Регулируемый электропривод центробежных нагнетателей.

Режим работы компрессорных станций на магист­ральных газопроводах переменный, т.е. изменяются количест­во перекачиваемого газа и давление его на приеме станции. Это обусловлено главным образом неравномерностью и случай­ным характером потребления газа. Кроме того, значительное влияние на изменение режима работы КС может оказать по­этапный ввод в эксплуатацию газопровода и соответствующее этому постепенное увеличение его мощности, а также измене­ние давления газа на приеме нагнетателя вследствие измене­ния пластового давления и появления ответвлений к промежу­точным потребителям.

Совместная работа газопровода и центробежного нагнетате­ля как турбомашины определяется точкой пересечения их газо­динамических характеристик. При этом количество газа, транспортируемого по газопроводу, соответствует производи­тельности нагнетателя при данном давлении на приеме КС. В зависимости от газопотребления можно изменять характерис­тику нагнетателя или газопровода. Этого можно добиться дрос­селированием (регулированием задвижкой), отключением (включением) нескольких последовательно и параллельно включенных нагнетателей, регулированием частоты вращения вала нагнетателей. При этом система регулирования должна предусматривать регулирование как по графику потребления газа в течение года, так и в динамических режимах при теку­щих изменениях нагрузки газопровода.

Одним из наиболее эффективных способов регулирования производительности ГПЛ является применение электродвигате­лей с. регулируемой частотой вращения.

В настоящее время реализованы технические решения по применению регулируемого электропривода на сверхмощном синхронном двигателе типа 4Б284-021 мощностью 25 МВт.

Принципиальная электрическая схема частотно-регулируемого электропривода.

Данный тип привода предназначен для осуществления плавного пуска, регулирования и стабилизации частоты враще­ния нагнетателя. Электропривод включает в себя четырехобмоточный трансформатор Т мощностью 40 MB-А, преобразователь частоты А, синхронный электродвигатель SM, управляемый возбудитель UZ5.

Статорная обмотка электродвигателя имеет две трехфазные обмотки, которые соединены в схему "две звезды" и сдвинуты одна но отношению к другой на 30°. Каждая обмотка питается от высоковольтного преобразователя частоты. Применение такого принципа позволяет уменьшить пульсаций мощности снизить добавочные потери. Преобразователи частоты в свою очередь включают в себя управляемые выпрямителиUZ UZ2, промежуточное звено постоянного тока со сглаживающими дросселями L1-L4 и инверторы UZ3, UZ4. Преобразователями частоты управляет регулятор R, с помощью которого; можно изменять частоту в диапазоне 0-65 Гц.

Для сглаживания пульсаций, генерируемых тиристорами, используется фильтр, состоящий из конденсаторов и дросселей.

Значительная экономия электроэнергии достигается регули­рованием частоты Вращения вала приводного электродвигателя, получающего, питание от полупроводникового преобразователя частоты. Необходимый диапазон регулирования частоты враще­ния вала приводного электродвигателя при изменений подачи центробежного нагнетателя составляет (1- 0,7)n_н, т.е. привод центробежных нагнетателей должен обеспечивать плавное регулирование частоты вращения вала на 30 % ниже ее; номинального значения.

Технико-экономическая целесообразность регулирования подачи центробежных нагнетателей изменением частоты враще­ния вала определяется режимом работы газопровода, числом и производительностью нагнетателей и должна проверяться для каждого конкретного случая. В подавляющем числе случаев такое регулирование экономически оправдано.

Оценочное значение экономии электроэнергии при замене нерегулируемого электропривода центробежных нагнетателей на регулируемый составляет 30-40 %.

Структуры и схемы, частотно-регулируемых синхронны: электроприводов центробежных нагнетателей аналогичны регулируемым электроприводам насосов НПС магистральных нефтёпроводов.