Валерия Валерьевна Дмитриева – кандидат технических наук, доцент кафедры теоретической электротехники и электрификации, нефтяной и газовой промышленности
Москва
Scopus ID 56007868500
Valeria V. Dmitrieva – Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Theoretical Electrical Engineering and Electrification of Oil and Gas Industry
Moscow
Scopus ID 56007868500;
Алдияр Беимбетович Хамматов – магистрант кафедры теоретической электротехники и электрификации, нефтяной и газовой промышленности
Москва
Aldiyar B. Khammatov – Master Student of the Department of Theoretical Electrical Engineering and Electrification of Oil and Gas Industry
Moscow
In the oil and gas industry, continuous processes such as oil and gas refining play a great role and are sensitive to many external factors. Such processes require special procedures for stopping and restarting. In order to maintain a sustainable process, the entire system needs to be cleaned by removing of unreacted components. Rejected raw materials are often dumped into a flare leading to tangible environmental problems and significant economic disadvantages. Electrotechnical systems (ETS) play an important role in ensuring continuous technological processes in oil and gas industry. Electric motors are one of the key elements of ETS. The majority of the electrical machines used in industry today are Asynchronous motors (AM) – no less than 80 %. Ensuring their trouble-free operation is one of the key factors in the design, simulation, and analysis of asynchronous motor relay protection systems, including unbalanced conditions of their operation. These conditions can occur due to unbalanced AM connection circuits, supply voltage unbalance, or as any faults in a machine itself. Operating a motor under these conditions will result in shorter motor life, reduced power, wear and aging of the insulation. The study subject was an Asynchronous motor drive of a recycle compressor of a gasoline hydrotreating unit at the fuel hydrotreating integrated unit at the Astrakhan Gas Refining Plant (AGRP). The authors used Matlab simulations to study the facility and its protection systems/devices operation. The method of symmetrical components was selected as the main theoretical method. The authors developed a model of an asynchronous motor drive of a recycle compressor. This involved establishing a set of relay protections (RP) and developing the models of the following protections: sequence filter (symmetrical component filter) (SF), negative sequence (nps) O/C protection, and overload protection. It was demonstrated that the specified relay protection complex fully protects the motor from unbalanced operation conditions. The authors conducted a study of the protection complex operation under different supply voltage unbalances, with different motor loads. They formed a conclusion about the performance of the developed protection complex, and gave recommendations for its technical implementation in a business environment. The study findings can be used as a basis for the development and testing of relay protection components of the entire electrical system of the fuel hydrotreating unit at the Astrakhan Gas Refining Plant.
В нефтегазовой промышленности большую роль играют непрерывные технологические процессы, например, нефте- и газопереработка, которые чувствительны к многим внешним факторам. Такие процессы требуют реализации специальных процедур для остановки и повторного пуска. Для наладки технологического процесса необходимы очистка всей системы от непрореагировавших компонентов и их удаление. Забракованное сырьё зачастую сбрасывается на факел, что влечет за собой ощутимые экологические проблемы и значительный экономический ущерб. Важную роль в обеспечении непрерывных технологических процессов в нефтегазовой промышленности играют электротехнические системы (ЭТС), одним из ключевых элементов которых являются электродвигатели. Большую часть, не менее 80 %, используемых сегодня в промышленности электрических машин, составляют асинхронные двигатели (АД). Безаварийная их работа является одной из ключевых задач, что обеспечивает актуальность проектирования, моделирования и анализа действия систем релейных защит асинхронного двигателя, включая несимметричные режимы их работы. Эти режимы могут возникнуть при несимметричных схемах включения АД, несимметрии питающего напряжения, а также в результате каких-либо неисправностей в самой машине. Работа двигателя в таких условиях приведет к сокращению срока его службы, снижению мощности, износу и старению изоляции. В качестве исследуемого объекта выбран асинхронный электропривод циркуляционного компрессора блока гидроочистки бензина в комбинированной установке гидроочистки топлив, расположенного на Астраханском газоперерабатывающем заводе (АГПЗ). Для исследования работы и его защит авторы использовали моделирование в программе Matlab. В качестве основного теоретического метода выбран метод симметричных составляющих. Авторы разработали модель асинхронного электропривода циркуляционного компрессора; сформировали комплекс релейных защит (РЗ) и разработали модели следующих защит: «фильтр симметричных составляющих» (ФСС), максимальная токовая защита обратной последовательности «MTЗ Imax обр», защита от перегрузки. Продемонстрировано, что указанный комплекс релейной защиты полностью защищает двигатель от несимметричных режимов работы. Авторами было проведено исследование работы комплекса защит при различных несимметриях питающего напряжения, при различной загрузке двигателя, сделан вывод о работоспособности разработанной защиты, а также даны рекомендации по его технической реализации на производстве. Выполненная работа может быть положена в основу разработки и тестирования релейной защиты элементов всей электротехнической системы установки гидроочистки топлив на Астраханском ГПЗ.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.