RU2820147C1 - Method of electrically driven gas compressor unit operation - Google Patents
Method of electrically driven gas compressor unit operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2820147C1 RU2820147C1 RU2023131476A RU2023131476A RU2820147C1 RU 2820147 C1 RU2820147 C1 RU 2820147C1 RU 2023131476 A RU2023131476 A RU 2023131476A RU 2023131476 A RU2023131476 A RU 2023131476A RU 2820147 C1 RU2820147 C1 RU 2820147C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactive power
- switching device
- power compensation
- electric motor
- power
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000010977 unit operation Methods 0.000 title abstract 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 42
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims abstract description 34
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 13
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 15
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 13
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 208000018428 Eosinophilic granulomatosis with polyangiitis Diseases 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты энергосистемы при работе электроприводных газоперекачивающих агрегатов. The invention relates to electrical engineering and is intended to protect the power system during operation of electrically driven gas pumping units.
Из уровня техники известно устройство для пуска и компенсации реактивной мощности асинхронного двигателя (патент RU 2288534 C1, опубл. 27.11.2006), содержащее трехфазный выключатель, зажимы которого подключены к началам статорных обмоток, конденсаторы, первые зажимы которых подключены к концам статорных обмоток и коммутационный аппарат, предназначенный для переключения схемы соединения обмоток статора и конденсаторов, при этом вторые зажимы конденсаторов подключены к началам обмоток статора и к зажимам выключателя, а коммутационный аппарат выполнен в виде магнитного пускателя, катушка которого вместе с последовательно включенным резистором подключены параллельно одной из статорных обмоток, а резистор зашунтирован контактом магнитного пускателя, другие контакты магнитного пускателя подключены между точками соединения концов статорных обмоток и конденсаторов. Устройство обеспечивает ограничение пускового тока и компенсацию реактивной мощности асинхронного двигателя, но не решает проблемы определения оптимальной мощности устройства компенсации реактивной мощности, зависящей от фактических характеристик источника питания, преобразователя частоты и асинхронного электродвигателя при работе в составе электроприводного газоперекачивающего агрегата.A device for starting and compensating the reactive power of an asynchronous motor is known from the prior art (patent RU 2288534 C1, published on November 27, 2006), containing a three-phase switch, the terminals of which are connected to the beginnings of the stator windings, capacitors, the first terminals of which are connected to the ends of the stator windings, and a switching a device designed to switch the connection diagram of the stator windings and capacitors, with the second terminals of the capacitors connected to the beginnings of the stator windings and to the terminals of the switch, and the switching device is made in the form of a magnetic starter, the coil of which, together with a series-connected resistor, is connected in parallel to one of the stator windings, and the resistor is shunted by a contact of the magnetic starter, other contacts of the magnetic starter are connected between the connection points of the ends of the stator windings and capacitors. The device provides starting current limitation and reactive power compensation of an asynchronous motor, but does not solve the problem of determining the optimal power of the reactive power compensation device, which depends on the actual characteristics of the power source, frequency converter and asynchronous electric motor when operating as part of an electrically driven gas pumping unit.
Известно устройство для автоматической компенсации реактивной мощности асинхронных двигателей (патент RU 110559 U1, опубл. 20.11.2011), организованное в виде коммутационно связанных средств для создания компенсационного тока и средства коммутации для подключения к каждой из фаз обмоток статора асинхронного двигателя, при этом устройство снабжено блоком задатчика тока, блоком измерителя тока, узлом сравнения, при этом каждое из средств для создания компенсационного тока выполнено в виде блока параллельно соединенных конденсаторов, а средство коммутации выполнено в виде блока промежуточных реле, причем первые внешние зажимы конденсаторов подключены к началу статорной обмотки асинхронного двигателя, а вторые внешние зажимы - к концам обмоток блока промежуточных реле, обмотки которого шунтированы резисторами и замыкающие контакты которого предназначены для подключения необходимого числа блока конденсаторов и резисторов, обеспечивающих согласование номинального напряжения конденсаторов с фазным напряжением силовой цепи асинхронного двигателя, кроме того, концы обмоток блока промежуточных реле соединены с концом статорной обмотки асинхронного двигателя, а начала обмоток подключены к устройству сравнения, обеспечивающему возможность определения разности между величиной потребляемого тока и значением тока, определяемого мощностью процесса обработки, устанавливаемым блоком задатчика тока. Устройство обеспечивает автоматическую компенсацию реактивной мощности асинхронных двигателей, что способствует общему снижению потребляемого тока каждой фазы асинхронного двигателя, но проблема определения оптимальной мощности устройства компенсации реактивной мощности, зависящей от фактических характеристик источника питания, преобразователя частоты и асинхронного электродвигателя при работе в составе электроприводного газоперекачивающего агрегата, сохраняется.A device is known for automatic compensation of reactive power of asynchronous motors (patent RU 110559 U1, published on November 20, 2011), organized in the form of switching-related means for creating compensation current and switching means for connecting to each of the phases of the stator windings of an asynchronous motor, and the device is equipped with a current setting unit, a current meter unit, a comparison unit, each of the means for creating a compensation current is made in the form of a block of parallel-connected capacitors, and the switching means is made in the form of a block of intermediate relays, and the first external terminals of the capacitors are connected to the beginning of the stator winding of the asynchronous motor , and the second external terminals - to the ends of the windings of the block of intermediate relays, the windings of which are shunted by resistors and the closing contacts of which are designed to connect the required number of the block of capacitors and resistors, ensuring the matching of the rated voltage of the capacitors with the phase voltage of the power circuit of the asynchronous motor, in addition, the ends of the windings of the block The intermediate relays are connected to the end of the stator winding of the asynchronous motor, and the beginnings of the windings are connected to a comparison device, which makes it possible to determine the difference between the amount of current consumed and the current value determined by the power of the processing process, set by the current setting unit. The device provides automatic reactive power compensation of asynchronous motors, which contributes to an overall reduction in the current consumption of each phase of the asynchronous motor, but the problem of determining the optimal power of the reactive power compensation device, which depends on the actual characteristics of the power source, frequency converter and asynchronous electric motor when operating as part of an electric-drive gas pumping unit, is saved.
Известно устройство компенсации реактивной мощности (патент RU 158228 U1, опубл. 27.12.2015), содержащее конденсаторную батарею, катушку магнитного пускателя, контакты магнитного пускателя, которые первыми контактами соединены с питающей сетью трехфазного переменного тока, а вторыми контактами соединены с батареей конденсаторов, при этом в устройство входит блок управления, который подключен к однофазной питающей сети через замыкающие пусковые контакты и шунтирующие контакты катушек магнитных пускателей двигателей, вторые контакты которых соединены с первыми контактами размыкающих контактов, подключенных вторыми контактами с катушками магнитных пускателей асинхронных электродвигателей и блоком механических контактов катушки магнитного пускателя первого электродвигателя, который соединен с катушками магнитных пускателей батареи конденсаторов, замыкающими свои контакты для включения в работу батареи конденсаторов, соединенных по схеме треугольник, с первым либо со вторым электродвигателями. Блок управления регулирует поочередное включение конденсаторных батарей, в зависимости от того, какой двигатель работает. Данное устройство обеспечивает повышение годового времени использования батареи конденсаторов, но не решает проблему определения оптимальной мощности устройства компенсации реактивной мощности, зависящей от фактических характеристик источника питания, преобразователя частоты и асинхронного электродвигателя электроприводного газоперекачивающего агрегата, учитывая, что например, в составе компрессорной станции одновременно могут работать два и более электроприводных газоперекачивающих агрегатов.A reactive power compensation device is known (patent RU 158228 U1, published on December 27, 2015), containing a capacitor bank, a magnetic starter coil, magnetic starter contacts, which are connected by the first contacts to a three-phase alternating current supply network, and by the second contacts are connected to a capacitor bank, when In this case, the device includes a control unit that is connected to a single-phase power supply through the closing starting contacts and shunt contacts of the coils of magnetic motor starters, the second contacts of which are connected to the first contacts of the opening contacts, connected by the second contacts to the coils of magnetic starters of asynchronous electric motors and a block of mechanical contacts of the magnetic coil a starter of the first electric motor, which is connected to the coils of magnetic starters of the capacitor bank, which close their contacts to turn on the operation of the capacitor bank, connected in a triangle pattern, with the first or second electric motors. The control unit regulates the alternate switching on of capacitor banks, depending on which engine is running. This device provides an increase in the annual use time of the capacitor bank, but does not solve the problem of determining the optimal power of the reactive power compensation device, which depends on the actual characteristics of the power source, frequency converter and asynchronous electric motor of the electric drive gas pumping unit, taking into account that, for example, as part of a compressor station they can simultaneously operate two or more electrically driven gas pumping units.
Техническая проблема заключается том, что при работе электроприводного газоперекачивающего агрегата совместно с преобразователем частоты вырабатывается реактивная мощность, и возникают паразитные гармоники, а подключение устройства компенсации реактивной мощности приводит к появлению режима феррорезонанса между устройством компенсации реактивной мощности и силовым трансформатором источника питания (питающей подстанции). Предотвратить появление феррорезонанса можно, если мощность устройства компенсации реактивной мощности будет определена (рассчитана) в зависимости от фактических характеристик источника питания, преобразователя частоты и асинхронного электродвигателя электроприводного газоперекачивающего агрегата.The technical problem is that when an electric drive gas pumping unit operates together with a frequency converter, reactive power is generated, and parasitic harmonics arise, and the connection of a reactive power compensation device leads to the appearance of a ferroresonance mode between the reactive power compensation device and the power transformer of the power source (supply substation). The occurrence of ferroresonance can be prevented if the power of the reactive power compensation device is determined (calculated) depending on the actual characteristics of the power source, frequency converter and asynchronous electric motor of the electric drive gas pumping unit.
Техническим результатом является создание способа работы электроприводного газоперекачивающего агрегата, позволяющего рассчитывать определенное (уникальное) значение мощности устройства компенсации реактивной мощности в зависимости от фактических характеристик источника питания, питающего компрессорную станцию, преобразователя частоты и асинхронного электродвигателя электроприводного газоперекачивающего агрегата, что обеспечивает значительно большее снижение потребления электроэнергии, как для одного электроприводного газоперекачивающего агрегата, так для нескольких электроприводных газоперекачивающих агрегатов в составе компрессорной станции, при этом не приводя к феррорезонансу и усилению паразитных гармонических составляющих напряжения.The technical result is the creation of a method of operation of an electric-driven gas pumping unit, which makes it possible to calculate a certain (unique) power value of the reactive power compensation device depending on the actual characteristics of the power source feeding the compressor station, the frequency converter and the asynchronous electric motor of the electric-driven gas pumping unit, which provides a significantly greater reduction in electricity consumption , both for one electrically driven gas pumping unit and for several electrically driven gas pumping units as part of a compressor station, without leading to ferroresonance and an increase in parasitic harmonic voltage components.
Технический результат обеспечивает предложенный способ работы электроприводного газоперекачивающего агрегата, при котором выполняют последовательную подачу электроэнергии среднего класса напряжения от источника питания по силовому кабелю через первое коммутационное устройство на шины, далее через второе коммутационное устройство, блок согласующих трансформаторов на преобразователь частоты, запуск асинхронного электродвигателя с последующим выходом на номинальный режим работы, при котором по достижении значения тока в статоре электродвигателя верхней границы уставки максимальной токовой защиты подключают устройство компенсации реактивной мощности через третье коммутационное устройство с последующей компенсацией реактивной мощности, при этом определение мощности устройства компенсации реактивной мощности выполняют экспериментально перед вводом в постоянную эксплуатацию электроприводного газоперекачивающего агрегата, осуществляя подачу напряжения через второе коммутационное устройство, блок согласующих трансформаторов на преобразователь частоты, запуск асинхронного электродвигателя с выходом на околономинальный режим работы, затем, замыкая контакты третьего коммутационного устройства, последовательное поочередное подключение к шинам устройства компенсации реактивной мощности с разными значениями мощности, проверку наличия или отсутствия паразитных гармонических составляющих, фиксацию значений мощности устройства компенсации реактивной мощности, при которых отсутствуют паразитные гармонические составляющие, и выбор наибольшего значения мощности устройства компенсации реактивной мощности среди тех значений, где отсутствуют паразитные гармонические составляющие, а при снижении потребляемого тока асинхронным электродвигателем до значения нижней границы уставки максимальной токовой защиты отключение устройства компенсации реактивной мощности.The technical result is provided by the proposed method of operation of an electrically driven gas pumping unit, in which medium voltage class electricity is sequentially supplied from a power source via a power cable through the first switching device to the buses, then through the second switching device, a block of matching transformers to the frequency converter, starting an asynchronous electric motor, followed by exit to the rated operating mode, in which, upon reaching the current value in the stator of the electric motor of the upper limit of the maximum current protection setting, the reactive power compensation device is connected through the third switching device with subsequent reactive power compensation, while the power of the reactive power compensation device is determined experimentally before entering constant operation of an electric-driven gas pumping unit, supplying voltage through the second switching device, a block of matching transformers to the frequency converter, starting an asynchronous electric motor with output to near-nominal operating mode, then, closing the contacts of the third switching device, sequentially alternately connecting to the buses of the reactive power compensation device with different values power, checking the presence or absence of parasitic harmonic components, recording the power values of the reactive power compensation device at which there are no parasitic harmonic components, and selecting the highest power value of the reactive power compensation device among those values where there are no parasitic harmonic components, and when reducing the current consumption by asynchronous electric motor to the value of the lower limit of the maximum current protection setting, disabling the reactive power compensation device.
Также технический результат обеспечивает второй способ работы электроприводного газоперекачивающего агрегата, при котором выполняют последовательную подачу электроэнергии среднего класса напряжения от источника питания по силовому кабелю через первое коммутационное устройство на шины, далее через второе коммутационное устройство, блок согласующих трансформаторов на преобразователь частоты, и запуск асинхронного электродвигателя с последующим выходом на номинальный режим работы, при котором по достижении значения тока в статоре электродвигателя верхней границы уставки максимальной токовой защиты, подключают устройство компенсации реактивной мощности через третье коммутационное устройство с последующей компенсацией реактивной мощности, при этом определение мощности устройства компенсации реактивной мощности выполняют экспериментально перед вводом в постоянную эксплуатацию электроприводного газоперекачивающего агрегата, осуществляя подачу напряжения через второе коммутационное устройство, блок согласующих трансформаторов на преобразователь частоты, запуск асинхронного электродвигателя с выходом на околономинальный режим работы, затем, замыкая контакты третьего коммутационного устройства, последовательное поочередное подключение к шинам устройства компенсации реактивной мощности с разными значениями мощности, проверку наличия или отсутствия паразитных гармонических составляющих, фиксацию значений мощности устройства компенсации реактивной мощности, при которых отсутствуют паразитные гармонические составляющие, и выбор наибольшего значения мощности устройства компенсации реактивной мощности среди тех значений, где отсутствуют паразитные гармонические составляющие, а в случае возникновения аварийного события при работе электроприводного газоперекачивающего агрегата подачу сигнала на размыкание контактов второго коммутационного устройства, прекращение подачи напряжения на преобразователь частоты через блок согласующих трансформаторов и отключение асинхронного электродвигателя, и подачу сигнала на размыкание контактов третьего коммутационного устройства и отключение устройства компенсации реактивной мощности. Also, the technical result provides a second method of operation of an electric-driven gas pumping unit, in which medium-voltage electricity is sequentially supplied from a power source via a power cable through the first switching device to the buses, then through the second switching device, a block of matching transformers to the frequency converter, and starting the asynchronous electric motor followed by reaching the rated operating mode, in which, upon reaching the current value in the stator of the electric motor of the upper limit of the maximum current protection setting, the reactive power compensation device is connected through the third switching device with subsequent reactive power compensation, while the determination of the power of the reactive power compensation device is carried out experimentally before putting into permanent operation an electric-driven gas pumping unit, supplying voltage through the second switching device, a block of matching transformers to the frequency converter, starting an asynchronous electric motor with output to near-nominal operating mode, then, closing the contacts of the third switching device, sequentially alternately connecting to the buses of the reactive power compensation device with different power values, checking the presence or absence of parasitic harmonic components, recording the power values of the reactive power compensation device at which there are no parasitic harmonic components, and selecting the highest power value of the reactive power compensation device among those values where there are no parasitic harmonic components, and in the case occurrence of an emergency event during operation of an electric-driven gas pumping unit, sending a signal to open the contacts of the second switching device, stopping the supply of voltage to the frequency converter through the block of matching transformers and turning off the asynchronous electric motor, and sending a signal to open the contacts of the third switching device and turning off the reactive power compensation device.
Кроме того, оба способа работы электроприводного газоперекачивающего агрегата определяют значение верхней границы уставки максимальной токовой защиты микропроцессорного устройства релейной защиты коммутационного устройства после определения мощности устройства компенсации реактивной мощности, для чего зафиксированное ранее значение тока асинхронного электродвигателя при включении устройства компенсации реактивной мощности выбранной мощности домножают на коэффициент приведения от 1,05 до 1,2, и полученное значение вводят в микропроцессорное устройство второго коммутационного устройства как верхнее значение уставки максимальной токовой защиты, при этом значение нижней границы уставки максимальной токовой защиты в микропроцессорного устройства релейной защиты определяют и вводят на 5-10% ниже значения верхней границы уставки.In addition, both methods of operation of an electric-driven gas pumping unit determine the value of the upper limit of the maximum current protection setting of the microprocessor relay protection device of the switching device after determining the power of the reactive power compensation device, for which the previously recorded value of the asynchronous electric motor current when turning on the reactive power compensation device of the selected power is multiplied by a coefficient reduction from 1.05 to 1.2, and the resulting value is entered into the microprocessor device of the second switching device as the upper value of the maximum current protection setting, while the value of the lower limit of the maximum current protection setting in the microprocessor relay protection device is determined and entered by 5-10% below the upper limit of the setting.
Кроме того, способ работы электроприводного газоперекачивающего агрегата предусматривает, что в случае возникновения аварийного события при работе электроприводного газоперекачивающего агрегата и отключения второго и третьего коммутационных устройств, следующее подключение устройства компенсации реактивной мощности к шинам осуществляют через заданное время t, а временную задержку обеспечивает встроенный таймер микропроцессорного устройства релейной защиты второго коммутационного устройства. In addition, the method of operation of an electrically driven gas pumping unit provides that in the event of an emergency event during operation of the electrically driven gas pumping unit and the second and third switching devices are turned off, the next connection of the reactive power compensation device to the buses is carried out after a specified time t, and the time delay is provided by the built-in microprocessor timer relay protection devices of the second switching device.
Предложенное изобретение поясняют схемы:The proposed invention is illustrated by the diagrams:
Фиг. 1 – структурная схема ЭГПА с устройством КРМ.Fig. 1 – block diagram of an EGPU with a PFC device.
Фиг. 2 – структурная схема двух ЭГПА с устройствами КРМ.Fig. 2 – block diagram of two EGPUs with PFC devices.
Предложенный способ реализует система (фиг. 1, 2), включающая закрытое распределительное устройство 1, содержащее коммутационные устройства 2 (первое), 3 (второе), 4 (третье), как показано на фиг. 1 или 2 (первое), 3_1 и 3_2 (вторые), 4_1 и 4_2 (третьи), как показано на фиг. 2, присоединенные к шинам 5. Коммутационные устройства 3 (3_1, 3_2) и 4 (4_1, 4_2) включают микропроцессорные устройства релейной защиты (РЗ) 6 (6_1, 6_2) и 7 (7_1, 7_2), которые могут быть реализованы в виде микропроцессорного устройства SEPAM S80 или иного аналогичного устройства, а также встроенный таймер (на фиг. 1, 2 не показан). The proposed method is implemented by a system (Fig. 1, 2), including a closed distribution device 1 containing switching devices 2 (first), 3 (second), 4 (third), as shown in Fig. 1 or 2 (first), 3_1 and 3_2 (second), 4_1 and 4_2 (third), as shown in FIG. 2 connected to buses 5. Switching devices 3 (3_1, 3_2) and 4 (4_1, 4_2) include microprocessor relay protection devices (RP) 6 (6_1, 6_2) and 7 (7_1, 7_2), which can be implemented in the form microprocessor device SEPAM S80 or other similar device, as well as a built-in timer (not shown in Fig. 1, 2).
Электроприводной газоперекачивающий агрегат (ЭГПА) 8 (8_1, 8_2) включает асинхронный электродвигатель 9 (9_1, 9_2), управляемый преобразователем частоты 10 (10_1, 10_2). Преобразователь частоты 10 (10_1, 10_2) электрически соединен с коммутационным устройством 3 (3_1 и 3_2 ) через блок согласующих трансформаторов 11 (11_1, 11_2). Устройство компенсации реактивной мощности (КРМ) 12 (12_1, 12_2) электрически соединено с коммутационным устройством 4 (4_1, 4_2). Источник питания 13, например, подстанция номинальным напряжением 220/10 кВ подключена к закрытому распределительному устройству 1 силовым кабелем 14. Кроме того, система и ее функциональные элементы могут содержать иные известные функциональные элементы и связи, не относящиеся к предмету изобретения.Electrically driven gas pumping unit (EGPA) 8 (8_1, 8_2) includes an asynchronous electric motor 9 (9_1, 9_2), controlled by a frequency converter 10 (10_1, 10_2). The frequency converter 10 (10_1, 10_2) is electrically connected to the switching device 3 (3_1 and 3_2) through a block of matching transformers 11 (11_1, 11_2). The reactive power compensation device (RPC) 12 (12_1, 12_2) is electrically connected to the switching device 4 (4_1, 4_2). The power source 13, for example, a substation with a rated voltage of 220/10 kV, is connected to a closed switchgear 1 by a power cable 14. In addition, the system and its functional elements may contain other known functional elements and connections that are not related to the subject of the invention.
Предложенный способ работает следующим образом. The proposed method works as follows.
Электроэнергию среднего класса напряжения подают от источника питания 13 (фиг. 1) по силовому кабелю 14 через замкнутые контакты первого коммутационного устройства 2 на шины 5 закрытого распределительного устройства 1, и далее через замкнутые контакты второго коммутационного устройства 3, блок согласующих трансформаторов 11 на преобразователь частоты 10. Управляющая команда системы автоматизированного управления (на фиг. 1 не показана) электроприводного газоперекачивающего агрегата 8 или оператор (на фиг. 1 не показан) запускает асинхронный электродвигатель 9 ЭГПА 8. Когда асинхронный электродвигатель 9 выходит на околономинальный режим работы, и значение тока в статоре асинхронного электродвигателя 9 достигает значения верхней границы уставки максимальной токовой защиты, то в микропроцессорном устройстве РЗ 6 второго коммутационного устройства 3 срабатывает токовая защита. Микропроцессорное устройство РЗ 6 подает команду на замыкание контактов третьего коммутационного устройства 4, и устройство КРМ 12 подключается к шинам 5 для компенсации реактивной мощности, при этом определение мощности устройства компенсации реактивной мощности 12 осуществляют экспериментально предварительно перед вводом электроприводного газоперекачивающего агрегата 8 в постоянную эксплуатацию.Medium voltage class electricity is supplied from a power source 13 (Fig. 1) via a power cable 14 through the closed contacts of the first switching device 2 to the buses 5 of the closed switchgear 1, and then through the closed contacts of the second switching device 3, a block of matching transformers 11 to the frequency converter 10. The control command of the automated control system (not shown in Fig. 1) of the electrically driven gas pumping unit 8 or the operator (not shown in Fig. 1) starts the asynchronous electric motor 9 of the EGPU 8. When the asynchronous electric motor 9 reaches near-nominal operating mode, and the current value in stator of the asynchronous electric motor 9 reaches the upper limit of the maximum current protection setting, then in the microprocessor device RZ 6 of the second switching device 3 the current protection is triggered. The microprocessor device RZ 6 sends a command to close the contacts of the third switching device 4, and the KRM device 12 is connected to the buses 5 for reactive power compensation, while the power of the reactive power compensation device 12 is determined experimentally before putting the electric-driven gas pumping unit 8 into permanent operation.
Мощность устройства КРМ 12 определяют экспериментально следующим образом. Подают напряжение через второе коммутационное устройство 3, блок согласующих трансформаторов 11 на преобразователь частоты 10. Запускают асинхронный электродвигатель 9, выводят его на околономинальный режим работы. Затем, замыкая контакты третьего коммутационного устройства 4, последовательно по очереди к шинам 5 подключают устройство КРМ 12 с разными значениями мощности (от минимальной до максимальной мощности с определенным шагом, например, 50, 100 или 150 кВар) в зависимости от мощности отдельных конденсаторных батарей. Фиксируют значения мощности устройства КРМ 12, при которых отсутствуют паразитные гармонические составляющие, не происходит перекомпенсация реактивной мощности при номинальном режиме работы асинхронного электродвигателя 9. Дополнительно фиксируют значение потребляемого асинхронным электродвигателем 9 тока в момент подключения устройства КРМ 12. В результате эксперимента в качестве расчетного значения мощности устройства КРМ 12 выбирают наибольшее среди зафиксированных значений, при которых отсутствуют паразитные гармонические составляющие, не происходит перекомпенсация реактивной мощности и обеспечивается максимальное снижение потребляемого электродвигателем 9 ЭГПА 8 тока по сравнению с током при отключенным устройстве КРМ 12. Т.о. для каждого ЭГПА 8 рассчитывают определенное (уникальное) значение мощности устройства КРМ 12 в зависимости от фактических характеристик источника питания 13, например, мощности трансформатора (на фиг.1 не показан) источника питания 13, мощности асинхронного электродвигателя 9 и его преобразователя частоты 10, что исключает появление режима феррорезонанса между устройством компенсации реактивной мощности 12 и трансформатором (на фиг. 1 не показан) источника питания 13 и появление паразитных гармонических составляющих напряжения.The power of the KRM device 12 is determined experimentally as follows. Voltage is supplied through the second switching device 3, a block of matching transformers 11 to the frequency converter 10. The asynchronous electric motor 9 is started and brought to near-nominal operating mode. Then, by closing the contacts of the third switching device 4, the KRM device 12 with different power values (from minimum to maximum power in a certain step, for example, 50, 100 or 150 kVar) is connected sequentially to the buses 5 in turn, depending on the power of the individual capacitor banks. The power values of the PFC device 12 are recorded, at which there are no parasitic harmonic components, and reactive power is not overcompensated at the rated operating mode of the asynchronous electric motor 9. Additionally, the value of the current consumed by the asynchronous electric motor 9 is recorded at the moment the PFC device 12 is connected. As a result of the experiment, the calculated power value is The PLC devices 12 select the highest among the recorded values, at which there are no parasitic harmonic components, reactive power is not overcompensated and the maximum reduction in the current consumed by the electric motor 9 of the EGPU 8 is ensured compared to the current when the PLC device 12 is turned off. Thus. for each EGPU 8, a certain (unique) power value of the power supply unit 12 is calculated depending on the actual characteristics of the power source 13, for example, the power of the transformer (not shown in Fig. 1) of the power source 13, the power of the asynchronous electric motor 9 and its frequency converter 10, which eliminates the appearance of a ferroresonance mode between the reactive power compensation device 12 and the transformer (not shown in Fig. 1) of the power source 13 and the appearance of parasitic harmonic voltage components.
Далее определяют значение верхней границы уставки максимальной токовой защиты микропроцессорного устройства релейной защиты 6 второго коммутационного устройства 3. Для этого зафиксированное ранее значение тока асинхронного электродвигателя 9 при включении устройства КРМ выбранной мощности домножают на коэффициент приведения от 1,05 до 1,2, и полученное значение вводят в микропроцессорное устройство 6 как верхнее значение уставки максимальной токовой защиты. Next, the value of the upper limit of the maximum current protection setting of the microprocessor relay protection device 6 of the second switching device 3 is determined. To do this, the previously recorded value of the current of the asynchronous electric motor 9 when turning on the PLC device of the selected power is multiplied by a reduction factor from 1.05 to 1.2, and the resulting value is entered into the microprocessor device 6 as the upper value of the maximum current protection setting .
Значение нижней границы уставки максимальной токовой защиты в микропроцессорного устройства релейной защиты 6 определяют и вводят на 5-10% ниже значения верхней границы, в зависимости от выбранной мощности устройства КРМ 12 с учётом недопущения возникновения режима перекомпенсации при снижении скорости вращения вала и потребляемого тока ниже значения верхней границы уставки. The value of the lower limit of the maximum current protection setting in the microprocessor relay protection device 6 is determined and entered 5-10% below the value of the upper limit, depending on the selected power of the KRM device 12, taking into account the prevention of the occurrence of an overcompensation mode when the shaft rotation speed and current consumption decrease below the value upper limit of the setting.
Значения верхней и нижней границы уставки максимальной токовой защиты различаются, чтобы обеспечить непрерывную работу устройства компенсации реактивной мощности 12 при изменении режимов работы асинхронного двигателя 9 в диапазоне, близком к номинальному режиму работы, а также предотвратить частые циклы включения-отключения устройства КРМ 12 при кратковременных незначительных изменениях режима работы асинхронного двигателя 9.The values of the upper and lower limits of the maximum current protection setting are different to ensure continuous operation of the reactive power compensation device 12 when the operating modes of the asynchronous motor 9 change in a range close to the rated operating mode, as well as to prevent frequent on-off cycles of the KRM device 12 during short-term insignificant changes in the operating mode of an asynchronous motor 9.
Подключение устройства компенсации реактивной мощности 12 к шинам 5 приводит к компенсации основного объёма реактивной мощности, потребляемой асинхронным электродвигателем 9 электроприводного газоперекачивающего агрегата 8, исключает паразитные гармонические составляющие напряжения, возникающие в сети в период работы преобразователя частоты 10 и снижает потребление электроэнергии от источника питания 13, например, при работе компрессорной станции с электроприводным газоперекачивающим агрегатом.Connecting the reactive power compensation device 12 to the buses 5 leads to compensation of the main volume of reactive power consumed by the asynchronous electric motor 9 of the electrically driven gas pumping unit 8, eliminates parasitic harmonic voltage components that arise in the network during operation of the frequency converter 10 and reduces electricity consumption from the power source 13, for example, when operating a compressor station with an electrically driven gas pumping unit.
Для снижения производительности ЭГПА 8 оператор либо система автоматического управления (на фиг. 1 не показаны) ЭГПА 8 подает команду на снижение скорости асинхронного электродвигателя 9, что влечет за собой снижение потребления электроэнергии от источника питания 13. При снижении потребляемого тока асинхронным электродвигателем 9 до значения нижней границы максимальной токовой защиты, микропроцессорное устройство релейной защиты 6 второго коммутационного устройства 3 подает команду на микропроцессорное устройство 7 для размыкания контактов третьего коммутационного устройства 4, и устройство компенсации реактивной мощности 12 отключается. To reduce the performance of the EGPU 8, the operator or an automatic control system (not shown in Fig. 1) EGPU 8 sends a command to reduce the speed of the asynchronous electric motor 9, which entails a reduction in electricity consumption from the power source 13. When the current consumption of the asynchronous electric motor 9 is reduced to the value the lower limit of the maximum current protection, the microprocessor relay protection device 6 of the second switching device 3 sends a command to the microprocessor device 7 to open the contacts of the third switching device 4, and the reactive power compensation device 12 is turned off.
В случае возникновения аварийного события при работе ЭГПА 8, система автоматического управления ЭГПА 8 или оператор (на фиг. 1 не показаны) подают команду на отключение ЭГПА 8. Сигнал поступает в микропроцессорное устройство релейной защиты 6, которое подает сигнал на размыкание контактов второго коммутационного устройства 3. В результате прекращается подача напряжения на преобразователь частоты 10 через блок согласующих трансформаторов 11 и отключается асинхронный электродвигатель 9, а также контакты третьего коммутационного устройства 4 размыкаются и отключается устройство компенсации реактивной мощности 12.In the event of an emergency event during operation of the EGPU 8, the automatic control system of the EGPU 8 or the operator (not shown in Fig. 1) sends a command to turn off the EGPU 8. The signal is sent to the microprocessor relay protection device 6, which sends a signal to open the contacts of the second switching device 3. As a result, the supply of voltage to the frequency converter 10 through the block of matching transformers 11 is stopped and the asynchronous electric motor 9 is turned off, and the contacts of the third switching device 4 are opened and the reactive power compensation device 12 is turned off.
После аварийного отключения устройство компенсации реактивной мощности 12 переходит в режим «разряда». Следующее подключение устройства компенсации реактивной мощности 12 к шинам 5 для компенсации реактивной мощности возможно не ранее, чем через заданное время t, например, 10 минут после отключения третьего коммутационного устройства 4. Временную задержку обеспечивает встроенный таймер (на фиг. 1,2 не показан) микропроцессорного устройства релейной защиты 6 второго коммутационного устройства 3. After an emergency shutdown, the reactive power compensation device 12 switches to the “discharge” mode. The next connection of the reactive power compensation device 12 to the buses 5 for reactive power compensation is possible no earlier than after a specified time t, for example, 10 minutes after disconnecting the third switching device 4. The time delay is provided by a built-in timer (not shown in Fig. 1.2) microprocessor relay protection device 6 of the second switching device 3.
Пример 1 осуществления на компрессорной станции с одним ЭГПА 8 (фиг. 1)Example 1 implementation at a compressor station with one EGPU 8 (Fig. 1)
Электроэнергию напряжением 10 кВ подали от источника питания 13 по силовому кабелю 14 через замкнутые контакты первого коммутационного устройства 2 на шины 5 закрытого распределительного устройства 1, и далее через замкнутые контакты второго коммутационного устройства 3, блок согласующих трансформаторов 11 на преобразователь частоты 10. Управляющая команда системы автоматизированного управления (на фиг. 1 не показана) электроприводного газоперекачивающего агрегата 8 запустила асинхронный электродвигатель 9 ЭГПА 8. Когда асинхронный электродвигатель 9 вышел на околономинальный режим работы (частота вращения 8200 об/мин), и значение тока в статоре асинхронного электродвигателя 9 достигло значения верхней границы уставки максимальной токовой защиты равной 170 А, то в микропроцессорном устройстве релейной защиты 6 второго коммутационного устройства 3 сработала токовая защита. Микропроцессорное устройство РЗ 6 подало команду на замыкание контактов третьего коммутационного устройства 4, и устройство КРМ 12 подключилось к шинам 5 для компенсации реактивной мощности.Electricity with a voltage of 10 kV was supplied from the power source 13 via the power cable 14 through the closed contacts of the first switching device 2 to the buses 5 of the closed switchgear 1, and then through the closed contacts of the second switching device 3, a block of matching transformers 11 to the frequency converter 10. System control command automated control (not shown in Fig. 1) of the electric drive gas pumping unit 8 started the asynchronous electric motor 9 of the EGPU 8. When the asynchronous electric motor 9 reached near-nominal operating mode (rotation speed 8200 rpm), and the current value in the stator of the asynchronous electric motor 9 reached the upper value limit of the maximum current protection setting is equal to 170 A, then in the microprocessor relay protection device 6 of the second switching device 3 the current protection has tripped. The microprocessor device RZ 6 sent a command to close the contacts of the third switching device 4, and the KRM device 12 connected to the buses 5 to compensate for reactive power.
Перед вводом в постоянную эксплуатацию электроприводного газоперекачивающего агрегата 8 мощность устройства КРМ 12 определили экспериментально. Для этого подали напряжение 10 кВ через второе коммутационное устройство 3, блок согласующих трансформаторов 11 на преобразователь частоты 10, запустили асинхронный электродвигатель 9. Увеличивая скорость вращения асинхронного электродвигателя 9, посредством устройства релейной защиты 6 фиксировали величину потребляемой реактивной мощности и при превышении ею на 10 % величины ёмкости устройства КРМ 12 из ряда 300, 450, 600, 750 кВар, замыкали контакты третьего коммутационного устройства 4 и по очереди подключали к шинам 5 устройство КРМ 12 с одним из значений мощности 300, 450, 600, 750 кВар, проверяли наличие или отсутствие паразитных гармонических составляющих при значениях 300, 450, 600, 750 кВар мощности устройства КРМ 12. Фиксировали значения мощности устройства КРМ 12, при которых отсутствовали паразитные гармонические составляющие, не происходила перекомпенсация реактивной мощности при номинальном режиме работы асинхронного электродвигателя 9, а также токи, при которых осуществлялось подключение устройства КРМ 12. В результате эксперимента в качестве расчетного значения мощности устройства КРМ 12 выбрали наибольшее значение 600 кВар среди зафиксированных значений 300, 450, 600 кВар, при которых отсутствовали паразитные гармонические составляющие, не происходила перекомпенсация реактивной мощности и обеспечивалось большее снижение потребляемого тока по сравнению с током асинхронного электродвигателя 9 в момент подключения устройства КРМ 12. Таким образом, для ЭГПА 8 рассчитали определенное (уникальное) значение мощности устройства КРМ 12 равное 600 кВар в зависимости от фактических рабочих характеристик источника питания 13, преобразователя частоты 10 и асинхронного электродвигателя 9, что исключило появление режима феррорезонанса между устройством компенсации реактивной мощности 12 и трансформатором (на фиг. 1 не показан) источника питания 13 и появление паразитных гармонических составляющих напряжения.Before putting into permanent operation the electrically driven gas pumping unit 8, the power of the KRM device 12 was determined experimentally. To do this, a voltage of 10 kV was applied through the second switching device 3, a block of matching transformers 11 to the frequency converter 10, and the asynchronous electric motor 9 was started. By increasing the rotation speed of the asynchronous electric motor 9, by means of a relay protection device 6, the amount of reactive power consumed was recorded and, if it exceeded it by 10% capacity values of the KRM device 12 from the series 300, 450, 600, 750 kVar, closed the contacts of the third switching device 4 and in turn connected the KRM 12 device with one of the power values 300, 450, 600, 750 kVar to the buses 5, checked the presence or absence parasitic harmonic components at values of 300, 450, 600, 750 kVar of the power of the KRM 12 device. The power values of the KRM 12 device were recorded at which there were no parasitic harmonic components, reactive power overcompensation did not occur at the rated operating mode of the asynchronous electric motor 9, as well as currents at which were connected to the KRM 12 device. As a result of the experiment, the highest value of 600 kVar was chosen as the calculated power value of the KRM 12 device among the recorded values of 300, 450, 600 kVar, at which there were no parasitic harmonic components, no overcompensation of reactive power occurred and a greater reduction in consumed current compared to the current of the asynchronous electric motor 9 at the time of connection of the KRM device 12. Thus, for EGPU 8, a certain (unique) power value of the KRM device 12 was calculated equal to 600 kVar, depending on the actual performance characteristics of the power source 13, the frequency converter 10 and the asynchronous electric motor 9, which eliminated the appearance of a ferroresonance mode between the reactive power compensation device 12 and the transformer (in Fig. 1 not shown) of the power supply 13 and the appearance of parasitic harmonic voltage components.
Далее определили значение верхней границы уставки максимальной токовой защиты микропроцессорного устройства релейной защиты 6 второго коммутационного устройства 3. Для этого зафиксированное ранее значение тока асинхронного электродвигателя 9 162 А, при котором подключалось устройство КРМ 12 с выбранной экспериментально мощностью 600 кВар и выполнялись условия отсутствия паразитных гармонических составляющих, не происходила перекомпенсация и снижался потребляемый ток, домножили на коэффициент приведения 1,05 и полученное значение 170 А ввели в микропроцессорное устройство 6 как верхнее значение уставки максимальной токовой защиты. Next, we determined the value of the upper limit of the maximum current protection setting of the microprocessor relay protection device 6 of the second switching device 3. For this, the previously recorded value of the asynchronous electric motor current was 9,162 A, at which the KRM 12 device was connected with an experimentally selected power of 600 kVar and the conditions for the absence of parasitic harmonic components were met , overcompensation did not occur and the current consumption was reduced, multiplied by a reduction factor of 1.05 and the resulting value of 170 A was entered into the microprocessor device 6 as the upper value of the maximum current protection setting .
Значение нижней границы уставки максимальной токовой защиты в микропроцессорного устройства релейной защиты 6 определили равным 153 А, что 10% ниже значения верхней границы и ввели в микропроцессорное устройство релейной защиты 6. The value of the lower limit of the maximum current protection setting in the microprocessor relay protection device 6 was determined to be 153 A, which is 10% lower than the upper limit value and was entered into the microprocessor relay protection device 6.
Подключение устройства компенсации реактивной мощности 12 мощностью 600 кВар к шинам 5 позволило компенсировать основной объём реактивной мощности, потребляемой асинхронным электродвигателем 9 электроприводного газоперекачивающего агрегата 8, исключая паразитные гармонические составляющие напряжения, возникающие в сети в период работы преобразователя частоты 10, и снизило потребление электроэнергии от источника питания 13 при работе компрессорной станции с одним электроприводным газоперекачивающим агрегатом.Connecting a reactive power compensation device 12 with a power of 600 kVar to the buses 5 made it possible to compensate the main volume of reactive power consumed by the asynchronous electric motor 9 of the electric drive gas pumping unit 8, excluding parasitic harmonic voltage components that arise in the network during the operation of the frequency converter 10, and reduced electricity consumption from the source power supply 13 when operating a compressor station with one electrically driven gas pumping unit.
С целью снижения производительности ЭГПА 8 система автоматического управления (на фиг. 1 не показана) ЭГПА 8 подала команду на снижение скорости асинхронного электродвигателя 9, соответственно снизилось потребления электроэнергии от источника питания 13. Когда потребление тока асинхронным электродвигателем 9 снизилось до значения нижней границы максимальной токовой защиты равного 153 А, микропроцессорное устройство релейной защиты 6 второго коммутационного устройства 3 подало команду на микропроцессорное устройство 7 для размыкания контактов третьего коммутационного устройства 4, устройство компенсации реактивной мощности 12 отключилось. In order to reduce the performance of the EGPU 8, the automatic control system (not shown in Fig. 1) EGPU 8 sent a command to reduce the speed of the asynchronous electric motor 9, and accordingly the electricity consumption from the power source 13 decreased. When the current consumption of the asynchronous electric motor 9 decreased to the value of the lower limit of the maximum current protection equal to 153 A, the microprocessor relay protection device 6 of the second switching device 3 sent a command to the microprocessor device 7 to open the contacts of the third switching device 4, the reactive power compensation device 12 was turned off.
Пример 2 осуществления на компрессорной станции с двумя ЭГПА 8 (фиг. 2)Example 2 implementation at a compressor station with two EGPU 8 (Fig. 2)
Электроэнергию напряжением 10 кВ подали от источника питания 13 по силовому кабелю 14 через замкнутые контакты первого коммутационного устройства 2 на шины 5 закрытого распределительного устройства 1, и далее через замкнутые контакты двух коммутационных устройств 3_1 и 3_2, блоки согласующих трансформаторов 11_1 и 11_2 на два соответствующих преобразователя частоты 10_1 и 10_2. Оператор (на фиг. 2 не показан) подал управляющую команду и запустил два асинхронных электродвигателя 9_1 и 9_2 двух ЭГПА 8_1 и 8_2. Когда асинхронный электродвигатель 9_1 и 9_2 вышел на околономинальный режим работы (частота вращения 8200 об/мин), значение тока в статорах асинхронных электродвигателей 9_1 и 9_2 достигло значения верхней границы уставки максимальной токовой защиты равной 195 А, в микропроцессорных устройствах релейной защиты 6_1 и 6_2 вторых коммутационных устройств 3_1 и 3_2 сработала токовая защита. Микропроцессорные устройства 6_1 и 6_2 подали команду на замыкание контактов двух коммутационных устройств 4_1 и 4_2, и соответствующие устройства КРМ 12_1 и 12_2 подключились к шинам 5 для компенсации реактивной мощности.Electricity with a voltage of 10 kV was supplied from the power source 13 via the power cable 14 through the closed contacts of the first switching device 2 to the buses 5 of the closed switchgear 1, and then through the closed contacts of two switching devices 3_1 and 3_2, blocks of matching transformers 11_1 and 11_2 to two corresponding converters frequencies 10_1 and 10_2. The operator (not shown in Fig. 2) gave a control command and started two asynchronous electric motors 9_1 and 9_2 of two EGPUs 8_1 and 8_2. When the asynchronous electric motor 9_1 and 9_2 reached the near-rated operating mode (rotation speed 8200 rpm), the current value in the stators of the asynchronous electric motors 9_1 and 9_2 reached the value of the upper limit of the maximum current protection setting equal to 195 A, in the microprocessor relay protection devices 6_1 and 6_2 second switching devices 3_1 and 3_2 current protection has tripped. Microprocessor devices 6_1 and 6_2 sent a command to close the contacts of two switching devices 4_1 and 4_2, and the corresponding KRM devices 12_1 and 12_2 were connected to buses 5 to compensate for reactive power.
Перед вводом в постоянную эксплуатацию двух электроприводных газоперекачивающих агрегатов 8_1 и 8_2 мощности соответствующих устройств КРМ 12_1 и 12_2 определили экспериментально. Для этого подали напряжение 10 кВ через коммутационные устройства 3_1 и 3_2, блоки согласующих трансформаторов 11_1 и 11_2 на соответствующие преобразователи частоты 10_1 и 10_2, запустили асинхронные электродвигатели 9_1 и 9_2. Увеличивая скорость вращения асинхронных двигателей 9_1 и 9_2, посредством устройств релейной защиты 6_1 и 6_2 фиксировали величину потребляемой асинхронными электродвигателями 9_1 и 9_2 реактивной мощности и при превышении ею на 10 % величины ёмкости устройств КРМ 12_1 и 12_2 со значениями мощности 300, 450, 600, 750, 900 кВар, замыкали контакты коммутационных устройств 4_1 и 4_2 и по очереди подключали к шинам 5 устройства КРМ 12_1 и 12_2 со значениями мощности 300, 450, 600, 750, 900 кВар, и проверяли наличие или отсуствие паразитных гармонических составляющих при значениях 300, 450, 600, 750, 900 кВар мощности устройств КРМ 12_1 и 12_2. Фиксировали значения мощности устройств КРМ 12_1 и 12_2, при которых отсутствовали паразитные гармонические составляющие, не происходила перекомпенсация реактивной мощности при номинальном режиме работы асинхронных электродвигателей 9_1 и 9_2, также токи, при которых осуществлялось подключение устройств КРМ. В результате эксперимента в качестве расчетного значения мощности устройств КРМ 12_1 и 12_2 выбрали наибольшее значение 750 кВар среди зафиксированных значений 300, 450, 600, 750 кВар, при которых отсутствовали паразитные гармонические составляющие, не происходила перекомпенсация реактивной мощности и обеспечивалось большее снижение потребляемого тока по сравнению с током электродвигателей 9_1 и 9_2 в момент подключения устройств КРМ 12_1 и 12_2. Таким образом, для ЭГПА 8_1 и 8_2 рассчитали определенное (уникальное) значение мощности устройств КРМ 12_1 и 12_2, равное 750 кВар с учетом фактических рабочих характеристик источника питания 13, преобразователей частоты 10_1 и 10_2 и асинхронного электродвигателей 9_1 и 9_2, что исключило появление режима феррорезонанса между первым устройством компенсации реактивной мощности 12_1 и трансформатором (не показан) источника питания 13 и вторым устройством КРМ 12_2 и трансформатором (не показан) источника питания 13, исключило появление паразитных гармонических составляющих напряжения.Before putting two electrically driven gas pumping units 8_1 and 8_2 into permanent operation, the power of the corresponding KRM devices 12_1 and 12_2 was determined experimentally. To do this, a voltage of 10 kV was applied through switching devices 3_1 and 3_2, blocks of matching transformers 11_1 and 11_2 to the corresponding frequency converters 10_1 and 10_2, and asynchronous electric motors 9_1 and 9_2 were started. Increasing the rotation speed of asynchronous motors 9_1 and 9_2, using relay protection devices 6_1 and 6_2, we recorded the amount of reactive power consumed by asynchronous electric motors 9_1 and 9_2 and when it exceeded the capacity of the KRM devices 12_1 and 12_2 by 10% with power values of 300, 450, 600, 750 , 900 kVar, closed the contacts of switching devices 4_1 and 4_2 and in turn connected to buses 5 KRM devices 12_1 and 12_2 with power values of 300, 450, 600, 750, 900 kVar, and checked the presence or absence of parasitic harmonic components at values of 300, 450 , 600, 750, 900 kVar power of KRM devices 12_1 and 12_2. The power values of the PFC devices 12_1 and 12_2 were recorded, at which there were no parasitic harmonic components, reactive power overcompensation did not occur at the rated operating mode of the asynchronous electric motors 9_1 and 9_2, as well as the currents at which the PFC devices were connected. As a result of the experiment, the highest value of 750 kVar was chosen as the calculated power value of KRM devices 12_1 and 12_2 among the recorded values of 300, 450, 600, 750 kVar, at which there were no parasitic harmonic components, no overcompensation of reactive power occurred, and a greater reduction in current consumption was provided compared to with the current of electric motors 9_1 and 9_2 at the moment of connecting the KRM devices 12_1 and 12_2. Thus, for EGPU 8_1 and 8_2 we calculated a certain (unique) power value of the KRM devices 12_1 and 12_2, equal to 750 kVar, taking into account the actual operating characteristics of the power source 13, frequency converters 10_1 and 10_2 and asynchronous electric motors 9_1 and 9_2, which excluded the appearance of the ferroresonance mode between the first reactive power compensation device 12_1 and the transformer (not shown) of the power source 13 and the second device KRM 12_2 and the transformer (not shown) of the power source 13, eliminated the appearance of parasitic harmonic voltage components.
Далее определили значение верхней границы уставки максимальной токовой защиты микропроцессорных устройств релейной защиты 6_1 и 6_2 вторых коммутационных устройств 3_1 и 3_2 равным 195 А. Для этого зафиксированное ранее значение токов асинхронных электродвигателей 9_1 и 9_2 185 А, при котором подключались устройства КРМ 12_1 и 12_2 с выбранной экспериментально мощностью 750 кВар и выполнялись условия отсутствия паразитных гармонических составляющих, не происходила перекомпенсация и снижался потребляемый ток, домножили на коэффициент приведения 1,05 и полученное значение 195 А ввели в микропроцессорные устройства 6_1 и 6_2 как верхнее значение уставки максимальной токовой защиты. Next, we determined the value of the upper limit of the maximum current protection setting of microprocessor relay protection devices 6_1 and 6_2 of the second switching devices 3_1 and 3_2 to be equal to 195 A. For this, the previously recorded value of the currents of asynchronous electric motors 9_1 and 9_2 was 185 A, at which the KRM devices 12_1 and 12_2 were connected with the selected experimentally with a power of 750 kVar and the conditions for the absence of parasitic harmonic components were met, overcompensation did not occur and the current consumption was reduced, multiplied by a reduction factor of 1.05 and the resulting value of 195 A was entered into microprocessor devices 6_1 and 6_2 as the upper value of the maximum current protection setting .
Значения нижней границы уставки максимальной токовой защиты в микропроцессорного устройства релейной защиты 6_1 и 6_2 определили равным 175 А, что на 10% ниже значения верхней границы и ввели в микропроцессорные устройства релейной защиты 6_1 и 6_2. The lower limit of the maximum current protection setting in the microprocessor relay protection devices 6_1 and 6_2 was determined to be 175 A, which is 10% lower than the upper limit value and was introduced into the microprocessor relay protection devices 6_1 and 6_2.
Подключение устройств компенсации реактивной мощности 12_1 мощностью 750 кВар и устройства 12_2 мощностью 750 кВар к шинам 5 позволило компенсировать основной объём реактивной мощности, потребляемой асинхронными электродвигателями 9_1 и 9_2 электроприводных газоперекачивающих агрегатов 8_1 и 8_2, исключая паразитные гармонические составляющие напряжения, возникающие в сети в период работы преобразователей частоты 10_1 и 10_2, снизило потребление электроэнергии от источника питания 13 при работе компрессорной станции с двумя электроприводными газоперекачивающими агрегатами.Connecting reactive power compensation devices 12_1 with a power of 750 kVar and devices 12_2 with a power of 750 kVar to buses 5 made it possible to compensate for the main volume of reactive power consumed by asynchronous electric motors 9_1 and 9_2 of electric drive gas pumping units 8_1 and 8_2, excluding parasitic harmonic voltage components that arise in the network during operation frequency converters 10_1 and 10_2, reduced electricity consumption from power source 13 when operating a compressor station with two electrically driven gas pumping units.
В результате возникновения аварийного события при работе второго ЭГПА 8_2 оператор (на фиг 2. не показан) подал команду на отключение ЭГПА 8_2, при этом первый ЭГПА 8_1 продолжил работу. Сигнал поступил в микропроцессорное устройство релейной защиты 6_2, которое подало сигнал на размыкание контактов второго коммутационного устройства 3_2. В результате прекращена подача напряжения на преобразователь частоты 10_2 через блок согласующих трансформаторов 11_2, и отключился асинхронный электродвигатель 9_2, контакты третьего коммутационного устройства 4_2 разомкнулись, устройство компенсации реактивной мощности 12_2 отключилось.As a result of an emergency event occurring during the operation of the second EGPU 8_2, the operator (not shown in Fig. 2) gave a command to turn off the EGPU 8_2, while the first EGPU 8_1 continued to operate. The signal entered the microprocessor relay protection device 6_2, which sent a signal to open the contacts of the second switching device 3_2. As a result, the supply of voltage to the frequency converter 10_2 through the block of matching transformers 11_2 was stopped, and the asynchronous electric motor 9_2 was turned off, the contacts of the third switching device 4_2 were opened, and the reactive power compensation device 12_2 was turned off.
После аварийного отключения устройство компенсации реактивной мощности 12_2 перешло в режим «разряда». Следующее подключение устройства компенсации реактивной мощности 12_2 к шинам 5 для компенсации реактивной мощности произошло через заданное время 10 минут после отключения третьего коммутационного устройства 4_2, что защищает от повторной подачи напряжения на неразряженные батареи (на фиг. 2 не показаны) устройства КРМ 12_2. Временную задержку обеспечил встроенный таймер (на фиг. 2 не показан) микропроцессорного устройства релейной защиты 6_2 второго коммутационного устройства 3_2. After an emergency shutdown, the reactive power compensation device 12_2 switched to the “discharge” mode. The next connection of the reactive power compensation device 12_2 to the buses 5 for reactive power compensation occurred after a specified time of 10 minutes after the third switching device 4_2 was disconnected, which protects against re-applying voltage to undischarged batteries (not shown in Fig. 2) of the reactive power compensation device 12_2. The time delay was provided by a built-in timer (not shown in Fig. 2) of the microprocessor relay protection device 6_2 of the second switching device 3_2.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2820147C1 true RU2820147C1 (en) | 2024-05-30 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2400917C1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-09-27 | Юрий Иванович Хохлов | Compensated system of power supply for electric energy consumers of various frequency |
| RU112531U1 (en) * | 2011-07-29 | 2012-01-10 | Сергей Николаевич Никулин | REACTIVE POWER COMPENSATOR OF ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR |
| CN204230922U (en) * | 2014-11-24 | 2015-03-25 | 河南恩耐基电气有限公司 | Oil pumping/mechanism of qi group wells dynamic compensation type protective device |
| RU158228U1 (en) * | 2015-03-18 | 2015-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" | REACTIVE PURPOSE COMPENSATION DEVICE |
| RU2580577C1 (en) * | 2014-11-05 | 2016-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Method of controlling compressor station with electric gas compressor units |
| RU2682789C1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-03-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Томск" (ООО "Газпром трансгаз Томск") | Electric drive gas transfer unit |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2400917C1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-09-27 | Юрий Иванович Хохлов | Compensated system of power supply for electric energy consumers of various frequency |
| RU112531U1 (en) * | 2011-07-29 | 2012-01-10 | Сергей Николаевич Никулин | REACTIVE POWER COMPENSATOR OF ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR |
| RU2580577C1 (en) * | 2014-11-05 | 2016-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Method of controlling compressor station with electric gas compressor units |
| CN204230922U (en) * | 2014-11-24 | 2015-03-25 | 河南恩耐基电气有限公司 | Oil pumping/mechanism of qi group wells dynamic compensation type protective device |
| RU158228U1 (en) * | 2015-03-18 | 2015-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" | REACTIVE PURPOSE COMPENSATION DEVICE |
| RU2682789C1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-03-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Томск" (ООО "Газпром трансгаз Томск") | Electric drive gas transfer unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1820259B1 (en) | Staged motor starting and wye / delta switching | |
| US20150043108A1 (en) | System, apparatus, and method for reducing inrush current in a transformer | |
| MXPA96005115A (en) | Method and apparatus for transfer between sources of electrical energy that block adaptative transfer until the voltage of charge achieves a secure value | |
| RU2820147C1 (en) | Method of electrically driven gas compressor unit operation | |
| Das et al. | Characteristics and analysis of starting of large synchronous motors | |
| Lowenstein | Improving power factor in the presence of harmonics using low-voltage tuned filters | |
| GB1584396A (en) | Standby electric power supplies | |
| US4652807A (en) | Starting method for induction motors | |
| RU2222094C1 (en) | Device for starting three-phase squirrel-cage induction motor from off-line commensurable- power supply | |
| RU2422977C1 (en) | Method of ac motor soft start | |
| JPH077978A (en) | Korndorfer method for starting motor | |
| CN2183635Y (en) | Reactance startor for multi-function electric motor | |
| US11101751B2 (en) | Method for reducing the inrush current of an asynchronous electrical motor and a compressor system for implementing this method | |
| RU64831U1 (en) | DEVICE FOR STARTING HIGH POWER SYNCHRONOUS MOTORS | |
| CN216851317U (en) | Multifunctional self-checking closing power supply device | |
| JPH09163609A (en) | System closing method and system closing circuit for induction generator | |
| RU1786620C (en) | Device for protection of three-phase asynchronous electric motor against disappearance of voltage in phase of power supply network | |
| SU1576987A1 (en) | Guaranteed power supply system | |
| SU997212A1 (en) | Device for control of three-phase induction electric motor | |
| GB2088658A (en) | A starting circuit for a single-phase induction motor | |
| JP3419929B2 (en) | Operating device of variable speed pumped storage power plant | |
| SU1304122A1 (en) | Electric power installation | |
| CN116317701A (en) | Motor soft start electric control system | |
| RU2050684C1 (en) | Sync-async engine | |
| RU112531U1 (en) | REACTIVE POWER COMPENSATOR OF ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR |