6.Электротехнические комплексы нефтегазодобычи

6.Электротехнические комплексы нефтегазодобычи
Содержание
1. Обоснование структуры, параметров и алгоритмов управления
электротехническим комплексом систем поддержания пластового
давления____________________________________________________стр.2.
2. Моделирование режимов и процессов нефтегазовых электротехнических
комплексов с вентильным приводом_____________________________стр.12.
3. Повышение надежности и экономичности электроснабжения
компрессорных станций газотранспортных систем_________________стр.20.
4. Повышение надежности и качества электроснабжения электротехнических
комплексов при грозовых воздействиях и резко переменных
нагрузках____________________________________________________стр.27.
5. Режимы работы систем электроснабжения объектов нефтегазовых
месторождений ______________________________________________стр. 36.
6. Повышение энергоэффективности асинхронного электропривода методом
многокритериальной оптимизации параметров и режимов работы ____стр.40.
7. Системы и алгоритмы энергосберегающего управления частотнорегулируемыми электроприводами штанговых скважинных насосных
установок____________________________________________________стр.51.
8. Вопросы повышения эксплуатационной надежности электрических сетей
нефтяных месторождений Западной Сибири______________________стр.57.
9. Улучшение эксплуатационных характеристик электроустановок систем
электроснабжения нефтяной промышленности при перенапряжениях_стр.70.
10. Оценка влияния кратковременных нарушений электроснабжения на
работу потребителей нефтедобывающих предприятий и разработка
устройства АВР для надежного их электропитания_________________стр.78.
11. Активные системы коррекции формы кривых тока и напряжения в сетях
нефтепромыслов _____________________________________________стр. 89.
12. Оценка влияния кратковременных нарушений электроснабжения на
работу потребителей нефтедобывающих предприятий и разработка
устройства АВР для надежного их электропитания_____________стр.100.
Обоснование структуры, параметров и алгоритмов управления
электротехническим комплексом систем поддержания пластового
давления
Цель работы:
Снизить энергетическую составляющую в структуре себестоимости добычи нефти
путем координации профиля электрических нагрузок и формирования рациональных
режимов электропотребления с использованием в качестве потребителей-регуляторов
электродвигателей
кустовых
насосных
станций,
при
которых
обеспечивается
динамическая устойчивость электроустановок извлечения технологической жидкости на
дневную поверхность.
В работе требуется решить следующие задачи:
1. Произвести анализ графиков нагрузки, электродвигателей насосов закачки воды в
нефтяные пласты с учетом вероятностной оценки превышения возможности суточных
максимумов нагрузки.
2. Создать имитационную компьютерную модель электромеханического комплекса с
синхронными электродвигателями УППД для обоснования возможности использования
их в качестве потребителей-регуляторов.
3. Обосновать структуры, параметры и алгоритмы управления электродвигателями
системы поддержания пластового давления при использовании их в качестве
потребителей-регуляторов.
4. Координировать графики электрических нагрузок посредством использования СД
УППД в качестве ПР. Оценка эффективности координации электрических нагрузок при
использовании СД УППР в качестве ПР.
5. Оценить эффективность электрических нагрузок путём организации режимного
взаимодействия НГДП с энергосистемой.
6. Произвести экспериментальные исследования режимов работы высоковольтных
синхронных электродвигателей в промысловых сетях
Методы исследования, используемые в работе:
Использовать методы теории электрических цепей, теории систем электроснабжения
электротехнических комплексов, теории электрических машин, теории вероятности,
методы имитационного математического моделирования.
Актуальность работы:
Нефтегазодобывающие предприятия (НГДП) являются одними из основных
потребителей электроэнергии среди промышленных предприятий России. Текущий
период эксплуатации энергетического комплекса НГДП характеризуется постепенным
ростом стоимости электроэнергии и мощности, а также увеличением затрат на
техническое обслуживание и ремонт.
Энергетическая составляющая себестоимости добычи нефти находится на уровне
30+40%. Это требует внедрения энергосберегающих технологий на предприятиях
нефтедобывающей промышленности, которая является одним из основных потребителей
в масштабе всей страны. Экономия электроэнергии может быть достигнута за счет
совершенствования технологических процессов, рабочих машин и механизмов, а также за
счет совершенствования режимов электропотребления.
В
Законе
об
энергосбережении
ставится
задача
снижения
энергетической
составляющей в себестоимости продукции [1]. Эта задача может быть решена путём
выполнения паспортизации электрических нагрузок предприятий. Целью паспортизации
электрических нагрузок предприятия является построение профилей графиков нагрузки
по отдельным подстанциям и определение профиля усреднённого графика нагрузки 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 являются основой для проведения координации электрических
нагрузок предприятия. Координация электрических нагрузок - это приведение в
соответствие электрических нагрузок предприятия к их оптимальным значениям,
обеспечивающим
минимизацию
энергетической
составляющей
в
себестоимости
продукции с учётом дифференцированных тарифов оплаты за электроэнергию.
Ограничение оплаты за электрическую энергию достигается путем рационального
формирования графиков электрических нагрузок.
Специфика
удаленностью
электроснабжения
от
энергосистем,
потребителей
территориальным
нефтепромыслов,
обусловлена
рассредоточением
объектов
и
разнообразием возможных энергоисточников. Передача электроэнергии от районных
подстанций и электростанций энергосистемы к потребителям по линиям электропередач
(ЛЭП) неизбежно связана с кратковременными нарушениями электроснабжения (КНЭ)
потребителей (в виде провалов и исчезновений напряжения), которые возникают из-за
коротких замыканий и грозовых повреждений ЛЭП. Эксплуатации месторождений,
содержащих
трудноизвлекаемые
запасы
нефти,
особое
значение
приобретает
безостановочная добыча. Система электроснабжения (СЭС) нефтегазодобывающих
комплексов
характеризуется
рассредоточенностью
объектов,
протяженностью
распределительных линий электропередач (ЛЭП), постоянным увеличением потребляемой
мощности, связанным с ростом электрических нагрузок месторождений.
Начиная с 40-х годов прошлого столетия, нефтяные месторождения России
эксплуатируются с использованием такого метода интенсификации добычи, как
поддержание пластового давления. Этот метод применяется в случае отсутствия у залежи
естественного водонапорного режима и позволяет сохранить такую важнейшую
энергетическую характеристику, как пластовое давление, на начальном уровне на всем
протяжении разработки месторождения.
Система поддержания пластового давления представляет собой целый комплекс
технологического оборудования, предназначенного для подготовки, транспортировки и
закачки в пласт энергоносителя. Система включает в себя нагнетательные скважины,
трубопроводы и распределительные блоки, кустовые насосные станции (КНС) по закачке
агента и оборудование для подготовки агента для закачки в пласт.
В настоящее время значительная часть центробежных насосов кустовых насосных
станций (КНС) оснащены нерегулируемыми электроприводами с высоковольтными
синхронными
электродвигателями
(СД)
мощностью
до
6
МВт.
Регулирование
производительности насосов осуществляется дискретно изменением их числа и плавно весьма неэффективным способом - дросселированием с помощью задвижек. Последний
способ связан с повышенным энергопотреблением, низкой точностью регулирования
технологических
параметров,
а
также
повышенным
механического и гидравлического оборудования.
износом
электрического,
Известно,
что
метод
пуска
высоковольтных
электродвигателей
прямым
подключением к сети имеет важные недостатки - влияние на двигатель, на питающую сеть
и на технологический процесс.
В условиях предприятий нефтедобычи наиболее чувствительными к нарушениям в
электроснабжении являются установки извлечения нефти на дневную поверхность.
Нарушение электроснабжения подобных установок может привести к отключениям и как
следствие - расстройству технологического процесса, на восстановление которого может
потребоваться несколько десятков минут. Это приведет к ущербу, обусловленному
потерями добычи нефти.
Пуск
СД
КНС
сопровождается
броском
пускового
тока,
неблагоприятно
сказывающимся на питающую сеть, приводя к недопустимым по нормам ГОСТ 13109-97
[1] провалам напряжения, что отрицательно сказывается на устойчивости работы других
потребителей. Нарушается нормальное течение технологических процессов. При добыче
вязких нефтей освоение скважин после простоя становится очень сложной задачей. Нефть
в призабойной зоне пласта успевает восстановить свою первоначальную внутреннюю
структуру и увеличить эффективную вязкость за время простоя насосного оборудования.
Также становится невозможным массовый самозапуск электродвигателей после
восстановления напряжения на источниках питания.
Согласно строительных норм СН 174-75 остаточное напряжение на шинах 6 кВ при
пуске электродвигателей должно составлять не менее 75%. Остаточное напряжение на
шинах 6 кВ при пуске высоковольтных синхронных двигателей КНС в некоторых случаях
составляет
70%
мероприятиями
и
по
менее,
что
недопустимо.
энергосбережению
Поэтому
являются
важными
мероприятия
по
техническими
модернизации
существующих электроприводов и систем регулирования.
В связи с тем, что на закачку воды в пласты расходуется до 40% электроэнергии
потребляемой нефтегазодобывающими предприятиями и мощность приводов в единичной
установке достигает нескольких тысяч киловатт, формирование заданных пусковых
характеристик
насосных
агрегатов
является
одной
из
важнейших
задач
в
электротехнических системах предприятий нефтегазовой промышленности. Так как СД
КНС являются наиболее энергоемкими элементами системы электроснабжения НГДП, то
представляется возможным производить их отключение на время прохождения
максимума электрических нагрузок, однако количество пусков для СД допускается не
более двух раз в сутки из горячего состояния по условиям нагрева обмоток, что
затрудняет
использование
СД
в
качестве
потребителей-регуляторов.
Поэтому
формирование заданных пусковых характеристик насосных агрегатов является одной из
важнейших задач в системах электроснабжения нефтегазодобывающих комплексах.
Рекомендации по содержанию работы (содержание теоретической и экспериментальной
частей корректируется по указанию научного руководителя или по заданию предприятиязаказчика при выдаче задания на выполнение работы) :
Введение
Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Современное состояние проблемы, связанной со снижением энергозатрат на добычу
нефти
1.2. Характеристика объекта исследования
1.3. Анализ типовых схем электроснабжения нефтегазодобывающих предприятий
1.4. Анализ технических средств для снижения энергетической 25 составляющей добычи
нефти
Выводы, цель и задачи диссертационной работы
Глава 2. АНАЛИЗ ГРАФИКОВ НАГРУЗКИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ НАСОСОВ
ЗАКАЧКИ ВОДЫ В НЕФТЯНЫЕ ПЛАСТЫ
2.1. Оценка составляющей декомпозиции технологического процесса добычи нефти и
выявления предполагаемых потребителей-регуляторов
2.2. Вероятностная оценка возможности превышения заявленного максимума мощности
49 Выводы к главе
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ
КОМПЛЕКСОВ С СИНХРОННЫМИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ КУСТОВЫХ
НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ
3.1. Моделирование электромеханических процессов в высоковольтных синхронных
электродвигателях кустовых насосных станций
3.2. Исследование влияния способа пуска на нагрев обмоток СД
3.3. Влияние системы возбуждения на процесс пуска 70 3.3.1. Ток в обмотке возбуждения
при пуске двигателей с симметричным пускозащитным устройством
3.3.2. Влияние систем возбуждения с симметричным ПЗУ на асинхронный момент СД
3.3.3. Влияние системы возбуждения на процессы синхронизации и ресинхронизации СД
3.4. Повышение входного момента СМ путем рационального управления режимом
выходного напряжения ПДП
3.4.1. Определение углов регулирования
3.4.2. Алгоритм управления выходным напряжением ПДП
Выводы к главе
Глава 4. ОГРАНИЧЕНИЕ МАКСИМУМА ПОТРЕБЛЯЕМОЙ МОЩНОСТИ УППД
4.1. Требования, предъявляемые к ограничению максимума потребляемой мощности в
условиях применения дифференциальных тарифов
4.2. Анализ эффективности совмещения и преобразования графиков электрических
нагрузок НГДП
4.3. Алгоритм мониторинга и формирования рациональных графиков электропотребления
НГДП
4.4. Бесконфликтное формирование рациональных режимов электропотребления 106
Выводы к главе
Глава 5. ГРАНИЦЫ СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО
КОМПЛЕКСА УППД ПРИ ОТКЛОНЕНИИ ПИТАЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ
5.1. Определение допустимой длительности перерыва электроснабжения синхронных
двигателей установок поддержания пластового давления
5.2. Зависимость допустимой длительности перерыва электроснабжения синхронных
двигателей от глубины провала напряжения в сети и параметров электромеханического
комплекса
Выводы к главе
Расширенный список рекомендуемой литературы:
1. Федеральный закон Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ "Об
энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений
в отдельные законодательные акты Российской Федерации "
2. Абрамович Б.Н., Иванов О.В., Коновалова С.А., Столяров И.И. Переходные процессы в
компенсированной
сети
с асинхронным двигателем
при
возмущениях
входного
напряжения // Промышленная энергетика. 1984, №3, с. 32-34.
3. Абрамович Б.Н.,
Гульков
В.М.,
Полищук
В.В., Сергеев A.M.
Проектирование
воздушных линий с покрытыми изоляцией проводами. -СПб.: Нестор, 2004, 109с.
4. Абрамович Б.Н., Жуковский Ю.Л., Круглый A.A., Устинов Д.А. Моделирование
электромеханических комплексов с синхронными двигателями. СПб.: Нестор, 2007, 59с.
5. Абрамович Б.Н.,
Круглый
A.A.
Возбуждение,
регулирование
и
устойчивость
синхронных двигателей. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 128с.
6. Александров Г.Н. Передача электрической энергии переменным током. 2-е изд.
М.:3нак, 1998.- 128 с.
7. Барг И.Г., Гайдар JI.E. Техническое состояние и надежность работы воздушных
распределительных сетей 0,38^10 кВ.// Энергетик. № 8, 1999. -с.17-19.
8. Белоусенко И.В., Голубев C.B., Дильман М.Д. Исследование и технико-экономическая
оценка надёжности электростанции собственных нужд // Газовая промышленность. 2002.
№11. с. 62-64.
9. Бики М.А., Бредовой E.H., Брянцев A.M., Лейтес JI.B., Лурье А.И., Чижевский Ю.Л.
Электромагнитные процессы в мощных управляемых реакторах. Электричество, № 6,
1994, с. 1-10.
10. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и
учащихся вузов. Наука.:М., 1967, 608 с
11. Вагин П.Я, Орлов B.C. О необходимости более широкого применения средств
местного регулирования напряжения в промышленных электросетях. Промышленная
энергетика, №2,1992. - с. 35-37.
12. Васюра Ю.Ф.,
Гамилко
В.А.,
Евдокунин
Г.А., Утегулов Н.И.
Защита
от
перенапряжений в сетях 6-10 кВ. Электротехника, № 5/6, 1994. с 15-19.
13. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. 254с.
14. Вильгейм Р., Уотерс М. Заземление нейтрали в высоковольтных системах. М. Л.:
Госэнергоиздат, 1959. - 415 с.
15. Виштибеев A.B., Кадомская К.П. О резистивном заземлении нейтрали в сетях 6-35 кВ.
// Энергетик, № 3, 2001.- С. 33-34.
16. Волотковский С.А., Разумный Ю.Т., Пивняк Г.Г. и др. Электроснабжение угольных
шахт. М., Недра, 1984.- 320 с.
17. Волощенко Н.И.,
Островский
Э.П.,
Ихно
В.А.
и
др.
Электроснабжение
и
электрооборудование угольных шахт за рубежом. М., Недра, 1983. 450с.
18. Вязовцев А.П. Оценка эффективности регулирования режимов электроснабжения
электроприводных компрессорных станций // Газовая промышленность. 2005. - №5. - с.
68-70.
19. Гиндулин Ф.А. Перенапряжения в сетях 6-35 кВ. М., 1989. 154 с.
20. Губарев B.B. Вероятностные модели. Справочник. Ч. 1,2. Новосиб. электротех. ин-т,
Новосибирск, 1992. 210 с.
21. Долгополов А.Г. Способы автоматической настройки дугогасящих реакторов с
подмагничиванием // Электротехника. 2003. №1. - с. 59-63.
22. Евдокимов Ф.Е. Теоретические основы электротехники. М.: «Высшая школа», 2001.
360 с.
23. Евдокунин Г.А., Гудилин C.B., Корепанов A.A. Выбор способа заземления нейтрали в
сетях 6-10 кВ. Электричество, 1998, № 12. с. 25-28.
24. Захри И.М. и др. Внутренние перенапряжения в сетях 6-35 кВ. Д.: Наука.
Ленинградское отделение, 1986. 186с.
25. Земляк Е.М. Автоматизированное моделирование непрерывных и периодических
процессов и систем: Учеб. пособие-Киев: 1992. 140 с.
26. Карнаухов H.H.,
Гришин
В.Г.,
Каменских
H.A.
Рекуперация
вторичных
энергетических ресурсов на компрессорных станциях магистральных газопроводов //
Нефть и газ. 2002. - №4. - с. 48-50.
27. Киршенбаум Р.П.,
Новоселов
Ю.Б.
К
вопросу
применения
автономных
электростанций на нефтяных месторождениях. Предпосылки применения.//Энергетика
Тюменского региона. 1999. - №1,2. - с. 192-195.
28. Коновалов Ю.В., Плотников И.Г., Турышева А.В, Устинов Д.А. Вероятностные
характеристики
энергопотребления
нефтегазодобывающих
предприятий.
Научно-
технические ведомости СПбГПУ. Наука и образование. №4 (135), 2011, с. 90 94.
29. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов. М., «Мастерство», 2001. -350с.
30. Костенко М.В.
Анализ
надёжности
грозозащиты
подстанций.
Д.:
Наука.
Ленинградское отделение, 1981. 254с.
31. Костырев М.Л. Автономные синхронные генераторы с вентильным возбуждением. М.,
1993. 128с.
32. Кудряшов P.A., Малкова З.А., Новоселов Ю.Б. Нормативная база проектирования
нефтяных месторождений/ТНефтяное хозяйство. 2004. №3. -с. 10-13.
33. Кулешов A.A., Докукин В.П. Надёжность горных машин и оборудования. СПГГИ,
2004. 84с.
34. Куликов Ю.А. Переходные процессы в электрических системах. М., Изд-во «Мир».
2003. 272с.
35. Лихачев Ф.А. Перенапряжения в сетях 6 кВ собственных нужд. Электрические
станции, 1983, № 10. с. 36-38.
36. Лихачев Ф.А.
Повышение
надежности
распределительных
сетей
610
кВ.
Электрические станции, 1981, № 1. с. 26-28.
37. Максимов П.К. Оценка эффективности автоматического секционирования воздушных
распределительных сетей с применением реклоузеров с целью повышения надежности
электрических сетей. «Электротехника» ,2005, №10. с. 58-60.
38. Меньшов Б.Г.
Электротехнические
установки
и
комплексы
промышленности. Учебник для ВУЗов М.: Недра, 2000. 256с.
в
нефтегазовой
39. Меньшов Б.Г.,
Суд
И.И. Электрификация предприятий
нефтяной и
газовой
промышленности. М.: Недра, 1984. 312 с.
40. Метропольский А.К. Техника статистических вычислений. М.,1961. -225с.
41. Михайлов В.В. Надежность электроснабжения промышленных предприятий. М.:
Энергоиздат, 1982. 158 с.
42. Михайлов В.В.,
Жуков
Ю.С.,
Суд
И.И.
Энергетика
нефтяной
и
газовой
промышленности. М., 1982. 236с.
43. Мустафин Ф.М. и др. Машины и оборудование газонефтепроводов. Уфа, 2002.-288с.
44. Нагорный П.Д., Назаров B.B. Измерительные трансформаторы напряжения и контроль
изоляции в сетях 6-35 кВ // Промышленная энергетика. 2002, № 3. - с.22-23.
45. Нетушил A.B. Некоторые вопросы методического единства изложения разделов
электротехники и электроники // Электротехника. М.: Высшая школа, 1980, вып. 7. с. 6870.
46. Новоселов Ю.Б. Обслуживание нефтепромысловых и буровых установок. М.: 1987.
152с.
47. Обабков В.К. Еще раз о компенсации емкостных токов в сетях 6-35 кВ// Энергетик.
2002. - №2. - с. 17-20.
48. Обабков В.К. Метод автокомпенсации емкостных и активных составляющих в
проблеме защиты от токов утечки без отключения сети // Изв. вузов. Горный журнал 1982.
- № 7. - с. 25-29.
49. Обабков В.К. Синтез адаптивных систем управления резонансными объектами. Киев:
Наукова думка, 1993. - 254 с.
50. Обабков В.К. Системный анализ в электротехнике // Теория цепей. -Калинин: КГУ,
1985. 284с.
51. Обабков В.К. Совершенствование фазового способа автоматического поддержания
условий компенсации емкостных токов в кабельных сетях 6-35 кВ // Электричество. 1989.
- № 1. - с. 18 - 25.
52. Обабков В.К. Структурно-операторное описание процессов в задаче моделирования
дуговых замыканий на землю // Электричество. 1986. - № 8.-с. 32-34.
53. Обабков В.К., Обабкова Е.С. Алгоритм цифрового моделирования аппаратов
защитного отключения // Изв. вузов. Горный журн. 1986. - № 3.
54. Обабков В.К., Обабкова Н.Е. Возможности создания быстродействующего линейного
дугогасящего реактора для сетей 6-35 кВ с компенсацией емкостных токов. В сб. докл. V
Междунар. Симпозиума «Электротехника 2010». Том 1,1999. - С. 108-113.
55. Обабков В.К., Целуевский Ю.Н. Устройства автокомпенсации емкостных и активных
составляющих типа УАРК в системах электроснабжения с резонансным заземлением
нейтрали // Промышленная энергетика. 1989. - № 3. - с. 17-21.
56. Обердорфер Г. Замыкания на землю. Изд. АН СССР, 1953. 203 с.
57. Павлов Г.М.,
Меркурьев
Г.В.
Автоматизация
энергосистем.
СЗФ
АО
«ГВЦ Энергетики». СПб., 2001. 178с.
58. Певзнер Л.Д. Надежность горного электрооборудования и технических средств
шахтной автоматики. М.: Недра, 1983. 189с.
59. Певзнер Л.Д. Проектирование надежности систем. М.: МГИ, 1982. -212с.
60. Перенапряжения и координация изоляции. / под ред. Лоханина А.К. М., 1988.-242с.
61. Плотников И.Г., Устинов Д.А. Оптимизация режимов пуска электромеханического
комплекса с синхронным двигателем. Научно-технические ведомости СПбГПУ. Наука и
образование. №3 (130), 2011, с. 50 -54.
62. Постников Н.П., Рубашов Г.М. Электроснабжение промышленных предприятий. Л.,
«Стройиздат», 1989. 316с.
63. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. Издание 15-е,
Москва, 1996.
64. Прусс В.Л., Тисленко В.В. Повышение надежности сельских электрических сетей. М.:
Энергоатомиздат, 1989 г. - 246с.
65. Розанов М.Н. Надежность электроэнергетических систем. 2-е изд. перераб. и доп. М.:
Энергоатомиздат, 1984. 186с.
66. Рыбаков Л.М., Халилов Ф.К. Повышение надёжности работы трансформаторов и
электродвигателей высокого напряжения. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1991. 152с.
67. Серов В. И., Шуцкий В. И., Ягудаев Б. М. Методы и средства борьбы с замыканиями
на землю в высоковольтных системах горных предприятий. -М.: Наука, 1985.-112с.
68. Сивокобыленко В.Ф.,
Краснокутская
Г.В.
Способ
пуска
и
ресинхронизации
синхронной машины. Патент РФ №2064219. Бюллетень изобретений № 20,1996. с. 270.
69. Смирнов JI. А. Энергопроизводство, энергопотребление, энергосбережение: проблемы,
решения.// Газотурбинные технологии. Май -2004. с. 56-59.
70. Смоловик С.В, Окороков Р.В., Першиков Г.А. Основы переходных процессов
электроэнергетических систем. СПб, «Нестор», 2003. 84с.
71. Трухан А. П. Эффективность различных способов заземления нейтрали сетей 6-10 кВ.
В кн.: "Режимы нейтрали в электрических системах". Киев: Наукова думка, 1974. с. 43 60.
72. Уваров С.Н. Передвижные электрические станции большой мощности. Л., Энергия,
1977. 368с.
73. Фокин Ю.А. Надежность и эффективность сетей электрических систем. М.: Высшая
школа, 1989. 346 с.
74. Челазнов A.A., Даки Н.В., Великий С.Н. Тенденции развития и реконструкции систем
электроснабжения объектов транспорта газа // Газовая промышленность. 2005. - №11. - с.
22-25.
75. Шабад М.А. Обзор режимов заземления нейтрали и защиты от замыканий на землю в
сетях 6-35 кВ России // Энергетик. 1999, № 3. - с. 3335.
76. Шаргородский В.Л.
Автоколебательный
процесс
причина
повреждения
трансформаторов напряжения // Электрические станции. -1963,№5.-с. 59-64.
77. Шпелевой В.А., Гришин В.Г. Электроэнергетика газовой промышленности Западной
Сибири. / под ред. Шпелевого В.А. М., 1986. -234с.
78. Электрические системы: Электрические сети /Под ред. В.А. Веникова. — М.: Высшая
школа, 1998. 312с.
79. Электротехника. Энергетика. Экология. Международная научная конференция 2004.//
Сборник трудов конференции. СПб., 2004 - 290с.
80. Энергетическая безопасность и малая энергетика. XXI век: сборник докладов
Всероссийской научно-технической конференции. СПб., 2002. -315с.
81. High Speed Transfer Device SUE 3000. Product Description. 1HDK400075 EN c. ABB AG
Power Technologies. 124s.
82. E. Dullni, H. Fink, C. Reuber. A vacuum circuit breaker with permanent magnetic actuator
and electronic control. Proc. CIRED 99 15th Conference on Electricity Distribution (1999),
Nice. - 326s.
83. R. Heinemeyer, R. Tinggren, R. Krumm. High Speed Transfer System. ABB Power
Distribution (2000), DECMS 2241 00 E. 125s.
84. Т.Е. Grebe. Statistical analysis of voltage dips and interruptions final results from the EPRI
distribution system power quality monitoring survey. - 258s.
85. Proc. CIRED 99 15th Conference on Electricity Distribution (1999), Nice. -248s.
86. K. Jantke, R. Krumm, R. Vieille. 30-ms-Schnellumschaltsystem fur eine optimierte
Energieversorgung. ETZ 22 (2001). 56s.
87. Understanding power quality problems: Voltage Sags and Interruptions/Math H.J. Bollen.
The Inslitue of Electrical and Electronics Engineers, Inc., New York. 322s.
Моделирование режимов и процессов нефтегазовых электротехнических
комплексов с вентильным приводом
Цель работы:
Интегрировать вентильный привод в единую схему расчета переходных режимов и
процессов в сложных электротехнических системах нефтегазовой промышленности.
В работе требуется решить следующие задачи:
1. Провести анализ современного состояния вентильного электропривода и обосновать
выбор вентильного электропривода с ротором на постоянных магнитах в качестве объекта
исследования.
2. Провести анализ электромеханических свойств вентильного электропривода и
установить
возможность
построения
наиболее
простой
модели
вентильного
электропривода.
3. Разработать модель вентильного электропривода с возможностью ее интеграции в
схемы и алгоритмы расчета режимов и процессов промышленных ЭТС.
4.
Разработать
алгоритм
расчета
электромеханических
переходных
процессов
в вентильном электроприводе, входящем в состав ЭТС.
5. Выполнить численное моделирование электромеханических переходных процессов в
вентильном электроприводе, входящем в состав ЭТС.
6. Провести анализ соответствия результатов моделирования электромеханических
переходных процессов в вентильном электроприводе и физического протекания
рассматриваемых переходных режимов.
7. Провести анализ возможности применения вентильного электропривода в установках с
резкопеременной нагрузкой.
Методы исследования, используемые в работе:
Объектами исследования являются вентильные электроприводы средней и большой
мощности с возбуждением от постоянных магнитов в составе промышленных ЭТС
непрерывных производств нефтегазовой отрасли. В работе использовались положения и
методы теории электрических цепей, расчета режимов систем электроснабжения,
элементы теории устойчивости ЭТС, теории электрических машин и электропривода,
математическое и компьютерное моделирование электроприводов и ЭТС.
Актуальность работы:
Задача оптимального управления электродвигателями не только с технологической
точки зрения, но и с точки зрения энергосбережения весьма актуальна в настоящее время,
поскольку электродвигатели - основные потребители электроэнергии. На сегодняшний
день
большинство
электротехническую
развитых
стран
широко
внедряют
высокотехнологичную
продукцию, которая не только решает
вопросы снижения
энергопотребления, но и позволяет создавать электротехнические комплексы с низким
уровнем потерь и целым рядом новых качеств. Достижения в области силовой
полупроводниковой
и
микропроцессорной
техники
перспективных электроприводов нового
базе вентильных электродвигателей,
интерес
способствовали
созданию
поколения
к
которым
активно
на
проявляется
в
промышленно развитых странах мира. Общая теория вентильного привода к настоящему
времени характеризуется достаточной полнотой, однако разработка математических
моделей
этих
объектов,
ориентированных
для
расчета
режимов
и
процессов
электротехнических комплексов и систем с данными приводами, остается весьма
актуальной задачей .
Рекомендации по содержанию работы (содержание теоретической и экспериментальной
частей корректируется по указанию научного руководителя или по заданию предприятиязаказчика при выдаче задания на выполнение работы) :
Введение.
Глава 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕОРИИ, РАЗРАБОТКИ И
ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА НА БАЗЕ ВЕНТИЛЬНЫХ
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ.
1.1 .Терминология в теории вентильных электродвигателей.
1.2.Принцип действия вентильного электропривода.
1.3.Особенности применения вентильных электроприводов.
1.4.Вопросы классификации ВЭП.
1.5.Итоги исследования и выводы.
Глава 2. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЕНТИЛЬНОГО
ЭЛЕКТРОПРИВОДА.
2.1 .Усредненные характеристики вентильного электропривода.
2.2.Учет влияния индуктивности обмоток фаз ВЭП на величину угла коммутации.
2.3.Учет влияния индуктивности обмоток фаз при рассмотрении ВЭП с точки зрения
синхронной машины.
2.4.Итоги исследований и выводы.
Глава 3. МОДЕЛЬ И АЛГОРИТМ ДЛЯ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ
ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ВЕНТИЛЬНОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ.
ЗЛ.Некоторые сведения о переходных процессах в электроприводе и электротехнических
системах.
3.2.Общие подходы к моделированию элементов электротехнических систем.
3.3.Алгоритмы расчета переходных процессов и
установившихся режимов работы
электротехнических систем.
3.4.Анализ
величины
эквивалентного
кажущегося
сопротивления
вентильного
электропривода.
3.5.Построение математической модели вентильного электропривода.
3.6.Алгоритм
для
расчета
электромеханических
переходных
процессов
в вентильном электроприводе.
3.7. Модели рабочих механизмов.
3.8.Информационное обеспечение расчетов режимов и процессов в электротехнических
системах, содержащих ВЭП.
3.9.Итоги исследования и выводы.
Глава 4. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК ШТАНГОВЫХ СКВАЖИННЫХ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК ПРИ
ПРИМЕНЕНИИ ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА.
4.1.Основные энергетические характеристики электропривода и ШСНУ.
4.2.Вопросы энергетической эффективности ШСНУ.
4.3.Возможность повышения энергетических показателей ШСНУ при применении
вентильного электропривода.
4.4.Специфика нагрузки электропривода ШСНУ.
4.5.Моделирования рабочего механизма электропривода ШСНУ.
4.6.Итоги исследований и выводы.
Расширенный список рекомендуемой литературы:
1. Егоров A.B.,
Постнов
С.П.,
Улюмджиев
A.C.
Анализ
электромеханических
свойств вентильного электропривода. // Территория Нефтегаз, 2011, №5.
2. Ершов М.С.,
Егоров
A.B.,
Трифонов
A.A.
Устойчивость
промышленных
электротехнических систем. М.: Недра, 2010.
3. Камалетдинов P.C.
Применение
приводов
основе вентильных электродвигателей. // Бурение и нефть, 2007, №1.
УЭЦН
на
4. Азанов И., Шамигулов А. Вентильный привод для УЭЦН позволит сократить затраты
электроэнергии. // Новатор, 2007, №18.
5. Павленко В., Гинзбург М. Новый высокоэффективный привод для погружных
центробежных и винтовых насосов. // Технологии ТЭК, 2004, №6.
6. Ахмадеев P.P. Выбор оптимального режима эксплуатации комплексных приводов
с вентильным двигателем для обеспечения максимальной экономии электроэнергии. //
Инженерная практика, 2010, №3.
7. Игнатьев М. Энергосбережение и энергоэффективность. // Нефтегазовая вертикаль,
2010, №12.
8. Гинзбург М.Я.,
Павленко
В.И.
Факторы,
обеспечивающие
снижение
энергопотребления УЭЦН при замене в них ПЭД на ВЭД. // Инженерная практика, 2010,
№8.
9. Сагаловский A.B. Новое поколение вентильных электродвигателей компании «Борец»
новый шаг в энергосбережении. // Инженерная практика, 2010, №8.
10. Павленко В., Климов В., Климов И. Сравнительный анализ электромагнитных
процессов в структурах электроприводов нефтедобывающей промышленности. // Силовая
Электроника, 2010, №3.
11. Санталов А., Перельман О., Рабинович А., Пошвин Е., Кошелев С., Хоцянов И.
Погружные вентильные электродвигатели.
История
констуктивные
особенности,
возможности. // Нефтегазовая вертикаль, 2011, №12.
12. Лунев Н.В. Успешный опыт эксплуатации вентильных электродвигателей и винтовых
насосов компании «Борец». // Инженерная практика, 2010, №8.
13. Горбунов Д. Вентильный двигатель. От опытной разработки — к серийному
производству. // Арсенал нефтедобычи, 2008, №3.
14. Сонных М., Ганнель Л. Основные технические особенности вентильных двигателей. //
Электроцех, 2011, №3.
15.
П.Панкратов
В.В.
Вентильный электропривод:
от
стиральной
машины
и
металлорежущего станка до электровоза. // Электронные компоненты, 2007, №2.
16. Аракелян А.К., Афанасьев A.A. Вентильные электрические машины в системах
регулируемых электроприводов.: в 2 т. М.: Высшая школа, 2006. -Т.1.
17. Овчинников И.Е. Вентильные электрические двигатели и привод на их основе (малая и
средняя мощность). СПб.: Корона-Век, 2006.
18. Вольдек А.И. Электрические машины. Москва, Энергоатомиздат, 1978.
19. Иванов-Смоленский A.B. Электрические машины.: в 2 т. М.: МЭИ, 2004.-Т.2.
20. Москаленко В.В. Электрический привод. М.: Издательский центр «Академия», 2004.
21. Косулин В.Д.,
Михайлов
Г.Б.,
Омельяненко
В.В., Путников В.В.
Вентильные
электродвигатели малой мощности для промышленных роботов. Л.: Эиергоатомиздат,
1988.
22. Онищенко Г.Б.,
Нитиевская
А.И.
Аксенов
М.И.,
Грехов
Автоматизированный
В.П., Зарицкий М.Н.,
Куприков
электропривод промышленных
A.B.,
установок.
М.: РАСХН, 2001.
23. ГОСТ Р 50369-92 Электроприводы. Термины и определения. М.: Госстандарт России,
1993.
24. Корельский Д.В., Потапенко Е.М., Васильева Е.В. Обзор современных методов
управления синхронными двигателями с постоянными магнитами. // Радюелектронжа.
1нформатика. Управлшня, 2001, №2.
25. Дианов А.Н., Козаченко В.Ф., Остриров В.Н., Русаков A.M. Бездатчиковая система
управления вентильным двигателем // Труды IV международной (XV всероссийской)
конференции по автоматизированному электроприводу. Магнитогорск, 2004.
26. Лутидзе Ш.И.
Основы
теории
электрических
машин
с
управляемыми
полупроводниковыми коммутаторами. М.: Наука, 1968.
27. Белоусенко И.В., Шварц Г.Р., Великий В.Н., Ершов М.С., Яризов А.Д. Новые
технологии
и
современное
оборудование
в
электроэнергетике
нефтегазовой
промышленности. М.: Недра, 2007.
28. Улюмджиев A.C. Анализ особенностей применения вентильного электропривода в
нефтегазовой промышленности. Тезисы докладов научной конференции «Актуальные
проблемы нефтегазового комплекса России» - М., РГУ нефти и газа, 2010.
29. Ивановский В.Н. Анализ современного состояния и перспектив развития скважинных
насосных установок для добычи нефти. // Территория Нефтегаз, 2007, №11.
30. Ершов М.С., Яризов А.Д. Энергосберегающий электропривод технологических
установок трубопроводного транспорта газа, нефти и нефтепродуктов. М.: РГУ нефти и
газа им. И.М. Губкина, 2011.
31. Кузьмичев Н.П. Пути решения основных проблем механизированной добычи нефти. //
Территория Нефтегаз, 2005, №10.
32. Ребенков C.B. Средства контроля приводов на основе вентильных двигателей для
УЭЦН и УЭВН. // Инженерная практика, 2011, №6.
33. Меньшов Б.Г., Ершов М.С. Вопросы управления электротехническими системами
нефтегазовых комплексов в аварийных режимах. // Промышленная энергетика, 1995, №9.
34. Хрущев В.В. Электрические машины систем автоматики. — JL: Энергоатомиздат,
1985.
35. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием. М.: Академия, 2006.
36. Коньков H.H., Каретный В.Д. Идентификация вентильного двигателя с постоянными
магнитами. // Алгоритмизация и автоматизация технологических процессов и технических
систем. Куйбышев: Куйбышевский политехнический институт, 1990.
37. Ледерер В.В. Алгоритм управления вентильным электродвигателем на основе ПЗУ. //
Алгоритмизация и автоматизация технологических процессов и технических систем.
Куйбышев: Куйбышевский политехнический институт, 1990.
38. Балковой А. Прецизионный электропривод с вентильным двигателем. // Электронные
компоненты, 2008, №11.
39. Овчинников И.Е., Анахин Д.С. Быстродействующий вентильный двигатель с
постоянными магнитами. // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Современные
технологические решения, 2005, вып. 20.
40. Панкратов В.В.
Тенденции
развития
общепромышленных
электроприводов
переменного тока на основе современных устройств силовой электроники. // Силовая
Интеллектуальная Электроника, 2005, №2.
41. Воронин П.П. Силовые полупроводниковые ключи: семейства, характеристики,
применение. М.: Издательский дом Додека-ХХ1, 2005.
42. Ковалев В.Д., Евсеев Ю.А., Сурма A.M. Элементная база силовой полупроводниковой
электроники в России. Состояние и перспективы развития. // Электротехника, 2005, №8.
43. Костенко М.П. Электрические машины. -M.-JL: Госэнергоиздат, 1944.
44. Костенко М.П., Пиотровский JI.M. Электрические машины. — М.: Энергия, 1973.
45. Куликов Ю.А. Переходные процессы в электрических системах. -Новосибирск,
М.: НГТУ, 2006.
46. Правила устройства электроустановок. Издание 7-е переработанное и дополненное с
изменениями. Главгосэнергонадзор России, 2005.
47. Федоров A.A. Основы электроснабжения промышленных предприятий. -М.: Энергия,
1972.
48. Винославский В.Н., Пивняк Г.Г., Несен Л.И., Рыбалко А.Я., Прокопенко A.B.
Переходные процессы в системах электроснабжения. К.: Выща шк. Головное изд-во, 1989.
49. Ершов М.С.,
Егоров
электропривода
в
A.B.,
задачах
Улюмджиев
расчета
A.C.
режимов
Моделирование
и
процессов
электротехнических систем. // Промышленная энергетика, 2012, №6.
вентильного
промышленных
50. Гамазин С.И., Ставцев В.А., Цырук С.А. Переходные процессы в системах
промышленного электроснабжения, обусловленные электродвигательной нагрузкой. -М.:
Издательство МЭИ, 1997.
51. Барзам А.Б. Системная автоматика. 4-е изд., перераб. И доп. - М.: Энергоатомиздат,
1989.
52. Гейлер Л.Б. Основы электропривода. Минск.: Вышэйшая школа, 1972.
53. Идельчик В.И. Электрические системы и сети. М.: Энергоатомиздат, 1989.
54. Крючков И.П., Старшинов В.А., Гусев Ю.П., Пираторов М.В. Переходные процессы в
электроэнергетических системах. М.: Издательский дом МЭИ, 2008.
55. Ершов М.С.,
Егоров
A.B.
Итоги
исследования
устойчивости
промышленных
электротехнических систем с асинхронной двигательной нагрузкой. // Территория
Нефтегаз, 2005, №5.
56. Ершов М.С.,
Егоров
A.B.,
Трифонов
A.A.
Некоторые
итоги
исследования
устойчивости промышленных электротехнических систем. // Труды РГУ нефти и газа
имени И.М. Губкина, 2009, №3.
57. Ершов М.С., Егоров A.B., Алексеев В.В., Прокопьев Н.В. Астраханский ГПЗ:
повышение
надежности
и
устойчивости
электроэнергетической
системы
и
технологических процессов. // Газовая промышленность, 1992, №11.
58. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил A.B., Страхов C.B. Основы теории цепей. -М.:
Энергоатомиздат, 1989.
59. Егоров A.B.,
Лаеби
А.Д.
Электромеханические
модели
устройств
пуска асинхронных двигателей. // Промышленная энергетика, 2006, №2.
60. Горев A.A. Переходные процессы синхронной машины. Л.: Госэнергоиздат, 1950.
61. Улюмджиев A.C. Моделирование вентильного электропривода в задачах расчета
режимов и процессов промышленных электротехнических систем. -Тезисы докладов
научной конференции «Актуальные проблемы нефтегазового комплекса России» М., РГУ
нефти и газа, 2012.
62. Ключев В.И. Теория электропривода. -М.: Энергоатомиздат, 1985.
63. Мукани Э.Б. Режимы работы систем электроснабжения объектов нефтегазовых
месторождений / Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук.
М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2011.
64. Ильинский Н.Ф. Основы электропривода. -М.: Издательство МЭИ, 2003.
65. Суд И.И. Цикловой КПД электродвигателей серии 4А для привода станоков-качалок. //
Машины и нефтяное оборудование, 1982, №8.
66. Штурман Л.И. Энергетические показатели асинхронных двигателей в приводе
станков-качалок. // Энергетический бюллетень, 1949, №7.
67. Кулизаде К.Н., Хайкин И.Е. Электроэнергетика насосной нефтедобычи. -М.: Недра,
1971.
68. Кулизаде К.Н. Электрооборудование в нефтедобыче. Баку: Азернефтнешр, 1960.
69. Меньшов Б.Г., Ершов М.С., Яризов А.Д. Электротехнические установки и комплексы
в нефтегазовой промышленности. -М.: Недра, 2000.
70. Сигова О.Б. Система оптимального управления электроприводом станка-качалки. //
Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2010, Т. 12. № 4(3).
71. Чиликин М.Г., Сандлер A.C. Общий курс электропривода. М.: Энергоиздат, 1981.
72. Розанов Ю.К., Соколова Ю.М. Электронные устройства электромеханических систем.
М.: Издательский центр «Академия», 2010.
73. Ивановский В.Н.,
Дарищев
В.И.,
Сабиров
A.A., Каштанов B.C.,
Пекин
С.С.
Скважинные насосные установки для добычи нефти. М.: Нефть и газ, 2002.
74. Горшков Р.Г.,
Кротков
Е.А.,
Сигова
О.Б.
Аппроксимация
тока
нагрузки
электропривода установки штангового скважинного насоса. // Вестник Самарского
государственного технического университета, 2010, №4(27).
75. Чичеров Л.Г., Молчанов Г.В., Рабинович A.M. и др. Расчет и конструирование
нефтепромыслового оборудования. М.: Недра, 1987.
76. Ершов М.С.,
Егоров
A.B.,
Улюмджиев
A.C.
Альтернативное
применение
и
моделирование вентильного электропривода в штанговых скважинных насосных
установках. // Труды РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2012,
77. Ивановский В.Н., Садчиков H.H., Улюмджиев A.C. Вопросы оптимизации закона
движения выходного звена привода скважинной штанговой насосной установки. //
Территория Нефтегаз, 2012, №5.
78. Михайлов В.В.,
Жуков
Ю.С.,
Суд
И.И.
Энергетика
нефтяной
и
газовой
промышленности. -М.: Недра, 1982.2.
Повышение надежности и экономичности электроснабжения
компрессорных станций газотранспортных систем
Цель работы:
Повысить надежность и экономичность системы электроснабжения компрессорных
станций газотранспортных систем путем научно обоснованного изменения её структуры
при сохранении функциональной достаточности, обеспечивающей непрерывность
технологического процесса и минимизации затрат.
В работе требуется решить следующие задачи:
1. Выполнить статистическую оценку показателей надежности, включая наработки на
отказ отдельных элементов и коэффициенты готовности структурных узлов системы
электроснабжения КС;
2. Разработать метод моделирования и расчета систем электроснабжения КС с учетом
показателей надежности и значимости компонентов схемы функциональной целостности
(СФЦ);
3. Обосновать рациональную структуру системы электроснабжения КС, в которой
минимизирована структурная избыточность;
4.
Определить
направления
усовершенствования
(оптимизации)
электроэнергетических структур по критерию надежности при ограничении влияния
элементов с положительными вкладами;
5. Оценить технико-экономическую эффективность системы электроснабжения КС
при отказах внешнего электроснабжения и автономном электропитании от ЭСН.
Методы исследования, используемые в работе:
В работе использовать методы теории электрических цепей, теории систем
электроснабжения электротехнических комплексов, теории электрических машин, теории
вероятности, логико-вероятностное моделирование, комплексной оценки надежности и
рисков системы ЭС.
Актуальность работы:
В настоящее время для обеспечения природным газом объектов Российской
федерации
и
его
поставку за
рубеж
в
нашей
стране
широко
применяются
газотранспортные системы (ГТС). Данные ГТС характеризуются совокупностью
взаимосвязанных газопроводов и сопутствующим им сооружений, предназначенных для
обеспечения газом потребителей. ГТС является связующим звеном между удалёнными
месторождениями газа и его потребителями. ГТС является основой Единой системы
газоснабжения России. Данные комплексы состоят, как правило, из стальных труб
большого диаметра (до 1420мм), компрессорных станций (КС) и сопутствующих им
систем (защиты от коррозии, телеуправление и др. системы КИПиА). Значительная
протяжённость территории, задействованной для функционирования ГТС, и различные
параметры природного газа (избыточное давление (расход), температура, влажность
(точка росы), калорийность и др.) требуют для функционирования всех подразделений
надёжной работы объектов добычи, транспортировки и распределения природного газа, в
том числе компрессорных станций. В данной работе рассматриваются вопросы
обеспечения надёжности и экономичности электротехнического комплекса (ЭТК) систем
электроснабжения (ЭС) КС на примере компрессорной станции «Торжокская» дочернего
газотранспортного
предприятия ООО «Газпром
трансгаз
Санкт-Петербург»
ОАО
«Газпром». Данный объект занимает важное место в осуществлении задачи по транспорту
газа по системам магистральных газопроводов для газоснабжения потребителей СевероЗападного региона Российской Федерации и экспорта газа в западные страны. В
Энергетической стратегии России на период до 2020 года перед газовой отраслью
поставлены следующие цели: стабильное, бесперебойное и эффективное удовлетворение
внутреннего и внешнего спроса на газ, развитие Единой системы газоснабжения России,
ее расширение. Дальнейшее развитие системы магистральных трубопроводов приведет и
к росту ее энерговооружённости и энергоемкости. О важности развития современных
транспортных мощностей и о кардинальном повышении эффективности потребления
энергии неоднократно заявлено в выступлениях руководства страны.
Мировая практика и требования газодобывающих предприятий устанавливают
параметры надёжности объектов системы ЭС КС для устойчивого функционирования
всех объектов ГТС, которые необходимо достичь. ЭТК системы ЭС КС, как правило,
включает в себя внешние сети Энергосистем, системы приёма, преобразования и
распределения эл/энергии, резервные и аварийные источники для обеспечения требуемой
категорией надёжности и многочисленных потребителей электрической энергии (ЭП)
различной мощности . Учитывая главную функцию КС по компримирования природного
газа,
основным
и
главным
потребителем
электроэнергии
станций
являются
газоперекачивающие агрегаты (ГПА) и им сопутствующие системы .
Для обеспечения прогнозируемой работы ГПА в заданных параметрах и исключения
отказов в работе и аварийных остановов (АО) необходимо решить вопросы обеспечения,
сохранения и повышения надёжности функционирования ЭТК системы ЭС с требуемыми
экономическими параметрами. Надежность данной системы является одним из
важнейших ее свойств, т.к. в случае низкой надежности теряют практическое значение все
остальные показатели качества (производственные, экономические и др.). Достоверные
показатели надёжности невозможно получить в настоящее время (с использованием
системы корпоративной статистической отчётности и существующих баз данных) так же
как и полных, достоверных, актуализированных сведений о техническом состоянии,
потребности в ТО и Р всего парка энергетического оборудования и энергетических
сооружений объектов; недостаточность или отсутствие данных о динамике (в ходе
эксплуатации) основных параметров технического состояния каждого изделия (единицы
оборудования, сооружения энергохозяйства каждого типа и марки), определяющих
прогнозирование его остаточного ресурса (срока службы). Нужно отметить так же
наличие вариантов распределения электроэнергии из-за значительного количества
источников электропитания и резервирования шин распределения. Однако это не
исключает возникновение отказов и аварий у ЭП из-за перерывов в подаче эл/энергии и,
как следствие, возникновение технических ущербов и финансовых потерь.
Рекомендации по содержанию работы (содержание теоретической и экспериментальной
частей корректируется по указанию научного руководителя или по заданию предприятиязаказчика при выдаче задания на выполнение работы) :
Введение
Глава 1. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ И
ЭКОНОМИЧНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ
1.1. Современное состояние проблемы, связанной с необходимостью снижения
энергозатрат и повышением надёжности транспорта газа
1.2 Технологический регламент по режимам работы ЭСН
1.2.1 Нормальные режимы
1.2.2 Аварийные режимы
1.2.3 Послеаварийные режимы
1.2.4 Сведения о построении системы релейной защиты и значения уставок срабатывании
1.2.5 Нормативная документации по надежности сэс на объектах Газпрома
1.3 Характеристика объекта исследования. Описание условий работоспособности системы
для оценки надежности
1.4 Научные проблемы повышения надежности КС ГТС
Глава 2. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ
СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ КС
2.1 Статистическая оценка надежности элементов системы электроснабжения с
использованием пакета прикладных программ
2.2 Построение статистических функций распределения наблюдаемых элементов системы
электроснабжения с использованием пакета прикладных программ
2.3 Оценка среднего времени восстановления элементов после отказов и среднего времени
проведения неплановых ремонтов
2.5
Показатели
надежности
элементов
энергетических
объектов
внешнего
электроснабжения КС
Глава 3. ЛОГИКО-ВЕРОЯТНОСТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ
СТРУКТУРЫ СЭС ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ОБЪЕКТОВ КОМПРИМИРОВАНИЯ ГАЗА
3.1 Общие положения по расчету рациональных структур энергетических объектов
компримирования газа
3.2
Методика
обоснования
оптимальной
структуры
энергетических
объектов
компримирования газа
3.3 Обоснование показателей для оценки надежности элементов ЭТК СЭСКС
3.4 Первичное моделирование, структурное описание исследуемых системных свойств
энергетических объектов
3.4.1 Структурное описание системных свойств ЭТК СЭС КС
3.4.2 Функциональная схема для расчета надежности
3.4.3 Описание условий работоспособности системы
3.4.4 Определение целей и задач моделирования
3.4.5 Выбор показателей и задание критериев исследования
3.4.6 Обоснование основных ограничений и допущений
3.4.7 Разработка структурной схемы системы
3.4.8 Методологические принципы построения схем функциональной целостности
структурно сложных систем
3.4.9 Основное содержание шагов построения СФЦ структурно сложных систем
3.5 Построение расчетной математической модели для оценки надежности энергетических
объектов, как структурно-сложных технических систем
3.6 Моделирование и расчет надежности структурно сложных систем энергетических
объектов с использованием программного комплекса автоматизированного структурнологического моделирования
3.7 Обоснование оптимальных структур энергетических объектов компримирования газа
3.8 Реализация схемы с односекционными ЗРУ и односекционными КТП
Глава 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ОПТИМИЗАЦИИ
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СТРУКТУР ГАЗОТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ ПО
КРИТЕРИЮ НАДЕЖНОСТИ, СТРУКТУР ГАЗОТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ ПО
КРИТЕРИЮ НАДЕЖНОСТИ.
4.1 Структурная схема системы электроснабжения для расчета показателей надежности
4.2 Описание условий работоспособности системы для оценки надежности
4.3 Моделирование, расчет и анализ надежности системы электроснабжения КС с
использованием
программного
комплекса
автоматизированного
структурного
моделирования
4.3.1 ЭТАП-1. Выбор подхода к логико-вероятностному моделированию
4.3.2 ЭТАП-П. Формализованная постановка задачи (первичное структурно-логическое
моделирование)
4.4 Анализ надежности системы электроснабжения КС
4.5
Исследование
надежности
различных
вариантов
использования
системы
электроснабжения КС
Глава 5 ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ
НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ КС ГТС
5.1 Оценка экономической эффективности создания электростанции собственных нужд.
Исходные данные. Оценка годовых эксплуатационных затрат системы электроснабжения
5.2.3 Оценка себестоимости электроэнергии, производимой ЭСН
5.2
Оценка
технико-экономической
эффективности
создания
и
эксплуатации
электростанции собственных нужд
5.2.1 Повышение надежности системы электроснабжения КС
5.2.2 Снижение риска возникновения аварий и срыва основного технологического цикла
5.3 Оценка экономических последствий от срыва нормального электроснабжения.
Методика оценки ожидаемого ущерба от нарушениянормального электроснабжения КС
5.4 Методика выявления наиболее предпочтительных технических решений повышения
надежности системы электроснабжения
Расширенный список рекомендуемой литературы:
1. Абрамович Б.Н., Петров С.П., Бабурин C.B. Повышение надежности электроснабжения
компрессорных станций с газотурбинным приводом // Горное оборудование и
электромеханика, 2007. №8. С. 14-17.
2. Абрамович Б.Н., Полищук В.В. Надёжность систем электроснабжения. СПб.: СПбГГИ
(ТУ), 1997. 37 с.
3. Абузова Ф.Ф., Алиев P.A., Новосёлов В.Ф. Техника и технология транспорта и
хранения нефти и газа. М.: Недра, 1992. 320 е.: ил.
4. Ананенков А.Г., Ставкин Г.П., Котельникова Е.И. Техническое регулирование при
эксплуатации объектов газовой промышленности // Газовая промышленность. 2003. №11. - с. 32-39.
5. Барг И.Г., Гайдар JI.E. Техническое состояние и надежность работы воздушных
распределительных сетей 0,38-40 кВ.//журнал "Энергетик". № 8,1999.
6. Баринов A.B. Малая энергетика. Проблемы и перспективы II Сборник статей
Электронный
ресурс.
/
Санкт-Петербургский
государственный
политехнический
университет. Межвузовская научно-техническая конференция, 2003.
7. Бахвалов Н.С. Численные методы. М., Наука, 1975.
8. Беленко A.B., Петров С.П. Дальнее резервирование отказов защит в сетях 0,4 кВ на
предприятиях транспорта газа / Записки Горного института. Т.178., 2008 . С. 120-122.
9. Белоусенко И.В., Голубев C.B., Дильман М.Д. Исследование и технико-экономическая
оценка надёжности электростанции собственных нужд // Газовая промышленность. 2002. №11. - с. 62-64.
10. Белоусенко И.В., Голубев C.B., Дильман М.Д., Попырин JI.C. Обоснование
надежности автономных газотурбинных электростанций // Теплоэнергетика. М., 2004.
11. Белоусенко И.В.,
Голубев
C.B.,
Дильман
М.Д.
Управление
надёжностью
электроснабжения объектов ЕСГ // Газовая промышленность. 2004. - №7. - с. 64-66.
12. Белоусенко И.В., Шварц Г.Р., Великий С.Н., Ершов М.С., Яризов А.Д. Новые
технологии и современное оборудование в электроэнергетике газовой промышленности.
М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. 300 с: ил.
13. Беляев A.B., Шмурьев В.Я., Эдлин М.А. Проблемы параллельной работы ЭСН КС с
энергосистемой // Газовая промышленность.2004.^№7.--С.-70-72. . .
14. Беркович М.А. Автоматика Энергосистем. М., 1991.
15. Будзуляк Б.В. Основные направления повышения надежности и безопасности
газотранспортных систем ОАО «Газпром» // Газовая промышленность. 2005. - № 8. - С.
12-14.
16. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969.
17. Виштибеев A.B., Кадомская К.П., Хныков В.А. Повышение надежности электрических
сетей установкой трансформаторов напряжения типа НАМИ. // Электрические станции.
2002, № 3. -С. 47-51.
18. Вязовцев А.П. Оценка эффективности регулирования режимов электроснабжения
электроприводных компрессорных станций // Газовая промышленность. 2005. - №5. - с.
68-70.
19. Голинкевич Т.А. Прикладная теория надёжности. М.: Высш. шк., 1985.- 168 е., ил.
20. ГОСТ 27.502-83. Надежность в технике. Система сбора и обработки информации.
Планирование
наблюдений
/
Государственный
комитет СССР по
управлению
качествомпродукции и стандартам. М., 1984.
21. ГОСТ 20439-87 Электроагрегаты и передвижные электростанции с двигателями
внутреннего сгорания.
22. ГОСТ 27.002-83. Надежность в технике. Термины и определения. М.: Издательство
стандартов, 1983.
23. ГОСТ 27.301-95. Надёжность в технике. Расчёт надёжности. Основные положения.
24. ГубаревВ.ВВероятностные модели. Справочник. 1Г2-. —
25. Новосиб. электротех. ин-т, Новосибирск, 1992.
26. Гук Ю.Б. Анализ надежности электроэнергетических установок. Л.: Энергоатомиздат,
1989.
27. Гук Ю.Б. Расчёт надёжности схем электроснабжения. 1990.
28. Ефанов В. И., Леонтьев Е.В., Галлиулин З.Т., Стурейко О. П. Реконструкция ГТС в
России и в мире // Юб. Сб. научных трудов ООО «ВНИИГАЗ». Проблемы развития,
реконструкции и эксплуатации газотранспортных систем. М., 2003 г.
29. Жуков Л.А., Стратан И.П. Установившиеся режимы сложных электроэнергетических
систем. М.: Энергоатомиздат, 1986.
30. Земляк Е.М. Автоматизированное моделирование непрерывных и периодических
процессов и систем: Учеб. пособие.— Киев: 1992.
31. Идельчик В.И. Электрические системы и сети. М.: Энергоатомиздат, 1989. 592 е.: ил.
32. Калявин В.П. Основы теории надёжности и диагностики. СПб.: Элмор, 1998.- 172 с.:
ил.33.
Повышение надежности и качества электроснабжения
электротехнических комплексов при грозовых воздействиях и резко
переменных нагрузках
Цель работы:
Разработать рекомендации по повышению надежности электроснабжения и качества
электроэнергии в промышленном районе с электрометаллургическим комплексом.
В работе требуется решить следующие задачи:
1. Разработать рекомендации по повышению грозоупорности питающих воздушных
линий
электропередач
(ВЛЭП)
предприятий
промышленного
района
за
счёт
использования на них оптимальных значений углов тросовой защиты;
2. Модернизировать методику расчёта удельной грозоупорности ЛЭП;
3. Разработать методику определения оптимального угла тросовой защиты для
достижения минимального числа грозовых отключений ЛЭП; усовершенствовать общую
методику выбора компенсаторов реактивной мощности с одновременным снижением
доли фликера до допустимого по ГОСТ значения и выбором места установки.
Методы исследования, используемые в работе:
Математический метод
Актуальность работы:
Развитие промышленности Российской Федерации идет опережающими темпами по
сравнению с объемами производства и выплавки стали. В связи с этим в настоящий
момент во многих регионах страны происходит наращивание темпов производства
выплавки и обработки стали на существующих металлургических предприятиях и
строительство новых. Одним из таких регионов является Республика Татарстан, где
активно развивается промышленное производство, в том числе металлургическое.
Особенностью электроснабжения современного металлургического комплекса с
дуговыми печами заключается в том, что предприятие имеет резкопеременный характер
нагрузки, при котором за несколько минут подключается нагрузка, создающая режим,
близкий к режиму короткого замыкания, а затем через некоторое время так же быстро
отключается. Такие резкие колебания нагрузки, которая к тому же имеет большую
индуктивную составляющую, негативно сказываются на качестве электроэнергии не
только у потребителей, подключённых к шинам подстанции металлургического
комбината, но и захватывают целый промышленный район, включающий центральную
системообразующую подстанцию и связанные с ней распределительные подстанции более
низких классов напряжения. Изменения нагрузки металлургического комплекса вызывает
такие
глубокие
провалы
напряжения
и
мерцания
освещённости,
которые
не
удовлетворяют требованиям ГОСТ по качеству электроэнергии, делая подключение
невозможным без ряда специальных устройств, сглаживающих колебания питающего
напряжения.
Рекомендации по содержанию работы (содержание теоретической и экспериментальной
частей корректируется по указанию научного руководителя или по заданию предприятиязаказчика при выдаче задания на выполнение работы) :
Введение.
1.ПРОБЛЕМЫ НАДЕЖНОСТИ И
КАЧЕСТВА
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ПРИ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
ГРОЗОВЫХ
ВОЗДЕЙСТВИЯХ
И РЕЗКОПЕРЕМЕННЫХ НАГРУЗКАХ.
1.1 Основные требования, предъявляемые к системам электроснабжения промышленных
предприятий.
1.2
Статистические
показатели
надежности
электроснабжения
промышленных
предприятий.
1.3
Влияние качества электроэнергии
на
надежность
систем
электроснабжения
промышленных предприятий.
1.4 Влияние реактивной мощности на качество электроснабжения электроэнергетических
комплексов и её компенсация с помощью статических тиристорных компенсаторов.
1.5
Структурная
схема
электроснабжения
промышленного
района
с
электрометаллургическим комплексом и мероприятия по повышению надежности и
качества электроснабжения.
1.6 Выводы.
2.МЕТОДЫ РАСЧЁТА ГРОЗОУПОРНОСТИ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ
2.1. Характеристики молнии.
2.2. Грозоупорность линий электропередач.
2.2.1. Грозоупорность линий электропередач без тросовой защиты.
2.2.2. Грозоупорность линий электропередач с молниезащитными тросами.
2.3. Изменение вероятности прорыва молнии через тросовую защиту вследствие
уменьшения защитного угла.
2.4. Изменение вероятности прорыва молнии через тросовую защиту вследствие
перемещения гирлянды изоляторов вдоль траверсы.
3 .РАСЧЁТЫ УДЕЛЬНОЙ ГРОЗОУПОРНОСТИ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 35-220 КВ
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УГЛА ТРОСОВОЙ ЗАЩИТЫ.
3.1. Результаты расчётов вероятности поражения фазного провода при изменении высоты
подвески троса.
3.2. Результаты расчётов вероятности поражения фазного провода при изменении
положения гирлянды изоляторов на траверсе.
3.3. Результаты расчётов вероятности обратного перекрытия линейной изоляции.
3.4. Выводы.
4 .ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО РАЙОНА
ЗА
СЧЁТ
ПРИМЕНЕНИЯ
СТАТИЧЕСКИХ
КОМПЕНСАТОРОВ
РЕАКТИВНОЙ
МОЩНОСТИ НА ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ.
4.1. Усовершенствование существующей методики выбора параметров статических
тиристорных компенсаторов реактивной мощности.
4.2. Использование статических тиристорных компенсаторов реактивной мощности на
электрометаллургическом комплексе.
4.2.1. Установка статических тиристорных компенсаторов на шинах сетевой подстанции.
4.2.2. Установка статических тиристорных компенсаторов на шинах подстанции
потребителя.
4.3. Оценка экономической эффективности при вводе в работу статических тиристорных
компенсаторов реактивной мощности.
4.4. Выводы.
Расширенный список рекомендуемой литературы:
1. ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010 «Менеджмент риска. Защита от молнии. Общие принципы»,
Приказ Росстандарта от 30.11.2011 №795-ст -Москва.: Стандартинформ, 2011.
2.
К.П. Кадомская,
A.A.
Рейхердт.
Анализ
токовых
нагрузок
ограничителей
перенапряжений, устанавливаемых на опорах воздушных линий. Электричество, №1,
2000.
3. Правила устройства электроустановок 7-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат,
2003.
4. Руководство по защите электрических сетей 6-1150 кВ от грозовых и внутренних
перенапряжений / Под научной редакцией Н.Н.Тиходеева С-П.: ПЭИПК Минтопэнерго
РФ, 1999.
5. Application of metal oxide surge arresters to overhead lines, Task Force 33.11.03. Electra
№186, October 1999, P. 83-114.6. 3.C. Семенова «Кто охотится за молнией?» М. : Знание,
1994. -143 С.
6. Э.М.Базелян, В.И.Поливанов, В.В.Шатров, А.В.Цапенко Инструкция по устройству
молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87 -М.: ОАО «НТЦ «Промышленная
безопасность», 2006 .
7. Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных
коммуникаций СО 153-34.21.122-2003 М.: ОАО «НТЦ «Промышленная безопасность»,
2006 .
8. Э.М. Базелян, Ю.П. Райзер Физика молнии и молниезащиты. М.: ФИЗМАТ ЛИТ. 2001.320 С.
9. Приказ Минпромэнерго РФ от 22 Февраля 2007 N 49 «О порядке расчета значений
соотношения
потребления
активной
и
реактивной
мощности
для
отдельных
энергопринимающих устройств (групп энергопринимающих устройств) потребителей
электрической энергии».
10. Приказ Минэнерго РФ от 28 декабря 2000 г. N 167 «О признании утратившими силу
Инструкции о порядке расчетов за электрическую и тепловую энергию и дополнений к
ней».
11. ГОСТ 13109-97 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств
электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения
общего назначения». М.: ИПК Издательство стандартов, 1998.
12.
Нормы
технологического
проектирования
электроснабжения
промышленных
предприятий (НТП ЭПП-94) г. Москва, 1994г.
13. Ларионов В.П. Основы молниезащиты. М: Знак, 1999 г.
14. Базуткин В.В., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С. Техника высоких напряжений: Изоляция
и перенапряжения в электрических системах. Под ред. В.П. Ларионова / 3-е изд. М.:
Энергоатомиздат, 1986.
15. Техника высоких напряжений / И.М. Богатенков, Г.М. Иматов, В.Е. Кизеветтер и др.
Под ред. Г.С. Кучинского СПб.: Изд. ПЭИПК, 1998 г.
16. Перенапряжения в электрических системах и защита от них / Базуткин В.В.,
Кадомская К.П., Костенко М.В., Михайлов Ю.А. -СПб.: Энергоатомиздат, СанктПетербург, отделение, 1995 г.
17. Руководящие указания по защите от грозовых и внутренних перенапряжений
электрических систем 6 1150 кВ ЕЭС. -СПб.:НИИПТ, 1993.
18. Рябкова Е.Я. Заземления в установках высокого напряжения. М.: Энергия, 1978.
19. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения. Под ред. И.А.
Баумштейна и С.А. Бажанова / 3-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1989.
20.
Будгедорф
В.В., Якобе А.И.
Заземляющие
устройства
электроустановок.
М.:
Энергоатомиздат, 1987.
21. РАО «ЕЭС России» «Руководство по защите электрических сетей 6-1150 кВ от
грозовых и внутренних перенапряжений», СПб: ПЭИПК, 1999.
22. К.П.Кадомская, Ю.А.Лавров, А.А.Рейхердт. Перенапряжения в электрических сетях
различного назначения и защита от них. Новосибирск: НГТУ, 2004.
23. К.П.Чернов. Молниезащита. Казань: КГЭУ, 2006.
24. Материалы международной НТК «Перенапряжения и надежность эксплуатации
электрооборудования». С-Пб:ПЭИПК, 2004.
25. Афанасьев А.И., Богатенков И.М., Фейзуллаев Н.И. Аппараты для ограничения
перенапряжений в высоковольтных сетях. Учебное пособие, С-Пб.: СПбГТУ, 2000.
26. Кабанов CO., Красавина М.А. Ограничители перенапряжений -важнейший элемент
обеспечения электромагнитной совместимости. Мат. межд. Науч.-техн.конф., 2003 г.
27. Электротехнический справочник. Под ред. профессоров МЭИ. 8-е изд. Том 3. Раздел
44. Перенапряжения в электроэнергетических системах и защита от них. М.: МЭИ, 2004.
28.
М.А.Аронов,
О.А.Аношин,
О.И.Кондратов,
Т.В.Лопухова.
Ограничители
перенапряжений в электроустановках 6-750 кВ.
29. Методическое и справочное пособие. Под ред. М.А. Аронова.- М.: «Знак», 2001.
30.
Методические
указания
по
контролю
состояния
заземляющих
устройств
электроустановок. РД 153-34.0-20.525-00 М.: ОРГРЭС, 2000.
31. РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования» М.: НЦ ЭНАС,
1998.
32. Sen P.K. Understanding Direct Lightning Stroke Shielding of Substations / PSERC Seminar
Golden, Colorado, November 6, 2001. -Colorado School of Mines, 2002.
33. Кузнецов M. Б., Матвеев M. В. Защита МП аппаратуры и ее цепей на ПС и ЭС от
вторичных проявлений молниевых разрядов // Электро. 2007. - № 6.
34. IEC 62305-1:2010, Protection against lightning Part 1: General principles.
35. Кузнецов M. Б., Матвеев M. В. Комплексный подход к решению проблем защиты МП
аппаратуры энергообъектов от вторичных проявлений молниевых разрядов / Сборник
трудов Первой Всероссийской конференции по молниезащите. Новосибирск, 2007.
36. Кузнецов М.Б., Кунгуров Д.А., Матвеев М.В., Тарасов В.Н. Проблемы защиты
входных цепей аппаратуры РЗА от мощных импульсных перенапряжений // Новости
ЭлектроТехники. 2006. -№ 6(42).
37. Базелян Э.М., доклады / Сборник трудов Первой Всероссийской конференции по
молниезащите. Новосибирск, 2007.
38. Акопян A.A. Исследование защитного действия молниеотводов //Труды ВЭИ. 1940. Вып.36. - С. 94-158.
39. IEC 61024-1-1/ Protection of structure against lightning. Part 1. General principles. Section 1
: Guide A. Selection of protection levels for lightning protection systems. 1993.
40. Чубуков M.B., Усачев A.E. Решение проблемы компенсации реактивной мощности на
металлургическом заводе ЗАО «ТатСталь» //Проблемы энергетики, 2011, №1-2, С. 62-69.
41. Базелян Э.М. , Райзер Ю.П. Искровой разряд. М.: МФТИ, 1997. 320 С.
42. Лупейко А.В., Мирошниченко В.П., Сысоев B.C. // 2-е всес. сов. по физике электр.
пробоя газов. Тарту. 1984. С. 259.
43. Байков А.П., Богданов О.В., Гайворонский А.С. и др. // Электричество. 1988. №9. С.
60.
44. Дьяконов М.И., Качоровский И.Ю. // ЖЭТФ. 1988. Т. 94. С. 1850, 1990. Т. 98. С. 897.
45. Швейгерт В.А. // ТВТ. 1990. Т. 28. С. 1056.
46. Базелян Э.М., Райзер Ю.П.//ТВТ. 1997. V.35. С. 181.
47. Райзер Ю.П., Симаков А.Н. // Физика плазмы. 1996. V. 22. Р. 668.
48. Райзер Ю.П., Симаков А.Н. // Физика плазмы. 1998. V. 24. Р. 700.
49. Александров Н.Л., Базелян Э.М., Дятко Н.А., Кочетов И.В. // Физика плазмы. 1998.
Т.24. С. 587.
50. Базелян Э.М., Горюнов А.Ю. // Электричество. 1986. №11. С. 27.
51. Александров Н.Л., Базелян Э.М., Бекжанов Б.И. // Изв. АН СССР: Энергетика и
транспорт. 1984. №2. С. 120.
52. Базелян Э.М., Гончаров В.А., Горюнов А.Ю. // Изв. АН СССР: Энергетика и
транспорт. 1985. №2. С. 154.
53. Колечицкий Е.С. Расчёт электрических полей устройств высокого напряжения.
М.:Энергоатомиздат, 1983. 167 С.
54. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. 2-е изд. - М.: Наука, 1992.
55. Горин Б.Н., Шкилев A.B. //Электричество. 1974. №2. С. 29.
56. Базелян Э.М. // Ж. техн. физики. 1966. Т. 36. Р. 365.
57. Макаров В.Н. // ПМТФ. 1996. Т.37. С.69.
58. Базелян Э.М., Ражанский И.М. Искровой разряд в воздухе. -Наука. Сиб. отд., 1988.
59. Стекольников И.С., Браго E.H., Базелян Э.М. // Докл. АН СССР. 1960. Т.133. С. 550.
60. Базелян Э.М., Браго E.H., Стекольников И.С. // Ж. техн. физики. 1962. Т.32. С. 993.
61. Горин Б.Н., Шкилев A.B. //Электричество. 1976. №6. С. 31.
62. Имянитов И.М. Электризация самолетов в облаках и осадках. -Л.: Гидрометеоиздат,
1970. 210 С.
63. Колечицкий Е.С. // Расчёт электрических полей устройств высокого напряжения. М.:
Энергоатомиздат, 1983. 167 С.
64. Горин Б.Н., Шкилев A.B. // В кН.: Физика молнии и молниезащита. Сб. трудов ЭНИН.
Москва, 1979. С. 9.
65. Юман М. Молния / Пер. с англ.; под ред. Н.В. Красногорской. -М.: Мир, 1972.
66. Кузнецов Н.М. Термодинамические функции и ударные адиабаты воздуха при
высоких температурах. М.: Машиностроение, 1965.
67. Зельдович Я. Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных
гидродинамических явлений. 2 изд. М.: Наука, 1966.
68. Драбкина С.И. // ЖЭТФ. 1951. Т.21 С. 473.
69. Горин Б.Н., Маркин В.И. В сб.: Исследование молнии и высоковольтного газового
разряда. М.: ЭНИН, 1975. 114 С.
70. Разевиг Д.В. // Атмосферные перенапряжения на линиях электропередачи. М.; Л.:
Госэнергоиздат, 1959. 216 С.
71. Рябкова Е.Я. Заземления в установках высокого напряжения. М: Энергия, 1978.
72. Бурмистров М.В. // Электротехн. промышленность. Серия: Аппараты высокого
напряжения, т-ры и соловые конд. Вып. 11 С. 123.
73. Гераскин О.Т. Обобщенные параметры электрических сетей. М.: Энергия, 1977.
74. Электротехнический справочник: В 4 т. Т. 3: Производство, передача и распределение
электрической энергии / Под ред. В.Г. Герасимова и др. 8-е изд., испр. и доп. М.:
Издательство МЭИ, 2002. 964 с.
75. Тамазов А.И. Корона на проводах воздушных линий переменного тока. Спутник+. М.,
2002.
76. Шамонов Р.Г. Разработка методики оценки влияния качества электроэнергии на
потери мощности и энергии в электрических сетях: Дис. канд. техн. наук.
77. Мацнев A.B., Фокин Ю.А. Анализ надежности РУ 6-10/110-500 кВ подстанций и
электростанций // Радиоэлектроника и энергетика, 2009.
78. Фокин Ю.А. Вероятностные методы в расчётах надежности электрических систем. М.:
МЭИ, 1983.
79. Воропай Н.И. Надежность систем электроснабжения. Новосибирск: Наука, 2006.
80. Будовский В.П.,
Шульгинов
Н.Г.
Оперативный
анализ
надежности
схем
распределительных устройств энергосистем // Новое в российской электроэнергетике.
2004. №10.
81. Гук Ю.Б. Теория надежности в электроэнергетике. Л.: Энергоатомиздат, 1990. 208 С.
82. Кавченков В.П. Вероятностные, статистические модели и оценка надежности
энергетических систем. Сафоново, 2002. 150 С.
83. Костенко М.В., Ефимов Б.В., Зархи И.М., Гумерова Н.И. Анализ надежности
грозозащиты подстанций. Л.: Наука, 1981. 126 С.
84. Костенко М.В., Кадомская К.П., Левинштейн М.Л., Ефремов И.А. Перенапряжения и
защита от них в воздушных и кабельных электропередачах высокого напряжения. Л.:
Наука: 1988. 303 С.
85. Кадомская К.П., Лавров Ю.А., Рейхердт A.A. Перенапряжения в электрических сетях
различного назначения и защита от них. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. 368 С.
86. Рябкова Е.Я. Заземления в установках высокого напряжения. М.: Энергия, 1978.
87. Бургсдорф В.В.,
Якобе
А.И.
Заземляющие
устройства
электроустановок.
М.:
Энергоатомиздат, 1987.
88. Физические величины: Справочник / А.П. Бабичев, H.A. Бабушкина, A.M.
Братковский и др.; под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991.
89. Бобров В.П., Гольдштейн В.Г., Халилов Ф.Х. Перенапряжения и защита от них в сетях
110-750 kB. М.: Энергоатомиздат, 2005.
90. Куренный Э.Г., Дмитриева E.H., Петросов В.А., Цыганкова Н.В. Фликер-модель с
расширенным
частотным
диапазоном
колебаний
напряжения.
"Техшчна електродинамжа", частина 2, 2002. С. 17 -22.
91. Ермилов A.A.
Основы
электроснабжения
промышленных
предприятий.
М.:
Энергоатомиздат, 1983. - 208 С.
92. Черкасов В.Н. Защита пожаро- и взрывоопасных зданий и сооружении от молнии и
статического электричества. М.: Стройиздат, 1993.
93. Электрофизические основы техники высоких напряжений. Учеб. для вузов / Под ред.
И.П. Верещагина и В.П. Ларионова М.: Энергоатомиздат, 1993.
94. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий Под общей редакцией
А.А.Федорова и Г.В. Сербиновского Второе издание, переработанное и дополненное
МОСКВА «ЭНЕРГИЯ» 1980.
95. Основы техники безопасности в электроустановках П. А. Долин; Москва "Знак" 2000 г.
96.
Справочник
по
проектированию
электроэнергетических
систем
Под
редакцией Рокотяна С.С. и И.М. Шапиро; Москва Энергоатомиздат 1985 г.
97. Лабораторные работы по технике высоких напряжений Авторы: М.А. Аронов, В.В.
Базуткин и т.д.; Москва Энергоатомиздат 1982 г.
98. Чубуков М.В., Усачёв А.Е. Влияние угла тросовой защиты на грозоупорность
воздушных линий электропередачи //Проблемы энергетики, 2011, №11-12, С. 83-94.
99.
Средства
и
перспективы
управления
реактивной
металлургического
предприятия
/ Корнилов Г.П.,
мощностью
Николаев
A.A.,
крупного
Коваленко
А.Ю., Кузнецов Е.А. // Электротехника.2008. №5. С. 25-32. (рецензируемое издание из
перечня ВАК).
100. Повышение эффективности работы сверхмощной дуговой сталеплавильной печи
/ Корнилов Г.П., Николаев A.A., Храмшин Т.Р., Шеметов А.Н, Якимов И.А. // Изв. вузов.
Электромеханика.2009. №1. С. 55-60. (рецензируемое издание из перечня ВАК).
Режимы работы систем электроснабжения объектов нефтегазовых
месторождений
Цель работы:
Повысить энергетическую эффективность установок механизированной добычи
нефти с погружными насосами и систем электроснабжения нефтепромыслов за счет
совершенствования управления режимами напряжения электрических сетей.
В работе требуется решить следующие задачи:
1. Провести анализ режимов электропотребления наиболее распространенных
установок механизированной добычи нефти - установок с электроцентробежными
погружными насосами (УЭЦН) и типовых систем электроснабжения нефтяных промыслов
в целом.
2. Модифицировать математическую модель электропривода УЭЦН для расчета
режимов энергопотребления и технологических параметров. При решении этой задачи
учесть механическую характеристику погружного насоса при работе на напорную
характеристику скважины, исследовать влияние напряжения на вводах погружного
электродвигателя (ПЭД) на технологические и энергетические параметры УЭЦН.
3. Разработать методику оптимизации законов регулирования напряжения в
промысловых
электроэнергии
электрических
при
сетях,
эффективных
обеспечивающую
технологических
минимизацию
режимах
потерь
производственного
оборудования, и апробировать ее на типовых схемах электроснабжения нефтепромыслов.
Методы исследования, используемые в работе:
Являются электротехнические комплексы и системы нефтегазовых промыслов.
Данные электротехнические комплексы системы обладают рядом особенностей, весьма
существенных для рассматриваемой проблематики
Актуальность работы:
Объекты нефтегазовых промыслов являются крупными потребителями энергии, на
долю которых приходится до 50% общего объема потребления электроэнергии в отрасли.
Особенностью
систем
электроснабжения
нефтегазовых
промыслов
является
рассредоточенность приемников электроэнергии на достаточно больших площадях.
Вместе с большой энергоемкостью потребителей, это определяет особенности схемных
решений
электроснабжения,
наличие
многоуровневой
трансформации
энергии,
значительный уровень потерь электроэнергии в системе электроснабжения.
Рекомендации по содержанию работы (содержание теоретической и экспериментальной
частей корректируется по указанию научного руководителя или по заданию предприятиязаказчика при выдаче задания на выполнение работы) :
Введение.
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И АНАЛИЗ РЕЖИМОВ
РАБОТЫ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕПРОМЫСЛОВ.
1.1. Характеристика нефтепромыслового электрооборудования.
1.2. Анализ систем электроснабжения объектов нефтепромыслов и режимов их работы.
1.3. Постановка задач исследования.
2. КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ ПРИ ДОБЫЧЕ
НЕФТИ УЭЦН.
2.1. Последовательность проведения комплексного анализа режимов электропотребления
нефтяных промыслов.
2.2. Экспериментальное исследование электрических нагрузок на нефтепромысловых
подстанциях.
2.3. Экспериментальное исследование качества электрической энергии.
2.4. Анализ энергетических показателей УЭЦН.
2.5 Выводы й результаты исследования.
I 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ
РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА УЭЦН.
3.1. Методология моделирования и задачи исследования режимов работы электропривода
УЭЦН.
3.2. Механическая характеристика погружного центробежного насоса добычи нефти.
3.3. Математическая модель электропривода УЭЦН.
3.4. Исследование режимов работы электропривода УЭЦН.
3.5. Выбор рациональных режимов работы электропривода УЭЦН
3.6. Выводы и результаты исследований.
4. РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
СЕТЯХ НЕФТЕПРОМЫСЛА.
4.1. Выбор оптимального режима напряжения на шинах 6 кВ ПС
35/6.
4.2. Оптимизация законов регулирования напряжения в центрах питания.
4.3. Выбор рациональных значений напряжения на шинах РУ ПС 35/6 с позиций
обеспечения устойчивости электротехнической системы.
4.4 Выводы и результаты исследований.
Расширенный список рекомендуемой литературы:
1. Ивановский B.H.,
Дарищев
В.И.,
Сабиров
A.A., Каштанов B.C.,
Пекин
С.С.
Скважинные насосные установки для добычи нефти. М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ», 2002.
- 824 с.
2. Меньшов Б.Г., Ершов М.С., Яризов А.Д. Электротехнические установки и комплексы в
нефтегазовой промышленности. М.: Недра, 2000. - 487 с.
3. Бак С.И., Читипаховян С.П. Электрификация блочно-комплектных установок нефтяной
промышленности. -М.: Недра, 1989. 183 с.
4. Дунюшкин И.И. Сбор и подготовка скважинной продукции нефтяных месторождений.
М.: Нефть и газ, 2006. - 320 с.
5. Справочник по проектированию электрических сетей/под ред. Д.Л. Файбисо-вича. 2-е
изд., перераб. И доп. - М.: ЭНАС, 2007. - 352 с.
6. ГОСТ 13109-97
Электрическая
энергия.
Совместимость
технических
средств
электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения
общего назначения. М.: ИПК Издательство Стандартов. -32 с.
7. Управление качеством электроэнергии/ И.И. Карташов, В.Н. Тульский, Р.Г. Шаманов и
др.; под ред. Ю.В. Шарова. М.: М.: Издательский дом МЭИ, 2006. -320 с.
8. Качество энергии в электрических сетях/ Куско А., Томпсон. М.: Додэка-XXI, 2008.-336
с.
9. Железко Ю.С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии:
Руководство для практических расчетов/ Ю.С. Железко. М.: ЭНАС.-456 с.
10. Маркушевич Н.С. Регулирование напряжения и экономия электроэнергии. -М.:
Энергоатомиздат, 1984. 320 с.
11.
Церазов
A.JL, Якименко Н.И.
Исследование
влияния
работу асинхронных двигателей. -М.: Энергоатомиздат, 1986. 150 с.
напряжения
на
12. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей/Под ред.
Л.Г. Мамиконянца, 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984.-240 с.
13. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения предприятий. 5-е
изд. - М.: Энергоатомиздат, 2004. - 146 с.
14.
Оптимизация
режимов
работы
электрооборудования
погружных
электроцентробежных насосов нефтедобычи/ Б.Н. Абрамович, К.А. Ананьев, О.В. Иванов,
Ю.Г. Антонов// Промышленная энергетика. 1983, №6, с.22-25.
15. Энергетические показатели режимов работы электрооборудования УЭЦН и способы
их улучшения/ В.Я. Чаронов, Б.Н. Абрамович, К.А. Ананьев и др.// Нефтяное хозяйство.
1995, №3, с.43-46.
16. Онищенко Г.Б., Юньков М.Г. Электропривод турбомеханизмов. М.: Энергоатомиздат,
1982. - 240 с.
17. Онищенко Г.Б., Рожанковский Ю.В. Определение механических характеристик
центробежных насосов с регулируемым приводом// Электротехникап, 1990, №2, с. 16-19.
18. Меньшов Б.Г., Рахимов В.И. Комплексный анализ режимов электропотребления//
Совершенствование
нормирования
и
регулирования
энергопотребления
в
промышленности. Материалы семинара. -М.: МДНТП, 1987, с. 58-59.
19. Норенков И.П.
Введение
в
автоматизированное
проектирование
технических
устройств и систем. М.: Наука, 1996. -304 с.
20. Шуров В.И. Технология и техника добычей нефти. М.: Недра, 1983. -510с.
21. Филиппов В.Н. Надежность установок погружных центробежных насосов для добычи
нефти. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1983. - 50 с.
22. Ивановский Н.Ф. Определение моментов сопротивления и динамического нагружения
при запуске погружных центробежных насосов// Нефтяное хозяйство, 1965, №11, с. 50-53.
23. Меньшов Б.Г., Егоров A.B., Цветков H.A. Диалоговая система феноменологического
моделирования
в
решении
задач
повышения
надежности
и
эффективности
электроснабжения// Надежность и экономичность электроснабжения нефтехимических
заводов, 1986, с. 42-47.
24. Меньшов Б.Г., Доброжанов В.И., Ершов М.С. Теоретические основы управления
электропотреблением промышленных предприятий. М.: Издательство «Нефть и газ»,
1995. -264 с.
25. Лыкин A.B. Электрические системы и сети. М.: Логос, 2008. - 254 с.
26. Ершов М.С.,
Егоров
A.B.,
Трифонов
A.A.
Некоторые
итоги
исследования
устойчивости промышленных электротехнических систем. Тр. РГУ нефти и газа им.
И.М. Губкина, 2009, №3 (256)
27. Ершов М.С., Егоров A.B., Яценко Д.Е. О влиянии параметров энергосистемы на
устойчивость узлов электрической нагрузки промышленных предприятий. Промышленная
энергетика, 1997, №5.
28. Ершов М.С., Егоров A.B., Одинец A.C. Энергетические показатели устойчивости
асинхронных многомашинных промышленных комплексов. Промышленная энергетика,
1999, №2.
29. Ершов М.С.,
Егоров
A.B.,
Трифонов
A.A.
Устойчивость
промышленных
электротехнических систем. М.: Недра, 2010. - 320 с.
30. Ершов М.С., Егоров A.B., Валов Н.В., Мукани Э.Б. О некоторых закономерностях
областей устойчивости асинхронных электротехнических систем// Промышленная
энергетика, 2010, №7, с. 22-26.
Повышение энергоэффективности асинхронного электропривода
методом многокритериальной оптимизации параметров и режимов
работы
Цель работы:
Повысить эффективность работы асинхронного электропривода как составной части
технологического
оборудования
путем
определения
оптимальной
совокупности
параметров и режимов работы привода и разработка на её основе алгоритма управления,
обеспечивающего улучшение энергетических и динамических показателей.
В работе требуется решить следующие задачи:
1. Разработать проблемно-ориентированную модель оптимизационного расчета
асинхронного электропривода, позволяющую исследовать и оценивать энергетические и
динамические процессы привода;
2.
Выполнить
поиск
оптимальной
совокупности
параметров
асинхронного
электропривода "адаптивным методом исследования пространства параметров" (АМИПП)
по энергетическим и динамическим критериям;
3.
Установить
для
асинхронного
электродвигателя
суммарными потерями и электромагнитным моментом;
взаимную
связь
между
4. Определить значения аппроксимирующего полинома управляющего воздействия
для частотно-регулируемого электропривода.
Методы исследования, используемые в работе:
В работе рекомендуется использовать методы дифференциального и интегрального
исчисления, методы теории электрических цепей, методы автоматического управления,
математическая теория равномерно распределенных ЛПТ - последовательностей, языки
программирования,
методы
моделирования
на ЭВМ с
применением
современных
интегрированных пакетов.
Обоснованность и достоверность результатов работы подтверждаются корректным
использованием математического аппарата, согласованностью теоретических выводов и
данных экспериментальных исследований, использованием современных численных
методов, а также экспериментальной проверкой расчетных результатов.
Актуальность работы:
Электропривод, осуществляющий электромеханическое преобразование энергии,
широко используется во всех областях деятельности для обеспечения нужд производства
и жилищно-коммунального хозяйства, потребляет более 60 % всей вырабатываемой
электроэнергии.
Повышение
энергетической
эффективности
может
быть
достигнуто
при
использовании регулируемых электроприводов для управления технологическими
процессами, что в сочетании с возможностями автоматизации может обеспечить
оптимальное использование электроэнергии и других ресурсов. экономический потенциал
энергосбережения в электроприводе практически исчерпан, т.к. отдельные компоненты
электропривода достаточно совершенны. Вместе с тем остается громадный потенциал,
основанный на совершенствовании проектирования систем в целом и оптимизации их
параметров".
Среди
регулируемых
электроприводов
доминирующее
положение
занимают
частотно-регулируемые асинхронные электроприводы, их массовое применение позволяет
решать не только технологические задачи, но и проблемы энерго - и ресурсосбережения.
Значения
конструктивных,
режимных
параметров
и
законов
управления
устанавливают эксплуатационные, энергетические и динамические характеристики
асинхронного электропривода, которые в свою очередь определяют эффективность
функционирования технологического оборудования.
При разработке автоматизированного электропривода необходимо учитывать такие
требования как уменьшение времени переходного процесса, точность и диапазон
регулирования, энергетические свойства, которые обычно характеризуются необходимой
мощностью,
коэффициентами
полезного
действия
привода,
преобразования
электрической и механической энергии двигателя, coscp и удельным расходом энергии на
единицу полезного продукта.
Таким образом, электрический привод, являясь энергосиловой установкой, должен
обладать высокими динамическими и энергетическими свойствами, определяемыми
критериями, которые имеют часто противоречивый характер.
Так как критерии имеют противоречивый характер и их экстремальные значения не
могут быть реализованы одновременно, то принимаемое решение должно обеспечивать
наилучшее сочетание всех показателей.
Улучшение энергетических показателей можно осуществить также за счет разработки
новых алгоритмов управления, учитывающих оптимальные конструктивные и режимные
параметры электрического привода, полученные в результате оптимизации по нескольким
критериям.
Несмотря на значительное количество работ, посвященных методикам оптимального
проектирования электрических машин и электроприводов, научная проблема создания
электропривода, оптимального по конструкции и режимам работы, остается до конца не
решенной.
Поэтому повышение энергоэффективности асинхронного электропривода методом
многокритериальной
оптимизации
параметров
и
режимов
работы
актуально
и
представляет интерес в настоящее время.
Объектом исследования является регулируемый привод переменного тока, в состав
которого входит асинхронный электродвигатель с ко-роткозамкнутым ротором.
Рекомендации
по
содержанию
работы
(содержание
теоретической
и
экспериментальной частей корректируется по указанию научного руководителя или по
заданию предприятия-заказчика при выдаче задания на выполнение работы):
Введение.
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПОСТАНОВКА
ЗАДАЧИ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ АСИНХРОННОГО
ЭЛЕКТРОПРИВОДА.
1.1 Энергоэффективность работы асинхронного электропривода .
1.2 Состояние работ по оптимизации электропривода.
1.3 Постановка задачи оптимизации параметров асинхронного электропривода.
1.4 Постановка задачи оптимального управления асинхронного электропривода.
1.5 Выводы.
2 РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ОПТИМИЗАЦИОННОГО РАСЧЕТА
АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА.
2.1 Разработка модели асинхронного электропривода как объекта оптимизации.
2.2 Преобразование энергии магнитного поля в асинхронном двигателе.
2.3 Математическая модель асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
2.4 Представление результатов расчетов в относительных единицах.
2.5 Моделирование процессов асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
2.6 Лабораторные исследования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
2.7
Обобщенная
математическая
модель
механической
части
асинхронного
гидравлической
части
асинхронного
электропривода вибрационного грохота.
2.8
Обобщенная
математическая
модель
электропривода центробежного насосного агрегата.
2.9 Выводы.
3 ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА.
3.1 Особенности динамической системы асинхронного электропривода.
3.2 Параметры и параметрические ограничения модели оптимизационного расчета
электропривода.
3.3 Критерии асинхронного электропривода.
3.4 Функциональные и критериальные ограничения.
3.5
Применение
ЛПт-
последовательности
при
разработке
адаптивного
метода
исследования пространства параметров.
3.6 Разработка адаптивного метода исследования пространства параметров.
3.7 Оценка эффективности расчетных вариантов упорядоченной таблицы испытаний
оптимизационного расчета асинхронного электропривода.
3.8 Достоверность принимаемого оптимального варианта.
3.9 Оптимизация параметров асинхронного электропривода.
З.10 Основные закономерности векторных взаимодействий и преобразования энергии в
асинхронном двигателе.
3.11 Оптимизация асинхронного электропривода вибрационного грохота.
3.12 Выводы.
4 ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННОГО
ЭЛЕКТРОПРИВОДА.
4.1 Оптимальное управляющее воздействие асинхронного электропривода.
4.2 Аппроксимирующий полином.
4.3 Формирование управляющего воздействия.
4.4 Определение управляющего воздействия для асинхронного привода.
4.5 Оптимизация режимов работы системы водоснабжения с емкостями.
4.7 Выводы.
Расширенный список рекомендуемой литературы:
1. Абрамов Б.
И.
Энергосбережение
средствами электропривода вкоммунальном
хозяйстве города / Б. И. Абрамов, Г. М. Иванов, Б. С. Лезнов // Электротехника. 2001. №1. - С 59-63.
2. Алферов В.Г., Терехов В.М., Цаценкин В.К. Многокритериальная оптимизация
следящих электроприводов опорно-поворотных
устройств
в
кн.
Автоматизированный электропривод /под общ. ред. Н.Ф.Ильинского, М.Г. Юнькова. М.:
Энергоатомиздат, 1990. - С. 112-118.
3. Антонова Г.М. Сеточные методы равномерного зондирования для исследования и
оптимизации динамических стохастических систем / Г.М. Антонова. М.: ФИЗМАТЛИТ.
2007. - 224 с.
4. Аоки М. Введение в методы оптимизации. Перев. с англ. / М. Аоки. -М.: Наука, 1977.344 с.
5. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс: пер. с англ. / Б. Бан-ди. -М.: Радио и
связь, 1988. 128 с.
6. Башарин А.В. Примеры расчета автоматизированного электропривода на ЭВМ : учеб.
пособие для вузов./ А. В. Башарин, Ю. В. Постников. -3-е изд. Л.: Энергоатомиздат, 1990.
- 512 е.: ил.
7. Башарин А.В. Управление электроприводами / А. В. Башарин, В. А. Новиков, Г. Г.
Соколовский. Л.: Энергоиздат, 1982. - 391 е.: ил.
8. Белов М.П.
Автоматизированный
электропривод
типовых
производственных
механизмов и технологических комплексов: учебник для вузов / М.П. Белов,
В.А. Новиков, Л.Н. Рассудов. 2-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. 576 е.: ил.
9. Ю.Боченков Б.М. Оптимизация электропривода переменного тока по векторному
критерию качества / Б.М. Боченков, Ю.П. Филюшов / Электротехника. 2007. № 8, С.13-17.
10. П.Браславский И.Я. Математические модели для определения энергопотребления
различными типами асинхронных электроприводов и примеры их использования / И.
Я. Браславский, Ю. В. Плотников // Электротехника. -2005.-№9.-С. 14-18.
11. Браславский И.Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод: Учеб. пособие
для студ. высш. учеб. заведений / И.Я. Браславский, З.Ш. Иш-матов, В.Н. Поляков; под
ред. И.Я. Браславского. М.: Издательский центр «Академия», 2004. -256 е.: ил.
12. Браславский И.Я.
Некоторые
результаты
энергетического
обследования
электроприводов промышленных предприятий / И.Я. Браславский, В .В. Куцин,
Е.Г. Казаков // Электротехника. 2004. - № 9. - С. 43-45.
13. Браславский И.Я. Энерго- и ресурсосберегающие технологии на основе регулируемых
асинхронных электроприводов / И.Я. Браславский, З.Ш. Ишматов, Ю.В. Плотников //
Электротехника. 2004. - № 9. - С. 33-39.
14. Брахман Т.Б. Многокритериальность и выбор альтернативы в технике / Т.Б. Брахман.
М.: Радио и связь, 1984, - 288 с.
15. Бродовский В. Н. Приводы с частотно-токовым управлением Под ред. В. Н.
Бродовского. / В.Н. Бродовский, Е.С.Иванов М.: Энергия, 1974.168 с.
16. Булгаков А. А. Частотное управление асинхронными двигателями / А. А. Булгаков. М.:
Наука, 1966. - 295 е.: ил.
17. Важнов А. И. Электрические машины: учебник / А. И. Важнов. Д.: Энергия, 1968.-768
с.
18. Вайсберг JI.A. Проектирование и расчет вибрационных грохотов / JI.A. Вайсберг -М.:
Недра, 1986. 143 с.
19. Войнова Т.
В.
Математическая
трехфазного асинхронного двигателя
с
модель
короткозамкнутым
для
ротором
исследования
как
объекта
регулирования и для прямого процессорного управления / Т. В. Войнова //
Электротехника. 1998. - № 6. - С. 51-61.
20. ГОСТ Р 50369-92. Электроприводы. Термины и определения. — Введ. 1992-21-10. М.:
Госстандарт России: Издательство стандартов, 1993. - 16 с.
21. Дмитриев Б. Ф. К вопросу о построении универсальной математической модели
обобщенной электрической машины в программной среде Mat-Lab-Simulink / Б.Ф.
Дмитриев, А.И. Черевко, Д.А. Гаврилов // Электротехника. 2005. - № 7. - С. 3-8.
22. Дьяконов В. П. MATLAB 6.0/6.1/6.5/6.5+SPl+Simulink 4/5. Обработка сигналов и
изображений / В. П. Дьяконов. М.: СОЛОН-Пресс, 2005. -592 с.
23. Дьяконов В. П. Математические пакеты расширения MATLAB: справочник. / В. П.
Дьяконов, В. Круглов. СПб.: Питер, 2001. - 480 с.
24. Епифанов А. П. Электромеханические преобразователи энергии: учеб. пособие / А. П.
Епифанов СПб: Издательство «Лань», 2004. - 208 с.
25. Закон «Об энергосбережении» от 3 апреля 1996 г. № 28-ФЗ.
26. Зима Е.А.
Метод
энергооптимального
асинхронными электроприводами //Сб.
науч.
тр.
/Новосиб.
управления
гос.
техн.
ун-т.
Новосибирск: НГТУ, 2002. - № 3 (29). - С 3-10.
27. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины: учебник для вузов. в 2-х т. Том 1 /
А.В. Иванов-Смоленский 3-е изд., - М.: Издательский дом МЭИ, 2006. - 652 с.
28. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины: учебник для вузов. в 2-х т., Том 2 /
А.В. Иванов-Смоленский 3-е изд., - М.: Издательский дом МЭИ, 2006. - 532 с.
29. Иванов-Смоленский А.В. Электромагнитные поля и процессы в электрических
машинах и их физическое моделирование / А.В. Иванов-Смоленский М.: Энергия, 1969. 304 с.
30. Ильинский Н.Ф. Основы электропривода: учеб. пособие для вузов, -2-е изд., перераб. и
доп. /Н.Ф. Ильинский М.: Издательство МЭИ, 2003. -224 е.: ил.
31. Ильинский Н.Ф. Электропривод: энерго- и ресурсосбережение : учеб. пособие для
студ. высш. учеб. заведений / Н. Ф. Ильинский, В.В. Москаленко. М.: Издательский центр
«Академия», 2008. — 208 с.
32. Инжиниринг электроприводов и систем автоматизации : Учеб. пособие для студ.
высш. учеб. заведений /М. П. Белов и др.; под ред. В. А. Новикова, Л. М. Чернигова. М.:
Издательский центр «Академия», 2006. — 368 с.
33. Инкин А. И. Электромагнитные поля и параметры электрических машин. Учеб.
пособие / А.И. Инкин Новосибирск: ООО «Издательство ЮКЭА», 2002.-464 с.
34. Ключев В.И. Теория электропривода: учебник / В. И. Ключев. 2-е изд. перераб. и доп.
— М.: Энергоатомиздат, 2001, - 704 с.
35. Ковач К.П. Переходные процессы в машинах переменного тока / К. П. Ковач. И. Рац.
М. - Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 744 с.
36. Козаченко В.Ф. Заказные разработки микропроцессорных контроллеров управления
комплектными
электроприводами
и
преобразователями
энергии
//
Электронные
компоненты. 2005. - № 3 . - С 144-147.
37. Козярук А.Е. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотнорегулируемых электроприводов / А.Е. Козярук, В.В. Рудаков СПб: Санкт-Петербургская
Электротехническая компания, 2004 - 127 с.
38. Колесников А.А.
Проектирование
многокритериальных
систем
управления
промышленными объектами. / А.А. Колесников, А.Г. Гельфгат. — М.: Энергоатомиздат,
1993. 304 с.
39. Копылов И.П. Электромеханические преобразователи энергии / И. П. Копылов. М.:
Энергия. 1973.-400 с.
40. Копылов И.П. Развитие методов и средств макромоделирования электрических машин
/И.П. Копылов, Т.Т. Амбарцумова // Электротехника. — 2007.-№7.-С. 19-24.
41. Костышин B.C. Моделирование режимов работы центробежных насосов на основе
электрогидравлической аналогии /B.C. Костышин. Ивано-Франковск, 2000. 163 с.
42. Кравчик А.Э. Асинхронные двигатели серии 4А: справочник. / А. Э. Кравчик и др.. М.: Энергоиздат, 1982. 146 с.
43. Лезнов Б.С. Энергосбережение и регулируемый привод в насосных и воздуходувных
установках / Б.С. Лезнов. — М.: Энергоатомиздат, 2006. -360 с.
44. Лопухина Е.М. Автоматизированное проектирование электрических машин малой
мощности / Е.М. Лопухина, Г.А. Семенчуков М.: Высшая школа, 2002.-511 с.
45. Лыщинский Г.П., Гуревич В.А., Семиков Ю.И. Выбор силовых параметров
электропривода методом «предпочтительного критерия» в кн. Автоматизированный
электропривод /под общ. ред. Н.Ф.Ильинского, М.Г. Юнькова. -М.: Энергоатомиздат,
1990. С. 158-164.
46. Мещеряков В.Н.
Структурно-топологический
анализ
моделей вентильного индукторного и асинхронного двигателей / В.Н. Мещеряков,
А.А. Петунин // Электротехника. 2004. - № 9. - С. 47-51.
47. Миляшов А.Н. Многокритериальная оптимизация электромехано-тронной системы /
А.Н. Миляшов // Электроэнергетика, электротехнические системы и комплексы: сб.
Томск, 2003. - С. 190-191.
48. Мищенко В.А.
Оптимальный
по
минимуму
потерь
закон
частотного
управления асинхронным двигателем / В. А. Мищенко, Р. Т. Шрейнер, В. А. Шубенко //
Изв. вузов. Электротехника. 1969. - № 8. - С. 115-118.
49. Мищенко В.А. Теория, способы и системы векторного и оптимального векторного
управления электроприводами переменного тока / В. А. Мищенко. М.: Информэлектро,
2002. - 168 с.
50. Мищенко В.А. Фазовый принцип векторного управления динамикой асинхронного
электропривода / В. А. Мищенко // Электротехника. — 2008. -№ 1.-С. 2-9.
51. Многокритериальная оптимизация: Математические аспекты / Б. А. Березовский, Ю.
М. Барышников, В. И. Борзенко, JI. М. Кемпнер. М.: Наука, 1989, - 128 с.
52. Мощинский Ю.А. Определение параметров схемы замещения асинхронной машины
по каталожным данным /Ю.А. Мощинский, В.Я. Беспалов, А.А. Карякин // Электричество.
1998. - №4, - С. 11-18.
53. Ногин В.Д.
Основы
теории
оптимизации:
учеб.
пособ.
/
под
ред.
И.О.
Протодъяконова./ В.Д. Ногин, И.О. Протодьяконов, И.И. Евлампиев -М.: Высш. шк., 1986,
384 с.
54. Ногин В.Д. Принятие решений в многокритериальной среде: количественный подход /
В. Д. Ногин. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 176 с.
55. Олейников В.А. Основы оптимального и экстремального управления / В. А.
Олейников, Н. С. Зотов, А. М. Пришвин. М.: Высш. шк., 1969. -259 с.бЗ.Онищенко Г.Б.
Электропривод турбомеханизмов / Г. Б. Онищенко, М. Г. Юньков. М.: Энергия, 1972. 240 с.
56. Панкратов В.В. Метод многокритериальной оптимизации алгоритмов векторного
управления асинхронными электроприводами / В. В. Панкратов, Е. А. Зима // Изв. вузов.
Электромеханика. 2002. - № 2. - С. 44-49.
57. Петров Ю.П. Оптимальное управление электрическим приводом с учетом ограничений
по нагреву / Ю. П. Петров. Л.: Энергия, 1971. - 144 с.
58. Подиновский В.В. Оптимизация по последовательно применяемым критериям /В. В.
Подиновский, В. М. Гаврилов. М.: Сов. радио, 1975. - 192 с.
59. Подиновский В.В. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач. / В. В.
Подиновский, В.Д. Ногин М.: Наука. 1982. - 256 с.
60. Поляков В.Н. Обобщение задач оптимизации установившихся режимов электрических
двигателей / В. Н. Поляков, Р. Т. Шрейнер // Электротехника. 2005 - № 9. - С. 18-22.
61. Поляков В.Н. Экстремальное управление электрическими двигателями : моногр. / В.Н.
Поляков, Р.Т. Шрейнер; под общей ред. д-ра техн. наук, проф. Р.Т. Шрейнера.
Екатеринбург: Изд-во ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. -420 с.
62. Понтрягин JI.C. Математическая теория оптимальных процессов / JI.C. Понтрягин и
др. -4-е изд. М.: Наука, Главная ред. Физ.-мат. Литературы, 1983.-392 с.
63. Попов А.Н.
Синергетический
синтез
законов
энергосберегающего
управления
электромеханическими системами. / А.Н. Попов. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2003. 67 с.
64. Растригин Л.А. Системы экстремального управления / Л.А. Растри-гин -М.: Наука,
1974. 630 с.
65. Растригин Л.А. Адаптация сложных систем / Л. А. Растригин Рига: Зинатне, 1981.-375
с.
66. Растригин Л.А. Современные принципы управления сложными объектами / Л. А.
Растригин. М.: Сов. радио, 1980. - 232 с.
67. Решмин Б.И. Уточненная модель асинхронного двигателя как объект для построения
системы управления / Б.И. Решмин // Электротехника. -2005. № 7. -С.14-19.
68. Сандлер А.С. Частотное управление асинхронными двигателями / А. С. Сандлер, Р.
С. Сарбатов. М.: Энергия. 1966. - 144 с.
69. Саушев А.В.
Метод
построения
границы
области
работоспособности
электротехнических объектов /А.В. Саушев // Электричество, 1990. - № 4. - С.14-19.
70. Системы автоматизированного управления электроприводами: учеб. пособие / Г. И.
Гульков и др.; под общ. ред. Ю. Н. Петренко. Минск: Новое знание, 2004. - 394 с.
71.
Системы
подчиненного
регулирования
электроприводов
переменного
тока
с вентильными преобразователями / О. В. Слежановский и др.. М.: Энергоатомиздат, 1983.
— 256 с.
72. Соболь И.М. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями :
учебное пособие для вузов / И.М. Соболь, Р. Б. Статников. — 2-е изд., перераб. и доп. М.:
Дрофа, 2006. — 175 е.: ил.
73. Соболь И.М. Постановка некоторых задач оптимального проектирования при помощи
ЭВМ / И.М. Соболь, Р.Б. Статников: — Препринт № 24. -М.: Институт прикладной
математики АН СССР, 1977.
74. Соболь И.М. ЛП-поиск и задачи оптимального конструирования / И.М. Соболь,
Р.Б. Статников // Проблемы случайного поиска. Рига: Зинат-не, 1972. -№ 1.-С. 177-135.
75. Современная прикладная теория управления: Оптимизационный подход в теории
управления / под ред. А.А. Колесникова. 4.1. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. - 400 с.
76. Современная прикладная теория управления: Синергетический подход в теории
управления / под ред. А.А. Колесникова. Ч.И. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. - 559 с.
77. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием:
учебник для студ. высш. учеб. заведений / Г.Г. Соколовский. М.: Издательский центр
«Академия», 2006. - 272 с.
78. Степанов А.И.
Центробежные
и
осевые
насосы
Теория,
конструирование
и
применение: пер. с англ. / А.И. Степанов; под ред. В.И. Поликовско-го М.: Машгиз, 1060,
464 с.
79. Сушкин В.А. Постановка задачи оптимального проектирования системы привода
исполнительного органа стругового агрегата. В кн.: Механизация горных работ на
угольных шахтах. Тула, ТПИ, 1979, с. 93-99.
80. Сушкин В.А.
Эффективное
множество
расчетных
вариантов
оценки
электромеханических систем. / О.А. Кузнецова, В.А. Сушкин. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. 80 с.
81. Терехов В. М. Системы управления электроприводов: учебник / В. М. Терехов, О.
И. Осипов; Под ред. В. М. Терехова. М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 304 с.
82. Уайлд Д. Оптимальное проектирование: пер. с англ. / Д. Уайлд. -М.: Мир, 1981.-272 с.
83. Уайт Д. Электромеханическое преобразование энергии, перев. с англ., / Д. Уайт,
Г. Вудсон. М. - Л.: Энергия, 1964. - 528 с.
84. Усольцев А. А. Векторное управление асинхронными двигателями: учебное пособие /
А. А. Усольцев. СПб: СПбГИТМО (ТУ), 2002. - 43 с.
85. Уткин В. И. Скользящие режимы в задачах оптимизации и управления / В. И. Уткин //
М.: Наука, 1981. - 386 с.
86. Фильц Р.В. Математические основы теории электромеханических преобразований /
Р.В Фильц // Киев: Наукова думка, 1979. - 208 с.
87. Фираго Б. И. Регулируемые электроприводы переменного тока / Б. И. Фираго, JI. Б.
Павлячик. Минск: Техноперспектива, 2006. - 363 с.
88. Флоренцев С.Н. Силовая электроника начала тысячелетия / С.Н. Флоренцев //
Электротехника. 2003. - № 6. - С 3-9.
89. Хеллман О. Введение в теорию оптимального поиска. — Пер. с англ. / под ред.
Н.Н.Моисеева. М.: Наука. 1985. — 248 с.
90. Чиликин М. Г. Общий курс электропривода: учебник / М. Г. Чи-ликин, А. С. Сандлер.
6-е изд., доп. и перераб. - М.: Энергоиздат, 1981. -576 с.
91. Шалтянис В. Исследование эффективности ЛП-поиска на классе многоэкстремальных
задач / В. Шалтянис // В кн. Теория оптимальных решений. Вильнюс, 1976. - вып. 2. - С.
59-65.
92. Шрейнер Р. Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с
полупроводниковыми преобразователями частоты / Р. Т. Шрейнер Екатеринбург:
УрО РАН, 2000. - 654 с.
93. Шрейнер Р. Т. Оптимальное частотное управление асинхронными электроприводами
моногр. / Р. Т. Шрейнер, Ю. А. Дмитриенко. Кишинев: Штиинца, 1982. — 234 с.
94. Шрейнер Р. Т. Электромеханические и тепловые режимы асинхронных двигателей в
системах частотного управления: учеб. пособие / Р.Т. Шрейнер и др.; под ред. проф. д.т.н.
Р.Т. Шрейнера. Екатеринбург: ГОУ ВПО «Рос. Гос. проф.-пед. ун-т», 2008. 361 с.
95. Штойер Р. Многокритериальная оптимизация. Теория, вычисления и приложения: пер.
с англ. / Р. Штойер. М.: Радио и связь, 1992. - 504 с.
96. Энергосберегающая технология электроснабжения народного хозяйства: В 5 кн.:
практ. пособие / Под ред. В.А. Веникова. Кн. 2. Энергосбережение в электроприводе /
Ильинский Н. Ф. и др. М.: Высш. шк., 1989. -127 с.
97. Эпштейн И. И. Автоматизитованный электропривод переменного тока /И. И. Эпштейн.
М.: Энергоиздат, 1982. - 192 с.
98. Юргенсон Т. С. Поиск оптимизационного решения при проектировании электрических
машин / Т. С. Юргенсон // Электротехника. 2004. -№7-С. 31-33.
99. Austin Hughes Electric motors and drives: fundamentals, types,and applications 1993 Pp
339.
100. Blachke F. Das Prinzip der Feldorientierung die Grundlage fur die TRANSVEKTORRegeling von Drehfeldmaschinen Text. / F. Blachke // Sie-mens-Z. 1971. Bd.45. H. 10. S. 757760.
101. Floter W. Die Transvector Regelung fur den feldorientierten Betrieb einer
Asynchronmashine / W. Floter, H. Ripperger // Siemens Z. -1971. - Bd. 45. -№ 10.-S. 761-764.
102. K. Harms, W. Leonhard, Parameter adaptive control of induction motor based on steadystate machine model, I Europ. Conf. on Power Electr. and Ap-plic., Brussel, 1995.
103. N. K. De, P.K. Sen Electric Drivers 2006 p324.
104. Power Converter Circuits. W. Shepherd and L. Zhang. Marcel Dekker, Inc. 270 Madison
Ave. New York, NY 10016. ISBN# 0-8247-5054-3. Phone + 800 228 1160
105. Sakae Yamamura AC motors high-performanse applications: analysis and control 1986-Pp:
215.
106. Sobol' I.M., Myshetskaya E.E. Convergence Estimates for Crude Approximations of a
Pareto Set. Computers&Maths with Applies, 2002. Vol.44. -Pp.877-886.
107. Statnikov R.B., Bordetsky A., Statnikov A. Multicriteria Analysis of Real-Life Engineering
Optimization Problems: Statement and Solution // Nonlinear Analysis. 2005. - № 63. - Pp.e 685e 696.
Системы и алгоритмы энергосберегающего управления частотнорегулируемыми электроприводами штанговых скважинных насосных
установок
Цель работы:
Разработать методы, систем и алгоритмов энерго- и ресурсосберегающего управления
системой «частотно-регулируемый электропривод — станок-качалка — штанговая
скважинная
насосная
установка»,
обеспечивающих
повышение
энергетической
эффективности и ресурса работы оборудования.
В работе требуется решить следующие задачи:
1. Провести сравнительный анализ современных типов электроприводов ШСНУ и
систем их управления.
2.
Разработать
математическую
электропривод
-
станок-качалка
описывающую
кинематические,
-
модель
штанговая
динамические
системы
«частотно-регулируемый
скважинная
и
насосная
электромеханические
установка»,
процессы,
происходящие в элементах системы.
3. Определить законы движения точки подвеса колонны штанг, обеспечивающие
снижение максимальных значений усилий в элементах ШСНУ.
4.
Разработать
и
исследовать
систему
управления
частотно-регулируемым
электроприводом ШСНУ, обеспечивающую требуемый закон движения ТПКШ с целью
снижения максимальных значений усилий в элементах установки, а также поддержание
динамического уровня нефти в скважине, на заданном уровне с целью согласования
производительности насоса с дебитом скважины.
5. Разработать датчик параметров движения ТПКШ и датчик угла наклона балансира
станка-качалки для организации обратной связи в системе управления по положению
ТПКШ.
6. Разработать метод определения динамического уровня нефти в скважине по
ваттметрограмме
для
организации
обратной
связи
в
системе
управления
по
технологическому параметру.
Методы исследования, используемые в работе:
При решении поставленных в работе задач использовались методы математического
моделирования электрических машин, кинематики и динамики механизмов, а также
систем
с
распределенными
параметрами;
методы
электромеханических
и
электрогидравлических аналогий; аналитические и численные методы прикладной
математики. В работе широко использовались методы имитационного компьютерного
моделирования электротехнических и механических систем, а также экспериментальные
исследования в лабораторных и промысловых условиях.
Актуальность работы:
Современное состояние нефтедобывающей промышленности Российской Федерации
характеризуется
тем,
что
большинство
нефтяных
месторождений
находятся
в
завершающей стадии разработки, отличительной особенностью которой являются низкие
темпы добычи нефти и ее высокая себестоимость. Снижение темпов добычи нефти
обуславливает увеличение числа скважин, эксплуатируемых штанговыми скважинными
насосными установками, доля которых на отдельных нефтепромыслах достигает 80%, а в
среднем составляет около 50% от общего числа нефтедобывающих скважин. В структуре
затрат на добычу нефти с использованием ШСНУ амортизационные отчисления
составляют 30%, а расходы на электроэнергию - от 20 до 25%. Поэтому одним из
важнейших
факторов
развития
нефтедобывающей
промышленности
в
условиях
современной рыночной экономики является повышение энергетической эффективности и
ресурса работы оборудования ШСНУ, что в настоящее время является крайне актуальной
проблемой.
Перспективным направлением решения указанной выше проблемы является
совершенствование электротехнической части системы «электропривод — станок-качалка
— штанговая скважинная насосная установка», а также разработка новых методов и
систем
управления
электроприводами ШСНУ,
обеспечивающих
снижение
энергопотребления установки и повышение срока службы оборудования. Этому вопросу
посвящены труды многих ведущих ученых, таких как Ершов М.С., Зюзев A.M., Кулизаде
К.Н., Парфенов А.Н., Плющ Б.М., Фархадзаде Э.М.,Чаронов В.Я., Шаньгин Е.С., Яризов
А.Д. и других.
В
настоящее
время
большинство
ШСНУ
оснащаются
нерегулируемыми
электроприводами на основе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
Кроме того, применяются электроприводы по системе «тиристорный преобразователь
напряжения - односкоростной АД» и по системе «тиристорный преобразователь
напряжения - двухскоростной АД». Однако указанные типы электроприводов обладают
низкими энергетическими показателями и не обеспечивают требуемого диапазона
регулирования производительности насоса в непрерывном режиме работы установки, что
существенно ограничивает возможности оптимизации технологического процесса. Кроме
того, электроприводы на основе тиристорных преобразователей напряжения ограничены в
возможностях обеспечения энерго- и ресурсосбережения ШСНУ.
В этих условиях становится целесообразным применение частотно-регулируемых
электроприводов ШСНУ, которые обладают возможностью плавно регулировать среднюю
и мгновенную скорости вращения вала кривошипа станка-качалки в широком диапазоне
скоростей и, таким образом, обладают наилучшими возможностями по обеспечению
энерго- и ресурсосбережения установки. Однако, несмотря на все преимущества,
частотно-регулируемые электроприводы до настоящего времени не получили широкого
применения в качестве приводов ШСНУ, что объясняется, главным образом, отсутствием
комплексных исследований кинематических, динамических и энергетических процессов,
происходящих в системе «частотно-регулируемый электропривод — станок-качалка штанговая скважинная насосная установка» с целью разработки новых методов, систем и
алгоритмов энерго- и ресурсосберегающего управления ЧРЭП ШСНУ.
Рекомендации
по
содержанию
работы
(содержание
теоретической
и
экспериментальной частей корректируется по указанию научного руководителя или по
заданию предприятия-заказчика при выдаче задания на выполнение работы):
Введение
Глава 1. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ШТАНГОВЫХ
СКВАЖИННЫХ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК
1.1 Обзор существующих способов эксплуатации нефтедобывающих скважин
1.2 Обзор современного состояния электроприводов штанговых скважинных насосных
установок
1.3 Постановка задач для исследований
Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ «ЭЛЕКТРОПРИВОД — СТАНОККАЧАЛКА - ШТАНГОВАЯ СКВАЖИННАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА»
2.1 Структурная схема математической модели системы «электропривод - станок-качалка
- штанговая скважинная насосная установка»
2.2 Математическая модель электропривода станка-качалки
2.3 Математическая модель кинематики станка-качалки
2.3.1 Определение параметров движения кривошипа станка-качалки при заданных законах
движения точки подвеса колонны штанг (решение обратной задачи кинематики)
2.3.1.1 Решение обратной задачи кинематики для угла поворота кривошипа станкакачалки
2.3.1.2 Решение обратной задачи кинематики для скорости вращения кривошипа станкакачалки
2.3.1.3 Решение обратной задачи кинематики для углового ускорения кривошипа станкакачалки
2.3.1.4 Результаты решения обратной задачи кинематики станка-качалки
2.3.2 Определение параметров движения точки подвеса колонны штанг при заданном
законе движения кривошипа станка-качалки (решение прямой задачи кинематики)
2.4 Математическая модель динамики станка-качалки
2.5 Математическая модель системы «колонна штанг - плунжерный насос - столб
жидкости - колонна насосно-компрессорных труб»
2.6 Оценка адекватности разработанных математических и имитационных моделей
системы «электропривод — станок-качалка —штанговая скважинная насосная установка»
Глава 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ТОЧКИ
ПОДВЕСА КОЛОННЫ ШТАНГ
3.1 Классификация усилий, зависящих от параметров движения точки подвеса колонны
штанг
3.2 Закон движения точки подвеса колонны штанг при равенстве сил инерции, сил трения
и сил, возникающих в результате продольных колебаний
3.3 Закон движения точки подвеса колонны штанг, обеспечивающий снижение
максимальных значений сил инерции
3.4 Закон движения точки подвеса колонны штанг, обеспечивающий снижение
максимальных значений сил трения
3.5 Закон движения точки подвеса колонны штанг, обеспечивающий снижение
максимальных значений сил, возникающих в результате продольных колебаний
Глава 4. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ
ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ШТАНГОВОЙ СКВАЖИННОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ
4.1
Структурная
схема
системы
автоматического
управления
частотно-
регулируемым электроприводом штанговой скважинной насосной установки
4.2 Система автоматического регулирования мгновенной скорости вращения
4.3
Экспериментальные
исследования
системы
автоматического
регулирования
мгновенной скорости вращения
4.4 Система автоматического регулирования средней скорости вращения
Глава 5. РАЗРАБОТКА ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ШТАНГОВОЙ
СКВАЖИННОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ
5.1 Датчик параметров движения точки подвеса колонны штанг
5.1.1 Анализ погрешностей акселерометра
5.1.2 Разработка методов определения параметров движения точки подвеса колонны
штанг
5.1.3 Экспериментальные исследования датчика параметров движения
5.2 Датчик угла наклона балансира станка-качалки
5.3 Система определения динамического уровня нефти в скважине по ваттметрограмме на
основе нейронных сетей Заключение
Расширенный список рекомендуемой литературы:
1. Агагусейнов Н.Т.
Система
автоматического
контроля
работы
штанговых
глубиннонасосных установок: автореф. дис. . канд. техн. наук / Н.Т. Агагусейнов. Баку,
1986. - 16 с.
2. Адонин А.Н. Добыча нефти штанговыми насосами / А.Н. Адонин. М.: Недра, 1979. 213 с.
3. Адонин А.Н. Процессы глубиннонасосной нефтедобычи / А.Н. Адонин. М.: Недра,
1964. -264 с.
4. Аливердизаде К.С.
Балансирные
индивидуальные
приводы
глубиннонасосной
установки (станки-качалки) / К.С. Аливердизаде. Баку, Гостопиздат, 1951. — 216 с.
5. Аливердизаде К.С. Приводы штангового глубинного насоса / К.С. Аливердизаде. М.:
Недра, 1973.- 192 с.
6. Аливердизаде К.С.
Решение
некоторых
вопросов
динамики
штанговой
глубиннонасосной установки с применением ЭВМ / К.С. Аливердизаде, A.M. Кенгерли //
Нефтяное хозяйство. — 1968.-№6.-С. 49-52.
7. Алиев Т.М. Автоматический контроль и диагностика скважинных штанговых насосных
установок / Т.М. Алиев, А.А. Тер-Хачатуров. М.: Недра, 1988. - 231 с.
8. Алиев Э.С. Тиристорный электропривод с асинхронным короткозамкнутым двигателем
для станков-качалок глубиннонасосных установок: автореф. дис. . канд. техн. наук / Э.С.
Алиев. -Баку, 1979.-24 с.
9. Астанин В.О. Мехатронный привод штангового насоса для автоматизированной добычи
нефти / В.О. Астанин, А.П. Усачев, В.В. Хомяков // Нефтяное хозяйство. 2004. - №4.
10. Атакишиев Т.С. Электроэнергетика нефтяных и газовых промыслов / Т.С. Атакишиев
и др.. -М.: Недра, 1988.-221 с.
11. Афанасьев Н.В. Совершенствование привода штанговых насосных установок для
добычи высоковязкой нефти: автореф. дис. канд. техн. наук / Н.В. Афанасьев. Уфа, 2002. 22 с.
12. Башарин А.В. Управление электроприводами / А.В. Башарин, В.А. Новиков, Г.Г.
Соколовский. JL: Энергоиздат, 1982. - 392 с.
13. Блантер С.Г. Электрооборудование нефтяной и газовой промышленности / С.Г.
Блантер, И.И. Суд. М.: Недра, 1980. - 478 с.
14. Браславский И.Я.
Энергосберегающий
асинхронный
электропривод
/
И.Я.
Браславский, З.Ш. Ишматов, В.Н. Поляков. М.: Издательский центр «Академия», 2004. 256 с.16
Вопросы повышения эксплуатационной надежности электрических
сетей нефтяных месторождений Западной Сибири
Цель работы:
Сократить
длительность
аварийных
отключений
в
электрических
сетях
и
минимализировать простой объектов добычи нефти на основе оптимизации подходов к
проведению ремонта, диагностирования и упорядочивания отключений в электрических
сетях при возникновении дефицита мощности.
В работе требуется решить следующие задачи:
1. Провести анализ влияния различных стратегий ТО и ремонта и их комбинации на
эксплуатационную надежность электрической сети с учетом' схемных решений, объема
восстановления работоспособности и изменения характеристик надежности при переходе
на ту или иную стратегию ремонта.
2. Предложить методику определения поправочных коэффициентов к периодичности
капитальных
и
текущих
ремонтов
в
зависимости
от
времени
эксплуатации
аварийных
ограничений!
электросетевого оборудования.
3.
Предложить
электропотребления
методику
распределения
нефтепромысловых
объемов
потребителей
возникновении дефицита мощности в энергосистеме.
Западной
Сибири
при
4. Разработать нечеткую модель технического» состояния УЭЦН и подход к выбору
напряжения на выходе трансформатора, питающего погружные электронасосы добычи
нефти на основе теории нечетких множеств.
5. Разработать нормативное положение о системе технических обслуживаний и
ремонта электроустановок.
Методы исследования, используемые в работе:
Аналитические и экспериментальные методы: математического моделирования,
основанные на теории вероятностей и- математической» статистике; теории нечетких
множеств; теории надежности; теории восстановления; математического моделирования
процессов проведения технических обслуживаний и ремонтов; экспериментальных
исследований функционирования электрооборудования и системы электроснабжения на
основе многолетних наблюдений за оборудованием в процессе эксплуатации.
Актуальность работы:
Важным направлением эффективного, функционирования нефтегазодобывающих
предприятий
(НГДП)
нефтепромысловых
является
электрических
повышение
сетей
и
эксплуатационной
одного
из
надежности
важных
элементов
электротехнического комплекса - установок погружных центробежных насосов (УЭЦН).
Электротехнический
комплекс
добычи
нефти
состоит
из
нефтепромысловых
электрических сетей и потребителей электроэнергии нефтяных месторождений.
К вопросам повышения эксплуатационной надежности относятся, совершенствование
системы технического обслуживания (ТО) и ремонта нефтепромысловых электрических
сетей, минимизация ущерба при возникновении дефицита мощности в электрических
сетях- и оценка технического со стояния (ТС) погружного электрического двигателя
(ПЭД) и других элементов УЭЦН.
К числу основных положений системы ТО и ремонта относятся, стратегии ремонта
электрических сетей, под которыми понимается общее планирование осмотров,
диагностирования и ремонта. При этом исследование влияния различных стратегий
ремонтами их комбинаций на надежность электрической сети недостаточна.
Рациональное
распределение
заданных
объемов
аварийных
ограничений
электропотребления в нефтепромысловых электрических сетях позволит исключить
неупорядоченное отключение потребителей и минимизировать ущерб при возникновении
дефицита1 мощности в энергосистеме.
Повышение надежности электротехнического комплекса добычи нефти требует
оценки технического состояния ПЭД и других элементов УЭЦН. Оценка ТС невозможна
без определения технических параметров рабочих органов, косвенных параметров,
характеризующих
вибрационное
состоят;
установки
и
геолого-технологических
параметров нефтяной скважины. При этом привлечение экспертной информации делает
невозможным применение традиционных математических методов, поэтому актуально
использование
специфического
подхода
для
оценки
ТС
погружной
установки,
основанного на теории нечетких множеств.
Исследованию оптимизации технического обслуживания и теории диагностирования
оборудования
посвящены
работы
В.Д. Авилова,
И.А.
Биргера,
Н.Г.
Бруевича,
Ю.К. Беляева, Б.В. Васильева, Г.А. Голинкевича, Г.В. 1 Дружинина, В.А. Каштанова, Л.П.
Леонтьева, Ю.З. Ковалева, Перотте, Г.С.
Рахутина, Г.И. Разгильдеева, А.Л. Райкина, A.C. Сердакова, C.B. Степанова, А.И.
Селиванова, H.A. Северцева, А.Д. Соловьева, И.А. Ушакова, A.M. Ши-1 рокова,
H.A. Шишонка, Я.Б. Шора, Р.Я. Федосенко, В.И. Щуцкого и др.
Исследованию оптимизации технического обслуживания, ремонта и диагностики
электрических сетей и электрооборудования нефтяных и газовых месторождений
посвящены работы В.З. Ковалева, Б.Г. Меньшова, М.С. ' Ершова, В.В. Сушкова, В.П.
Фролова и др. представителей научных школ
Рекомендации
по
содержанию
работы
(содержание
теоретической
и
экспериментальной частей корректируется по указанию научного руководителя или по
заданию предприятия-заказчика при выдаче задания на выполнение работы):
ВВЕДЕНИЕ.
1. ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ И ОБЗОР
СУЩЕСТВУЮЩИХ
МЕТОДОВ
ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
И
ОПТИМИЗАЦИИ
ТЕХНИЧЕСКИХ ОБСЛУЖИВАНИИ'
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ.
1.1. Характеристика электросетевого оборудования на примере (выбрать организацию)
1.1.1. Удельное количество отказов в электроустановках.
1.1.2. Электротехнический комплекс добычи нефти.
1.2. Общая характеристика проблемы диагностирования и оптимизации технических
обслуживаний нефтепромыслового оборудования в нефтяной промышленности.
1.3. Методы технической диагностики оборудования.
2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБСЛУЖИВАНИЙ И
РЕМОНТА НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ.
2.1. Оптимизация технических обслуживаний и ремонтов.
2.2. Анализ влияния различных стратегий ремонта на эксплуатационную надежность
электрических сетей нефтяных месторождений Западной Сибири.
2.3. Методика определения поправочных коэффициентов к периодичности ремонта в
зависимости от времени эксплуатации электрооборудования.
3.
РАЗРАБОТКА
МЕТОДИКИ
ОГРАНИЧЕНИЙ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ОБЪЕМОВ
ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ
ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
ПРИ
АВАРИЙНЫХ
НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ
ВОЗНИКНОВЕНИИ
ДЕФИЦИТА
МОЩНОСТИ В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ.
3.1. Постановка задачи.
3.2. Определение объёма аварийных ограничений предприятий и цехов нефтедобычи.
3.3. Стратегии выбора отключаемого оборудования при вводе аварийных ограничений в
зависимости от времени года.
3.4.
Разработка
методики
электропотребления
распределения
нефтепромысловых
объемов
аварийных
потребителей
ограничений
Западной Сибири при
возникновении дефицита мощности в энергосистеме.
3.5. Разработка модели оценки риска останова системы нефтедобычи с учетом
технологического резервирования.
3.5.1. Условия функционирования технологических структур добычи нефти.
3.5.2. Исходные данные.
3.5.3. Допущения и ограничения.
3.5.4. Критерии останова системы нефтедобычи.
3.6. Анализ условий возникновения аварийного останова объектов нефтедобычи.
3.6.1. Варианты функционирования однофазной системы добычи нефти.
3.6.2. Варианты функционирования многофазной системы добычи нефти.
3.7. Построение графа состояний однофазной системы нефтедобычи.
3 .7.1. Построение графа состояний однофазной системы для зимнего времени года.
3 .7.2. Выбор способа задания марковского процесса.
3.7.3. Построение графа состояний однофазной системы для зимнего времени года.;.
3.7.4. Определение риска отказов функционирования системы: нефтедобычи для
однофазной системы в летнее время.
3.8. Результаты анализа риска отказа системы нефтедобычи с технологическим
резервированием.
3.8.1. Расчет риска останова- для летнего времени.
3;8;2. Расчет риска останова для зимнего времени.
4. ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ПОГРУЖНЫХ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ НА
ОСНОВЕ НЕЧЕТКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.
4.1. Анализ надежности ПЭД и других элементов УЭЦН
4.2. Разработка принципа оценки состояния УЭЦН.
4:2.1. Критерии оценки технического состояния УЭЦН по токовому сигналу.
4.3. Разработка модели технического состояния УЭЦН на основе теории нечетких
множеств;.
4:3:1. Формализация знаний.
4.3.2. Определение количественной оценки нечеткости экспертной информации.
4.3.3. Нечеткая модель вибрационного состояния УЭЦН.
4.3.4. Построение нечетких множеств лингвистических переменных для параметров
технического состояния УЭЦН для экспертной, системы.
4:4. Разработка подхода к выбору напряжения трансформатора; питающего погружной
электродвигатель на основе теории. нечетких- множеств.
Расширенный список рекомендуемой литературы:
1.
Автономная ИИС контроля
технического
состояния
колонны НКТ в
процессе
эксплуатации / И.П. Гидзяк, В.В. Дженджеруха, Л.М. Замиховский и др. // Методы и
средства
виброакустической
диагностики:
Сб.
науч.ст.
Kh.IL.Ивано-Франковск:
Облполиграфиздат, 1990.
2. Алексеев Б.А., Несвижский Е.И. Система контроля и диагностики состояния
трансформаторов. — Электрические станции, 1990, №3.
3. Алтунин А.Е., Семухин М.В., Ядрышникова O.A. Оптимизация инвестиционных планов
проведения
геолого-разведочных
работ
на
основе
нечеткого
математического
программирования // Нефтяное хозяйство. 2009. №Ю.С.30-32.
4. Базовский И. Надежность: теория и практика: Пер. с англ. под ред. Б.Р. Левина. —М.:
Мир, 1965.
5. Байхельт Ф., Франкен П. Надежность и техническое обслуживание: Пер. с немец, под
ред. И.А. Ушакова. —М: Радио и связь, 1988.
6. Бак С.И.
Рациональная
организация
профилактического
ремонта
электродвигателей // Машины и нефтяное оборудование. 1968. № 9. С. 7-8.
промысловых
7. Барзилович ЕЛО; Определение оптимальных сроков профилактических работ на
автоматических системах // Известия АН СССР. Техническая кибернетика. 1964. № 3. С.
20-32.
8.
Барзилович
Ю., Каштанов В.А.
Некоторые
математические
вопросы
теории
обслуживания сложных систем (Библиотека инженера по надежности). — М.: Сов. Радио,
1971.
9. Барлоу Р., Прошан Ф. Математическая теория надежности: Пер. с англ. под ред. Б.В.
Гнеденко. — М.": Сов. Радио, 1969.
10. Ю.Барлоу Р., Прошан Ф. Статистическая теория, надежности и испытания на
безотказность: Пер. с англ. под ред. И. А. Ушакова. — М.: Наука, 1984. .
11. Барлоу Р., Хантер Л. Оптимальный порядок проведения профилактических работ //
Оптимальные задачи надежности / Под ред. И.А. Ушакова. М., 1968. 228 с.
12. Беккер П., Йенсен Ф. Проектирование надежных электронных схем: Пер. с англ. под
ред. И.А. Ушакова. — М.:Сов. Радио, 1978.
13. Бердичевский Б.Е.
Оценка
надежности
аппаратуры
автоматики.
—
М.:
Машиностроение, 1966.
14. Борисов В.В., Круглов В.В*., Федулов A.C. Нечеткие модели и сети. -М.: Горячая
линия Телеком, 2007. - 284 е.: ил.
15. Борисова JI.B. Особенности формализации знаний при логико-лингвистическом
описании сложных технических систем. / Л.В.Борисова, В.П. Димитров. Ростов н/Д:
PFACXM, 2006. - 234 с.
16. Бочарников В.Ф.,
Пахаруков,
Ю.В*.
Вибрации
и
разрушения
в
погружных
центробежных электронасосах для добычи нефти. -Тюмень: ТюмГНГУ, 2005. 141 с.
17. Гадасин В.А, Ушаков И.А. Надежность сложных информационно-управляющих
систем (Библиотека инженера по надежности). — М.: Сов. Радио, 1975.
18. Гальперин A.C., Фридрих П.С. Выбор оптимального варианта правил постановки
двигателя в капитальный ремонт // Механизация* и электрификация сельского хозяйства.
1984. № 1. С. 3-6 (57).
19. Гашимов М.А.,
Рамазанов
Н.К.
Диагностическое
исследование
электрических
неисправностей электроэнергетических машин для задач экспесс оценки технического
состояния в процессе их работы//Электротехника. 2006. №3. С. 14-22.
20. Герцбах И.Б. Модели профилактики. — М.: Сов. Радио, 1968.
21. Герцбах И.Б.,
Кордонский
Х.Б.
надежности). —М.: Сов. Радио, 1966.
Модели
отказов
(Библиотека
инженера
по
22. Гирфанов A.A. Гольдштейн В.Г. Оценка эксплуатационного ресурса погружных
электродвигателей предприятий нефтедобычи// Электрика. 2006. №3. С. 32-38
23. Гладких Т.Д., Сушков В.В. Методика распределения объемов ввода аварийных
ограничений электропотребления нефтепромысловых потребителей Западной Сибири при
возникновении дефицита мощности в энергосистеме// Промышленная энергетика, 2010,
№ 10. С.23-26.
24. Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д. Математические методы в теории
надежности. —М.: Наука, 1965.
25. Горицкий В.М., Дубов A.A., Демин Е.А. Исследование структурной повреждаемости
стальных образцов с использованием метода магнитной памяти металла // Контроль.
Диагностика. 2000. № 7. С. 1315.
26. Горский Jl.К. Статистические методы исследования надежности. — М.: Наука, 1970.
27. Гришин В.Г., Суд И.И. Количественная оценка межремонтного периода для
синхронных двигателей главных приводов буровых установок//Машины,и нефтяное
оборудование. 1974. № 6. С. 5-6.
28. Гук Ю.Б. Теория надежности в электроэнергетике: Учеб. пособие для вузов. Л.:
Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. - С. 87-169.
29. Дедков В.К., Северцев H.A. Основные вопросы эксплуатации сложных систем. М.:
Высшая школа, 1976. 406 с.
30. Джозеф Джарратано, Гари Райли «Экспертные системы: принципы разработки и
программирование»: Пер. с англ. — М. : Издательский дом «Вильяме», 2006. — 1152 стр.
с ил.
31. Диагностирование и настройка коммутации двигателей постоянного тока главных
приводов прокатных станов / В.Д. Авилов, E.H. Савельев, Р.В. Сергеев и др. //
Промышленная энергетика. 2003. № 10. С. 15-19.
32.
Диагностирование
установок
погружных
центробежных
электронасосов
на
специализированных стендах ремонтных предприятий / H.H. Матаев, С.Г. Кулаков, С.А.
Никончук, В.В. Сушков // Промышленная энергетика. 2002. № 8. С. 21-23.
33. Диагностирование электропогружных установок добычи нефти без вмешательств в
режим их эксплуатации / H.H. Матаев, С.Г. Кулаков, С.А. Никончук, В.В. Сушков, O.A.
Чукчеев// Нефтяное хозяйство. 2004. №2. С. 45-46.
34. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных систем. 3-е изд., перераб. и доп. М.:
Энергия, 1977. 536 с.
35. Дружинин Г.В. Надежность устройств автоматики. — М.: Энергия, 1964.
36. Дубов A.A. Исследование свойств металла с использованием метода магнитной
памяти // Металловедение и термическая обработка. 1997. С. 4-6.
37. Дубровин В.М., Дубровин .C.B. Об одном методе выбора времени диагностики
технического состояния оборудования // Надежность и контроль качества. 1998. № 3. С.
12-18 .
38. Дунайцев С.Г.,
Кустов
С.С.,
Федосенко
Р.Я.
О
капитальных
ремонтах
трансформаторов 35 кВ // Электрические станции. 1978. № 6. С. 23-25.
39. Ершов М.С.,
Карпинец
Б.И.
Модели
эффективности
непрерывного
контроля
изоляции обмоток силовых трансформаторов // Изв. вузов. Энергетика. 1990. № 1. С. 5255.
40. Ершов М.С., Скреплев И.В. Модели планирования ремонтов и замен промышленного
оборудования Промышленная энергетика, 2005, №11.
41. Заде Л.А. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию
приближенных решений. М.: Мир, 1976.
42. Ковалев В.З. и др. Идентификация параметров и характеристик математических
моделей электротехнических устройств: Монография/В.3. Ковалев, А.Г. Щербаков, А.Ю.
Ковалев. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. 108 с.
43. Ковалев Ю.З. и др. Моделирование электротехнических комплексов и систем с
позиций системного анализа: Препринт /Ю.З. Ковалев, А.Ю. Ковалев, H.A. Ковалева, А.Г.
Щербаков. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006. -40 с.
44. Ковалев Ю.З., Сушков В.В. Обобщенная стратегия технических обслуживаний и
ремонтов электрооборудования и электрических сетей нефтяных месторождений
Западной Сибири // Промышленная энергетика. 2000. № 9. С. 21-24.
45. Ковалев Ю.З.,
Федоров
В.К.
Детерминированные
и
стохастические
модели
динамических систем: Науч. издание. Омск: Изд-во ОмГТУ, 1995.-216 с.51 .Козлов Б.А.
Резервирование с восстановлением (Библиотека инженера по надежности). —М.: Сов.
Радио, 1969.
46. Козлов Б.А.,
Ушаков
И.А.
Справочник
по
расчету
надежности
аппаратуры
радиоэлектроники и автоматики. — М.:Сов. Радио, 1975.
47. Коненков Ю.К., Ушаков И.А. Вопросы надежности радиоэлектронной аппаратуры при
механических нагрузках (Библиотека инженера по надежности). — М.: Сов. Радио, 1975.
48. Костырко Я.В., Романюк Ю.Ф., Ожотан В.А. К вопросу определения периодичности
предупредительных ремонтов двигателей электробуров // Промышленная энергетика.
1986. № 7. С. 22-24.
49. Креденцер Б.П. Оценка надежности систем с временным резервированием. /Под ред.
И.А. Ушакова. — Киев: Нау-кова думка, 1978.
50. Леоненков A.B. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH. СПб.: БХВПетербург, 2005. - 736 е.: Ил.
51. Ллойд Д., Липов М. Надежность: организация исследования, методы, математический
аппарат: Пер. с англ. под ред. Н.П. Бусленко. -— М.: Сов. Радио, 1964.
52. Маликов И.М., Половко А.М., Романов H.A., Чукреев П.А. Основы теории и расчета
надежности. — Л.: «Судпром-гиз», 1960.
53. Матаев H.H., Сушков В.В., Чукчеев O.A. Диагностирование электропогружных
установок добычи в процессе их эксплуатации на нефтяных месторожденинях Западной
Сибири // Промышленная энергетика. 2004. № 4. С. 25-27.
54. Мелихов А.Н., Берштейн JI.C. Коровин С.Я. Ситуационные советующие системы с
нечеткой логикой. -М.:Наука, 1990.
55. Месенжник Я.З., Прут Л.Я., Пироговский P.A. Восстановление электроцентробежных
насосов // Электротехника. 2000. № 5. С. 57-60.
56.
Методика
оборудования
диагностирования
по
центробежного
спектральным
нефтепромыслового
параметрам
вибрации:
наземного
2-е
изд.
Тюмень: ОАО СибНИИЭНГ, 1998. 180 с.
57. Методические указания по расчету и нормированию надежности электроснабжения
нефтяных промыслов//Руководящий документ РД 39-0147323-801-89-Р/Ю.Б. Новоселов,
В.П.Фрайштетер, В.В.Сушков и др. Тюмень, 1989г. -89с
58. Михеев М.Н.,
Горкунов
Э.С.
Магнитные
методы
структурного
анализа
и
неразрушающего контроля, М.: Наука, 1993. 123 с.
59. Мусин А.Х. Управление риском возникновения аварий в системах электроснабжения
6-10 кВ.городов. Промышленная энергетика, 1998, №11.
60. Неклепаев Б.Н., Востросаблин A.A. О риске в электроэнергетике// Промышленная
энергетика. 1999, №12.
61. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений/ А.Н. Борисов, A.B.
Алексеев, Г.В. Меркурьев и др. М.: Радио и связь, 1989. -394 с.
62. Павлов И.В. Статистические методы оценки надежности сложных систем по
результатам испытаний (Библиотека инженера по надежности) / Под ред. И.А. Ушакова.
— М.: Радио и связь, 1982.
63. Пантелеев В.И. Многоуровневые задачи управления электрическим хозяйством
предприятий// Электрика. 2006, №12.
64. Паулаускас М.А.,
оптимального
Рашкиннис
распределения
А.В.,
Станёнис
дефицитных
К.Л.,
ресурсов
Шаркшнис
при
Г.А.
дискретном
Задача
характере
потребления // Труды Академии наук Литовской ССР, серия Б, т. 5(90) (1975) с.145-151
65. Пашковский Г.С.
Задачи
оптимального
обнаружения
и
поиска
отказов
в РЭА (Библиотека инженера по надежности) / Под ред. И.А. Ушакова. — М.: Радио и
связь, 1981.
66. Перроте А.И., Карташов Г.Д., Цветаев К.Н. Основы ускоренных испытаний
радиоэлементов на надежность. — М.:Сов. Радио, 1968.
67. Половко A.M. Основы теории надежности. — М.: Наука, 1964.
68. Половко A.M., Гуров C.B. Основы, теории надежности. 2-е изд., перераб. и доп. -СПб.:
БХВ-Петербург, 2006. - 704 е.: ил.
69. Положение о системе технического обслуживания и ремонта электроустановок
магистральных нефтепроводов: РД 153-39ТН-009-96; В 2 ч. Уфа: Изд-во, 1997. 325 с.
70. Прикладные нечеткие системы /К. Асаи, Д. Ватада, С. Сугэно; пер с япон. М.: Мир,
1993. - 368 с.
71. Разгильдеев Г.И., Захарова А.Г. Математическая модель замены электрооборудования
с учетом неравноценности отказов // Изв. вузов СССР. Энергетика. 1981. № 9. С. 28-31.
72. Райкин А.Л. Вероятностные модели функционирования резервированных устройств.
— М.: Наука, 1971.
73. Райкин А.Л. Элементы теории надежности технических систем. / Под ред. И.А.
Ушакова. — М: Сов. Радио, 1978.
74. Райншке К., Ушаков И.А. Оценка надежности систем с использованием графов. — М.:
Радио и связь, 1983.
75. Рандал Р.Б. Частотный анализ. Брюльи Къер, Дания, 1989.
76. Рахутин Г.С. Вероятностные методы расчета надежности профилактики и резерва
горных машин. М.: Недра, 1970. 45 с.
77. Рубальский Г.Б. Управление запасами при случайном " спросе (Библиотека инженера
по надежности) / Под ред. И.А. Ушакова. — М.: Сов. Радио, 1977.
78. Рудь Ю.С. Оптимизация технического обслуживания технологического оборудования
горно-обогатительных комбинатов // Изв. вузов. Горный журнал. 1980. № 12. С.47-51.
79. Руководящий документ. Положение о системе технического обслуживания и ремонта
электроустановок магистральных нефтепроводов: РД 153- 39 ТН-009-96. Уфа: ИПТЭР,
1997. -414 с.
80. Рутковская Д., Пилиньский М., Рутковский JI. Нейронные сети, генетические
алгоритмы и нечеткие системы: Пер. с польск. И.Д. Рудинского. М.: Горячая линия Телеком, 2008. - 452с.: ил.
81. Рутковский A.JL, Арунянц Г.Г., Чурсалова С.С., Диденко A.A. Использование
марковских
цепей
при
исследовании
надежности
систем
энергообеспечения//
Электромеханика. 2005, № 1.
82. Рябинин И.А. Основы теории и расчета надежности судовых электроэнергетических
систем.—М.*: Судостроение, 1967.
83. Сазыкин В. Г. Экспертная система для нового поколения АСУ // Промышленная
энергетика. 1995. - № 11. - С. 22-28.
84. Сандлер Д. Техника надежности систем: Пер. с англ. под ред. A.JI. Райкина. —М.:
Наука, 1966.
85. Синягин H.H., Афанасьев H.A., Новиков С.А. Система планово-предупредительного
ремонта энергооборудования промышленных предприятий. М.: Энергия, 1975. 376 с.
86. Система технического обслуживания, и ремонта оборудования компрессорных
станций на базе технической диагностики: РД 39 Р-0148463-0030-95 (второе издание).
Тюмень: АО «Техника и технология добычи нефти и газа», 1995. 52'с.
87. Ситидзе Ю. Сато X. Ферриты. М.: Мир, 1964. 170 с.
88. Скляревич А.Н.,
Розенблат
восстанавливаемой
системы-
Л.Я.
с
Оптимальная
возможными
периодичность
нарушениями
//
обслуживания
Автоматика
и
вычислительная техника. 1977. № 4. С. 31-34.
89. Соколов В.В.
Актуальные
задачи
развития
методов
и
средств
диагностики
трансформаторного оборудования под напряжением // Изв. АН. Энергетика. 1997. № 1. С.
42-44.
90. Справочник по вероятностным расчетам М.: Воениздат, 1970. 382 с.
91. Статистические методы* обработки эмпирических данных. М.: Изд-во стандартов,
1978. 232 с.
92. Сушков В.В.
О
стратегиях
технического
обслуживания
нефтепромыслового
электрооборудования, эксплуатируемого в Западной Сибири. // Машины и нефтяное
оборудование. М.: ВНИИОЭНГ, 1980. № 8. С. 6-9.
93. Сушков В.В. Определение экономически оптимального уровня отключаемой нагрузки
в часы максимума для потребителей-электроэнергии нефтяных месторождений Западной
Сибири// Промышленная энергетика-1998г. № 1-С. 13-14.
94. Сушков В.В., Басырова Т.Д. Методика оценки влияния стратегии ремонта на
надежность
электрической
сети
нефтяных
месторождений
Западной
Сибири//Промышленная энергетика, 2008, №7. G.22-25.
95. Сушков В.В., Басырова Т.Д., Емелина Н.М. Методика расчета поправочных
коэффициентов к периодичности ремонтов электросетевого оборудования нефтяных
месторождений Западной Сибири// Промышленная энергетика, 2008, №9. С.28-30.
96. Сушков В.В., Иванова Л.Б. Росляков В.П. Оценка надежности схем электроснабжения
нефтяных
промыслов.
В
кн.:"Проблемы
Развития
Западно-Сибирского
топливо-
энегетического комплекса -Тюмень:, Вып. 64, 1984.
97. Сушков В.В., Матаев H.H., Кулаков С.Г., Емелина Н.М., Басырова Т.Д. Надежность,
техническое
обслуживание,
ремонт
и
диагностирование
нефтегазопромыслового
оборудования/ Под общ. ред. Сушкова В.В.: Монография СПб.: Нестор, 2008, 296с.: ил.
98. Сушков В.В.,
Пухальский
A.A.
Диагностика
технического
состояния
электрооборудования нефтяных месторождений Западной Сибири // Промышленная
энергетика. 1997. № 3. С. 16-19.
99. Сушков В.В.,
Пухальский
A.A.
Совершенствование
системы
технических
обслуживаний и ремонтов нефтепромыслового электрооборудования // Промышленная
энергетика. 1994. № 3. С. 1619.
100. Сушков В.В., Фрайштетер В.П., Новоселов Ю.Б. Определение ущерба от нарушения
электроснабжения объектов нефтедобычи Западной Сибири // Промышленная энергетика.
1993. № 2. С. 16-19.
101. Ушаков И.А. Методы решения простейших задач оптимального резервирования
(Библиотека инженера по надежности). — М.: Сов. Радио, 1969.
102. Ушаков И.А., Климов А.Ф. Выбор метода обслуживания для максимизации
коэффициента готовности // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Общетехническая. 1965.
Вып. 25. С. 17-20:
103. Фролов В.П.
Воробьев
В.В.
Использование
диагностики
нефтепромыслового
оборудования для энергосбережения. Тюмень: ОАО СибНИИЭНГ, 1998. 268 с.
104. Фролов В.П. .Воробьев В.В. Пособие по эксплуатации системы поддержания
пластового
давления
путем
закачки
воды
в
продуктивные
пласты
с
целью
энергосбережения. Тюмень: ОАО' СибНИИЭНГ, 2002. 353 с.
105. Фролов В.П. Энергосбережение в нефтедобыче Тюменской области. Тюмень: ОАО
СибНИИЭНГ, 2000г 114 с.
106. Фролов В.П. Энергосбережение в системе поддержания пластового давления
//Энергосбережение
и
диагностика:
Труды
Тюменского
нефтяного
научно-
технологического центра. Тюмень: АО «Техника и технология добычи нефти», 1999; № 4.
С. 121-130:
107. Хенли Э.Дж., Кумамото X. Надежность технических систем и оценка риска/ Пер. с
англ. B.C. Сыромятникова, Г.С. Деминой. Под общ. ред. B.C. Сыромятникова М.":
Машиностроение, 1984. - 582 с.
108. Хисметов .Т.В;, Эфендиев Г.М., Джафаров К.А. Абдиров A.A. Анализ и оценка
степени риска аварий при бурении скважин// Нефтяное хозяйство. 2009. №10. С.46-48
109. Хофман А. Введение в теорию нечетких множеств. М.: Радио и- связь, 1982.
110. Цветков В.А., Уланов Г.А. О диагностическом' обслуживании энергетических
агрегатов // Электрические станции. 1996: № 1. С. 2114.
111. Черкесов Г.Н. Надежность технических систем с временной избыточностью. / Под
ред. A.M. Половко. —М.: Сов.Радио, 1974.
112. Чечерников В.И. Магнитные измерения. М.: Изд-во Московского университета, 1969.
150 с.
113. Чечурина Е.М. Приборы для измерения магнитных величин. М.: Энергия, 1969.
114. Широков A.M. Основы надежности и эксплуатации электронной аппаратуры. —
Минск: Наука и техника, 1965.
115. Шишминцев В.В. Использование тепловизора для диагностики электрооборудования
// Трубопроводный транспорт нефти. 1998. № 6. С. 17-19.
116. Шишонок Н.А., Репкин Б.Ф., Барвинский JI.JI. Основы теории надежности и
эксплуатации радиоэлектронной техники. / Под ред. Н.А. Шишонка. — М.: Сов. Радио,
1964.
117. Шор Я.Б. Статистические методы анализа и контроля качества и надежности. — М.:
Сов. Радио, 1962.
118. Эндрени Дж. Моделирование при расчетах надежности в электроэнергетических
системах: Пер. с англ. / Под ред. Ю.Н. Руденко. М.: Энергоатомиздат, 1983.
119. Ястребенецкий М.А.,
Соляник
Б.Л.
Определение
надежности
аппаратуры
промышленной автоматики в условиях эксплуатации. — М.: Энергия, 1968.
120. Arnold R.N., Warburton G.B. The flexural vibration of thin cillinders // The Institution of
mechanical engineers proceedings. 1953. № 1. P. 167— 169.
121. Berenji H.R., Khedkar P. Learning and tuning fuzzy logic controllers through
Reinforcements, IEEE Transactions on Neural Networks, September 1992, vol. 3, nr 5.
122. Dhillon B.S., Dingh G. Engineering Reliability. New Techniques and Application. John
Wiley. Sons, New York, 1981.
123. Electrical inspection using thermography AGEMA Infrared System. 1985. Ref. № 3. ar.
8504.
124. Fuller R. Neural Fuzzy Systems. Publishing House: Abo Academi University, 1995.
125. Helvik B. Periodic maintenance on the effect of imperfeciness // 10th Int. Symp. Fault.
Tolerant Comput. Kyoto, Oct. 1-3. 1980. P. 204-206.
126. MLT 757-74. Оценка надежности по данным наблюдений. Пер. с англ. США.
127. Ross T.J. Fuzzy logic with engineering application. McGraw-Hill, 1995.
128. Zadeh L.A. Fuzzy logic. IEEE Transactions on Computers, vol. 21
Улучшение эксплуатационных характеристик электроустановок систем
электроснабжения нефтяной промышленности при перенапряжениях
Цель работы:
Повысить надежность и обеспечить ЭМС с учетом физики взаимосвязанных
энергетических процессов в целом в ЭТК при различных видах электромагнитных ЭФВ.
В работе требуется решить следующие задачи:
1. Построить математическую модель разнонаправленной электромагнитной передачи
через обмотки СТ электромагнитных помех в виде квазистационарных и импульсных
грозовых перенапряжений их и ограничения их уровней до величин, безопасных для
изношенного электрооборудования;
2. Разработать уточненные методы оценки технического состояния изоляции нейтралей
СТ и ЭД систем электроснабжения при воздействиях на них квазистационарных,
импульсных и феррорезонансных ЭФВ, а также средств и мероприятий для их глубокого
ограничения;
3. Математическое моделирование перенапряжений при феррорезонансных переходов
электромагнитной энергии в ЭУ 6 - 35 кВ, определить их уровни и разработать средства и
рекомендации для их глубокого ограничения;
4. Обеспечить ЭМС СТ при градиентных переходах электроэнергии и ограничить
перенапряжение при этом с помощью защитных мероприятий и аппаратов, в том числе
нелинейными ограничителями перенапряжений (ОПН):
Методы исследования, используемые в работе:
При проведении работы должны быть использованы методы математического
анализа и моделирования, теории вероятностей и статистической обработки информации.
Теоретические исследования сопровождались разработкой математических моделей и
методик.
Актуальность работы:
Актуальность проблемы и темы определяется необходимостью предотвращения;
опасных ситуаций в обмотках и нейтралях СТ и ЭД при ферромагнитных и
параметрических резонансных процессах, приводящих к недопустимым; импульсным и
квазистаг
ционарным
перенапряжениям.
Количественные
оценки
кратностей
возникающих: перенапряжений, полученные в результате с помощью математического и
натурного моделирования; являются; базой для разработки мероприятий и средств защиты
электрооборудования СЭЭС, в частности предприятий нефтяной промышленности.
Рекомендации
по
содержанию
работы
(содержание
теоретической
и
экспериментальной частей корректируется по указанию научного руководителя или по
заданию предприятия-заказчика при выдаче задания на выполнение работы):
Введение
1. Анализ переходов электромагнитной энергии ЭФВ внутри, вне и
через
электроустановки в квазистационарных и переходных процессах и их передача в виде
перенапряжений.
1.1
Классификация
передачи
электромагнитных эксплуатационных
физических
воздействий через электроустановки СЭЭС 35 кВ нефтяной отрасли.
1.2 Анализ аварийности в СЭЭС, связанной с перенапряжениями, возникающими при
переходах через электроустановки.
1.3 Классификация видов передачи энергии ЭФВ через электроустановки и их
эквивалентные схемы замещения.
1.4 Емкостная электрическая передача ЭФВ в виде импульсных перенапряжений.
1.5 Приближенный анализ передачи ЭФВ в виде импульсных перенапряжений в
магнитных колебательных процессах.
1.6 Физические процессы и математические модели перенапряжений
и токов при
магнитной квазистационарной передаче ЭФВ.
1.7 Определение электромагнитных параметров режимов магнитной квазистационарной
передаче ЭФВ.
2. Опасные перенапряжения на изоляции изолированных нейтралей 61 электроустановок в
сетях 6 -ь 35 кВ и их предотвращение
2.1. Эксплуатационные характеристики изоляции нейтрали
2.2. Анализ и исследования импульсных перенапряжений в нейтрали
2.3. Натурное моделирование грозовых перенапряжений в нейтрали
силовых
трансформаторов и электрических машин
2.4. Уточнение математических моделей для анализа внутренних перенапряжений в
нейтрали
2.5. Обобщенные данные натурного и компьютерного исследования
внутренних
перенапряжений в нейтрали силовых трансформаторов и электрических машин
2.6. Схемные и аппаратные мероприятия по защите нейтрали сетей
35
кВ от
перенапряжений
2.7. Обоснование характеристик аппаратов для защиты от перенапряжений в нейтрали
3. Анализ причин и защита от феррорезонансных перенапряжений в сетях 35 кВ
3.1 Физические процессы при периодических изменениях индуктивности и емкости в
цепях с ферромагнитными элементами
3.2. Аномальные режимы силовых трансформаторов, как причина
феррорезонансных
перенапряжений
3.3. Аномальные режимы трансформаторов напряжения, как причина феррорезонансных
перенапряжений
3.4. Режимные и аппаратные мероприятия подавления опасных феррорезонансных
процессов
4. Перенапряжения на продольной изоляции (градиентные) трансформаторов и
электрических машин
4.1. Математическая модель градиентных процессов
4.2.
Приближенное
представление
продольных
в обмотках трансформаторов и электрических машин
градиентных
процессов
4.3.
Режимные
и
аппаратные
мероприятия
подавления
опасных
градиентных
перенапряжений
Расширенный список рекомендуемой литературы:
1. ГОСТ 13109-97. Международный стандарт. Электрическая энергия. Совместимость
технических средств электромагнитная. "Нормы качества электрической энергии в
системах электроснабжения общего назначения" Минск, 1997.
2. ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95) "Совместимость технических средств
электромагнитная. Устойчивость к микросекундным импульсным помехам большой
энергии. Требования и методы испытаний." Взамен ГОСТ 30376-95/ГОСТ Р50627-93.
3. Правила устройств электроустановок. / Минэнерго СССР.-6-е изд., пере-раб. и доп. М.:
Энергоатомиздат, 1986.
4. Руководящие указания по защите от грозовых и внутренних перенапряжений
электрических сетей 6-1150 кВ единой энергосистемы СССР,1 том 2. Грозозащита
линий.и подстанций 6-1150 кВ. СПб, НИИПТ, 1991.
5. Руководящие указания по защите электрических станций и подстанций 3— 500 кВ от
прямых ударов, молний и грозовых волн, набегающих с линий электропередачи. М;;
ОРГРЭС, 1975.
6. Альбокринов В.С., Гольдштейн В.Г., Халилов Ф.Х. Перенапряжения и защита от них в
электроустановках нефтяной промышленности. Изд. Самарского университета, Самара,
1997
7. Костенко М.В.,
Михайлов
Ю.А.,
Халилов
Ф.Х.
Электроэнергетика.
Электромагнитная'совместимость. Часть 1: Учебное пособие/ Санкт-Петербург.: Изд-во
СПбГТУ, 1997. - 103 с.
8. Засыпкин И.С., Халилов Ф.Х. Проблемы защиты от внутренних перенапряжений
электрооборудования и линий предприятий нефти и газа. Изв. вузов «Электромеханика».
2011. №3. С. 85 — 87
9. Гринберг Г.А. Избранные вопросы математической теории электрических и магнитных
явлений. Изд-во АН СССР. М.: 1948. - 728 с.
10. Костенко М.В., Ефимов Б.В., и др. Анализ надежности грозозащиты под140станций.
Л., "Наука" 1981 128 с.
11. Борисов Б.П., Вагин Г.Я. Электроснабжение электротехнологических установок. Киев.
Наукова думка. 1992 — 236 с.
12. Ford D.V. The British Electricity Boards national fault and interruption reporting scheme —
objectives and operating experience. ШЕЕ Trans. Power Appar. Syst., 1972, №5.
13. Лихачев Ф.А.
Повышение
надежности
распределительных
сетей
6-10
кВ.
Электрические станции, 1981, № 11.
14. Гиндулин Ф.А., Гольдштейн В.Г., Дульзон A.A., Халилов Ф.Х. Перенапряжения в
сетях 6—35 кВ. Энергоатомиздат, 1989.
15. Grünewald Н-. Kann die Gewitterschutz von Vittel Spannungshetzen noch verbessert
werden? Elektizitätswirtschaft. 1965, vol 3, № 64.
16. Hurstell1 V.L., West M/G/ Shielding 13,8 kV. Distribution Circuits. Power Appar. Syst.
1959, № 45.
17. Йорданов H. Исследования на повредите и изключванията по електропро-водите и
трансформаторните постове 20 кВ в района на электроснабдително предприятие в.гр.
Пловдив. Годшин энергопроект Г—59, 1969, т.2, № 1>3>.
18. Всерос. науч. практ. конф. "Будущее современной энергетики". — Н. Новгород: НГТУ,
2009. С. 105 - 106.
19. Шидловский А.К.,
Борисов
Б.Г1.,
Вагин
Г.Я;
и
др;
Электромагнитная»
совместимость электроприемников промышленных предприятий. Киев; Науко-ва думка.
1992-236с.
20. Markku Kokkonen. "Development of Lightning Protection for CoveredOon-ductor", ICCC,
2000.31. «Положение о технической политике ОАО «ФСК ЕЭС» в распределительном;
электросетевом комплексе», ФСК, 2006 (см. «Новости электротехники», №6 ,2006);
21. Засыпкин И;С., Дронов А.П:, Косорлуков И.А. Перенапряжения при коммутациях
индуктивных . элементов. Изв. вузов «Электромеханика». Спец. вып. 2009. С. 524-53. ' ' . '
22. Техника высоких напряжений / Под редакцией' Г.С.Кучинского. Санкт-Петербург
Энергоатомиздат, 2003.
23. Половой И.Ф., Михайлов Ю:А., Халилов Ф.Х. Внутренние перенапряжения на
электрооборудовании-высокого и сверхвысокого напряжения. Энергоатомиздат, JIO,
1986.
24. Костенко М.В., Богатенков И.М., Михайлов Ю. А.,Халилов Ф.Х. Коммутационные
перенапряжения в энергосистемах. Учебное пособие. Изд. ЛГТУ, Ленинград, 1991.
25. Interruption of small inductive currents: Chapter 3V Part A. Electra, N 75, 1981, p 16-17.
26. Rano>H., Haramada T„ Kurosawa Y. Switching surge phenomena in> induction. motor
windings and their, endurance. Hitachi Review, vol 24, № 5, 1975; p. 225232*.
27. Colombo S/, Costa G., Piccarreta L. Results of an investigation on the overvoltages due to a
vacuum circuit breaker when switching an Н.У/ motor. IEEE Trans. On Power Delivery, Vol. 3,
Jan. 1988, p. 205-213.
28. Telander S.H., Wilhelm M.R., Stump K.B. Surge limiters for vacuum.circuit breaker
switchgear. IEEE Transaction on Power Delivery, Vol. 2, № 1, January 1987.
29. Interruption of small inductive currents: Chapter 5: Switching of unloaded transformers, Part
2, Electra, № 134, 1991, p. 29-34.
30. Interruption of small inductive currents: Chapter 5: Switching of unloaded transformers, Part
1, Electra, № 133, 1991.
31. Greenwood A.N., Kurtz D.R., Sofianek J.C. A guide to the application of vacuum circuit
breakers. IEEE Transaction on Power Application and Systems, Vol. 90, №3, 1971.
32. Yokokura K., Masuda S., Nishikava H. Multiple restricting voltage effect in a vacuum circuit
breaker on> motor insulation. "IEEE Trans, on PAS", Vol. PAS-100, №4, April 1981.
33. Roguski A.T. Experimental investigation of the dielectric recovery strength between the
separating contracts of vacuum circuit breakers. IEEE Transactiomon Power Delivery, Vol. 4, №
2, April 1989:
34. Perkins J.F., Bhasavanich D. Vacuum switchgear application study with reference to
switching surge protection. IEEE Transaction on industry Application, Vol. 19, № 5, September
1983, p;879^-888.
35. Matsui, Т. Yokoyama, Е. Umeya. Resignation current interruption characteristics of the
vacuum interrupters. IEEE Transaction on Power Delivery, Vol; 3, № 4, Jet 1988, p.1672-1677.
36. Беляков H.H. Защита от перенапряжений установок с вакуумными выключателями.
Электрические станции, № 9, 1994.
37.
Васюра
Ю.Ф:,
Гамилко
В.А., Евдокунин Г.А.,
Утегулов
Н.И.
Защита
от
перенапряжений в сетях 6—10 кВ. Электротехника, № 5/6, 1994.
38. РД 34.45-51.300-97. Объём и нормы испытаний электрооборудования / -М.: Изд-во НЦ
ЭНАС, 2-е изд. с изм., 2002.
39. IEEE Working group progress report."Impulse voltage strength of ac rotating
machines'VTEEE Trans, on PAS", Vol. PAS-100, № 8, Aug 1981.
40. Zotos P.A. Motor failures due to steep fronted switching surges: The need for surge
protection — user's experience. IEEE Transaction on Industry Appl., Vol.30, №6, Nov 1988.
41. Кучинский Г.С., Каплан Д.А., Мессерман T.T. Бумажно-маслянная изоляция в
высоковольтных конструкциях. М—Л., Госэнергоиздат. 1963.
42. Алиев Ф.Г.,
Горюнов
А.К.,
Евсеев
А.Н., Таджибаев А.И.,
Халилов
Ф.Х.
Перенапряжения'в нейтрали силовых трансформаторов 6—220 кВ и методы их
ограничения Изд. ПИЭПК Минэнерго РФ., С.-Петербург, 2001.
43. Богомолов А.Ф., Иванов Л.И. Перенапряжения в трехфазных распределительных
трансформаторах. Электрические станции, 1939, № 7.
44. Рыбаков Л.М., Халилов Ф.Х. Повышение надежности работы трансформаторов и
электродвигателей высокого напряжения. Изд. Иркутского университета. 1991.
45. Баранов Б.М.,
Баженов
С.А.
Защита распределительных
трансформаторов
от
перенапряжений со стороны низкого напряжения. Электрические станции, 1939, №12.
46.
Богословский-П;В.,
Пономарев
Ю:И., Пухов Б.И.
Защита
распределительных
трансформаторов от перенапряжений. Сб: трудов ИЭИ, 1962.
47. Кудрявцев И.Ф: Защита низковольтного электрооборудования от атмосферных
перенапряжений. Труды Московского института механизации и электрификации
сельского хозяйства; 1956; №-3.
48. Сенчинов K.M., Шишман Д.В. Грозовые поражениями защита сельских сетей низкого
напряжения. Электричество, 1950; № 10.
49. Hylte'n — Covallius N., Strömberg A. Stötha'l-lfastheten has la'gspannings -unstallationer,
ERA, 1958, 11 (импульсная прочность установок низкого напряжения).
50. Долгинов А.И. Перенапряжения в электрических системах. Госэнергоиздат, 1962.
51. Будзко А.И., Зуль Н.М. За технический прогресс в электрификации сельского
хозяйства. Вестник электропромышленности, 1962, № 9.
52. Геллер Б., Веверка А. Волновые процессы в электрических машинах. Госэнергоиздат,
1960.
53. Сиротинский Л.И. Техника высоких напряжений, ч. III, выпуск 1, Госэнергоиздат,
1959.
54. Heller В., Hlavka J., Veverka A. Na'razove' zjeby v transforma'torach c. J:El,Obz., 1948,
(начальное напряжение в трансформаторах).
55. Abetti P.A. Electrostatic voltage distribution and transfer in 3- winding transformers. Nrans.
AIEE,
III,
1954
(Емкостное
распределение
напряжения
и
его
передача
в трехобмоточных трансформаторах).
56. De Bernochi Cesara. Sultransferimebto di sovratensioni impulsive nei trans-formatorn.
Enepgia. Clettr, 1962, № 3. (О передаче импульсных перенапряжений*в трансформаторах).
57. Гольдштен В.Г., Халилов,Ф1Х., Гордиенко А.Н.1, Пухальский A.A., Повышение
надежности работьгэлектрооборудования и линий 0,4 110 кВ нефтяной промышленности
при воздействиях перенапряжений. Энергоатомиздат.- М'.: 2006. 356 с.
58. Wittins J. Die Skhwingungsgleichungen eines idealisierten Hochspannungs. Transformators.
Arch. El., 1954. (Уравнения- колебаний идеального высоковольтного трансформатора).
59. Бьюлей Л.В: Волновые процессы в линиях передачи и трансформаторах.
Госэнергоиздат, 1938.
60. Palueff К.К., Hagenguth J.H. Effect of transient voltages on Power Transformer Design. IV.
AIEE, Trans., vol. 51, 1932. (Воздействие перенапряжений на трансформаторы).
61. Сапожников A.B. Конструирование трансформаторов. Госэнергоиздат, 1959.
62. Гинсбург С.Г. Методы решения задач по переходным процессам в электрических
цепях. Изд. "Советское радио", 1954.
63. Теумин И.И. Справочник по- переходным электрическим процессам. Связьиздат,
195.86.> Конторович М.И. Операционное исчисление и нестандартные явления в
электрических цепях. Гос. изд. технико-теоретической литературы, 1955.
64. Левинштейн М.Л.
Операционное
исчисление
и
его
применение
к
задачам
электротехники. Энергоиздат., 1971.
65. Люлько В.А., Мамонова* О.М. Система1 ЧАНИБЕД для расчета* перенапряжений.
Труды ЛПИ, 1981, № 380, с:34-40.
66. Электротехнический справочник. 7-ое издание, исправленное и дополненное. Том 3,
книга 1. Производство и распределение электрической энергии. М. Энергоатомиздат,
1988, 880 с.
67. Engels Т., Waste W., Zadik Н.// ETZ, 1960, А-81, № 17, р.592-596.
68. Remmler М // ETZ, 1960, А-81, № 17, р.592-596.
69. Волыюв К.Д. Измерение максимальных уровней внутренних перенапряжений в сетях 6
35 кВ7 Изв. ВУЗов - Энергетика, 1964, № 3, с.14-16.
70. Тольдштейн В:Г., Дудиков Ю.С. Применение метода наложения в расчетах
подрежимов коротких замыканий. Тр. IV Всерос. науч.-техн. конф. «Энергетика:
состояние, проблемы, перспективы».— Оренбург, 2007. с. 29-33.
71. AIEE Report Impulse testing of rotating a.c. machines. Power Appar. and systems, 1960, №
48.
72.
Михайлов
Ю:А'., Халилов Ф.Х.
Погрешности,
вносимые
трансформаторами-
напряжения^ при* регистрации внутренних пере-напряжений в сетях 6 — 35 кВ.
Электрические станции, 1971, № 9, с.77-78.
73. Перенапряжения!в электрических сетях и электрическая.прочность высоковольтной»
изоляции.
Межвузовский"
сборник
научных
электротехнического института. Новосибирск,.1987.
трудов.
Изд.
Новосибирского
74. Гольдштейн В*.Г. Реализация1 частотного метода, восстановления ^ оригиналовоперационных
изображений
на ЭВМ:
В
еб.
научн.
трудов
"Управление
и
информация?'. ДВНЦ АН СССР. Владивосток: 1972'. с. 147-155.
75.
Гольдштейн
В:Г.,
Ф.Х. Халилов;
Необходимость
принудительного
огра-,
ниченияшеренапряжений в сетях низкого напряжения. Пром. энергетика: Mi: №6.1992: с.
39-41. . ,
76. ЮЗ'.Гольдштейн В!Г.,Саямов Э.А., Стеблев В.А. Измерение и регистрация внутренних
перенапряжений в-энергосистемах. В? сб. докл. конф. "Устройства преобразованияинформации для контроля и- управления в энергетике". Харьков: 1982.С. 35-37.
77. Ю4.Гольдштейн В.Г., Маврицкий Л.Г. и др. Регистратор внутренних перенапряжений
РВП-1. Инф. лист. №83-79 НТД: Научн. тер. ЦНТИ. Куйбышев: 1979.4 с.
78. Гольдштейн В.Г., Маврицкий Л.Г. и др. Регистратор внутренних перенапряжений
РВП-М. Инф. лист. № 82-37 НТД. Научн. тер. ЦНТИ. Куйбышев: 1982. 2 с.
79. Юб.Ведерников; B.C., Тольдштейн В.Г., Проблемы электромагнитной совместимости
аппаратов защиты от перенапряжений. Сб. тез. докл. УПГМеждунар. науч.-техн.
конференции "Радиотехника,, электротехника и энергетика". МЭИ(ТУ). М. 2001. с. 329330.
80. Кадомская К.П. Перенапряжения в энергосистемах. Часть I. Волновые процессы в ВЛ
и KJI . Новосибирск. 1980.
81. Колычев A.B., ШилинаН.А., Халилов Ф.Х. Необходимость защиты сетей напряжением
до 1 кВ от перенапряжений.Труды СПбГТУ "Электротехника и электроэнергетика".
Проблемы управления электроэнергетическими системами,. №471, 1998 г.
82. Кудрявцев И.Ф. Защита низковольтного; электрооборудования от атмосферных
перенапряжений. Труды Московского института механизации и электрификации
сельского хозяйства, 1956, № 3.
Оценка влияния кратковременных нарушений электроснабжения на
работу потребителей нефтедобывающих предприятий и разработка
устройства АВР для надежного их электропитания
Цель работы:
Разработать программы оценки режимов работы комплексной нагрузки систем
электроснабжения нефтедобычи, нефтепереработки и насосных станций при потере
питания и при КЗ в различных точках питающей сети и создать адаптивное устройство
АВР, обеспечивающего восстановление электроснабжения комплексной нагрузки с
сохранением её динамической устойчивости.
В работе требуется решить следующие задачи:
1. Разработать программный комплекс расчета переходных процессов в СЭС с
определением мощностей, напряжений и токов применительно к АВР для выбора
параметров надежной работы пускового устройства АВР в условиях потери питания и при
КЗ в различных точках системы электроснабжения, изменения нагрузки на секциях ПС.
2. Усовершенствовать алгоритм функционирования адаптивного устройства АВР,
позволяющего повысить надежность работы АВР для систем электроснабжения
нефтедобычи с несколькими ПС 35/6(10) кВ.
3. Разработать проект шкафов низковольтного комплектного устройств адаптивного
АВР для подстанций 6 и 35 кВ нефтедобычи с вакуумными и элега-зовыми
выключателями.
4. Провести лабораторные и промышленные экспериментальные исследования
адаптивного устройства АВР напряжением 6 и 35 кВ для объектов нефтедобычи с
кустовыми
насосными
станциями
(КНС)
при
различных
режимах
работы
электродвигательной и кустовой нагрузки подстанции.
5. Определить параметры настройки пускового устройства АВР для его надёжной
работы в условиях КНЭ для сложных схем нефтедобычи с несколькими ПС 35/6(10) кВ.
Методы исследования, используемые в работе:
Метод математического моделирования, который дает возможность с высокой
точностью исследовать широкий круг задач, решение которых экспериментальным путем
невозможно или чревато экономическими, экологическими и материальными затратами.
Актуальность работы:
Повышение эффективности работы нефтедобывающих предприятий зависит от
надежной работы электроцентробежных насосов, станков-качалок, насосов повышения
пластового давления кустовых месторождений. Высокую степень надежности работы
электрооборудования добычи нефти обеспечивают схемы питания указанных выше
агрегатов одновременно от двух и более независимых источников, поскольку аварийное
отключение одного из них не приводит к нарушению питания потребителей. Способом
повышения надежности электроснабжения ответственных потребителей, получающих
электропитание от двух независимых источников, является средств автоматического
включения резерва (АВР).
Обычные устройства АВР при кратковременных нарушениях электроснабжения
(КНЭ)
в
энергосистеме,
приводят
к
экономическим
ущербам
с
нарушением
непрерывности технологических процессов, могут являться причинами возникновения
гидравлических ударов, повреждения трубопроводов и оборудования насосных станций
при переключении на резервный источник за время более 0,090 - 0,140 с [40, 53].
Главными недостатками существующих устройств АВР являются: работа только при
трехфазных коротких замыканий (КЗ); отказы в срабатывании для сложных систем
электроснабжения нефтедобычи с несколькими подстанциями (ПС) 35/6 кВ; большое
общее время работы АВР.
Схема АВР должна приходить в действие в случае исчезновения напряжения на
шинах потребителей по любой причине, в том числе при аварийном, ошибочном или
самопроизвольном отключении выключателей рабочего источника питания, а также при
исчезновении напряжения на шинах, от которых осуществляется питание рабочего
источника. Включение резервного источника питания иногда допускается также при КЗ
на шинах потребителя. Однако очень часто схема АВР блокируется, например, при работе
дуговой защиты в комплектных распределительных устройствах .
При отключении от максимальной защиты трансформаторов, питающих шины
низшего напряжения (НН), работе АВР предпочтительна работа АПВ. Поэтому на стороне
НН (СН) понижающих трансформаторов подстанций принимается комбинация АПВ-АВР.
Схема АВР не должна приходить в действие до отключения выключателя рабочего
источника для того, чтобы избежать включения резервного источника на КЗ в
неотюпочившемся рабочем источнике .
Применение АВР двустороннего действия в традиционном исполнении на
секционном масляном выключателе 6, 10, 35 кВ ЗРУ позволяет получить минимальное
время работы средств автоматики 0,4 - 0,5 с, а перерыв в электроснабжении после его
кратковременного нарушения для потребителей составляет более 1 с.
В настоящее время ввиду широкого внедрения микропроцессорных устройств (МП)
релейной защиты и автоматики (РЗА) в практику эксплуатации энергосистем, требуется
решение следующих вопросов:
- определение технического уровня систем РЗА, удовлетворяющих требованиям
Единой национальной электрической сети (ЕНЭС);
- выбор параметров срабатывания и конфигурирования МП устройств;
- обеспечения для интеллектуальных электронных устройств (на Западе — IED)
технического совершенства и надежности функционирования МП РЗА;
- возможности интеграции МП РЗА в другие системы.
Техническое
совершенство
МП
РЗА
характеризуется
селективностью,
чувствительностью и быстродействием. Надежность функционирования РЗА определяют
как способность срабатывания (при повреждениях в защищаемой зоне) и несрабатывания
(при внешних повреждениях и отсутствии повреждений). Поэтому возрастающие
требования к РЗА должны обеспечить условия бесперебойности электроснабжения при
любых КНЭ потребителей.
Современные устройства IED, по данным зарубежных производителей, имеют
показатели надежности срабатывания (коэффициенты готовности срабатывания при
повреждениях защищаемого объекта) — в диапазоне 0,94 - 0,98, а показатели надежности
несрабатывания (коэффициенты надежности несрабатывания при внешних замыканиях)
— в диапазоне . С учетом этих показателей для защиты объекта, где существует проблема
устойчивости и требуется высокое быстродействие, выдвигаются требование повышенной
надежности срабатывания и рекомендуется использование двух защит, работающих
параллельно, на исполнительные (отключающие) схемы.
Важным требованием к МП РЗА является способность использования в качестве
нижнего уровня автоматизированных систем управления технологическими процессами
подстанций (АСУ ТП ПС), в системах диагностики. Ряд авторов отмечает, что
микроэлектронные устройства в России менее надежны, чем электромеханические, а МП
РЗА — чем микроэлектронные, несмотря на то, что в устройства IED встроены функции
самоконтроля и самодиагностики.
Совершенствование устройства АВР с повышением надежности его работы и
обеспечением быстродействия до уровня, необходимого для сохранения динамической
устойчивости
комплексной
технологического
процесса
нагрузки,
нефтедобычи,
позволит
снизить
сохранить
непрерывность
вероятность
возникновения
техногенных аварий (разливов нефти, гидравлических ударов и т.п.), повысить
экономичность работы нефтедобывающего и нефтеперерабатывающего комплексов .
Существующие
устройства
АВР
на
подстанциях
35/6
кВ
нефтедобычи,
нефтепереработки с разным составом нагрузок подстанций (имеющие времена
срабатывания 5-20 с) являются причиной отключения технологических агрегатов при
кратковременных нарушениях электроснабжения (КНЭ) в питающих линиях 110 и 35 кВ и
при потере питания. Поэтому для надежного электроснабжения таких потребителей
необходимо решать следующие задачи :
- разработать алгоритм и схему пускового микропроцессорного устройства
быстродействующего
АВР
(БАВР),
надежно
работающего
для
сложных
распределительных систем нефтедобычи, получающих электропитание от ГПП 110/35/6
кВ и имеющих пять-шесть ПС 35/6(10) кВ;
- снизить временя реакции на аварийный режим с 7-22 до 6-15 мс;
- определить критическую длительность для разных видов и места КЗ с учетом
возможных режимов работы электродвигателей с целью обеспечения динамической
устойчивости электрооборудования каждой ПС 35/6 кВ, запитанной от ГПП-110/35/6 кВ;
оценить влияния характера мощности работающей синхронной, асинхронной и прочей
нагрузки на параметры настройки пускового устройства (ПУ) БАВР.
Для узлов нагрузки нефтедобывающих предприятий и нефтеперерабатывающих
заводов с мощной электродвигательной нагрузкой (типа СТД-3200 и СТД-1250, СДН,
ВАО мощностью 800 и 630 кВт) характерна их низкая эксплуатационная надежность и
устойчивость .
Большой вклад в решение вопросов разработки устройств АВР и повышения
надежности их работы в системах электроснабжения с комплексной нагрузкой внесли
ученые и видные специалисты: В.А. Андреев, А.Б. Барзам, А.А. Гали-цын, С.И. Гамазин,
И.А. Глебов, Б.А.Коробейников, JI.C.Линдорф, В.И. Нагай, И.Л. Небрат, Н.И. Овчаренко,
И.М. Постников, В.Ф. Сивокобыленко, М.И. Сло-дарж, И.А. Сыромятников, М.А. Шабад
и др.
Для определения условий надежной работы АВР в режимах выбега комплексной
нагрузки систем электроснабжения (СЭС) нефтедобычи существующие методы расчета
переходных процессов не получили должного развития. Существующие алгоритмы
расчета переходных процессов в СЭС и выбора параметров МП РЗА не позволяют
определить временные зависимости изменений требуемых параметров мощностей, токов,
напряжений
при
расчете
выбега
на
КЗ,
часто
эквивалентируют
электродвигательную нагрузку СЭС.
Как показывает статистика аварийных режимов работы нефтедобывающих и
нефтеперерабатывающих предприятий
по причине нарушений в работе системы
внешнего электроснабжения происходит 40-70% аварийных отключений. Аварийные
процессы, происходящие в энергосистемах при коротких замыканиях, работе релейной
защиты и автоматики, существенным влияют на устойчивость работы узлов нагрузки и
СД.
Проектирование,
эксплуатация
схем
электроснабжения
нефтедобывающих,
нефтеперерабатывающих
неотключения
и
предприятий,
требуют
решения
успешного самозапуска электродвигательной
задач
обеспечения
нагрузки
при
КНЭ,
достоверного определения уровней напряжения на шинах секций 6(10) и 0,4 кВ,
правильной настройки параметров релейной защиты и автоматики.
Схемы электроснабжения нефтедобывающих, нефтеперерабатывающих предприятий
характеризуются
разветвленной
структурой
промышленной
электрической
сети,
удаленностью ПС 35/6 кВ от ГПП-110/35/10(6), большой долей и мощностью
электродвигательной нагрузки (особенно для дожимных (ДНС) и кустовых (КНС)
насосных станций). Для вспомогательных механизмов (насосы подачи масла, уплотнения,
вентиляторы) используются асинхронные двигатели (АД) с короткозамкнутым ротором
мощностью
от
5,5
до
160
кВт.
Достижение
высокой
надежности
работы
электродвигательной нагрузки необходимо обеспечить для режимов выбега, самозапуска,
автоматического повторного включения (АПВ) высоковольтных выюпочателей, работы
АВР на секционных выключателях, при снижениях и провалах напряжения в
электрической системе.
Рекомендации
по
содержанию
работы
(содержание
теоретической
и
экспериментальной частей корректируется по указанию научного руководителя или по
заданию предприятия-заказчика при выдаче задания на выполнение работы):
Введение.
ГЛАВА
1.
ПРОБЛЕМЫ
ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
НЕФТЕДОБЫВАЮЩИХ
ПРЕДПРИЯТИЙ
СОВРЕМЕННЫМИ
УСТРОЙСТВАМИ.
1.1.
Оборудование
и
технологические
процессы нефтедобывающих и
нефтеперерабатывающих предприятий.
1.2. Патентные исследования способов и устройств автоматического включения
резервного электропитания потребителей.
1.3. Достоинства и недостатки устройств быстродействующих АВР.
1.4. Системы электроснабжения нефтедобывающих предприятий и пути повышения
надежности и экономичности их работы.
1.5. Постановка задачи исследования.
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА АВР ДЛЯ НАДЕЖНОГО
ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ НЕФТЕДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ.
2.1.
Допущения
и
основные
уравнения
электроснабжения, содержащих СД и АД.
переходных
процессов
в
системах
2.2.
Повышение
надежности
работы
пускового
органа
адаптивного устройства быстродействующего АВР.
2.3. Программный комплекс оценки надежной работы усовершенствованного алгоритма
АВР в условиях потери питания и при КЗ в различных точках системы электроснабжения
нефтедобычи.
2.4. Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ КРАТКОВРЕМЕННЫХ НАРУШЕНИЙ
ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ НА РАБОТУ ПУСКОВОГО УСТРОЙСТВА АВР ДЛЯ УЗЛОВ
НАГРУЗКИ НЕФТЕДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ.
3.1. Типовые схемы электроснабжения нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих
предприятий.
3.2. Исходные данные и расчетная схема электроснабжения нефтедобывающего
предприятия.
3.3. Оценка надежности работы адаптивного устройства АВР при междуфазных КЗ.
3.4. Оценка работы адаптивного устройства АВР при однофазных КЗ.
3.5. Оценка работы адаптивного устройства АВР при двухфазных на землю КЗ.
3.6. Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ АВР.
4.1. Программа и результаты лабораторных, испытаний АВР.
4.2. Общие сведения по системе электроснабжения ПС 35/6 кВ «К-258».
4.3. Определение критической длительности КЗ для потребителей ПС «К-258»
4.3.1. Режим трехфазного КЗ в отходящей линии напряжением 35 кВ.
4.3.2. Режим несанкционированного отключения выключателя в цепи питания 35 кВ ПС
35/6 кВ «К-258».
4.3.3. Работа АВР при коротких замыканиях в цепи питания 110 кВ.
4.3.4. Работа АВР при внешних коротких замыканиях в сетях 35 кВ.
4.3.5. Работа АВР при внешних трехфазных КЗ в узле 3 сети 110 кВ.
4.4. Проект привязки комплекса АВР к подстанции ПС 35/6 кВ «К-258».
4.5. Сравнение результатов переходных процессов самозапуска электродвигательной
нагрузки с экспериментальными данными.
4.6. Выводы по главе 4.
Расширенный список рекомендуемой литературы:
1. Абрамович Б.Н.,
Круглый
А.А.
Возбуждение,
регулирование
и
устойчивость
синхронных двигателей. — Л.: Энергоатомиздат, 1983. 128 с.
2. Алексеев B.C., Варганов ГЛ., Панфилов Б.И., Розенблюм Р.Э. Реле защиты. М.:
"Энергия", 1976. - 464 с.
3. Андерсон П., Фуад А. Управление энергосистемами и устойчивость. -М.: Энергия, 1980.
568 с.
4. Андреев В.А.
Релейная
защита,
автоматика
и
телемеханика
в
системах
электроснабжения. Изд. второе. М.: Высшая школа, 1985. - 391 с.
5. Андреев В.А., Овчаренко Н.И. Цифровые направленные реле сопротивления прямой
последовательности без мертвой зоны. Электротехника, 2001, № 5 С. 32-34.
6. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. М.: Высшая
школа, 2007. - 639 с.
7. А.с. 505083 СССР, МКИ Н 02 J3/00. Устройство для энергоснабжения потребителей
/ Галицын А.А.; Горьк. отд. Энергосетьпроект. № 1466266; За-явл. 07.09.70; Опубл. в БИ,
1976, № 8.
8. А.с. 693508 СССР, МКИ Н 02 J 9/06. Устройство для автоматического ввода резерва
питания потребителей / Разгильдеев Г.И., Носов К.Б., Брагинский В.И. и др.; Кемеровский
технолог, ин-т пищевой пром-ти. №2526208; Заявл. 16.09.77; Опубл. в БИ, 1979, № 39.
9. А.с. 705602 СССР, МКИ Н 02 J 9/06. Устройство для автоматического управления
секционными
выключателями
при самозапуске синхронных
двигателей
/Чебан
В.М., Удалов С.Н.; Новосибирский политехи, ин-т. №2570701; Заявл. 13.01.78; Опубл. в
БИ, 1979, № 47.
10. А. с. 8777110. Устройство для автоматического включения резервного питания
потребителей для подстанций с двигательной нагрузкой. В.Ф. Си-вокобыленко,
А.В. Гребченко. Опубл. в Б.И., 1981, № 40.
11. А. с. 1046844. Устройство для автоматического включения резервного питания
потребителей /Стальная М.И., Банкин С.А., Богатырев JIJI., Шевля-ков Э.Ф. Опубл. в Б.И.
1983, № 37.
12. А. с. 1330701. Пусковой орган противоаварийной автоматики /Б.А. Коробейников,
И.М Райкин, А.И. Ищенко, Е.А. Беседин, A.M. Смаглиев. -№3935925/24-07. Заявл.
30.07.85. Опубл. 15.08.87. Бюл. № 30.
13. А.с. 1304126. Пусковое устройство автоматического включения резервного питания
потребителей /С.И. Гамазин, Д.И. Степанов, С.И. Вершинина, П.В. Гугучкин // Открытия.
Изобретения. 1987. № 14.
14. А.с. 1728927. Способ автоматического включения резерва. /С.И. Вершинина, С.И.
Гамазин, С.А. Цырук и др. //Открытия. Изобретения. 1992. № 15.
15. Баков Ю.В.
Проектирование
электрической
части
электростанций
с
применением ЭВМ. М.: Энергоатомиздат, 1991. — 272 с.
16. Банкин С.А., Богатырев JI.JL, Стальная М.И., Шевляков Э.Ф. Быстродействующее
АВР для подстанций с синхронной нагрузкой. Электрические станции. 1982. № 1. С. 5760.
17. Барзам А.Б. Системная автоматика. М.: Энергоатомиздат, 1989. — 446 с.
18. Барзам А.Б. Допустимое время отключения коротких замыканий в системах
электроснабжения предприятий с непрерывной технологией. //Промышленная энергетика,
1977, №4. С.31-33.
19. Басс Э.И., Дорогунцев В.Г. Релейная защита электроэнергетических систем. М.:
Издательство МЭИ, 2006. - 296 с.
20. Беляев А.В. Противоаварийное управление в узлах нагрузки с син- , хронными
электродвигателями большой мощности: Учебное пособие. ПЭ-Ипк. Санкт-Петербург,
2001. — 80 с.
21. Блантер С.Г., Суд И.И. Электрооборудование нефтяной и газовой промышленности.
М.: Недра, 1980. — 478 с.
22. Белоусенко И.В., Югай В. Ф. О влиянии точности основных исходных данных на
расчет
параметров
устойчивости
узла
электрической
нагрузки
//Промышленная
энергетика. — 2003. — № 2. — С. 25-29.
23. Белоусенко И.В., Ершов М.С., Ковалев А.П., Якимишина В.В., Шевченко О.А. О
расчетах надежности систем электроснабжения газовых комплексов //Электричество.
2004. - № 3. — С. 25-29.
24. Беркович М.А., Гладышев В.А., Семенов В.А. Автоматика энергосистем. М.:
Энергатомиздат, 1991. — 240 с.
25. Богорад A.M., Назаров Ю.Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах.
— М.: Энергия, 1969. — 336 с.
26. Бороденко В.А.,
Поляков
В.Е.
О
выборе
принципа
действия
пусковых
органов АВР //Промышленная энергетика. -1981.-№5.-С. 34-37.
27. Быстродействующее АВР для подстанций с синхронной нагрузкой. /Банкин С.А.,
Богатырев М.И., Стальная М.И., Шевляков Э.Ф. //Электрические станции. 1982. -№ 1. - С.
57-60.
28. Ванин В.К., Павлов Г.М. Релейная защита на элементах вычислительной техники. Л.:
Энергоатомиздат, 1977. — 334 с.
29. Важнов А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока. JL: Энергия, 1983.468 с.
30. Веников В.А., Строев В.А. Электрические системы и электрические сети. — М.:
Высшая школа, 1998. 512 с.
31. Волкова Н.Н., Гусев Ю.П., Козинова М.А. и др. Методы расчета токов короткого
замыкания. /Под ред. И.П. Крючкова. М.: Изд-во МЭИ, 2000. — 59 с.
32. Галицын А.А. Способ ускорения АВР ответственной нагрузки // Промышленная
энергетика. 1971. - №1. - С. 48-51.
33. Галицин А.А., Задернюк А.Ф. Опережающее АВР на подстанциях магистральных
нефтепроводов // Промышленная энергетика. 1986. № 8. - С. 33-36.
34. Гамазин С.И., Пупин В.М. Методы расчета на ЭВМ условий пуска мощных
синхронных двигателей //Промышленная энергетика. 1983. №10. - С. 38- 42.
35. Гамазин С.И., Пупин В.М., Хомутов А.П., Долмацин М.И. Переходные процессы в
системах промышленного электроснабжения с электромеханической нагрузкой //
Промышленная энергетика. 1988. - №5. - С. 32-37.
36. Гамазин С.И., Ставцев В.А. Цырук С.А. Переходные процессы в системах
промышленного электроснабжения, обусловленные электродвигательной нагрузкой. М.:
Издательство МЭИ, 1997. - 424 с.
37. Гамазин С.И., Тиджиев М.О., Васильев Е.И. Целесообразные режимы работы вводов
на различных уровнях системы электроснабжения //Промышленная энергетика. 2004. № 3.
- С. 17-24.
38. Гамазин С.И., Пупин В.М., Марков Ю.В. Обеспечения надежности электроснабжения
и качества электроэнергии // Промышленная энергетика. — 2006. -№ 11.-С. 52-57.
39. Гамазин С.И.,
Медведев
быстродействующего
АВР
А.
и
В., Гумиров Д.Т.,
решение
проблем
Пупин
В.М.
непрерывности
Устройства
технологических
процессов //Электроинфо, 2008, № 9. — С. 54-63.
40. Георгиади В.Х., Канина Л.П. Комплексная оценка состояния систем теплоснабжения
при кратковременных перерывах электроснабжения двигателей сетевых насосных
агрегатов //Промышленная энергетика. — 1997. -№10. С. 27-33.
41. Глазков А. Н. Электрооборудование насосных, компрессорных станций и нефтебаз.
Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Недра, 1980. - 245 с.
42. Глебов И.А., Логинов С.И. Системы возбуждения и регулирования синхронных
двигателей. Л.: Энергия, 1972. - 113 с.
43. Головацкий В.Г., Пономарев И.В. Современные средства релейной защиты и
автоматики электросетей. — Киев: Энергомашвин, 2004. — 640 с.
44. Голоднов Ю.М. Самозапуск электродвигателей. М.: Энергоатомиз-дат, 1985.- 136 с.
45. ГОСТ 27514-87. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в
электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ. -М.: Изд-во стандартов,
1988. -40 с.
46. Гребченко Н.В., Нури А. О применении быстродействующего АВР двигательной
нагрузки //Электричество. 1997. - № 7. - С. 27-33.
47. Гречин В.П. Математические модели для исследования переходных процессов в
сложных электроэнергетических системах. Дис. канд. техн. наук. Иваново. — Ивановский
гос. энерг. ин-т, 1997.
48. Гумиров Д.Т.,
Гамазин
С.И.,
Пупин
В.М.
Микропроцессорное
устройство
быстродействующего автоматического включения резерва //Электроинфо, 2008, № 4. С.
64-67.
49. Гумиров Д.Т.,
Гамазин
С.И.,
Пупин
В.М.
Микропроцессорное
устройство
быстродействующего автоматического включения резерва //Электрооборудование, 2008,
№ 12. С. 10-13.
50. Гульков Ю. В. Повышение качества электроэнергии в узлах нагрузки электрических
сетей нефтеперерабатывающих предприятий Дис. . канд. техн. наук. Санкт-Петербург.
Санкт-Петербургский гос. горный ин-т(ТУ), 2005. — 20 с.
51. Гуревич Ю.Е., Либова Л.Е., Копытов Ю.В., Тубинис В.В. Предотвращение нарушений
работы промышленных предприятий при кратковременных перерывах электроснабжения
//Промышленная энергетика. 1988. - № 1. С. 30-33.
52. Гуревич Ю.Е., Либова Л.Е., Окин А.А. Расчеты устойчивости и проти-воаварийной
автоматики в энергосистемах. М.: Энергоиздат, 1990. - 390 с.
53. Гуревич Ю.Е. Об упорядочении взаимоотношений энергоснабжающих организаций и
промышленных потребителей в области надежности электроснабжения // Электрические
станции. — 1998. №9. - С.31-35.
54. Гуревич Ю.Е., Кабиков К.В. Особенности электроснабжения, ориентированного на
бесперебойную работу промышленного потребителя. М.: ЭЛЕКС-КМ, 2005. 408 с.
55. Гуревич Ю.Е.,
Файбисович
Д.Л.,
Хвощинская
З.Г.
О
бесперебойности
электроснабжения промышленных потребителей //Электричество. 1995. -№ 8. - С. 22-25.
56. Дементьев Ю.А., Кочкин В.И., Мельников А.Г. Применение управляемых статических
компенсирующих устройств в электрических сетях //Электричество. 2003. - № 9. - С. 2733.
Активные системы коррекции формы кривых тока и напряжения в
сетях нефтепромыслов
Цель работы:
Снизить потери добычи нефти путем повышения качества электрической энергии в
промысловых распределительных электрических сетях с помощью активных систем
коррекции формы кривых тока и напряжения.
С целью повышения качества электрической энергии в сетях нефтепромыслов
следует компенсировать высшие гармоники активными системами коррекции формы
кривых тока и напряжения на основе параллельных активных фильтров для снижения
величины коэффициента искажения синусоидальности формы кривой напряжения сети до
нормативного значения.
В работе требуется решить следующие задачи:
1. Выявить основные типы НН, их параметры, режимы работы и генерируемые BFC;
проанализировать недостатки традиционных технических средств, и решить по
компенсации ВГС в сетях нефтепромыслов;
2. Разработать структуру, системы управления и алгоритма выявления и компенсации
ВГС ПАФ в сетях нефтепромыслов с НН;
3. Создать математические модели ПАФ с системой управления на основе
разработанного алгоритма и оценки эффективности компенсации ВГС и реактивной
мощности с выявлением зависимостей показателей качества электрической энергии
(ГЖЭ) от параметров сети- нефтепромысла, режимов работы ПАФ и НН;
4. Провести экспериментальные исследования режимов работы ПАФ, система
управления которого функционирует в соответствии с разработанным алгоритмом
компенсации ВГС в сетях нефтепромыслов;
5. Разработать методики выбора структуры, режима работы, основных параметров и
места подключения ПАФ в сетях
нефтепромыслов на основании
математического моделирования и экспериментальных исследований.
результатов
Методы исследования, используемые в работе:
Для решения поставленных задач использованы методы теории электрических цепей,
силовой
электроники,
фазовых
преобразований,
математического
моделирования
электромагнитных процессов с использованием пакета MatLab. Экспериментальные
исследования включали промышленные испытания серийных и опытных образцов ПАФ в
различных режимах в электрических сетях действующих нефтепромыслов.
Актуальность работы:
Интенсивное распространение нелинейной нагрузки (НН) в связи с применением
преобразователей
частоты
(ПЧ)
в
системах
частотно-
регулируемого электропривода приводит к значительному искажению формы кривых тока
и напряжения в сетях нефтепромыслов. Несоответствие уровня искажения формы кривых
тока и напряжения нормам ГОСТ и международных стандартов в области качества
электрической
энергии
(КЭ)
приводит
к
снижению
срока
службы
основного
электрооборудования, возникновению аварийных ситуаций из-за ложного срабатывания
систем релейной защиты и электросетевой автоматики, увеличению потерь активной
мощности, снижению коэффициента мощности сети и увеличению потерь добычи нефти.
Традиционные технические средства и решения, направленные на повышение КЭ, не
способны - эффективно компенсировать высшие гармонические составляющие (ВГС) в,
сетях нефтепромыслов с интенсивным распространением НН. Наиболее современным и
перспективным техническим решением по компенсации ВГС в условиях нефтепромыслов,
являются активные системы коррекции формы кривых тока и напряжения на базе
параллельных активных фильтров (ПАФ). В этой связи задача снижения потерь добычи
нефти путем повышения уровня КЭ и приведения его в соответствие с нормами ГОСТ и
международных стандартов, а также снижение потерь активной мощности, обеспечение
электромагнитной
совместимости
(ЭМС)
и
увеличение
срока
службы
электрооборудования в сетях нефтепромыслов представляется актуальной.
Рекомендации
по
содержанию
работы
(содержание
теоретической
и
экспериментальной частей корректируется по указанию научного руководителя или по
заданию предприятия-заказчика при выдаче задания на выполнение работы) :
Введение.
ГЛАВА 1. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ КОМПЕНСАЦИИ ВЫСШИХ
ГАРМОНИК
ТОКА
И НАПРЯЖЕНИЯ В
СИСТЕМАХ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
НЕФТЕДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ.
1.1 Современное состояние, научные и методические задачи компенсации высших
гармонических составляющих в сетях нефтедобывающих предприятий.
1.2 Отечественная и международная нормативная документация, регламентирующая
уровень высших гармоник в сетях промышленных предприятий.
1.3 Влияние высших гармоник на режим работы различных типов электрооборудования.
1.3.1 Вращающиеся электрические машины и трансформаторы.
1.3.2 Кабели и линии электропередачи.
1.3.3 Конденсаторные установки.
1.3.4 Системы связи, релейной защиты, управления и телемеханики.
1.3.5 Резонансные явления.
1.3.6 Перегрузка нейтрального проводника.
1.4 Основные источники высших гармоник.
1.4.1 Силовые полупроводниковые преобразователи.
1.4.2 Электродуговые печи.
1.4.3 Электросварочные установки.
1.4.4 Другие источники высших гармоник.
Выводы к главе I1.
ГЛАВА 2. СУЩЕСТВУЮЩИЕ ТРАДИЦИОННЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА И
РЕШЕНИЯ,
НАПРАВЛЕННЫЕ
НА
КОРРЕКЦИЮ ФОРМЫ КРИВЫХ
ТОКА
И
НАПРЯЖЕНИЯ.
2.1 Пассивные фильтры.
2.1.1 Резонансные шунтирующие фильтры.
2.1.2 Демпфирующие фильтры.
2.1.3 Антигармонические реакторы.
2.1.4 Ограничение мощности и изоляция нелинейной нагрузки.
2.1.5 Специальное соединение обмоток силовых трансформаторов.
2.1.6 Установка фильтра 3 порядка в нейтральном проводнике.
2.1.7 Повышение пульсности силовых преобразователей.
2.1.8 Недостатки традиционных технических средств компенсации высших гармоник тока
и напряжения.
Выводы к главе 2.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
И КОРРЕКЦИИ ФОРМЫ КРИВЫХ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ
АКТИВНЫМ ФИЛЬТРОМ.
3.1 Основные типы активных фильтров.
3.1.1 Последовательные и параллельные активные фильтры.
3.1.2 Выпрямитель с единичным коэффициентом мощности.59'
3.1.3 Гибридные активные фильтры.
3.2 Структура, параметры, принцип и основные особенности работы параллельного
активного фильтра.
3.2.1- Принцип и основные особенности работы параллельного активного фильтра.
3.2.2 Структура параллельного активного фильтра.
3.2.3 Основные параметры параллельного активного фильтра.
3.2.4 Режимы компенсации высших гармоник параллельным активным фильтром.
3.3 Разработка алгоритма функционирования параллельного активного фильтра.
Выводы к главе 3.
ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМОВ КОМПЕНСАЦИИ
ВЫСШИХ
ГАРМОНИК
ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ
АКТИВНЫМ
ФИЛЬТРОМ
С
РАЗРАБОТАННЫМ АЛГОРИТМОМ УПРАВЛЕНИЯ.
4.1 Основные цели и задачи математического моделирования.
4.2 Моделирование режимов работы параллельного активного фильтра с линейной и
нелинейной нагрузками.
4.3 Математическое моделирование режимов работы параллельного активного фильтра
при наличии на стороне 6 кВ конденсаторной установки коррекции коэффициента
мощности.
4.4 Математическое моделирование режимов работы параллельного активного фильтра
при наличии на стороне 0,4 кВ пассивных фильтрокомпенсирующих устройств.
4.5 Разработка комплексной математической модели (фидера месторождения для оценки
эффективности работы параллельных активных фильтров).
Выводы к главе 4.
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВЫБОРА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ,
РЕЖИМА РАБОТЫ И МЕСТА УСТАНОВКИ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО АКТИВНОГО
ФИЛЬТРА В СЕТЯХ НЕФТЕПРОМЫСЛОВ.
5.1 Экспериментальные исследования режимов работы и эффективности компенсации
высших гармоник параллельным активным фильтром в сетях нефтепромыслов.
5.1.1 Экспериментальные исследования
5.1.2 Расчет экономической - эффективности применения параллельных активных
фильтров.
5.2 Разработка методики выбора основных параметров, режима работы и места установки
параллельного активного фильтра в сетях нефтепромыслов.
5.2.1 Определение номинального компенсационного тока параллельного активного
фильтра.
5.2.2 Определение частотного диапазона компенсируемых высших гармоник.
5.2.3 Определение величины компенсируемой реактивной мощности параллельным
активным фильтром.
5.2.4 Влияние конденсаторных установок на режимы работы параллельного активного
фильтра.
Совместная
5.2.5
работа
параллельного
активного
фильтра
и
пассивных
фильтрокомпенсирующих устройств.
5.2.6 Методика выбора основных параметров, режима работы и места установки
параллельных активных фильтров и практические рекомендации по его настройке и
эксплуатации в сетях нефтепромыслов.
Выводы к главе 5.
Расширенный список рекомендуемой литературы:
1. Абрамович Б.Н., Кабанов С.О., Сергеев A.M., Полищук В.В. Перенапряжения и
электромагнитная совместимость оборудования электрических сетей 6~К35 кВ. // Новости
электротехники, №5, 2002.
2. Абрамович Б.Н., Гульков Ю.В., Волошкин М.М. Электромагнитная совместимость
оборудования на предприятиях по транспортировке и переработке нефти и газа при
наличии источников высших гармоник. // Энергетика в нефтегазодобыче, №1-2, 2005, с.
23-26.
3. Абрамович Б.Н., Сычев Ю.А, Гульков Ю.В*. Система коррекции кривых тока и
напряжения в электротехнических комплексах нефтедобывающих предприятий /
Энергетика в нефтегазодобыче // Москва, 2005 г. № 1-2-2005. С. 16-18.
4. Абрамович Б.Н., Полищук В.В., Сычев Ю.А. Система контроля и повышения качества
электрической энергии в- сетях предприятий минерально-сырьевого комплекса / Горное
оборудование и электромеханика //Издательство «Новые технологии», М., 2009 №9. С. 4247.
5. Абрамович Б.Н., Полищук В.В., Сычев Ю.А. Способ компенсации высших гармоник и
коррекции коэффициента мощности сети. Патент РФ № 2354025 // МПК H02J3/18
(2006.01), дата публикации 27.04.2009.
6. Ю.Агунов М.В., Агунов А.В., Вербова Н.М. Новый подход к измерению электрической
мощности. // Промышленная энергетика, №2, 2004, с. 30-33.
7. Агунов А.В. Статический компенсатор неактивных составляющих мощности с полной
компенсацией гармонических составляющих тока нагрузки. // Электротехника, №2, 2003,
с.47-50.
8. Агунов А.В.
Улучшение
электромагнитной
совместимости
в
автономных
электроэнергетических системах ограниченной мощности методом активной фильтрации
напряжения. // Электротехника, №6, 2003, 52-56.
9. Аррилага Дж., Бредли Д. Гармоники в электрических системах. Ml: Энергоатомиздат,
1990. 320 с.
10. Вагин Г. Я. Построение систем электроснабжения промышленных предприятий с
учетом электромагнитной совместимости электроприемников. Промышленная энергетика,
№2, 2005.
11. Вагин Г. Я., Севостьянов А. А. О необходимости приведения норм ГОСТ 13109-97 к
требованиям международных стандартов // Промышленная энергетика, №9, 2004.
12. Важнов А.И. Переходные процессы в машинах переменного, тока. Л.: Энергия, 1980.
256 с.
13.
П.Вершинин
В.И., Загривный Э.А.,
электромеханическая
совместимость
Козярук
в
А.Е.
Электромагнитная
электротехнических
системах
и
с
полупроводниковыми преобразователями // СПб: изд-во СПГГИ(ТУ), 2000. -68 с.
14. Волков А.В.
Анализ
электромагнитных
процессов
и
совершенствование
регулирования активного фильтра//Электротехника, №12, 2002.
15. Гамазин С.
И.,
Пупин
В.
М., Марков Ю.
В.
Обеспечение
надежности
электроснабжения и качества электроэнергии. Промышленная энергетика №11. 2006.
16. Геворкян В. М., Трошин П. В. Сравнение методов оценки фактического вклада
субъектов
электрических
сетей
в
ухудшение
качества
электрической
энергии.
Промышленная энергетика №7. 2008.
17. ГОСТ 13109-97 Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения!
общего назначения. ИПК Издательство стандартов 1998. З2'с.
18. ГОСТ 30372-95 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и
определения. ИПК Издательство стандартов 1998. 11 с.
19. Грин А.В. Особенности работы фильтрокомпенсирующего устройства как источника
реактивной мощности. Санкт-Петербург: Полезные ископаемые России <№их освоение,
1997.
20. Демирчян К.С.
Реактивная
мощность
на
случай несинусоидальных функций.
Ортомощность // Известия РАН. Энергетика. 1992. №1, с. 15-38.
21. Добрусин JI. А. Автоматизация расчета фильтрокомпенсирующих устройств для1
электрических сетей, питающих преобразователи // Промышленная' энергетика №5. 2004.
22. Дьяков А.Ф.,
Максимов
Б.К.,
Борисов
Р.К., Кужекин И.П.,
Жуков
А.В.
Электромагнитная совместимость в электроэнергетике. /Под редакцией А.Ф. Дьякова. -М.:
Энергоиздат, 2003.У
23. Ефимов А.А.,
Шрейнер
Р.Т.
Активные
преобразователи
в
регулируемых электроприводах переменного тока. / Под общей ред. д-ра техн. наук, проф.
Р.Т. Шрейнера. Новоуральск: Изд-во НГТИ, 2001. - 250 с.
24. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промышленных
предприятий. 2-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1984. 160 с.
25. Жежеленко И.В.
Показатели
качества
электроэнергии
и
их
контроль
на
промышленных предприятиях. М.: Энергоатомиздат, 1986.-167 с.
26. Железко Ю.С.
Компенсация
реактивной
мощности
и
повышение
качества
электрической энергии. М.: Энергоатомиздат, 1985.
27. Иванов А. В., Фоменко В. В. Электромагнитная совместимость электротехнических
комплексов
подстанционного
оборудования
при
внедрении
мощных
частотно-
регулируемых электроприводов нового поколения. Промышленная энергетика №7. 2007.
28. Кириленко В.П. Слепченко М.Н. Комплексное устройство компенсации реактивной
мощности и мощности искажения в системах питания с управляемыми выпрямителями //
Электричество, №11, 2006.
29. Киселев В. В., Пономаренко И. С. Влияние несинусоидальности напряжения и тока на
показания электронных счетчиков электроэнергии // Промышленная энергетика №2. 2004.
30. Кондратьев Д.Е., Обухов С.Г. Управление трехфазным активным выпрямителем при
искажениях напряжений сети // Электричество, №6, 2007.
31. Крайчик Ю. С. Связь между реактивной мощностью вентильного преобразователя и
искажениями формы напряжений на его вводах // Электричество. № 5. 1998. С. 71-73.
32. Кучумов JI.A., Кузнецов А.А., Сапунов М.В. Вопросы измерения параметров
электрических режимов и гармонических спектров в сетях с резкопеременной и
нелинейной нагрузками. Промышленная энергетика №3. 2005.
33. Пронин М.В. Воронцов А.Г. Силовые полностью управляемые полупроводниковые
преобразователи (моделирование и расчет). СПб.: ОАО «Электросила», 2003. 172 с.
34. Пронин М.В. Активные фильтры высших гармоник. Направления развития. // Новости
Электротехники. 2006. № 2(38). С. 102-104.
35. РД 153-34.0-15.501-00. Методические указания по контролю и анализу качества
электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения: Часть 1.
Контроль качества электрической энергии. Госэнергонадзор. М. 2000. 39 с.
36. РД 153-34.0-15:502-2002. Методические указания по контролю и анализу качества
электрической энергии в, системах электроснабжения общего назначения: Часть 2. Анализ
качества электрической энергии. Госэнергонадзор. М. 2002. 32 с.
37. Сычев Ю.А. Оценка влияния преобразовательной нагрузки на искажение кривых тока
и напряжения / Записки Горного института // РИЦ СПГГИ(ТУ). СПб., 2004. Т. 1(159). С.
123-126.
38. Сычев Ю.А. Системы коррекции кривых тока и напряжения / Записки Горного
института // РИЦ СПГГИ(ТУ). СПб., 2006. Т. 1(167). С. 190-194.
39. Сычев Ю.А. Стратегия обеспечения качества электрической энергии- в системах
электроснабжения газоперекачивающих предприятий / Записки Горного института // РИЦ
СПГГИ(ТУ). СПб., 2007. Т. 1(170). С. 73-76.
40. Сычев Ю.А. Измерение и анализ показателей качества электрической энергии в сетях
нефтедобывающих предприятий / Записки Горного института // РИЦ СПГГИ(ТУ). СПб.,
2007. Т. 173. С. 109-111.
41. Сычев Ю.А. Экспериментальные исследования режимов работы параллельного
активного фильтра в сетях ОАО «Оренбургнефть» / Записки Горного института // РИЦ
СПГГИ(ТУ). СПб., 2009. Т. 182. С. 114-117.
42. Хабигер Э. Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения в технике. М.:
Энергоатомиздат. - 1995. - 304 с.
43. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества энергии в электрических сетях.
Киев. Наукова Думка. 1985. 270 с.
44. Шпиганович А.
Н.,
Ермолов
С.
А.
Модернизация
фильтрокомпенсирующих
установок.Промышленная энергетика №5. 2007.
45. Ahn S.C. New control scheme of three-phase PWM AC/DC converter without phase angle
detection under the unbalanced input voltage conditions / S.C. Ahn, D.S.Hyun // IEEE Trans, on
Power Electron., 2002.-Vol. 17. -No. 5. -pp. 616-622.
46. Bettega E., Fiorina J.N. Active harmonic conditioners and unity power factor rectifiers.
Cahier technique № 183. Schneider Electric. 1999. 36 p.
47. Bojoi R., Griva G., Limongi L., Pica C., Tenconi A. Performance Comparison of Frequency
Selective Current Controllers for Three- Phase Active Power Filters // The 33rd Annual
Conference of IEEE Industrial Electronics Society (IECON), 2007. Taiwan.
48. Borisov K., Ginn H., Trzynadlowski A. Mitigation of Electromagnetic Noise in a Shunt
Active Power Filter Using Random PWM // The 33rd Annual Conference of IECON 2007.
Taiwan.
49. Borisov K., Ginn H. A Novel Fortescue Based Reference Signal Generator for
Multifunctional VSC // The 33rd Annual Conference of IECON 2007. Taiwan.
50. BS EN 50160:2000. Voltage characteristics of electricity supplied by publicdistribution
systems. British Standards Institution. 2000. 22 p.
51. Calvas R. Electrical disturbances in LV. Cahier technique no. 141. Schneider Electric. 31 p.
52. Chen J., Li Y., Jiang X., Zhu D. Fuzzy Proportional Repetitive Control for Current Tracking
of Hybrid Active Power Filter // The 33rd Annual Conference of IECON 2007. Taiwan.
53. Collombet C., Lupin J.M., Schonek J. Harmonic disturbances in networks, and their
treatment. Cahier technique № 152. Schneider Electric. 1999. 31 p.
54. Delaballe J. EMC: electromagnetic compatibility. Cahier technique no. 149. Schneider
Electric. 36 p.
55. Delaballe J. Disturbances in electronic systems and earthing systems. Cahier technique no.
177. Schneider Electric. 30 p.
56. Dylan D., Herbert H., Pjevalica V. A Single-Stage AC/DC Converter with High Power
Factor, Regulated, Bus Voltage and Output Voltage II The 33rd Annual' Conference of IECON
2007. Taiwan.
57. Ferracci P. Power quality. Cahier technique № 199. Schneider Electric.2001. 36 p.
58. Fiorina J.N. Inverters^ and harmonics (case studies of non-linear loads). Cahier technique no;
159. Schneider Electric. 20 p.
59. Fiorina J.N. Harmonics upstream of rectifiers in UPS. Cahier technique no. 160. Schneider
Electric. 20 p.
60. Gsell T. Operation principles and applications of MaxSine active filter. Nokian Capacitors,
2005. 37 p.
61. Hadi Y. Kanaan, Hayek A., Al-Haddad K., Rahmani S. Carrier-based Linear Decoupling
Control of a Three-Phase Four-Leg Shunt Active Power Filter // The 33rd Annual Conference of
IECON 2007. Taiwan.
62. He Y., Zou Y., Tang J., Xu Y. Digital Realization of a Novel Detection Algorithm Based on
Instantaneous Reactive Power Theory // The 33rd Annual Conference of IECON 2007. Taiwan.
63. Holm H. Benefits of static var compensator (SVC) at DC-EAF steel plant. Nokian
64. Capacitors, EN-TH10-12/2003. 10 p. 73.Hou C., Cheng P., Bhattacharya S., Lin J. Modeling
and Control of Three-Phase Active Front-End Converters // The 33rd Annual Conference of
IECON 2007. Taiwan.
65. IEEE Std 519-1992. IEEE Recommended practices and requirements for harmonic control in
electrical power systems. American national standards institute. 1993. 101 p.
66. Kilic Т., Milun S. Three-phase shunt active power filter using IGBT based voltage source
inverter. EPE-PEMC 2002. 7 p.
67. Koochaki A., Hamid Fathi S. Improved GIRP Reference Compensation Current t
68. Strategy for Hybrid Active Power Filter under Unbalanced Nonlinear Load // The 33rd
Annual Conference of IECON 2007. Taiwan.
69. Lee D.C. AC voltage and current sensorless control of three-phase PWM rectifiers / D.C.
Lee, D.S. Lim // IEEE Trans, on Power Electron., Nov. 2002. Vol. 17. -No. 6.-pp. 883 - 890.
70. Math H.J. Bollen. Understanding power quality problems. The Institute of Electrical and
Electronics Engineers, Inc., New York, 1999.
71. Meriethoz S., Rufer A. Open Loop and Closed, Loop Spectral Frequency Active Filtering,
IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 17, №4, July 2002.
72. Moran A., Pastorini I., Dixon J., Wallace R. A Fault Protection Scheme for Series Active
Power Filters. IEEE Trans. On power electronics, vol. 14, №5, September 1999, pp. 928-938.
73. Moran L., Werlinger P., Dixon J., Wallace R. A series active power filter which compensates
current harmonics and voltage unbalance simultaneously, PESC'95, Atlanta, Vol. 1, pp. 222-227.
74. Osama S. Ebrahim, Praveen K. Jain, Nishith G. Digital State Control with Preview for a
Shunt Active Filter having the Function of Active Rectifier // The 33rd Annual Conference of
IECON 2007. Taiwan.
75. Pomilio J.A. A low-inductance line-frequency commutated rectifier complying with EN
61000-3-2 standards / J.A. Pomilio, G. Spiazzi // IEEE Trans, on Power Electron., Nov. 2002.
Vol. 17. - No. 6. - pp. 963 - 970.
76. Qiao C. A general three-phase PFC controller for rectifiers with a parallel-connected dual
boost topology / C. Qiao, K.M. Smedley // IEEE Trans, on Power Electron., Nov. 2002. Vol. 17.
- No. 6. - pp. 925 - 934.
77. Rahmani S., Al-Haddad K., Fnaiech F. A new indirect current control algorithm based on the
instantaneous active current for reduced switch active filters. EPE 2003 Toulouse. 10 p.
78. Schonek J. The singularities of the third harmonic. Cahier technique no. 202. Schneider
Electric. 20 p.
79. Silva C., Pereira R., Silva L., Torres G., Silva V. DSP Implementation of Three-Phase PLL
Using Modified Synchronous Reference Frame // The 33rd Annual Conference of IECON 2007.
Taiwan.
80. Svensson A. Sannio. Active Filtering of Supply Voltage with Series-Connected Voltage
Source Converter. EPE Jornal, Vol. 12, №1, February 2002, pp. 19-25.
81. Tang J., Zou Y., He Y., Wang C., Zhang Y. Novel Deadbeat Control for 3-Level Inverter
Based 3-Phase 4-Wire Active Power Filter // The 33rd Annual Conference of IECON 2007.
Taiwan.
82. Tuomainen M. Special questions of industrial networks harmonics. Nokian Capacitors, ENTH03-11/2004. 16 p.
83. Tuomainen M. Harmonics and reactive power compensation in practice. Nokian
84. Capacitors, EN-TH04-11/2004. 21 р.
85. Tuomainen M. Shunt active filters. Nokian Capacitors, EN-TH05-11/2004. 9 p.
86. Tuomainen M. Compensation of harmonic currents and reactive power with shunt active
filter. Nokian Capacitors, EN-TH06-11/2004. 9 p.
87. Wei M., Chen Z. A Fast PLL Method for Power Electronic Systems Connected to -Distorted
Grids // The 33rd Annual Conference of IECON 2007. Taiwan.
88. Wei X., Dai K., Lei Q., Xiang D., Kang Y., Luo F., Zhu G. Performance Analysis of ThreePhase Three-Wire Shunt Active Power Filter Compensating for Unbalanced Loads // The 33rd
Annual Conference of IECON 2007. Taiwan.
89. Wolfle W.H. Power factor correction for ac/dc converters with cost effective inductive
filtering / W.H. Wolfle, W.G. Hurley, S. Arnoult // Power Electron. Spec. Conf. (PESC'00),
Galway, Ireland, June 2000. Vol. 1. - pp. 332 - 337.
90. Wolfle W.H. Quasi-active power factor correction with a variable inductive filter: theory,
design and practice / W. H. Wolfle, W.G. Hurley // IEEE Trans, on Power Electron., Jan. 2003.Vol. 18,-No. l.-pp. 248-255.
91. Yoshida T. An improvement technique for the efficiency of high-frequency switch-mode
rectifiers / T. Yoshida, O. Shiizuka, O. Miyashita, K. Ohniwa // IEEE Trans, on Power Electron.,
Nov. 2000. Vol. 15. - No. 6. - pp. 1118 - 1123.
92. Xie Y., Fang Y. Zero-Voltage-Switching Three-Level Three-Phase High-Power Factor
Rectifier // The 33rd Annual Conference of IECON 2007. Taiwan.
93. Xue Y., Wu Y. An Adaptive Predictive Current-controlled PWM4 Strategy for Single-Phase
Grid-connected Inverters // The 33rd Annual Conference of IECON 2007. Taiwan.
Оценка влияния кратковременных нарушений электроснабжения на работу
потребителей нефтедобывающих предприятий и разработка устройства авр для
надежного их электропитания
Цель работы:
Разработать программы оценки режимов работы комплексной нагрузки систем
электроснабжения нефтедобычи, нефте-переработки и насосных станций при потере
питания и при КЗ в различных точках питающей сети и создание адаптивного устройства
АВР, обеспечивающего восстановление электроснабжения комплексной нагрузки с
сохранением её динамической устойчивости.
В работе требуется решить следующие задачи:
1. Разработать программный комплекс расчета переходных процессов систем
электроснабжения (СЭС) предприятий нефтедобычи с определением мощностей,
напряжений и токов для выбора параметров надежной работы пускового устройства АВР в
условиях потери питания и при КЗ в различных точках питающей и распределительной сети,
изменения нагрузки на секциях ПС.
2. Усовершенствовать алгоритм функционирования адаптивного устройства АВР,
позволяющего повысить надежность работы АВР для систем электроснабжения
нефтедобычи с несколькими ПС 35/6(10) кВ.
3. Разработать
проекты
шкафов
низковольтного
комплектного
устройств
адаптивного АВР для подстанций напряжением 6 и 35 кВ нефтедобычи с вакуумными
и/или элегазовыми выключателями.
4. Определить параметры настройки пускового устройства АВР для его надёжной
работы в условиях КНЭ для сложных схем нефтедобычи с несколькими ПС 35/6(10) кВ.
Методы исследования, используемые в работе:
Актуальность работы:
Повышение эффективности работы нефтедобывающих предприятий зависит от
надежной работы электроцентробежных насосов, станков-качалок, насосов повышения
пластового давления кустовых месторождений. Высокую степень надежности работы
электрооборудования нефтедобычи обеспечивают схемы питания указанных выше агрегатов
одновременно от двух и более источников (линий, трансформаторов), поскольку аварийное
отключение одного из них не приводит к нарушению питания потребителей. Способом
повышения надежности электроснабжения ответственных потребителей, получающих
электропитание от двух независимых источников, является использование средств
автоматического включения резерва (АВР).
Совершенствование устройства АВР с повышением надежности его работы, и
обеспечением быстродействия до уровня, необходимого для сохранения динамической
устойчивости
непрерывность
комплексной
электродвигательной
технологического
процесса
нагрузки,
нефтедобычи,
позволит
снизить
сохранить
вероятность
возникновения опасных режимов (гидравлических ударов, разливов нефти и т.п.),
повысить экономичность работы нефтедобывающего комплекса.
Главным недостатками существующих устройств АВР являются: работа только при
трехфазных коротких замыканиях (КЗ); отказы в срабатывании для сложных систем
электроснабжения нефтедобычи с несколькими подстанциями (ПС) 35/6 кВ; большое
общее время работы АВР. Из-за этого и в силу ряда других причин на многих ПС 35/6 кВ
АВР выведено из работы.
Существующие
нефтепереработки
с
устройства
разным
АВР
составом
на
подстанциях
нагрузок
35/6
подстанций
кВ
нефтедобычи,
(имеющие
времена
срабатывания 5-20 с) являются причиной отключения технологических агрегатов при
кратковременных нарушениях электроснабжения (КНЭ) в питающих линиях 110 и 35 кВ и
при потере питания. Поэтому для надежного электроснабжения таких потребителей
необходимо решать следующие задачи:
Рекомендации
по
содержанию
работы
(содержание
теоретической
и
экспериментальной частей корректируется по указанию научного руководителя или по
заданию предприятия-заказчика при выдаче задания на выполнение работы) .
Расширенный список рекомендуемой литературы:
1. Гамазин С.И., Битиев А.В., Гумиров Д.Т., Жуков В.А., Цырук С.А., Пупин В.М.
Микропроцессорный быстродействующий АВР как средство повышения надежности
электроснабжения ответственных потребителей // Изв. вузов «Проблемы энергетики», 2006,
№11-12. С. 7-12.
2. Киреева Э.А, Пупин В.М., Гумиров Д.Т. Современные устройства
быстродействующего АВР // Главный энергетик, 2005, № 11. - С. 23-25.
3. Гумиров Д.Т. Исследование влияния параметров КНЭ на
непрерыв-ность
технологических процессов //Материалы Всероссийской научно-техниче-ской конференции
«Электроэнергия: от получения и распределения до эффек-тивного использования». – Томск,
17-19 мая 2006 г. Изд-во ТПУ. – С. 92-95.
4. Жуков В.А., Гумиров Д.Т., Пупин В.М. Микропроцессорный быстродействующий АВР как средство обеспечения надежного электроснабжения ответственных
потребителей //«Обеспечение надежности работы энергетиче-ского оборудования». Дзержинск, ОАО «НИПОМ», 18-21 июня 2007. - С. 97-104.
5. Гумиров Д.Т., Гамазин С.И., Пупин В.М. Микропроцессорное устройство
быстродействующего автоматического включения резерва //Электроинфо, 2008, № 4. – С.
64-67.
6. Гамазин С.И., Медведев А. В., Гумиров Д.Т., Пупин В.М. Устройства
быстродействующего АВР и решение проблем непрерывности технологи-ческих
процессов //Электроинфо, 2008, № 9. – С. 54-63.
7. Гумиров Д.Т., Гамазин С.И., Пупин В.М. Микропроцессорное устройство
быстродействующего автоматического включения резерва //Электрооборудование, 2008, № 12.
– С. 10-13.
8. Гамазин С.И., Гумиров Д.Т., Жуков В.А., Пупин В.М., Козлов В.Н., Павлов О.А.
Современные устройства быстродействующего АВР //Энергетик, 2009, № 2. – С. 21-26.
9. Гумиров Д.Т., Жуков В., Пупин В. Повышение надежности работы
электроцентробежных насосов и станков-качалок при авариях в питающих сетях
предприятий нефтедобычи // Главный энергетик, 2009, № 9. - С. 56-66.