CC BY
49
ШЕСТОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УКЛАД: МЕХАНИЗМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
13-14 ноября 2015 г.
УДК 621.316
ПРОБЛЕМЫ НИЗКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ НА НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ
Г. В. Мальгин, Д. О. Вернигорова, Р. В. Ходько
Современное промышленное производство немыслимо без мероприятий, направленных на организацию эффективных режимов электропотребления, которые позволяют обеспечить сбережение энергоресурсов [3]. Существуют различные меры по снижению потерь электроэнергии в действующих системах электроснабжения промышленных предприятий. Например, путем управления режимами электропотребления, регулирования напряжения и графиков электрической нагрузки на предприятии.
Данные объективного мониторинга показывают не выполнение конкретных пунктов, представленных в федеральном законе «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» [1], а именно: компенсации реактивной мощности непосредственно у потребителя, и отключение одного из работающих трансформаторов при низких коэффициентах загрузки.
Указанные технические мероприятия включены в программу энергосбережения всех предприятий, обеспечивающих электроснабжение нефтяных месторождений.
Первое: отключение одного из работающих трансформаторов при низком коэффициенте загрузки. Уменьшение расходов электроэнергии в трансформаторах, за счет сокращения незначительной нагрузки трансформаторов (до 30%) и потерь на холостой ход [2]. Осуществляя правильный выбор мощности и количества трансформаторов на подстанции, можно сократить потери мощности и электроэнергии в них. Внедрение программ по расчету электрических потерь и эффективных мероприятий по экономии электрической энергии позволят вычислить нерациональные потери в трансформаторах.
Второе: установка устройств компенсации реактивной мощности (УКРМ) для повышения коэффициента мощности. Основной принцип компенсации реактивной мощности состоит в том, чтобы для приемников электрической энергии, требующих для своей работы реактивную мощность, не брать требуемуюмощность от системы, а вырабатывать ее на предприятии при помощи специальных устройств.
Для уменьшения потерь мощности и напряжения в сетях электроснабжения промышленных предприятий, задается величина наиболее экономичного tgф для передачи из энергосистемы в систему электроснабжения (СЭС) предприятия в режиме максимальных нагрузок.
Указанные мероприятия являются действенными и способными принести ощутимый эффект и прибыль сразу после внедрения (рис.1,2)
Результаты энергоаудита СЭС предприятия показывают, что компенсационные устройства на данном предприятии - батареи статических конденсаторов (БСК), работают при несинусоидальном напряжении, что приводит к быстрому выходу из строя. Перегрузка токами высших гармоник, возникающая в результате изменения частотных характеристик систем, которые способствуют возникновению резонанса токов, и есть главная причина разрушения конденсаторов. При подключении БСК к шинам подстанции, на отходящих линиях которой находится мощная вентильная нагрузка, несмотря на значение емкости батареи, всегда найдется определенная группа гармоник, при которой конденсаторы вступают в режим резонанса токов с индуктивностью сети [4].
Указанная особенность эксплуатации БСК в условиях наличия значительной несиносои-дальности приводит на практике к определенным организационным выводам руководитель электрохозяйства, эксплуатационный персонал принимают решение об отключении либо ог-
Проблемы низкой эффективности применения технических мероприятий по энергосбережению на
нефтегазодобывающих предприятиях раничение в работе устройств компенсации реактивной мощности (УКРМ). Эксплуатационный персонал опасается возможности возникновения аварийных ситуаций и воизбежании административных и финансовых последствий лично для себя. То есть устройства компенсации реактивной мощности установлены, но отключены. В результате коэффициент мощности на предприятии в среднем в течении года составляет 0,73 (рис. 3) при наличии, но не рабочем состоянии УКРМ, а соответственно и указанного мероприятия, направленного на повышение энергоэффективности и энергосбережения.
Рисунок 1. Диаграмма потерь от применения компенсирующих устройств
Рисунок 2. Диаграмма потерь мощности по районам электроснабжения Западно-Варьеганского месторождения
Рисунок 3. Потребляемая мощность на предприятии в течение года
В случаях использования трансформаторов при низком коэффициенте загрузки возникают дополнительные потери холостого хода. Когда двухтрансформаторные подстанции нефтегазовых месторождений питают незначительную нагрузку целесообразнее отключать неработающий трансформатор от питающей сети (рис.4).
Г. В. Мальгин, Д. О. Вернигорова, Р. В. Ходько
Рисунок 4. График изменения потерь мощности на двухтрансформаторной подстанции при работе с
одним (1) и двумя (2) трансформаторами.
В результате расчетов режимов работы электрических сетей и электрооборудования, исследуемого нефтяного месторождения, оказалось, что большинство трансформаторов 6/0,4 кВ загружено на 12-15%.В результате чего, потери холостого хода в трансформаторах превышают нагрузочные.
Рисунок 5. Общие потери в трансформаторах
Исходя из расчета потерь мощности холостого хода, определяется условие перехода двух трансформаторной подстанции на работу с одним трансформатором. Указанное мероприятие включено в программу энергосбережения, однако фактически предприятиями не выполняется. Причиной неработоспособности указанного мероприятия могут быть, в том числе опасение руководителей за физическую сохранность отключенного электрооборудования на кустовых площадках нефтяных месторождений
Таким образом, анализ мероприятий программы энергосбережения предприятия, обеспечивающего электроснабжение нефтяных месторождений, результатов расчетов режимов работы электрооборудования и потерь электроэнергии показывают, что некоторые технические мероприятия по энергосбережению нуждаются в дополнительном организационном и техническом обеспечении. Эффективность и работоспособность мероприятий по энергосбережению на предприятиях не в полной мере учитывают территориальные особенности и технические возможности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Арутюнян А. А. Основы энергосбережения. - М.: ЗАО «Энергосервис», 2007. - 600 с.
2. Энергоэффективная эксплуатация трансформаторов / Портал ЭнергоСовет.ги - энер-госбережение,энергоэффективность, энергосберегающие технологии. URL: http://www.energosovet.ru/entech.php?idd=100 (дата обращения: 01.10.2012).
3. Вернигорова Д.О. Оценка эффективности энергосберегающих мероприятий в современном офисе/Актуальные вопросы энергетики: межвуз. тематический сборник научных трудов. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2014. С. 167-170.
4. Бубнов А.В. Проблемы качества электроэнергии в системах электроснабжения / А. В. Бубнов, К. В. Хацевский, Ю. М. Демчик, В. И. Клеутин, Д. А. Зубанов, В. В. Харламов/Омский научный вестник. Серия «Приборы, машины и технологии». -2012. - № 2 (110). - С. 212-214.
