ОБ ОСОБЕННОСТЯХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ АВТОНОМНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НЕФТЕПРОМЫСЛОВ

23 сентября 2010

Оглезнев А.В., Харлов Н.Н. Томский политехнический университет, Россия, г.Томск, пр. Ленина 30

В наше время освоение, а часто и дальнейшая эксплуатация нефтяных месторождений ведется, как правило, с использованием автономных источников электроэнергии – дизельных электростанций.

Рисунок 2 – Осциллограмма напряже-

ния

Применение автономных источников приносит ряд проблем, одной из которых является ухудшение показателей качества электроэнергии. В таких системах, как правило, мощности источников питания соизмеримы с мощностями нагрузки (потребителей), что существенно сказывается на напряжении и частоте в сети.

Гармонический спектр напряжений и токов достаточно широкий и включает как нечетные (преобладающие), так и четные гармонические составляющие. В спектре напряжений большое значение имеют 3, 5, 7, 9, 11, 13 гармоники (рисунок 3). В спектре тока преобладающее значение имеют 5, 7, 11, 13 гармоники (рисунок 4). Именно эти гармоники тока, протекая по обмоткам генератора, вызывают появление соответствующих гармонических составляющих в спектре напряжения.

Так как помимо «спокойных» нагрузок и данных системах присутствуют динамические нагрузки (изменяющиеся во времени) такие как станки-качалки, погружные насосы с электроприводом в виде синхронных вентильных электродвигателей, а также мощные вентильные преобразователи. Данные электродвигатели потребляют существенно несинусоидальный ток (коэффициент искажения синусоидальности тока составляет около 20%) (рисунок 1). Искажение тока вызвано конструктивными особенностями погружных электродвигателей.

номер гармоники Рисунок 3 - Гистограмма спектрального состава напряжения

Рисунок 1 – Осциллограмма тока одной фа-

зы

is ее гз за 35 *в 4s номер гармоники Рисунок 4 - Гистограмма спектрального состава тока

Протекание несинусоидального тока по обмоткам генераторов вызывает несинусоидальные потери напряжения в них, в результате чего на зажимах генераторов напряжение оказывается существенно искаженным (коэффициент искажения синусоидальности напряжения при работе двух погружных насосов составляет около 13-14% при допустимых значениях 8%) (рисунок 2).

Не меньший интерес вызывают пуски электродвигателей насосов. Так как в авто-

81

Рисунок 5 – Осциллограмма огибающей тока на зажимах ДЭС-200.

номных энергосистемах мощности нагрузки и генерации соизмеримы, то нарушение баланса мощности существенно сказывается на напряжении и частоте в сети. Так, например, при пуске электродвигателя мощностью 100 кВт, подключенного к генератору ДЭС -200 кВт, величина ударного тока в момент пуска составила 1,9 кА (рисунок 5), а наибольшая глубина провала напряжения составляет 63% (рисунок 6).

Рисунок 6 – Осциллограмма огибающей напряжения на зажимах ДЭС-200.

Статьи по теме:

No related posts