Надёжное и бесперебойное энергоснабжение нефтегазовой промышленности критически важно на всех этапах – от разведки и добычи до транспортировки и переработки. Любой сбой ведёт к большим финансовым потерям. В этом секторе активно используются как традиционные, так и инновационные решения, включая мощные автономные установки. Несмотря на развитие различных технологий, дизельные генераторы остаются одними из ключевых элементов обеспечения энергетической безопасности и независимости в нефтегазовом секторе.

Уникальные требования нефтегазового сектора

Простой оборудования из-за отсутствия электричества недопустим. Это приводит к убыткам, нарушению технологических процессов и риску аварий, счёт которым идёт на миллионы рублей в час.

Условия эксплуатации техники зачастую экстремальны – температуры от -60ºС до +50ºС, высокие нагрузки, вибрации, агрессивные среды (сероводород, метан) и взрывоопасность. Оборудование должно быть специально адаптировано под такие условия работы.

Многие месторождения удалены от централизованных сетей, поэтому подключиться к ним будет нереально. В таких случаях создание собственной генерации электрической энергии является приоритетной задачей.

Энергоснабжение удалённых месторождений

В условиях отсутствия линий электропередач основную нагрузку по энергоснабжению нефтегазовой промышленности берут на себя дизельные генераторы, ставшие стандартом в отрасли. Их преимущества очевидны: высокая надёжность, быстрый запуск, устойчивость к экстремальным условиям (например, бесперебойная работа при -40ºС), простота доставки топлива даже по зимникам. Мощности варьируются от 50-100 кВт для небольших объектов до 3-5 МВт для буровых платформ и промыслов. В ряде случаев могут использоваться газопоршневые установки – особенно там, где есть доступ к попутному нефтяному газу.

Газотурбинные и газопоршневые установки

Это электрогенерирующее оборудование широко используется в нефтегазовой отрасли, особенно там, где доступен природный или попутный нефтяной газ.

Газотурбинные установки (ГТУ) подходят для крупных объектов (от 5-10 МВт до сотен МВт), таких как компрессорные станции магистральных газопроводов или крупные промыслы. Среди их преимуществ выделяют высокую мощность, длительный ресурс (до 100 тыс. моточасов до капремонта), низкие выбросы при работе на природном газе, возможность использования тепла выхлопных газов (когенерация, общий КПД до 85-90%). Недостатком такой техники является высокая начальная стоимость и достаточно сложный монтаж.

Газопоршневые установки (ГПУ) – это более гибкий вариант, они могут применяться на объектах от нескольких сотен кВт до 5-10 МВт (например, на месторождениях, кустовых площадках). Работают и на природном, и на попутном газе. Это позволяет утилизировать попутный нефтяной газ (сокращая "сжигание на факелах" до 95%) и снижать затраты на топливо. К преимуществам этой техники относятся: высокий электрический КПД (до 40-45%), хорошая приспособленность к переменным нагрузкам, более низкая стоимость по сравнению с ГТУ.

Несмотря на преимущества ГТУ и ГПУ, дизельные генераторы часто используются как резервные или аварийные источники питания для этих установок, обеспечивая их запуск и работу при перебоях с подачей основного газового топлива.

Минимизация потерь при транспортировке энергии

На удалённых нефтегазовых объектах важно не только надёжно вырабатывать электроэнергию, но и доставлять её к конечным точкам потребления. Потери при передаче могут достигать 10-15%.

Один из основных способов их снижения – передача энергии по линиям высокого и сверхвысокого напряжения (35 кВ, 110 кВ). Такой подход позволяет уменьшить передаваемый ток, а значит, и тепловые потери. Это особенно важно при расстояниях между генератором и точками потребления в несколько километров.

Также важна оптимизация распределительных сетей:

• проектирование с минимальными длинами кабелей и правильным выбором сечения (неоптимальные трассы могут терять до 10% энергии);

• применение компенсирующих устройств; например, наличие комплектных конденсаторных установок снижает реактивную нагрузку, разгружает трансформаторы и даёт экономию до 10–15%;

• создание собственных трансформаторных подстанций на площадке позволяет гибко управлять распределением энергии и снижает нагрузку на магистральные линии.

Системы резервирования для критических объектов

Надёжность энергоснабжения на объектах нефтегазовой отрасли критически важна – сбой может привести к остановке производства, авариям и ущербу. Поэтому применяется многоуровневая система резервирования, обеспечивающая питание даже при полной потере подачи электроэнергии от внешнего источника.

Первый уровень – резервирование основного питания. Это две и более независимых линии электропередачи от разных подстанций. При обрыве одной линии автоматически включается подача от второй.

Ключевое звено в системах резервирования – дизельные генераторы, выполняющие роль "последней линии защиты". Применяются схемы N+1 (один резерв) или 2N (полное дублирование мощности). Автоматический ввод резерва обеспечивает включение генератора при отключении питающей сети – на это идёт 5–10 с.

Для чувствительных систем и оборудования дополнительно используются источники бесперебойного питания, которые подают электроэнергию на протяжении времени запуска дизельных генераторов.