Автореферат (Оценка соответствия отключающей способности выключателей токам коротких замыканий и переходным восстанавливающимся напряжениям в энергосистеме Республики Таджикистан)

На пранах рукописи Специальность 05.14.02 — Электрические станции и электроэнергетические системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических паук Работа выполнена на кафедре «Электрические станции» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ» Гусев Юрий Павлович кандидат технических наук, доцент, зав, кафедрой «Электрические станции» ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» Научный руководитель: Любарский Дмитрий Романович доктор технических наук, директор научно исследовательской дирекции Акционерного общества «Институт «Энергосетьпроект» Официальные оппоненты: Смекалов Владимир Валентинович кандидат технических наук, начальник Центра управления надежностью и активами Акционерного общества «Научно — технический центр Федеральной сетевой компании Единой энергетической системы» Акционерное общество «Научно технический центр Единой энергетической системы ~Московское отделение)» Ведущая организац я: Защита диссертации состоится «08» июня 2018 г, в 13 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 212.157.03 ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» по адресу: 111250, г, Москва, ул.

Красноказарменная, д. 17, корпус Г, ауд. à — 200. Автореферат разослан «» Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.157,03 к.т,н. / Дичина О.В, С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» и НВ СОЙТИ ~~~~;~~ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования. В Республике Таджикистан «РТ), в целях повышения уровня благосостояния населения осуществляется рост экономики, сопровождающийся увеличением генерирующих мощностей за счет строительства новых крупных электростанций и развития электрических сетей.

При этом уровни токов коротких замыканий «КЗ) в сетях различного напряжения электроэнергетической системы «ЭЭС) РТ возрастают. Параметры электротехнического оборудования, ранее установленного на электростанциях и подстанциях ЭЭС РТ, в том числе высоковольтных выключателей «ВВ), могут оказаться не соответствующими уровню токов КЗ и параметрам переходных восстанавливающихся напряжений «ПВН), что может привести к росту аварийности и к недоотпуску электроэнергии потребителям.

В связи с этим актуальной является проблема оценки соответствия отключающей способности выключателей с номинальными напряжениями 110, 220 и 500 кВ, установленных на ПС и электрических станциях ЭЭС РТ, токам КЗ и параметрам ПВН. Степень разработанности тимы. Значительный вклад в развитие теории и исследование электромагнитных переходных процессов при КЗ внесли коллективы ВНИИЭ, ВЭИ, НИУ «МЭИ», НГТУ, ИГЭУ, АО «Институт «Энергосетьпроект» и ряд других организаций. Отдельные вопросы оценки соответствия отключающих способностей выключателей токам КЗ и параметрам ПВН рассмотрены в работах Акодиса М.М., Скляревского Ю.И, Неклепаева Б.Н., Жукова В.В., Шунтова А.В., Крючкова И.П., Усова С.В., Челазнова А.А., Любарского Д.Р,, Кадомской К.П., Воронина В.А., Волкова М.С., Омокеевой А.А.

и других. Однако, в работах этих авторов не было уделено должного внимания уточнению границ применения методов расчета параметров ПВН, оценке влияния интегральных параметров узлов электрических сетей, параметров дугогасящих камер на определение критических значений удаленности КЗ на ЛЭП от ВВ, при которых возникают максимальные значения скорости нарастания ПВН и выбору средств уменьшения скорости нарастания ПВН на контактах выключателя при неудаленных КЗ, Данная работа посвящена исследованию именно этих вопросов.

Объект исследования диссертационной работы является действуюция южная часть энергосистемы Республики Таджикистан, состоящая из 9 электростанций суммарной мощностью 6018 МВА, 109 подстанций, 266 линий электропередачи напряжением 110, 220 и 500 кВ. Предметами исследования являются короткие замыкания и переходные восстанавливающиеся напряжения на контактах высоковольтных выключателей.

Целью диссертационной работы является оценка соответствия отключающей способности высоковольтных выключателей, установленных в южной части энергосистемы Республики Таджикистан токам коротких замыканий и параметрам переходных восстанавливающихся напряжений. Задачи работы: 1. Уточнение границ применения методов расчета скорости нарастания и пиковых значений ПВН на контактах ВВ, 2. Разработка расчетной модели южной части ЭЭС РТ, позволяющей выполнять расчет токов КЗ и оптимизировать стационарное деление сети (СДС). 3.

Оценка соответствия отключающей способности выключателей номинальным напряженнем 110, 220 и 500 кВ южной части ЭЭС РТ начальным действующим значениям периодической составляющей токов трехфазных и однофазных КЗ. 4. Анализ и оценка соответствия отключающей способности выключателей номинальным напряжением 110, 220 и 500 кВ южной части ЭЭС РТ параметрам ПВН при неудаленных КЗ.

5. Разработка расчетной математической модели электромагнитных переходных процессов для исследования ПВН и определения критических удаленности мест КЗ на воздушных ЛЭП. б. Разработка рекомендаций по уменьшению скорости йарастания ПВН на контактах элегазовых ВВ при отключении неудаленных КЗ на воздушных ЛЭП. Научная новизна работы. 1. Впервые на базе программного комплекса УЕРААЛ' разработана расчетная модель южной части ЭЭС РТ, которая позволяет определить значения токов КЗ в узлах напряжением 110, 220 и 500 кВ и оценить применение СДС для ограничения токов КЗ по принципам минимизирования потерь активной мощности и недопущения выхода напряжений за допустимые пределы.

2. Определены интегральные параметры узлов электрических сетей для оценки соответствия отключающей способности выключателей параметрам ПВН, которые используются для выбора ВВ при проектировании и реконструкции электрических станций и ПС. 3. Разработана расчетная математическая модель электромагнитных переходных процессов для исследования скоростей нарастания и пиковых значений ПВН на контактах элегазовых выключателей и определения критических удаленности мест КЗ на воздушных ЛЭП. 4. Разработаны рекомендации по уменьшению скорости нарастания ПВН на контактах элегазовых ВВ при отключении неудаленных КЗ на воздушных ЛЭП с учетом параметров дугогасящей камеры.

Практическая значимость и реализация результатов. 1. Разработанная расчетная модель южной части ЭЭС РТ в программном комплексе ЫЕРЕАМ используется в эксплуатирующей энергетической компании ОАХК «Барки Точик» для определения значений токов КЗ и оптимизирования СДС. 2. Результаты оценки достаточности применения СДС для снижения уровней токов КЗ по принципу минимизирования потерь активной мощности и недопущения выхода напряжений за допустимые пределы в узлах высокого напряжения южной части ЭЭС РТ используются в эксплуатирующей энергетической компании ОАХК «Барки Точик» при обосновании и выборе ВВ, 3.

Результаты уточнения границ применения методов расчета скорости нарастания и пикового значения ПВН на контактах ВВ при отключении токов КЗ и разработанная расчетная математическая модель электромагнитных переходных процессов в программном комплексе ЕМТР— М1'для исследования ПВН и определения критических удаленности мест КЗ на воздушных ЛЭП внедрены в учебный процесс на кафедрах «Электрические станции» Национального исследовательского Университета «Московский энергетический институт» и «Электрические станции» Таджикского технического Университета имени М.С. Осими, а также используются в эксплуатирующей энергетической компании ОАХК «Барки Точик».

4. Определены интегральные параметры узлов электрических сетей для оценки соответствия отключающей способности ВВ параметрам кривых ПВН, которые используются для выбора ВВ при проектировании и реконструкции электрических станций и ПС. 5. Разработанные рекомендации по уменьшению скорости нарастания ПВН на контактах элегазовых выключателей при отключении неудаленных КЗ на воздушных ЛЭП используются при проектировании и реконструкции электрических станций и ПС. Методы исследования базируются на теории электрических цепей, теории электромагнитных переходных процессов в электроэнергетических системах (ЭЭС), на расчетных методах исследования процессов в ЭЭС.

Поставленные задачи решались с использованием метода моделирования процесса при КЗ в специализированном программно — техническом комплексе МЕРЕАХ для определения значений токов КЗ, расчетов параметров ПВН по аналитическим выражениям по программе Ехсе1 и с использованием метода математического моделирования электромагнитных переходных процессов в специализированном программном комплексе ЕМТР— РГ для определения скоростей нарастания и пиковых значений ПВН на контактах ВВ при отключении токов КЗ.