Компенсация активных нагрузок на источники электроэнергии.
Электроприёмники с резко переменными активными нагрузками часто создают проблемы в электроустановках.
При питании по протяженным линиям электропередачи возникают колебания напряжения на присоединениях удаленных потребителей.
При работе от автономных электростанций увеличивается удельный расход топлива.
При использовании газопоршневых машин в составе электростанций возникает опасность остановки первичного двигателя и прекращения электроснабжения, и др.
Системы компенсации активных нагрузок (СКАН), поставляемые Инженерным центром «АРТ», устранят эти проблемы и повысят надежность электроснабжения потребителей.
Принцип работы и состав оборудования систем компенсации активных нагрузок.
Суть работы системы компенсации активных нагрузок состоит в обеспечении обмена активной энергией между электроприёмниками и накопителями (аккумуляторами, суперконденсаторами и др.) через сетевой преобразователь. Основной источник электроэнергии при этом в меньшей степени подвержен переменным нагрузкам, что благоприятно сказывается на его работе.
Модуль СКАН включается параллельно электроприёмникам, нагрузки которых требуется компенсировать. В состав модуля СКАН, как правило, входит трансформатор, обеспечивающий согласование уровня напряжений сети и сетевого преобразователя и режима работы нейтрали. В некоторых случаях трансформатор можно исключить, но это требует детального анализа состава электроприёмников.
|
|
| Рис. 1. Пример схемы подключения СКАН. | Рис 2. Пример формы токов, протекающих в нагрузке и источнике при работе СКАН. |
На рисунке 2 показаны осциллограммы, полученные при работе электростанции с газопоршневыми машинами и системы компенсации активных нагрузок с аккумуляторной батареей на 2000 А.
Нагрузка приводов резко переменная (синяя линия). Ток аккумуляторной батареи «зеркально» отражает изменения тока электроприводов (фиолетовая линия). В результате ток нагрузки изменяется незначительно (красная линия).
Системы компенсации активных нагрузок в решении различных инженерных задач.
Обеспечение стабильной работы электростанций с газопоршневыми двигателями.
На рисунке 3 показана упрощенная схема электроснабжения установок для производства пластиковой тары. Основным источником электроэнергии являются две электростанции с газопоршневыми двигателями мощностью по 2 МВт (рабочий и резервный). Трансформатор 6/0,4 кВ мощностью 630 кВА (Рис. 3) играет роль «буфера», компенсирующего резко переменные нагрузки экструдеров (Рис. 4).
|
Рис. 3. Пример использования системы компенсации активных нагрузок для обеспечения стабильной работы электростанций с газопоршневыми двигателями. |
|
Рис. 4. Пример графика нагрузок. Черная линия – активная мощность, изменяющаяся от «минус» 250 кВт до «плюс» 250 кВт с периодом примерно 20 секунд. |
Отключение ввода трансформатора 6/0,4 кВ зачастую вызывает остановку газопоршневой машины из-за резких набросов/сбросов нагрузки, обесточивание потребителей и механические повреждения экструдеров.
Применение системы компенсации активных нагрузок устраняет эту проблему.
Уменьшение провалов напряжения на протяженной воздушной линии питания буровой установки.
На рисунке 5 показана упрощенная схема электроснабжения буровой установки БУ 3900/225 ЭК БМ. Подробнее – Электроснабжение буровых установок. (Скачать)
При питании буровой по протяженной воздушной линии (10 – 15 км) и переменных нагрузках Главных приводов возникает большое падение напряжения (Рис. 6), что приводит зачастую к отключению электрооборудования.
|
Рис. 5. Пример использования системы компенсации активных нагрузок для обеспечения стабильной работы буровой установки. |
|
| Рис. 6. Напряжение на шинах питания Главных приводов при бурении под кондуктор. |
Применение системы компенсации активных нагрузок устраняет эту проблему.
Замещение «горячего резерва» автономной электростанции в составе энергокомплекса.
На рисунке 7 показана упрощенная схема энергокомплекса месторождения. Подробнее – Технология частотного регулирования. Решения для предприятий нефтегазового сектора. (Скачать)
Чаще всего количество параллельно работающих агрегатов выбирается исходя из обеспечения максимума полной мощности «плюс один». В случае нештатной остановки одного из агрегатов активная мощность «подхватывается» дополнительной машиной на время запуска очередной электростанции. Таким образом, основную часть времени в работе находится больше агрегатов, чем это требуется для покрытия электрических нагрузок.
|
Рис. 7. Пример использования системы компенсации активных нагрузок для сокращения количества параллельно работающих агрегатов электростанции. |
Применение системы компенсации активных нагрузок позволяет этого избежать, поскольку нагрузка «выпавшей» машины покрывается накопителем и сетевым преобразователем СКАН на время запуска резервного агрегата.
Инженерным центром «АРТ» поставляются системы компенсации активных нагрузок в щитовом и в контейнерном исполнении.
Структура условного обозначения СКАН контейнерного исполнения:
СКАН – система компенсации активных нагрузок.
1 –мощность/время автономной работы, кВт/мин.
2 - выходное напряжение, кВ.
3 – контейнерное исполнение.
4 - климатическое исполнение и категория размещения.
СКАН оснащается вспомогательными системами обеспечения работоспособности: электроснабжения; электроосвещения; внутреннего защитного заземления; отопления, вентиляции и кондиционирования; пожарно-охранной сигнализации и пожаротушения; средствами индивидуальной защиты и первичными средствами пожаротушения.
|
| Рис. 8. Пример контейнерной компоновки системы компенсации активных нагрузок. Мощность – 500 кВт. Продолжительность «выдачи мощности» от аккумуляторной батареи – 10 минут. |
Предложения Инженерного центра «АРТ».
Разработка решения по компенсации переменных нагрузок (как активных, так и реактивных).
Выполнение соответствующих разделов проекта.
Изготовление и поставка оборудования, шеф-монтаж, пусконаладка.
Обучение персонала Заказчика.
