ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ ГРЯЗОВЕЦКОГО ЛПУ КАК ЭЛЕМЕНТА ГАЗОТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ

ORGANIZATIONAL AND TECHNICAL SUPPORT FOR INCREASING THE ENERGY EFFICIENCY OF THE GRYAZOVETS LPU COMPRESSOR STATION AS A GAS TRANSPORTATION SYSTEM ELEMENT

Mityugin Igor Viktorovich

Student, Department of Power Supply and Electrical Engineering, Tolyatti State University,

Russia, Tolyatti

Samolina Olga Vladimirovna

Scientific supervisor, Candidate of Technical Sciences, Tolyatti State University,

Russia, Tolyatti

АННОТАЦИЯ

В статье проводится анализ внедрения современного электрооборудования с применением установок компенсации реактивной мощности позволит увеличить пропускную способность линий, сократить потери и улучшить качество электроэнергии.  Использование же энергоэффективных источников света,  так же приводит к сокращению удельных затрат электроэнергии на выполнение технологического процесса.

ABSTRACT

This article analyzes the implementation of modern electrical equipment using reactive power compensation units to increase line capacity, reduce losses, and improve power quality. The use of energy-efficient lighting sources also leads to a reduction in the specific energy consumption of the technological process.

Ключевые слова: электрооборудование, компрессорная станция, электроэнергия, энергоэффективность.

Keywords: electrical equipment, compressor station, electricity, energy efficiency.

Введение

В настоящий момент использование энергетических ресурсов является одним из важнейших направлений для нашей страны. Результатом использования энергетических ресурсов является производство продуктов промышленности, а также производство вторичных энергоресурсов, таких как электроэнергия. Поэтому экономное расходование как первичных, так и вторичных энергоресурсов представляет собой наиболее важную и перспективную задачу. При этом особое внимание должно уделяться окружающей среде, которая сильно подвержена работе промышленных предприятий. Таким образом при разработке технологического процесса, использующего энергоресурсы, следует уделять внимание не только энергоэффективности, но и охране окружающей среды.

Работа существующих компрессорных механизмов, использующих в своей работе электрический привод, в среднем использует около 1/10 части вырабатываемой электроэнергии. Эффективность их работы связана с потребляемой мощностью, существенной долей которой является реактивная мощность. Более того работа компрессорных станций, как и любых помещений, не может обойтись без электрического освещения. Поэтому применение современной системы искусственного освещения так же позволит повысить энергоэффективность компрессорной станции. Это особенно актуально для компрессорной станции Грязовецкого линейного производственного управления (ЛПУ) магистральных газопроводов, так как её электрооборудование морально устарел.

Характеристика системы электроснабжения компрессорной станции Грязовецкого ЛПУ

Электрощитовая компрессорной станции запитана от трансформаторной подстанции ТП-10/0,4 кВ. В её состав входят два трансформатора мощностью по 630 кВА каждый. Для обеспечения поставленных производственных задач, на станции следует модернизировать существующую схему электроснабжения. Так основными электроприемниками компрессорной станции являются электродвигатели, то это приводит к понижению коэффициента мощности. Данный недостаток может ухудшить характеристики системы электроснабжения всего объекта. Последствиями повышенного содержания реактивной мощности являются:

• повышенные потери электроэнергии;
• снижение пропускной способности линий;
• дополнительный износ устройств;
• понижение напряжения.

Поэтому для того, чтобы сократить или полностью исключить данные последствия следует произвести компенсацию реактивной мощности на ТП

компрессорной станции. Для этого производится расчет, с целью выбора мощности компенсирующих устройств, которыми являются конденсаторные батареи. Так как от ТП-10/0,4 кВ подключена только компрессорная станция, то целесообразно применить централизованную компенсацию, с установкой устройств компенсации внутри ТП. Типовая схема централизованной компенсации на ТП представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Типовая схема централизованной компенсации реактивной мощности

Согласно источнику [5] устройства компенсации, устанавливаемые в узлах энергосистем необходимы, так как без них невозможно соблюдать баланс реактивной мощности при заданных уровнях напряжения.

Таким образом установка компенсирующих устройств позволяют обеспечивать требуемый уровень качества электрического напряжения. В свою очередь стабилизация уровня напряжения в узлах нагрузки позволит повысить резерв устойчивости определенных участков сети.

Это возможно осуществить с помощью регулирования уровня компенсации. В зависимости от потребляемой реактивной мощности в определенный момент времени возможно произвести подстройку устройства компенсации, что позволит не только снизить потери электроэнергии, но и избежать таких негативных последствий как недокомпенсация или перекомпенсация. Для этого следует предусматривать устройства компенсации в автоматическом режиме.

Следовательно, компенсация реактивной мощности – это достаточно широкая мера повышения качества электроэнергии, которая является перспективной не только для рассматриваемого объекта, но и для сети в целом. Добиться наибольшей эффективности применения установок компенсации можно посредством телеметрических систем. Актуальное измерение и фиксация таких характеристик как гармонические составляющие тока и напряжения позволит контролировать качество электроэнергии. Следовательно, с использованием автоматических систем возможно управлять потоками мощности, что особенно актуально в часы максимума и минимума нагрузки.

Следующим перспективным направлением в вопросе компенсации реактивной мощности является рассмотрение специальных нормативов для отдельных категорий потребителей. Как известно, предприятия, использующие в своем составе электроприемники с нелинейной нагрузкой, значительно ухудшают качество электроэнергии на участке сети. Поэтому возможно ввести уточнение в существующие нормативы относительно данных потребителей. Например, возможно установить предельный порог для подводимых помех. Так же был бы справедливым вопрос о большем участии данных потребителей в улучшении качества электроэнергии на данном участке сети.

Таким образом системы компенсации должны внедряться с учетом требований, предъявляемых для конкретного участка сети. К ним относятся такие мероприятия как:

• соблюдение указанного коэффициента активной мощности для заданного участка сети;
• предварительное согласование на подключение потребителей с нелинейным характером нагрузки;
• уменьшение потерь мощности при работе электроприемников потребителя;
• сокращение уровня гармонического искажения, что приведет к улучшению и стабилизации передаваемой электроэнергии.

Таким образом глубокое изучение данного вопроса необходимо для рассмотрения вопроса по повышению эффективности компрессорной станции.

Так же в работе предлагается модернизировать систему внутреннего освещения станции. Для этого следует произвести замену существующих источников света на более энергоэффективные. Поэтому следует рассмотреть следующие условия для рассматриваемой сети:

• осветительная установка с изолированным проводником при напряжении не менее 660 В;
• запрещен ввод в лампу разных фаз системы 660/380 В.

Осветительную сеть энергоснабжения обычно не соединяют с силовой энергосетью. Решение по совместному подключению данных нагрузок может быть оправдано в тех случаях, когда силовая нагрузка на промышленных предприятиях не может дать определенную мощность осветительной установке и, если потребление происходит на одной и той же фазе на осветительную и силовую сеть одновременно [1].

Если потребители запитаны в системе электроснабжения 660/380 В переменного тока с заземленной нейтралью, к этой же сети можно добавить осветительные установки напряжением 380 В [3]. Питание других осветительных установок осуществляется от промежуточных трансформаторов сетью 660/380 В или трансформаторов напряжением 10/0,4кВ [1].

Когда решается проблема питания аварийного освещения при выключении основного освещения необходимо учитывать требования строительных норм и правил, а также правила устройств электроустановок (ПУЭ) [2]. Согласно ПУЭ [4] на предприятии необходимо наличие аварийного освещения, а также эвакуационного освещения, которое следует подсоединять к независимому источнику питания. При этом оно должно срабатывать автоматически, когда основное освещение отключилось от сети.

Проектные решения обеспечения повышения энергоэффективности компрессорной станции как элемента газотранспортной системы

Учитывая рост цен на энергоносители в России, увеличение транспортных расходов на природный газ и истощение природных ресурсов, срочно необходимы исследования, направленные на оптимизацию внутреннего потребления метана.

Структура направления повышения энергетической эффективности газотурбинной установки с газотурбинным приводом представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Основные направления повышения энергетической эффективности газотурбинной установки с газотурбинным приводом

Таким образом, на настоящий момент основными путями повышения энергетической эффективности МГ и компрессорной станции, в частности, являются следующие.

1. Применение агрегатов нового поколения.
2. Повышение эффективности работы ГТУ.
3. Снижение гидравлического сопротивления линейной части магистрального газопровода.
4. Повышение эффективности работы АВО.

Заключение

Эффективное использование потребляемой энергии является важным вопросом в наше время. Это связано с ограниченным добыванием природных ресурсов, а также их рациональным использованием. Поэтому рациональное использование электроэнергии необходимо для более дешевого проведения технологических процессов на производстве.

При этом наиболее перспективным решением является автоматизированная система компенсации, которая будет не только повышать коэффициент мощности станции, но и стабилизировать напряжение в системе электроснабжения. Таким образом данная мера приведет к повышению качества используемой электроэнергии, что является важной составляющей для любого промышленного предприятия.

Основным достоинством рассматриваемой системы автоматической компенсации является плавное регулирование реактивной мощности. Этого возможно достичь с помощью применения установки на основе тиристорных преобразователей.

Список литературы:

1. Алиев Ф.Г. Проблемы защиты от перенапряжений в системах электроснабжения. Екатеринбург: Издательство ООО ИЦ “Терминал Плюс”, 2016. 350 с.
2. Газпром проектирование / [Электронный ресурс] // URL: https://proektirovanie.gazprom.ru/about/subsidiaries/44/ (Дата обращения: 18.02.2021 г.).
3. Единая система газоснабжения России [Электронный ресурс] gazprom.ru URL: https://www.gazprom.ru/about/production/transportation/ (Дата обращения: 05.04.2025 г.).
4. Ерошенко С.А. Расчет токов коротких замыканий в энергосистемах: учебное пособие. Екатеринбург: УрФУ, 2019. 108 с.
5. Железко Ю. С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов. М.: ЭНАС, 2009. 456 с.