Высокая эффективность применения высоковольтного регулируемого электропривода мегаваттного класса для компрессорных и насосных установок, работающих с переменными режимами нагрузки, подтверждена многолетним опытом автора по их проектированию и внедрению на объектах нефтегазовой промышленности (рис.1).
Примерами успешной реализации проектов и технических решений с использованием частотно-регулируемого электропривода и систем электроснабжения объектов магистрального транспорта газа являются:
– Автоматизированный мягкий запуск и оптимальное регулирование турбокомпрессоров частотно-регулируемым электроприводом.
– Инвариантное управление преобразователями частоты для стабилизацию параметров газа при воздействии нескольких метеорологических и технологических возмущений стохастического характера.
– Оперативный мониторинг и прогнозирование состояния агрегатов с переходом на обслуживание по фактическому состоянию.
– Внешнее электроснабжение в комбинации с автономными возобновляемыми энергоисточниками для объектов трубопроводного транспорта с микропроцессорными системами защиты.
В настоящее время уже успешно апробированы пилотные проекты реконструкции электроприводных компрессорных и насосных станций с заменой существующих нерегулируемых электроприводов на частотно-регулируемые системы. Оригинальными решениями такой конструкции явились возможность реализации системы активного магнитного подвешивания ротора двигателя и валов нагнетателей, обеспечивающей за счет эффекта левитации вращающихся частей и отсутствия подшипников значительное увеличение ресурса всего газоперекачивающего агрегата (рис. 2).
Системы электромагнитного подвешивания (ЭМП) и поддержки вращательных и линейных элементов движущихся агрегатов без вхождения в контакт с ротором известны достаточно давно и основаны на принципе левитации или отталкивания (притяжения) ферромагнитного материала ротора полем электромагнита (подшипника). Основными преимуществами отсутствия прямого контакта между ротором и подшипником являются: уменьшение износа узлов из-за отсутствия трения при вращении ротора; отсутствие затрат на смазочные материалы и дорогостоящие материалы подшипников; вследствие отсутствия трения отсутствуют и механические потери энергии на трение при вращении электродвигателя во всем диапазоне скоростей; возможность работы в экстремальных условиях при воздействии высоких и низких температур, в условиях вакуума, химически агрессивных сред и повышенной влажности; хорошая теплоизоляция корпуса статора от ротора улучшает общее тепловое состояние машины; максимальная скорость вращения ротора не ограничена свойствами материала, позволяя создавать безредукторные высокоскоростные машины; отпадает необходимость в трудоемких работах по техническому обслуживанию и ремонту маслосистем, систем охлаждения и самих подшипников, значительно сокращая эксплуатационные расходы; повышается уровень оперативного мониторинга технического состояния машины в целом; экологическая чистота.