Чтобы добывать углеводороды в сложных климатических условиях Арктики, мало просто закупить оборудование и начать бурить скважины. Каждый прибор, каждая технология должны соответствовать повышенным требованиям: выдерживать низкие температуры, обладать двойным запасом прочности и минимизировать количество ручного труда. Решением могут стать цифровые подстанции.
В 2020 году такая технология впервые появилась на самом северном месторождении «Газпром нефти». В числе задач цифровой подстанции «Север» — получать электроэнергию от газотурбинной электростанции Новопортовского месторождения, преобразовывать ее (то есть снижать напряжение) и отправлять на самый север промысла, где в условиях автономии начался новый этап освоения арктического актива компании. Энергия нужна для новых кустовых площадок и социально-бытовых объектов, которые расположены в 26 км от основной инфраструктуры. У «Севера» два современных оптических трансформатора с классом напряжения 110/10 кВ (преобразуют напряжение со 110 кВ до 10 кВ) и мощностью 40 МВА. Для сравнения: такой мощности хватит, чтобы снабжать электроэнергией населенный пункт с 10 тысячами жителей.
Отличие цифровой подстанции от своих предшественников — в умной начинке, принципе передачи данных, а также в размерах. Система автоматизации «Севера» предполагает высокий уровень самостоятельности в процессах управления, измерения показателей и защиты оборудования. По сути, «Север» не нуждается в присутствии специалистов. Управляется дистанционно с диспетчерской газотурбинной электростанции Новопортовского месторождения. За корректной работой оборудования и пожарно-охранной сигнализацией следит центральное интеллектуальное устройство «Севера». Контрольно-измерительное оборудование разделено на две взаимозаменяемые части. В случае сбоя на одной из них автоматически включается в работу ее дублер. Сократилось и количество проводов, которые обычно тянутся на подстанцию для управления и передачи данных. Теперь информация бегает по уже привычному для мегаполисов оптоволокну. Это быстрее, надежнее и дешевле.
Адаптация к северу
«Северу» предстоит работать в крайне непростых погодных условиях. Территория Арктики испытывает на прочность не только человека, но и объекты, оборудование и устройства. Зима может длиться 9 месяцев, а температура падать до минус 50 градусов. Зато летом столбик градусника поднимается выше плюс 30. Добавьте сильные ветра и затяжные дожди. Поэтому здание подстанции адаптировано к работе в условиях Заполярья. В частности, при устройстве фундамента применялась технология термостабилизации грунтов, позволяющая избежать оттаивания вечной мерзлоты.
Кроме того, новые технологии способствовали уменьшению размера самой подстанции. Этого достигли с помощью применения комплектного распределительного элегазового устройства (КРЭУ). Одна из задач подстанции — принимать и распределять электроэнергию. В подстанциях старого типа распределительные устройства находятся на открытом воздухе. Лес из таких вышек, соединенных проводами, можно увидеть в любом городе. Старые подстанции занимают довольно много места, так как каждая вышка-ячейка распределительного устройства должна быть изолирована от соседей. Изолятором в этом случае является воздух. КРЭУ — это распределительные устройства нового типа, находящиеся в герметичном корпусе. Изолятором здесь является так называемый элегаз — специальный электротехнический газ, обладающий высокими изолирующими и дугогасительными свойствами (см. врез). В итоге площадь, которую занимает КРЭУ, может составлять от 10 до 25% площади, необходимой для размещения обычного распределительного устройства открытого типа. Такая компактность делает элегазовое оборудование незаменимым для установки в труднодоступных районах или в районах с грунтами, которые сложно осваивать.роект «Цифровая подстанция» реализуется также и на объектах блока логистики, переработки и сбыта: Омском и Московском нефтеперерабатывающих заводах.
В российском исполнении
На Новопортовское месторождение «Север» добирался морским путем. Оборудование завезли на актив в осенне-зимнюю навигацию. Основным поставщиком выступил Чебоксарский электроаппаратный завод. КРЭУ поставил Великолукский завод электротехнического оборудования. На 95% цифровая подстанция «Север» состоит из отечественных деталей и комплектующих. Любопытно, что прототип «Севера» — подстанция «Медведковская», которая снабжает электроэнергией объекты, расположенные на территории инновационного центра «Сколково». Однако после ряда улучшений и адаптации для суровых условий Арктики «Север» превосходит своего собрата и не имеет аналогов в России. Уникальная подстанция была построена в рамках национального проекта Министерства энергетики России «Разработка и внедрение цифровых электрических подстанций и станций на вновь строящихся и реконструируемых объектах энергетики». До конца 2020 года «Север» даст электроэнергию на автономный участок промысла, а значит, откроет путь к освоению новых территорий полуострова Ямал.
Подписывайтесь на канал и узнайте больше о том, как цифровые технологии меняют традиционные отрасли.
Ранее мы писали о том, как:
В промышленности используют цифровых двойников
Беспилотные автомобили внедряют на нефтяных месторождениях
Нефтяникам помогает виртуальная реальность
Оригинал статьи и другие материалы читайте на сайте журнала: www.gazprom-neft.ru/press-center/sibneft-online/