В соответствии с Энергетической стратегией до 2035 г. обоснована возможность повышения эффективности использования энергии вторичных энергоресурсов в виде попутного нефтяного и отработанного газов путем повышения коэффициента использования энергии первичного энергоносителя до 90-95 % посредством когенерационных установок с бинарным циклом генерации электроэнергии и тригенерационных систем с использованием энергии отработанного газа для охлаждения потока воздуха на входе газотурбинных установок. Показаны условия поддержания номинальной мощности основного генератора при вариации показателей температуры окружающей среды. Представлена эффективная топология электротехнических комплексов в многосвязной системе электроснабжения нефтегазовых предприятий по условию надежности, позволяющая увеличить коэффициент готовности на 0,6 %, среднюю наработку на отказ на 33 %, вероятность безотказной работы на 15 % и уменьшить среднее время восстановления системы на 40 %. Рассмотрено применение параллельных активных фильтров для повышения качества электроэнергии и снижения провалов напряжения до 0,1 с при их использовании в автономных электротехнических комплексах нефтегазовых предприятий. Доказана возможность обеспечения бесперебойного электроснабжения при применении тиристорных систем автоматического ввода резерва. Проведен сравнительный анализ для оценки влияния параллельных активных фильтров и тиристорных систем автоматического ввода резерва на основные показатели надежности систем электроснабжения нефтегазовых предприятий.
Обоснована актуальность проблемы компенсации провалов и отклонений напряжения в системах электроснабжения предприятий горной промышленности для обеспечения надлежащего уровня надежности энергообеспечения наиболее ответственных технологических потребителей. Выявлены основные причины возникновения провалов и отклонений напряжения в системах электроснабжения предприятий горной промышленности. Установлена степень влияния провалов и отклонений напряжения различной природы на динамическую и статическую устойчивость систем электроснабжения. Показана необходимость обеспечения бесперебойного и гарантированного режима электроснабжения непрерывных технологических процессов горного производства. Проведен анализ существующей нормативной документации в области гарантированного и бесперебойного электроснабжения. По результатам экспериментальных исследований и математического моделирования выявлено наличие взаимосвязи между формально независимыми с точки зрения существующей нормативной документации источниками электроснабжения. Приведено выражение, позволяющее определить коэффициент связанности двух источников электроснабжения. Обоснована необходимость учета степени взаимосвязанности источников при синтезе систем бесперебойного электроснабжения предприятий горной промышленности. Выполнен анализ существующих технических средств и решений по резервированию электроснабжения для предприятий горной промышленности, включая современные источники бесперебойного питания, функционирующие в режиме онлайн, электростанции собственных нужд, а также динамические компенсаторы искажения напряжения. Приведена классификация категорий потребителей по возможности их полного или частичного отключения в аварийных режимах при провалах и прерываниях напряжения. Разработана система бесперебойного электроснабжения предприятий горной промышленности на основе комбинированного использования альтернативных и возобновляемых источников энергии, источников бесперебойного питания и устройства многоступенчатого автоматического ввода резерва, позволяющая обеспечить непрерывный режим энергообеспечения наиболее ответственных потребителей горных предприятий.
Предложен метод синтеза топологии систем электроснабжения предприятий минерально-сырьевого комплекса. Обоснована целесообразность использования общего логико-вероятностного метода и разработанного на его основе программного комплекса «АРБИТР» для расчета надежности систем электроснабжения. Приведены результаты синтеза топологии систем электроснабжения на примере потребителей с подземными горными работами и потребителей газотранспортных систем. Даны рекомендации по повышению надежности электроснабжения предприятий минерально-сырьевого комплекса.
Разработан комплекс технических средств и решений по обеспечению надлежащего уровня энергетической безопасности предприятий минерально-сырьевого комплекса, включая методы: управления режимом напряжения, повышения качества электрической энергии, обеспечения динамической устойчивости электроустановок, повышения надежности электроснабжения, управления структурой распределительных сетей, комбинированного использования альтернативных и возобновляемых источников энергии. Обоснована необходимость обеспечения энергетической безопасности объектов минерально-сырьевого комплекса с технической точки зрения с привлечением современных достижений и разработок в области электротехнических комплексов и систем.
Создание фотоэлектрической станции (ФЭС) прямого преобразования мощностью 1 кВт упростит контроль и управление на объектах минерально-сырьевого комплекса. В статье рассмотрены ныне существующие на рынке фотоэлементы, подобраны наиболее подходящие для условий работы в горной и нефтедобывающей промышленностях. Представлена структура ФЭС.
Статья посвящена проблеме управления режимом напряжения в распределительных сетях предприятий сырьевого комплекса при помощи устройств регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) силовых трансформаторов. Особое внимание уделено разработке блока автоматического управления устройствами РПН с применением методов нечеткой логики. Приведены результаты математического и компьютерного моделирования.
Рассмотрено влияние различных факторов на процесс пуска высоковольтных синхронных электродвигателей. Изучены возможности оптимизации режимов пуска электромеханических комплексов с синхронными электродвигателями. Представлена математическая модель электромеханического комплекса, реализующая различные способы пуска.
Рассмотрена возможность использования ветродизельных установок (ВДУ) для энергообеспечения объектов минерально-сырьевого комплекса, удаленных от сетей централизованного энергоснабжения. Определены регионы, перспективные с точки зрения использования их ветрового потенциала, установлены критерии выбора мощности ветроэлектрической установки, предложена схема использования ВДУ для питания погружных электродвигателей электроцентробежных насосов на кусте скважин нефтедобычи.
Уровень качества электрической энергии (КЭ) является важным фактором обеспечения непрерывности и эффективности технологического процесса добычи, переработки и транспортировки полезных ископаемых. Обоснован способ снижения оплаты электрической энергии путем приведения фактических показателей качества электрической энергии (ПКЭ) в соответствие с ГОСТ 13109-97. Предложены и экономически обоснованы структура и основные принципы проектирования комплексной системы непрерывного мониторинга ПКЭ, позволяющей производить коммерческий, технический и технологический контроль КЭ.
Рассмотрены проблемы повышения эффективности электроснабжения горных предприятий: снижение капитальных вложений в систему электроснабжения, обоснование и внедрение энергосберегающих технологий, позволяющих ограничить на рациональном уровне энергетическую составляющую затрат на добычу, транспортировку и переработку полезных ископаемых, а также обеспечение качества электроэнергии на уровне, соответствующем требованиям ГОСТа.
Рассмотрены основные направления научных исследований 2000 г. в области создания электротехнических комплексов для горной и нефтегазовой промышленности: внедрение для горных машин и механизмов бесконтактных регулируемых электроприводов с алгоритмами управления, обеспечивающими повышение производительности и энергосбережения; разработка электротехнологий и специальных технических средств для выполнения горных работ; разработка автоматизированных электротехнических комплексов и систем на основе внедрения микропроцессорных аппаратных средств; разработка, создание и внедрение компьютерных технологий контроля и автоматизированного управления электропотреблением, а также адаптации новейших видов электрооборудования, обеспечивающих повышение надежности и экономичности электротехнических комплексов; разработка и внедрение в условиях нефтедобывающих комплексов концепции и алгоритмов управления электропотреблением; разработка систем автоматического управления многофункциональными резонансными преобразователями поворотно-угловых перемещений с различными частотами и амплитудами движения; применение прямых методов электротехнологии, основанных на электротермомеханическом преобразовании энергии электрического поля непосредственно в горной породе для получения технологического эффекта; разработка автоматических и автоматизированных систем электротехнических комплексов, которые могут проектироваться и развиваться как самостоятельные системы различного назначения.
