Обеспечение бесперебойного магистрального транспорта нефти в значительной степени определяется как надежностью, так и выбором соответствующих режимных параметров эксплуатации электроприводов основных и подпорных насосов на НПС. В качестве привода насосов на магистральных нефтепроводах применяются асинхронные и синхронные электродвигатели, единичная мощность которых достигает 8 МВт. Известно, что максимальный эффект достигается при эксплуатации оборудования в номинальных режимах.
Анализ режимов работы электроприводов на НПС показал, что они эксплуатируются далеко не в номинальных режимах.
150
Так, в номинальном режиме синхронные электродвигатели СТД и СТДП должен эксплуатироваться с опережающим cos ф = = 0,9. Однако на узлах нагрузки, имеющих чисто синхронную нагрузку, отсутствует гарантированный переток реактивной мощности и энергосистема не в состоянии использовать ее для регулирования напряжения в питающей линии. Поэтому требованиями энергосистем на большинстве НПС электродвигатели типа СТД и СТДП эксплуатируются с коэффициентом мощности, близким к cos ф = 1,0.
В результате теоретических и экспериментальных исследований установлено, что при эксплуатации электродвигателей типа СТД с коэффициентом мощности cos ф = 1,0 вместо номинального cos ф = 0,9 (опережающего) увеличивается внутренний угол нагрузки 0 двигателя, приближаясь к своему критическому значению. В результате чего ухудшаются условия их статической и динамической устойчивости.
На устойчивость электродвигателей оказывает влияние также уровень напряжения. При кратковременных глубоких посадках напряжения в обмотках ротора возникают значительные по амплитуде токи, действующие как форсировка возбуждения и обеспечивающие сохранение синхронного режима. При напряжении на НПС 10 кВ продолжительность воздействия демпфирующих свойств ротора больше, чем при напряжении 6 кВ и этим объясняются лучшие условия по устойчивости электродвигателей СТД и СТДП на напряжение 10 ÍÇ.
На НПС в настоящее время применяются возбудительные устройства, обеспечивающие форсировку возбуждения при нарушениях динамической устойчивости двигателей СТД. Из различных применяемых на НПС возбудительных устройств наилучшие характеристики имеют тиристорные возбудительные устройства ТЕ 8-320, обеспечивающие закон регулирования тока возбуждения по внутреннему углу нагрузки 0 двигателя.
Проблема устойчивости электродвигателей типа СТД и СТДП может решаться проведением ряда мероприятий по согласованию режимов работы устройства РПН, системы автоматического регулирования тока возбуждения с неконтролируемыми технологическими режимами перекачки нефти.
Контроль качества электроэнергии и энергетических характеристик электродвигателей в отрасли не производится. Качество электроэнергии в сетях переменного тока характеризуется отклонением частоты и напряжения, несинусоидальностью формы кривой напряжения, смещением нейтрали и не-
симметрией напряжений основной частоты. Наиболее весомыми для электродвигателей являются показатели частоты и напряжения, которые оказывают значительное влияние на энергетические характеристики электродвигателей и эффективность их эксплуатации.
По ГОСТ 13109 допускается отклонение частоты от номинального на ±0,1 Гц и напряжения для электродвигателей от -5 до +10 % от номинального. Однако исследования, проведенные нами в промышленных условиях, показывают, что отклонение частоты выходит за эти пределы и составляет ±0,2 Гц в зависимости от времени суток; повышение частоты тока в ночное время приводит к увеличению подачи насосных агрегатов и в некоторых случаях ведет к дросселированию их напора.
Уровень напряжения также не остается постоянным, а изменяется в течение суток, например на некоторых НПС в пределах 9,8-10,6 кВ. Колебания напряжения в течение суток приводят к изменению потребления активной и реактивной мощностей и в итоге к ухудшению энергетических характеристик электродвигателей.
Исследования, проведенные на НПС показали, что на большинстве из них поддерживается повышенное на 5—10 % к номинальному напряжение, а загрузка двигателей по току составляет р = 0,5+0,8, при которых у электродвигателей КПД равен 96-98 %.
Самозапуск электроприводов магистральных насосов - это процесс автоматического восстановления режима их работы после кратковременного исчезновения или глубокой посадки напряжения в сети. Особенностью самозапуска на НПС является участие в нем группы электродвигателей.
После исчезновения напряжения или глубокой его посадки на НПС осуществляется групповой выбег находившихся в работе насосных агрегатов. Режим группового выбега агрегатов оказывает основное влияние на формирование волн возмущения давления в трубопроводе.
В зависимости от длительности перерыва электроснабжения самозапуск может быть успешным или неуспешным. При успешном самозапуске технологический процесс не нарушается.
Неуспешным считается самозапуск, если даже насосный агрегат запустится и выйдет в режим, но возникшее возмущение давления, распространяясь по линейной части, приведет к остановке агрегатов по срабатыванию технологических защит. В результате поочередная остановка насосных агрегатов на всех НПС приводит к остановке всего нефтепровода.
Этим объясняется важность внедрения на всех НПС систем самозапуска насосных агрегатов с учетом реальных технологических режимов.
Известно, что на режим самозапуска оказывают влияние параметры энергосистемы. Кроме этого, для повышения надежности и эффективности оборудования с целью определения режимов самозапуска необходимо учитывать исходный технологический режим и режим переходного процесса системы НПС — нефтепровод, пользуясь уравнением ее энергетического и материального баланса.
Они работают в тяжелых температурных условиях: горячий воздух из двигателя выбрасывается в элект-розал и снова поступает в него. Кроме того, пыль и атмосферная влага, оседая на обмотках электродвигателя, ухудшают свойства изоляции.
Система охлаждения электродвигателей в отрасли не унифицирована. Несовершенная система охлаждения приводит к снижению надежности работы оборудования и нефтепровода в целом.
