CC BY
31
УДК 621.311.1
ДА. Устинов, /0.6. Коновалов, И.Г. Плотников
ПАСПОРТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ
В Законе об энергосбережении ставится задача снижения энергетической составляющей в себестоимости продукции [ 1 ]. Эта задача может быть решена путем паспортизации электрических нагрузок предприятий. Цель паспортизации электрических нагрузок предприятия — построение профилей графиков нагрузки по отдельным подстанциям, а также определение профиля усредненного графика нагрузки нефтегазодобывающего предприятия (НГДП) в целом путем суммирования профилей графиков отдельных подстанций; вычисление по полученным графикам коэффициентов формы, заполнения, равномерности, определение максимальных, минимальных и средних нагрузок по тарифным зонам.
Полученные значения служат основой для проведения координации электрических нагрузок предприятия. Координация электрических нагрузок — это приближение электрических нагрузок предприятия к их оптимальным значениям, обеспечивающим минимизацию энергетической составляющей в себестоимости продукции с учетом дифференцированных тарифов оплаты за электроэнергию.
С целью паспортизации электрических нагрузок предприятий, входящих в состав ОАО «Татнефть», были выполнены замеры по потреблению активной и реактивной мощности в точках учета, по которым ведутся расчеты с энергоснабжаю-щими компаниями. Замеры выполнялись на шинах промысловых подстанций с использованием многофункциональных микропроцессорных счетчиков электрической энергии «Альфа». Состав промысловой нагрузки, подключенной к шинам подстанций, достаточно четко структурирован по технологическим процессам, что позволяет создать обобщенную схему электроснабжения промысловой подстанции с территориально рассредоточенными объектами, приведенную к шинам 6 (10) кВ. Схема показана на рис. 1, где приняты следующие обозначения: ИЭ — источник энергии; Л1 — линия электропередачи (ЛЭП) от ИЭ до подстанции НГДП; Л2 — линии элект-
ропередачи, питающие комплектные трансформаторные подстанции (КТП) 6 (10) /0,4 кВ основных электроприемников механизированной добычи нефти; ЛЗ — линии электропередачи, питающие высоковольтные электроприемники систем поддержания пластового давления (ППД), первичной подготовки и перекачки товарной нефти; Л4 — линии электропередачи, питающие электродвигатели 0,4 кВ станков-качалок (СКН); Л5 — линии электропередачи, питающие погружные электродвигатели (ПЭД) установок электроцентробежных насосов (УЭЦН); Т1 и Т2 — трансформаторы КТП 6 (10) /0,4 кВ, предназначенные для питания СКН и низковольтных потребителей механизированной добычи нефти; ТЗ — понижающий трансформатор КТП
Рис. 1. Обобщенная схема электроснабжения промысловой подстанции с территориально рассредоточенными нагрузками
^Научно-технические ведомости СПбГПУ. Наука и образование Г 2012
(КТППН) 6(10) /0,4/иУЭШ1 кВ, предназначенный для питания УЭЦН и низковольтных потребителей механизированной добычи нефти; Т4 — повышающий трансформатор 0,4/иУЭШ1 кВ, предназначенный для питания УЭЦН; Т5 — трансформатор 6(10) /0,4 кВ собственных нужд промысловой подстанции НГДП; КУ — конденсаторная установка, подключенная к шинам подстанций 6 (10) кВ промысловых подстанций Н ГДП; Д1 — высоковольтные двигатели систем ППД, первичной подготовки и перекачки товарной нефти, подключенные к шинам промысловых подстанций НГДП напряжением 6 (10) кВ; Д2 — низковольтные электродвигатели СКН; ДЗ — погружные электрические двигатели.
По результатам замеров были построены профили графиков нагрузок отдельных подстанций и определены профили усредненных графиков нагрузки НГДП в целом путем суммирования профилей графиков отдельных подстанций.
В результате обработки профилей нагрузки были определены такие показатели графиков нагрузки, как коэффициенты формы А"ф, заполнения и равномерности крав, по следующим формулам:
для активной мощности (р)
к,
48
Цр!
р
/=| _ ср.кв ,
ср
ср
р
1/р _ шш
рав
р
кр _ гсу зап г,
тах
р
тах
для реактивной мощности (О)
К0 Л лф -
48
12/
;=1
а
_ 0:р.кв . wy■q _ Оср 4 зап —
ср
а
=
ср
Оп
а
рав
Оп
ниях, питающих подстанции НГДП, практически не зависят от формы профиля графика.
Коэффициенты заполнения графиков активной мощности на отдельных подстанциях находятся в пределах 0,55-0,99. Коэффициент заполнения усредненного графика активной мощности составляет 0,91. Из этого следует, что имеется возможность выработки регулировочных мероприятий по уменьшению потребления активной мощности в часы максимума нагрузки, которое может составлять в среднем до 10 % от заявленного максимума.
Коэффициенты равномерности графиков
активной мощности (Крав) по отдельным подстанциям находятся в пределах 0,06—0,95. Минимальные значения указанных коэффициентов имеют место на слабо загруженных подстанциях. Коэффициент равномерности усредненного графика активной нагрузки составляет 0,77.
Коэффициенты формы графиков реактив-
ной мощности
на отдельных подстанциях
находятся в пределах 1,0—1,045. Коэффициент формы усредненного графика реактивной мощности составляет 1,001.
Коэффициенты заполнения графиков реактивной мощности (Л"£п) на отдельных подстанциях находятся в пределах 0,72—0,96. Коэффициент заполнения усредненного графика реактивной мощности составляет 0,92. По профилю графиков реактивной мощности при подключении к шинам подстанции синхронных двигателей видно, что при проведении регулировочных мероприятий имеет место увеличение потребления реактивной мощности по отдельным вводам и соответственно Отсюда следует, что проведение регулировочных мероприятий по активной мощности требует синхронизации с проведением мероприятий по компенсации реактивной мощности.
Коэффициенты равномерности графиков
Обработка результатов замеров [2, 3] показала, что коэффициенты формы графиков активной мощности (Кф) на отдельных подстанциях
находятся в пределах 1,0—1,089. Коэффициент формы усредненного графика активной мощности фактически равен единице: Аф= 1,001. Из этого следует, что потери электроэнергии в ли-
реактивнои мощности
на отдельных под-
станциях находятся в пределах 0,244—0,908. Минимальные значения указанных коэффициентов имеют место на подстанциях, где значительна асинхронная двигательная нагрузка и не используются средства компенсации реактивной мощности. Коэффициент равномерности усредненного графика реактивной мощности составляет 0,784.
Рассмотрение т. е. отношений реактивных мощностей к активным, показывает следующее: максимальные усредненные за 30 минут значения на отдельных подстанциях находятся в пределах 0,33—1,95; минимальные — в пределах 0,09—1,78. Слабозагруженные по активной мощности подстанции при определении значений не учитывались. Для усредненного графика нагрузки tgфCp составляет 0,4.
Как показал анализ профилей нагрузки по отдельным подстанциям и НГДП в целом, распределение доли потребления электроэнергии (коэффициент потребления) по зонам суток изменяется в указанных ниже пределах (подстрочные индексы п соответствуют пиковому, пп — полупиковому, н — ночному временному интервалу суток; подстрочный индекс ср указывает, что это среднее значение данного коэффициента):
Кп........... .....0,123- -0,141
"ТГ ср....... .....0,13
..... 0,232- -0,339
^ПП ср..... .....0,275
К,........... ..... 0,520- -0,645
Н ср....... .....0,58
ки силовых трансформаторов для пиковых (Кш), полупиковых (Ктп) и ночных (К,и) временных интервалов суток. Пределы изменения коэффициентов загрузки и их средние значения оказались следующими:
ЛЗП........... .....0,151 -0,825
ЛЗП ср ...... .....0,49
ЛЗП П ........ .....0,149 -0,904
Лзп пер ••" .....0,53
........... .....0,15- 0,951
ЛЗН ср ...... .....0,55
Для ОАО «Татнефть» тарифные зоны приведены в таблице.
Рассмотрение профилей усредненных графиков нагрузки нефтегазодобывающих предприятий показало, что в летний период вечерние пики нагрузок оказались выше утренних, в зимний период наоборот — утренние пики выше вечерних. Внутри как утренней, так и вечерней зон максимальные нагрузки попадают на их границы. Подобная тенденция прослеживается практически по всем подстанциям как по активной, так и по реактивной мощности. Этот факт указывает на то, что имеет место запаздывание регулировочных мероприятий при подходе к пиковым зонам и ускоренный набор нагрузки до их окончания.
В рамках выполняемой паспортизации на подстанциях определены коэффициенты загруз-
Из этих данных следует, что силовые трансформаторы многих подстанций не загружены на номинальную мощность, следовательно, имеется резерв развития производства для подключения дополнительных нагрузок.
Приведенные данные по коэффициентам потребления и загрузки показывают, что на предприятиях ОАО «Татнефть» уже частично реализуются мероприятия по переносу электропотребления в тарифные зоны суток с наименьшей оплатой: средний коэффициент потребления электроэнергии и средний коэффициент загрузки трансформаторов в ночные зоны выше, чем в пиковые и полупиковые.
Выполненная паспортизация электрических нагрузок нефтегазодобывающих предприятий ОАО «Татнефть» позволила получить усредненный график нагрузки нефтепромысловых распределительных подстанций ОАО «Татнефть», представленный на рис. 2. Он характеризуется следующими параметрами:
для суточного получасового графика активной мощности
К* = 1,001; к*п= 0,91; 0,77;
для суточного получасового графика реактивной мощности
<=1,001; *0П= 0,92; 0,784.
Тарифные зоны суток
Название зоны Часы суток
Пиковая зона в рабочие дни 8— 10 ч и 16— 19 ч для 1 и 4 кварталов 8—10 ч и 19—22 ч для 2 и 3 кварталов
Полупиковая зона в рабочие дни 7—8 ч; 10—16 ч и 19—23 ч для 1 и 4 кварталов 7—8 ч; 10—19 ч и 22—23 ч для 2 и 3 кварталов
Ночная зона в рабочие дни 23—7 ч. в рабочие дни; круглосуточно в субботние, выходные и праздничные дни
^Научно-технические ведомости СПбГПУ. Наука и образование Г 201 2
о
8
12
16
20
24 t час
Рис. 2. Усредненные графики электрических нагрузок нефтепромысловых распределительных подстанций ОАО «Татнефть»
Отношение средних значений реактивной мощности к активной, т. е. tgфcp, равно 0,4.
Полученные профили графиков электрических нагрузок позволяют осуществить координацию электрических нагрузок преобразованием профилей графиков в соответствии с технико-экономическими ограничениями, направленными на снижение энергетической составляющей в себестоимости продукции. Показатели, характеризующие профили графиков электрических нагрузок отдельных подстанций и НГДП в це-
лом, могут рассматриваться как паспорт электрических нагрузок предприятия.
Учитывая непрерывность технологического процесса добычи нефти, минимизация энергетической составляющей в себестоимости продукции может быть получена путем управления режимами напряжения и реактивной мощности, а также за счет преобразования формы графика электропотребления и уменьшения заявленной мощности в часы максимума нагрузки энергосистемы на основании данных паспортизации электрических нагрузок.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Федеральный закон Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
2. Абрамович, Б.Н. Реконструкция систем коммерческого учета электропотребления нефтегазодобывающих предприятий [Текст] / Б.Н. Абрамо-
вич, A.B. Сираев // Матер. 7-й Междунар. конф. «Новые идеи в науках о земле».— М., 2005 г.
3. Сираев, A.B. Паспортизация и координация электрических нагрузок НГДУ «Бавлынефть» с целью экономии оплаты за электроэнергию в условиях дифференцированных тарифов [Текст] / A.B. Сираев // Энергетика в нефтегазодобыче.— 2003. №2-3.
УДК 621.384:621.68
Aß. Тананаев
ТЕЧЕНИЕ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА В БЛАНКЕТЕ ТЕРМОЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
В статье рассмотрены некоторые проблемы разработки и исследования жидкометаллических систем термоядерных реакторов, которые в последние годы стимулировали в основном развитие магнитной гидродинамики. В первую очередь
это относится к изучению течений проводящих сред в сильных магнитных полях.
Жидкие металлы (ЖМ) в термоядерных реакторах (ТЯР) с магнитным удержанием могут быть применены в системах теплообмена и наработки
