Активные фильтры на буровой установке. Компенсация реактивной мощности Главных электроприводов.
Active filters for the drilling rig. Reactive power compensation.
Буровые установки с электроприводами постоянного тока и тиристорными управляемыми выпрямителями, как правило, работают с потреблением резко переменной реактивной мощности. При автономном электроснабжении значительные реактивные токи загружают генераторы электростанции и ограничивают выдачу полезной активной мощности.
|
|
| Буровая установка с электроприводами постоянного тока. | Электроснабжение буровой осуществляется от ДЭС. |
При использовании управляемых выпрямителей в составе главных электроприводов буровой реактивная мощность индуктивного характера тем больше, чем больше нагрузка и меньше скорость исполнительного двигателя.
Просто спросить...?
В некоторых режимах бурения реактивная мощность по величине превышает активную мощность.
Мощность активная (черная) и реактивная (красная) при спуско-подъёмных операциях на буровой.
Применение активных фильтров на буровой позволяет скомпенсировать реактивную составляющую мощности электроприемников и обеспечить работу генераторов с Cos φ близким к единице.
Наряду с реактивной мощностью, проблемы могут создавать нелинейные искажения.
Искажения напряжения на вводе 6 кВ бурового комплекса при спуско-подъёмных операциях. THDu достигает 13 %, что кратно превышает допустимые ГОСТ значения.
Активные фильтры также отлично справляются с компенсацией высших гармоник тока и напряжения, образующихся при работе статических преобразователей (управляемых выпрямителей, преобразователи частоты, тиристорных регуляторов напряжение и др.).
Системы динамической компенсации высших гармоник и реактивной мощности для наземных буровых установок поставляются Инженерным центром «АРТ» в контейнерах или блочно-модульных зданиях (БМЗ).
Блочно-модульное здание системы динамической компенсации 2400 квар, 6 кВ.
Основной объём БМЗ занимают активные фильтры и вводно-распределительное устройство (ВРУ).
Отсек активных фильтров и вводно-распределительного устройства.
Подключение к высоковольтному вводу буровой (6 кВ) выполняется через согласующий сухой трансформатор и ячейки с вакуумными выключателями.
|
|
| Согласующий трансформатор 6/0,4 кВ. | Ячейки с вакуумными выключателями. |
Температурно-влажностный режим внутри БМЗ обеспечивается устройством приточно-вытяжной вентиляции и кондиционерами.
|
|
| Жалюзи приточно-вытяжной вентиляции. | Промышленные кондиционеры. |
При низких расчётных температурах наружного воздуха предусматривается камера смешения.
|
|
| Камера смешения с вентиляторами. | Электронагреватели. |
БМЗ оборудовано устройствами пожарной и охранной сигнализации, контроля доступа и др.
Система управления основным и вспомогательным оборудованием (активными фильтрами, высоковольтными ячейками, коммутационными аппаратами ВРУ, вентиляторами, жалюзи, нагревателями, кондиционерами и др. построена на свободно программируемых контроллерах. Наладка системы динамической компенсации осуществляется с графической панели оператора.
|
|
| Щит системы управления. | Интерфейс оператора СДК. |
После наладки система работает в автоматическом режиме, поддерживая заданный Cos φ на вводе 6 кВ буровой установки.
Ниже показаны примеры графиков изменения активной мощности (черная линия) и реактивной мощности (красная линия) «до» и «после» подключения активных фильтров.
|
|
| Реактивная мощность (красная линия): точка измерения до подключения активных фильтров, на нагрузке. | Реактивная мощность (красная линия): точка измерения после подключения активных фильтров, на генераторах. |
Эффект от применения активных фильтров на буровых может складываться из двух составляющих.
-
Снижение рисков нештатный работы электроустановок и уменьшение непроизводительного времени (НПВ) в бурении. Это обеспечивается устранением набросов/сбросов реактивный мощности и искажений напряжения от токов высших гармоник.
- Сокращение количества параллельно работающих дизель-генераторов и соответствующих эксплуатационных расходов. Это обеспечивается снижением полного тока генераторов как в установившихся, так и (что очень важно) в переходных режимах.
Предложения Инженерного центра «АРТ».
Разрабатываем и поставляем системы динамической компенсации реактивной мощности и высших гармоник на базе активных фильтров АДФ-У и АФК.
Выполняем комплекс работ от обследования электроустановки и измерений приборами контроля качества электроэнергии – до ввода системы в эксплуатацию и обучения персонала Заказчика.
Выполняем гарантийное обслуживание, ремонт и техподдержку в течение всего срока полезного использования оборудования.
