Предисловие
3
ПРЕДИСЛОВИЕ
В предлагаемой монографии представлены результаты работы авторов
по направлению, связанному со стоящей перед современной электроэнергети-
кой актуальной проблемой обеспечения надежного и эффективного энерго-
снабжения нефтедобычи и реализации путей повышения эффективности техни-
ческого состояния погружных электроустановок (ПЭУ) с учетом обобщения
и анализа опыта их эксплуатации. Определяя подходы и пути решения этой
проблемы, авторы провели обобщение аспектов развития инфраструктуры
и внутренних ингредиентов этих специфических систем энергоснабжения неф-
тедобычи. Были проанализированы эксплуатационные данные существующего
и перспективного электрооборудования. Также критической селекции с учетом
специфики нефтедобычи были подвергнуты наиболее перспективные организа-
ционные и технические мероприятия по повышению надежности, энергоэффек-
тивности и энергосбережения в энергоснабжении ПЭУ.
Характерной особенностью нефтяной электроэнергетики как ведущей
составляющей экономики страны является динамичный рост спроса на элек-
троэнергию во всех аспектах развития нефтяной промышленности, требую-
щей все больше электроэнергии для поддержания собственной инфраструк-
туры, а также ее дальнейшего развития.
В то же время в ближайшей ретроспективе темпы роста мирового ВВП
устойчиво отставали от темпов роста потребления электроэнергии в среднем
на 8–12 %. По репрезентативным прогнозам International Energy Agency
(IEA), несмотря на повышение показателей эффективности энергопотребле-
ния, спрос на электроэнергию до 2030 года возрастет в 2,5 раза.
Развитие нефтяной электроэнергетики, неотъемлемой основной частью
которой являются системы электроснабжения, на современном этапе времени
невозможно без применения новых видов электрооборудования. В большой
степени это относится к электроснабжению погружного электрооборудования,
хотя также остро эта проблема стоит и для питающих сетей средних и низших
классов напряжения.
Практика проектирования объектов энергоснабжения нефтедобычи пока-
зывает, что в большинстве случаев сама возможность возведения новых объек-
тов определяется исключительно применением новых типов оборудования.
Системы электроснабжения нефтедобычи и, в частности, погружного
электрооборудования весьма разнообразны по конструкциям и видам испол-
нения. Среди них преобладают воздушные (ВЛ) и кабельные (КЛ), взаимо-
действующие и тесно связанные друг с другом.
Повышение эффективности эксплуатации
погружных электроустановок нефтедобычи
4
Их специфику и сочетания непосредственным образом определяют кон-
кретные условия и особенности размещения трасс, а также, естественно, не-
обходимость минимизации расходов на создание конструкции, строительст-
во и эксплуатацию с учетом надежности и энергосбережения. Весьма
существенным при этом является стремление к использованию современных
энергоэффективных и экономичных как линейных, так и подстанционных
электроустановок.
В основных положениях данной монографии обобщен опыт и результа-
ты собственных работ авторов и в определенной мере (с необходимыми
ссылками) научных коллективов, в которых они работают, а также отечест-
венных и зарубежных специалистов и исследователей. Основное содержание
этих исследований состоит в том, чтобы с помощью научно обоснованного
построения и практической реализации погружных систем электроснабжения
нефтедобычи и эффективной организации эксплуатации предотвратить ава-
рийные ситуации, приводящие к значительным убыткам из-за отказов
и аварийных выходов из строя дорогостоящих ответственных электроустано-
вок, минимизировать затраты на внеплановые ремонты, а также ущербы
от недоборов нефти, дополнительных потерь электроэнергии и др.
При этом большое внимание уделено физическим процессам, которые не-
посредственным образом связаны с фундаментальными положениями таких
разделов электротехнической науки, как теория и практика электромагнитной
совместимости, технологических ресурсов и методов их прогнозирования.
Можно констатировать, что влияние специфического погружного элек-
трооборудования на функционирование системы электроснабжения нефте-
добычи изучено далеко не полностью, что в ряде случаев приводит
к серьезным отказам и аварийным нарушениям. С учетом изложенного на-
стоящая монография, состоящая из шести глав, имеет своей целью сократить
значительные затраты временных и материальных ресурсов на отрицатель-
ные последствия этих нарушений, а в ряде случаев обеспечить их полное
устранение. Кроме того, она содержит необходимые электротехнической
общественности современные сведения о специфике, особенностях и рацио-
нальной организации электроснабжения ПЭУ.
В первой главе рассматриваются основы построения и организации
энергоэффективной эксплуатации современных систем электроснабжения
ПЭУ нефтедобычи и возникающие в них проблемы экологического и биоло-
гического плана, характерные для электрических сетей различных классов
напряжения. Особое внимание уделено глубокому ограничению эксплуата-
ционных физических воздействий (ЭФВ), приводящих к значительному
Предисловие
5
потоку нарушений и отказов ПЭУ. Наиболее значимыми из них, несомнен-
но, являются разнообразные внешние и внутренние перенапряжения и токи
коротких замыканий и др.
Глава вторая посвящена классификации, общим принципам анализа
факторов, определяющих состояние ПЭУ, классификации эксплуатационных
физических воздействий (ЭФВ) как причины старения ПЭУ и формирования
нарушений и отказов. Представлена визуализация основных причин отказов
ПЭО, а также сформулированы основные методы профилактики рассмот-
ренных отказов.
В главе третьей приведено научное обоснование на базе математического
моделирования и практические исследования процессов возникновения и разви-
тия повреждений в ПЭУ. Научно обоснованы методы анализа потока поврежде-
ний и дефектов для погружного электрооборудования. Разработаны математи-
ческие модели анализа эксплуатационных ресурсов ПЭУ в условиях ЭФВ.
Глава четвертая посвящена моделированию уровней эксплуатационной
эффективности
и
готовности
ПЭД,
определению
их
показателей
и статистическому анализу данных по оптимизации. Сформулированы три
уровня диагностирования системы ПЭУ по сложности и глубине решаемых
задач с учетом технической необходимости, оснащенности средствами диагно-
стирования. Дано определение уровня работоспособного состояния ПЭО, ниже
которого использование недопустимо ввиду наличия комплекса осложняющих
факторов.
В главе пятой анализируются пути решения проблемы разработки
и исследования математической модели эксплуатационной эффективности
ПЭД на основе классификация элементов ПЭД как сложной технической
системы, а также построения математической модели ПЭД в виде структурно-
функциональной схемы, оценки параметров постулируемых законов распреде-
ления постепенных отказов деталей в процессе эксплуатации, а также определе-
ния уточненных уровней эксплуатационной эффективности элементов ПЭД
при различных законах распределения отказов.
Глава шестая посвящена вопросам стратегии, надежности и приоритетно-
сти ремонтов для электрооборудования нефтяной промышленности с учетом
возможного риска на основе технико-экономического обоснования мероприя-
тий, обеспечивающих надежную работу системы электроснабжения нефтедобы-
чи. Основные направления этого раздела включают в себя принципы и методо-
логию корректной организация эксплуатации ПЭУ с причинно-следственной
оценкой и использованием FMEA анализа производственных рисков и инте-
гральных показателей надежности эксплуатации парка ПЭУ.
Повышение эффективности эксплуатации
погружных электроустановок нефтедобычи
6
В заключении приведены выводы по содержанию монографии.
Авторы с признательностью отмечают тщательно выполненное рецен-
зирование монографии доктором технических наук, проф. В.В. Сушковым
и доктором технических наук, проф. А.В. Кузнецовым. Они внимательно
изучили рукопись, дали полезные замечания и рекомендации по улучшению
ее качества и содержания.
Авторы благодарят руководство Самарского государственного техническо-
го университета за внимание, действенную поддержку и помощь на всех этапах
работы по подготовке настоящей книги и ее изданию. Также авторы глубоко
признательны
А.А. Казанцеву
, который при подготовке книги активно участво-
вал в выполнении компьютерной верстки, дизайна и графики.
Отзывы, замечания и предложения по книге просим направлять по адресу:
443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, дом 244, Самарский государствен-
ный технический университет, кафедра «Автоматизированные электроэнерге-
тические системы», тел./факс 8-846-2784496; e-mail: [email protected].
Авторы
Оригинал статьи: Предисловие
