Автореферат (Оценка соответствия отключающей способности выключателей токам коротких замыканий и переходным восстанавливающимся напряжениям в энергосистеме Республики Таджикистан), страница 2

Основные положении н результаты, выносимые на защиту. 1. Уточненные границы применения методов расчета скорости нарастания и пикового значения ПВН на контактах ВВ при отключении токов КЗ. 2. Расчетная модель южной части ЭЭС РТ с результатами расчетов токов КЗ в узлах напряжением 110, 220 и 500 кВ. 3, Результаты расчетов токов КЗ в узлах напряжением 110, 220 и 500 кВ южной части ЭЭС РТ с применением СДС по принципу минимизирования потерь активной мощности и недопущения выхода напряжений за допустимые пределы. 4. Определенные интегральные параметры узлов электрических сетей для оценки соответствия отключающей способности ВВ параметрам кривых ПВН.

5. Расчетная математическая модель электромагнитных переходных процессов в программном комплексе ЕМТР— Ю' для исследования ПВН и определения критических удаленности мест КЗ на воздушных ЛЭП. б. Рекомендации по уменьшению скорости нарастания ПВН на контактах элегазовых выключателей при отключении неудаленных КЗ на воздушных ЛЭП, путем использования дополнительных емкостей. Соответствие паспорту специальности. Диссертационная работа соответствует формуле научной специальности 05.14.02 — «Электрические станции и электроэнергетические системы» по следующим областям исследований: п.З «Разработка методов расчета, прогнозирования, оптимизации и координации уровней токов короткого замыкания на электростанциях и в электрических сетях энергосистем» относится к применению СДС для снижения уровней токов трехфазных и однофазных КЗ в электрических сетях южной части ЭЭС РТ.

п.б «Разработка методов математического и физического моделирования в электроэнергетике» относится к разработанной расчетной модели южной части ЭЭС РТ в программном комплексе ЖЕРЕАЛ' для расчета токов КЗ и установившихся режимов, а также расчетная математическая модель электромагнитных переходных процессов в программном комплексе ЕМТР-- ЯГ для исследования ПВН и определения критических удаленности мест КЗ на воздушных ЛЭП. Достоверность полученных результатов и средства исследований. Достоверность полученных результатов расчетов токов КЗ с использованием программно — технического комплекса ХЕРРМАН подтверждается удовлетворительным совпадением со значениями токов КЗ, полученных с помощью технических средств, которыми располагает энергосистема РТ. Достоверность математической модели в программном комплексе ЕМТР— М' для расчета параметров ПВН на контактах ВВ подтверждается удовлетворительным совпадением результатов моделирования с результатами верификационных расчетов, выполненными по известным аналитическим выражениям в программном обеспечении Ехсе!.

Личный вклад автора. Личный вклад автора состоит в постановке задач и методов их решения, в формулировании и доказательстве основных научных положений, в непосредственном участии на всех этапах исследования, в получении теоретических и экспериментальных данных, в разработке расчетной модели в программном комплексе ЮЕП.АЛ» для расчета токов КЗ и установившихся режимов, в разработке расчетной математической модели электромагнитных переходных процессов в программном комплексе ЕМТР— Н~'для исследования ПВН и определения критических удаленности мест КЗ на воздушных ЛЭП, в разработке рекомендаций по снижению скорости нарастания ПВН на контактах ВВ при отключении неудаленных КЗ на воздушных ЛЭП путем использования дополнительных емкостей.

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены и обсуждены на четвертой российской молодежной научной школе — конференции «Энергетика, электромеханика и энергоэффективные технологии глазами молодежи» <Томск, 1-3 ноября 2016 г.), на восьмой международной научно — практической конференции <сПерспективы развития науки и образования», посвященная 25— летию государственной независимости Республики Таджикистан и 60 — летию Таджикского технического Университета имени академика М.С, Осими (г.

Душанбе, 3-4 ноября 2016 г.), на республиканской научно — практической конференции «Электроэнергетика, гидроэнергетика, надежность и безопасность», посвященная 25 — летию государственной независимости Республики Таджикистан и 60 — летию кафедры «Электрические станции» ТТУ имени академика М.С. Осими (г.

Душанбе, 24 декабря 2016 г.), на двенадцатой международной научно — технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Энергия — 2017» 1Иваново, 4 — б апреля 2017 г.). Публикации по теме диссертации. По результатам исследований были опубликованы шесть печатных работ, в том числе: четыре работ — в сборниках докладов и тезисов в трудах республиканских и международных конференций; две статьи — в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикаций материалов диссертационных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка, состоящего из 64 наименований источников, четырех приложений. Основной текст диссертации изложен на 106 страницах, включает 55 рисунков и 28 таблицы. Общий объем диссертации, включая приложения, составляет 160 страниц. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, представлены научная новизна и практическое значение работы, перечислены основные научные положения, выносимые на защиту.

.и первой главе <сОбзор параметров электрооборудования энергосистемы Республики Таджикистан и методов расчета параметров переходных восстаиавливающихся напряжений» определена цель и задачи диссертации и приведен обзор параметров основного электрооборудования и электрических схем ЭЭС РТ, проанализированы и сопоставлены российские и международные нормативные документы по параметрам ПВН при выборе ВВ, проведен обзор и анализ литературы по существующим методам расчета параметров ПВН, уточнены границы применения методов расчета ПВН на контактах ВВ при отключении токов КЗ.

Выполнен обзор параметров основного электрооборудования ЭЭС Р'Г, использованных для разработки расчетной модели переходного процесса при КЗ в узлах напряжением 110, 220 и 500 кВ. Обзор данных о ВВ, установленных в электрических сетях ЭЭС РТ, показал, что несмотря на то, что производится их постепенная замена на элегазовые, в эксплуатации находится еще большое количество воздушных и масляных выключателей, эксплуатация которых создает различные проблемы, в том числе и излишне высокие эксплуатационные расходы.

Обзор нормативных документов по параметрам ПВН на контактах выключателей показал, что при проверке ВВ по отключающей способности по параметрам ПВН следует использовать именно тот стандарт, в соответствии с которым был изготовлен рассматриваемый выключатель. При выборе стандарта необходимо ориентироваться на дату производства выключателя. Обзор методов расчета, основанных на экспоненциальной, одночастотной и пилообразной формах кривых ПВН на контактах ВВ при отключении токов КЗ показал, что для уточнения расчетных условий„при которых могут возникать максимальные скорости нарастания и пиковые значения ПВН, необходимо обосновывать выбор метода расчета параметров ПВН. Уточнение границ применения методов расчета, основанных на экспоненциальной, одночастотной и пилообразной формах кривых ПВН на контактах ВВ при отключении токов КЗ, было проведено на примере схемы электрической сети 110 кВ.

Показано, что из методов расчета, основанных на экспоненциальных, одночастотных и пилообразных формах кривых ПВН, наиболее приемлемым для современных быстродействующих выключателей, особенно для элегазовых и вакуумных, является использование метода, основанного на пилообразной форме кривой ПВН 1неудаленное КЗ), как наиболее точно отражающего скорости нарастания и пиковые значения ПВН 111. Обзор публикаций по оценке соответствия отключающих способностей выключателей токам КЗ и параметрам ПВН показал, что в них не было уделено должного внимания уточнению областей применения методов расчета параметров ПВН, оценке влияния интегральных параметров узлов электрических сетей, оценке влияния параметров дугогасящих камер на определение критических значений удаленности КЗ на ЛЭП от ВВ, при которых возникают максимальные значения скорости нарастания ПВН, выбору средств уменьшения скорости нарастания ПВН на контактах выключателя при неудаленных КЗ.

Поэтому данная работа посвящена исследованию именно этих вопросов. Во второй главе «Разработка расчетной модели южной части энергосистемы Республики Таджпкнстан для определения значений токов коротких замыканий» разработана расчетная модель южной части ЭЭС РТ для определения значений токов КЗ с использованием параметров синхронных генераторов, силовых трансформаторов, линий электропередачи, статических нагрузок, характеризующих электромагнитные переходные процессы. Расчетная модель южной части ЭЭС РТ для определения значений токов КЗ„была разработана в программном комплексе ЖЕРААУ швейцарской компании ВСР, который представляет собой набор из 4 модулей, каждый из которых предназначен для решения конкретной задачи.

ЛЬРЕАЖ является программным средством, применяемым во всем мире для сетевого планирования, моделирования и анализа и используется в более чем 80 странах мира и около бОО электрическими компаниями, Для расчетов токов КЗ исходные данные являются основным фактором, от которого зависит точность и достоверность полученных результатов. В расчетной модели использовались параметры электрооборудования электростанций, подстанций, линий электропередачи, нагрузок южной части ЭЭС РТ и были приняты следующие допущения [41: в качестве балансирующего узла для действующей южной части ЭЭС РТ принят один генератор гидроэлектростанции Нурек суммарной мощностью 394 МВА, который подключен к шине ОРУ вЂ” 500 кВ; у синхронных генераторов отсутствуют потери в стали, воздушный зазор равномерен, магнитная проводимость одинакова и распределение магнитного поля в воздушном зазоре синусоидальное; статические нагрузки в расчетной модели принята равными 50 % ив связи с отсутствием данных о статических нагрузках) от мошности трансформаторов подстанций и представлены в виде неизменной полной мощности 5 и коэффициента мощности совр; в трансформаторах не учитываются емкостные связи между витками каждой из обмоток, между самими обмотками и между обмотками с землей, а также распределенность электрических и магнитных параметров; емкость между фазами и землей на ЛЭП не учитывается в расчете токов КЗ.

Фрагмент расчетной модели южной части ЭЭС РТ для определения значений токов КЗ в узлах напряжением 110, 220 и 500 кВ, разработанная в программном комплексе ЖЕРЛАХ, представлена на рисунке 1. — К%с1- 4%й ФРДМЙЩ 1ЛФ~ 4 „В ! 1Я~Ф е ф Ф 1 фЯ ЗЮГ: -::- -:--::— + 1 1М~~ ','- е ЬФЕйлй' в - е ~'~'~~~ ® — 4 — ~ м<м7 1 в Я з'3м$~1е Рисунок 1. Фрагмент расчетной модели южной части ЭЭС РТ Произведена верификация начальных действующих значений периодической составляющей токов трехфазных и однофазных КЗ, определенных с помощью расчетной модели, с начальными действующими значениями периодической составляюшей токов трехфазных и однофазных КЗ, по данным отдела релейной защиты и автоматики эксплуатирующей энергетической компании ОАХК «Барки Точик».