УДК 621.316
Рагулина Н.В., магистр 5 курса,
Науч. рук. В.И.Чурсинов, канд. техн. наук, доц.
Донецкий национальний технический университет
ул. Артема 58, г. Донецк, Украина, 83000
Особенности электроснабжения линейных газокомпрессорных станций
Линейные газокомпрессорные станции магистральных газопроводов компенсируют снижение давления природного газа в трубопроводе, поддерживая его на расчётном уровне. Основное технологическое оборудование ГКС — компрессорные установки: центробежные нагнетатели с приводом от газовой турбины или электродвигателя и газомотокомпрессоры. Мощность компрессорных установок достигает 15 Мвт. Для линейных ГКС большой мощности проектируется использование центробежного нагнетателя с приводом от газотурбинной установки мощностью 25 Мвт и более. Полностью автоматизированная ГКС управляется дистанционно из центрального диспетчерского пункта.
Газокомпрессорные станции относятся к особой группе I категории электроприемников. Поэтому для безаварийной остановки оборудования, питания аварийного и эвакуационного освещения, питания автоматики ГКС и автоматики ЗРУ, а также релейной защиты в ЗРУ необходим постоянный ток.
В СССР эта проблема решалась за счет того, что электродвигатели нагрузок особой группы имели резерв в виде двигателей постоянного тока (т. е. резервировались сами механизмы). Т.о. для преобразования переменного тока в постоянный были необходимы два выпрямительных устройства и аккумуляторная батарея потребной емкости.
Западные компании и отечественные компании, внедряющие западные технологии и оборудование, предлагают применение агрегатов бесперебойного питания и систем бесперебойного питания. (АБП – все в одном шкафу, СБП – все отдельно) Исходя из данных каталогов оборудования таких фирм как «Ольгам» (Москва), «Конвертор» (Саранск), «Инвертор» (Оренбург), «Lieber», АБП применяются на мощности до 100 кВт, СБП – более 100 кВт.
Агрегат бесперебойного питания представляет собой один вентилятор (или маслонасос), аккумуляторную батарею в буфере, инвертор и один единственный двигатель, получающий гарантированное питание.
Недостатком этого решения является то, что в таком случае нет резерва двигателя. выпрямительные устройства и аккумуляторная батарея остаются той же мощности, что и в старой схеме, но появляется инвертор. Следовательно, эффективность данного решения будет зависеть от того, на сколько инвертор окажется дешевле резервного двигателя постоянного тока и второй технологической обвязки (маслопроводы).
Также, как потребители особой группы, ГКС должны иметь три независимых источника питания. В таком случае в качестве третьего аварийного источника питания для гарантийного питания газоперекачивающих агрегатов и автоматики правления компрессорной станции применяются стационарные автоматизированные дизельные электростанции типа «ЗВЕЗДА ? 500НК-02М3», «ЗВЕЗДА ? 630НК-02М3», «ЗВЕЗДА ? 1000НК-02М3». Это одноагрегатные электростанции (контейнерного исполнения), единичной мощностью соответственно 500, 630 и 1000 кВт, и выходным напряжением 0,4 кВ.
Электростанция, работающая на холостом ходу, обеспечивает прямой пуск ненагруженного короткозамкнутого двигателя мощностью до 35 % номинальной мощности с 5-7-кратным пусковым током. При этом не должен отключаться автоматический выключатель генератора электростанции.
Обеспечивается ручная регулировка уставки напряжения генератора в пределах от плюс 5 до минус 10% от номинального.
Электростанция выдерживает без повреждения трехфазное короткое замыкание в течение времени действия защит в режимах любой нагрузки от 0 до 100%.
Конструкция электростанции обеспечивает возможность местного управления электростанцией и агрегатами собственных нужд непосредственно из контейнера.
Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений 0,4 кВ линейной газокомпрессорной станции целесообразнее всего применять ряд микропроцессорных блоков релейной защиты и автоматики БМРЗ-0,4 (ввод от энергосистемы) и БМПА-0,4 (ввод от аварийной дизельной электростанции).
Примененияе таких блоков дает ряд преимуществ.
С точки зрения теории вероятности, применение одного микропоцессорного блока РЗиА надежнее, чем множества аналоговых реле.
Наличие встроенной системы самодиагностики в микропоцессорных блоках, выдающей сигнал при обнаружении неисправности, способствует ускорению ремонтных и наладочных работ, а расширенная проверка работоспособности блока оператором в режиме «Тест» - удобству эксплуатации.
Немаловажной является способность БМРЗ хранить «журнал событий». Блок обеспечивает сохранение информации о выбранных уставках и конфигурации защит в энергонезависимой памяти в течение всего срока службы. А также сохранение информации о параметрах последних девяти аварийных событий, об общем количестве, времени пусков и срабатываний защит, о количестве отключений выключателя, о количестве циклов АПВ. При отсутствии питания блока сохранение информации обеспечивается в течение 200 часов.
Также БМРЗ может выполнять функции осцилографа и самописца. Он обеспечивает при срабатывании защиты автоматическую запись осциллограммы действующих значений аналоговых сигналов (перечень аналоговых сигналов – стандартный или согласованный при заказе) и временной диаграммы дискретных сигналов (перечень дискретных сигналов стандартный или согласованный при заказе) с дискретностью 10 мс. Длительность записи процесса – 10 с, в том числе предыстория процесса длительностью 1 с. Чтение записи – по каналам связи RS-232, RS-485 или ВОЛС. БМРЗ обеспечивает запись до восьми осцилограмм мгновенных значений всех аналоговых сигналов. При повторном возникновении условий пуска осциллографа стирается первая по времени записи осциллограмма.
Микропроцессорный блок релейной защиты является программируемым, обладает гибкой логикой. БМРЗ могут использоваться в качестве подсистемы нижнего уровня в АСУ ТП и АСУ Э при применении протокола обмена ModBUS. Описание протокола предоставляется по запросу. Скорость обмена – от 600 до 19200 бит/с.
БМРЗ может иметь до 23/23 дискретных входов/выходов, что позволяет обеспечивать любые стандартные и заказные алгоритмы автоматики и сигнализации, не применяя промежуточные реле в ячейках КРУ.
Очень важным для обеспечения надежности работы РЗиА является то, что блок не потребляет электронергию на собственную работу из цепей измерения. Следовательно у него нет «мертвых зон».
БМРЗ может управлять одним или несколькими коммутациообеспечивая контроль положения, ресурса и исправности выключателя.