процессов
в исследуемой системе электроснабжения
3.2. Применение интерактивного программного комплекса МАТЬАВ+Зітиііпк для моделирования автономной СЭС

3.3. Переходные процессы в автономной СЭС
ф с идеализированными источниками энергии
Выводы по главе
Глава 4. Технико-экономическая эффективность и варианты ® применения автономных систем электроснабжения
с объединенным звеном постоянного тока
4.1. Технико-экономическая эффективность применения автономных СЭС с объединенным звеном постоянного тока
4.2. Экспериментальное исследование эффективности автономії
ной СЭС с объединенным звеном постоянного тока
ф 4.3. Варианты применение автономных СЭС с объединенным
звеном постоянного тока
4.4. Возможности экономии топлива в автономной СЭС
при эксплуатации в условиях резко континентального климата
Выводы по главе
Заключение
Список использованной литературы
^ Приложения

Многодвигательный электропривод является составной частью большого числа технологических комплексов в различных отраслях промышленности [1,67]. Необходимая для его функционирования электрическая энергия поступает, в основном, из сетей РАО «ЕЭС России». Вместе с тем, имеется определенная группа объектов, для электроснабжения которых требуются автономные источники энергии (АИЭ). Характерным примером являются технологические комплексы предприятий нефтегазовой промышленности [58 - 60]. Необходимость применения АИЭ на предприятиях, осуществляющих бурение скважин, добычу, магистральный транспорт нефти и газа, а также другие технологические операции, обусловлена рядом факторов. Прежде всего, это - требуемая категорийность электроснабжения, которая обеспечивается применением дизельных и газотурбинных электростанций в дополнение к внешним источникам электроэнергии [48, 78]. Если предприятие нефтегазовой отрасли расположено в труднодоступном районе на значительном удалении от центров производства электроэнергии, то потребность электроприемников может обеспечиваться на 100 % за счет АИЭ. В последнее время важным фактором возрастающего применения АИЭ на многих объектах является постоянный рост тарифов на покупную электроэнергию [15 - 18, 73, 74].
Создание автономных систем электроснабжения (СЭС) приводит к необходимости решения ряда задач. Одна из них обусловлена тем, что существующие АИЭ, выполненные на базе различных первичных двигателей, не позволяют во многих случаях генерировать электроэнергию с параметрами, удовлетворяющими требованиям нормативных документов, в частности, ГОСПЗ109-97. Более того, из-за жесткой зависимости мгновенной мощности АИЭ от графика электрической нагрузки уменьшается продолжительность работы электрогенераторов в номинальном режиме. Переменный характер нагрузки автономной СЭС многодвигательного
Теоретические основы построения, моделирования и расчета автономных СЭС объектов нефтегазовой отрасли изложены в работах [18, 56, 58 - 60, 64, 68, 81]. Вопросам надежности и качества электроснабжения технологических комплексов посвящены работы [14 - 17, 28, 57, 73, 87, 96]
Современные тенденции развития электроприводов, в том числе и для объектов нефтегазового комплекса, изложены в работах [1,3, 13, 20, 38, 42, 67, 119, 120].
Переходные процессы в СЭС с двигательной нагрузкой рассмотрены в работах [23, 33, 34, 67, 72] и многих других.
Вопросы оптимизации структуры систем автономного электроснабжения рассмотрены в работах [11, 26, 43, 54, 94, 96]. Особенности автономного электроснабжения многодвигательных электроприводов на мобильных объектах изложены в работах [4,5].
Проблемы, возникающие при использовании многовальных газотурбинных агрегатов небольшой мощности в качестве источников электрической энергии, нашли отражение в работе [27]. Показано, что перспективным является применение электромашинно-вентильных систем, состоящих из электрических машин переменного тока и статических преобразователей частоты. Преобразователь включается либо в статорную цепь синхронной машины, либо в роторную у асинхронной машины с фазным ротором. И та, и другая системы обеспечивают возможность работы агрегата в переменной скоростью вращения при неизменной выходной частоте. Система с преобразователем в статорной цепи более дорогая, однако позволяет использовать стандартные синхронные генераторы.
При использовании электромашинно-вентильных систем отпадает, в частности, проблема асинхронного режима, так как преобразователь позволяет удерживать генератор в синхронизме с энергосистемой, несмотря на изменения его скорости вращения. Целесообразность применения электромашинно-вентильных систем определяется в этом случае степенью опасности асинхронного режима для потребителя.