Imbunatatirea calitatii energiei prin instalarea filtrelor armonice active (AHF)

Descriere proiect

OMV Petrom este una dintre cele mai mari companii de energie din Europa de Sud-Est, fiind activa pe intregul lant valoric al energiei, de la sonde care extrag si valorifica titei si gaze naturale, pana la rafinarea si distributia carburantilor, furnizarea de gaze si producerea si furnizarea de electricitate.

Compania opereaza peste 193 de zacaminte de petrol si gaze onshore si offshore, portofoliul incluzand zacaminte aflate in productie de zeci de ani, dar si zacaminte descoperite recent. In acest context, se deruleaza periodic activitati de modernizare, de retehnologizare a instalatiilor existente sau sunt realizate proiecte noi care conduc la eficienta energetica.

Unul dintre programele de modernizare desfasurate recent de OMV Petrom, a avut loc in cadrul Asset-ului IX-Moldova Sud. Obiectivul principal al acestui proiect a fost modernizarea tablourilor electrice pentru cresterea productivitatii si imbunatatirea eficientei energetice. Pentru a indeplini acest obiectiv, tablourile electrice de alimentare si actionare electrica a sondelor de extractie petroliera, au fost inlocuite cu „well manager variable speed drive”, tablouri electrice cu productivitate si eficienta energetica ridicate.

DETALII PROIECT

Beneficiar: OMV Petrom

Industrie: Oil & Gas

Tip proiect: Imbunatatirea calitatii energiei prin instalarea filtrelor armonice active (AHF)

Finantare: Surse beneficiar

Solicita o oferta

Provocarea de la client

La finalul programului de retehnologizare, toate cele aproximativ 500 de sonde au fost echipate cu convertizoare de frecventa.

Acest lucru a contribuit la imbunatatirea productiei si la cresterea eficientei energetice, insa a avut si un efect secundar negativ: s-au inregistrat cresteri ale factorului total de distoriune armonica pentru forma de unda de curent.

Armonicile sunt cauzate de sarcinile electrice neliniare, cum ar fi convertizoarele de frecventa sau alte dispozitive electronice care functioneaza in comutatie.

Distorsiunea armonica din infrastructura electroenergetica a beneficiarului a migrat pana in punctul de delimitare cu instalatiile Operatorului de Distributie.

Masuratorile aratau ca THD-I (factorul total de distorsiune armonica al formei de unda in curent) in reteaua de medie tensiune depaseste uneori valoarea de 30% (limitele maxime admise fiind intre 3% – 10%.)

Nivelul ridicat de distorsiune armonica a avut un impact negativ asupra calitatii energiei si productivitatii din cadrul locatiei beneficiarului, contribuind la:

O

Afectarea echipamentelor si a productiei;

O

Supraincalzirea si uzura prematura a transformatoarelor, supraincalzirea cablurilor;

O

Declansarea neasteptata a celulelor de linie, din statia electrica din care se alimenteaza instalatiile electroenergetice OMV Petrom – Sectorul de productie „Independenta”, dar si alti consumatori;

O

Functionarea defectuoasa a componentelor electronice sensibile datorita cresterii distorsiunilor in reteaua electrica;

O

Cresterea pierderilor de putere activa (consum propriu tehnologic);

O

Masuratori eronate ale sistemelor de contorizare a energiei electrice active/reactive.

Solutia propusa

OMV Petrom a apelat la echipa Servelect pentru consultanta si identificarea unei solutii fezabile de filtrare armonica.

Servelect a realizat un program de masuratori electroenergetice, care a vizat toate posturile de transformare (aproximativ 50) din Sectorul de Productie „Independenta”. Masuratorile obtinute in diferite regimuri de exploatare au fost stocate, prelucrate si analizate de catre expertii Servelect si TDK si au fost expuse apoi intr-un raport energetic.

Odata identificate regimurile energetice si problemele legate de calitatea energiei electrice, s-au parcurs pasii necesari pentru obtinerea tuturor avizelor pentru realizarea proiectului.

Solutia tehnica proiectata de Servelect si avizata de operatorul regional de distributie a energiei (OD), a presupus instalarea unor filtre active (AHF) in vederea reducerii distorsiunii armonice.

Un filtru armonic activ (AHF) este un dispozitiv de conditionare a puterii care masoara continuu armonicele si injecteaza dinamic un curent de compensare care le anuleaza. Pentru acest proiect, Servelect a conceput o solutie personalizata, folosind filtre active de armonici din seria PQSine, furnizate de TDK Electronic.

Pe baza masuratorilor si a simularilor efectuate, s-au identificat locatiile optime pentru instalarea echipamentelor, fiind luat in considerare nivelul de distorsiune armonica in curent, precum si ponderea sarcinilor electrice, astfel incat THD-I sa se incadreze in limitele maxime admise de standardul de performanta in distributia energiei electrice (3%-10%).

De asemenea, pentru a reduce impactul asupra productiei, a fost nevoie de o planificare cat mai exacta a procesului de executie, intr-un timp cat mai scurt.

O alta provocare a acestui proiect au fost conditiile de mediu din zona. De obicei, echipamentele sunt instalate in interior, insa in acest context a fost necesara amplasarea lor in exterior, in apropierea sondelor de petrol.

Astfel, a fost nevoie de proiectarea unei incinte speciale pentru a proteja echipamentele de factorii externi, cum ar fi ploaia, zapada sau praful. Conditiile climatice, temperaturile scazute in timpul iernii, sub 0° C si verile calde, au facut necesara si instalarea unui schimbator de caldura pentru reglarea temperaturii.

Rezultatele obtinute

Pe langa compensarea armonica, filtrele active sunt utilizate si pentru corectarea factorului de putere si echilibrarea sarcinilor electrice.

Performanta acestora a fost verificata inca din timpul punerii in functiune. Monitorul integrat in echipamentele de filtrare armonica afiseaza diferiti parametri care ii permit beneficiarului sa verifice performanta sistemului.

In reteaua de joasa tensiune (JT) in care au fost instalate filtrele armonice active, THD-I a fost redus de la valori care ajungeau pana la 50%, la valori cuprinse intre 4-10%. Aceasta imbunatatire semnificativa a calitatii energiei in reteaua de JT a contribuit la optimizarea distorsiunii armonice si in reteaua de medie tensiune (MT), precum si la mentinerea limitelor specificate. Mai mult, efectele negative cauzate de calitatea slaba a energiei au fost diminuate considerabil sau eliminate complet.

Distorsiunea armonica este o problema larg raspandita, iar filtrele armonice active sunt utilizare cu succes in diverse aplicatii pentru: uzine de apa/ape reziduale, sisteme HVAC, instalatii de topire, platforme de petrol si gaze, uzine petrochimice, macarale portuare, minerit, industria farmaceutica, industria celulozei si hartiei, navele cu instalatii electrice, centrale eoliene si parcuri fotovoltaice, uzine de mase plastice, dar si altele.