Автореферат (Методы, модели и средства обеспечения динамической устойчивости электротехнических систем непрерывных производств), страница 2

Выполнен анализ и предложеныкомплексные решения по обеспечению устойчивости Казаньоргсинтез, РНПК,ОЭМК, Ноябрьскгаздобыча, КС «Лукояновская», Самолотлорского, Узенскогоэнергоузлов, Томскнефтехим, Оренбургнефти. Комплексы БАВР напряжением0,4; 6; 10; 35 кВ внедрены на предприятиях Газпром, Газпромнефть, Балтика,Башнефть, Иркутская нефтяная компания, ЕвроХим, Казтрансойл, Казмунайгаз,Лукойл, МОЭК, НК «Роснефть», РУСАЛ, Татнефть, ТААС Юрях НГД,Таркосаленефтегаз, ТНК ВР, Томскнефть, Транснефть, Сургутнефтегаз, СУЭК,ЯТЭК для обеспечения надежной работы компрессоров, насосов и другихмеханизмов в аварийных и послеаварийных режимах питающей энергосистемы.Научная новизна.

Созданы научно обоснованные методы исключениявлияния провалов и отключений напряжения в питающих и распределительныхсетях предприятий с собственной генерацией на режимы работы и устойчивостьэлектрооборудования, обеспечения бесперебойной работы непрерывныхпроизводств.Новизна выполненной работы определяется следующими положениями:1. Разработаны методы исследования устойчивости электротехническихсистем с большим числом подстанций напряжением 110, 35, 10 и 6 кВ,комбинированном составе источников питания (наличии собственной генерации),учетом замкнутых контуров, изменений структуры и конфигурации сети,моделированием каждого синхронного, асинхронного двигателя и генераторасвоей системой дифференциальных уравнений, учетом изменения параметровдвигателей и генераторов в функции угловой частоты вращения, что позволяетдостоверно определить остаточные напряжения в узлах комплексной нагрузкинапряжением 35; 10; 6 и 0,4 кВ.2. Разработан обобщенный метод, математические модели по расчетунормальных, аварийных и послеаварийных режимов работы ЭТС скомбинированными источниками питания (часть из которых собственнаягенерация) и сложно замкнутой схемой внутризаводских сетей.3.

Разработан метод расчета ЭТС в составе нескольких энергосистем иавтономного многоагрегатного источника питания, который учитываетзамкнутые контура в распределительной сети внутреннего электроснабжения,осуществляет контроль углов ЭДС генераторов, синхронных и асинхронныхдвигателей относительно ЭДС балансирующего узла и используетгеометрическое сложение токов подпитки от двигателей для повышенияточности расчетов устойчивости ЭТС, обоснованного выбора параметроврелейной защиты и автоматики.74. Разработаны математическая модель и программный комплексрасчетов переходных процессов ЭТС при зависимых внешних питающихцентрах энергосистемы напряжением 110 и 220 кВ, а также предложеноустройство БАВР, которое с помощью ввода от внешних защит, особого органанаправления мощности (тока) и угла максимальной чувствительности, способносохранить в работе электродвигательную нагрузку при любых видах короткихзамыканий.5.

Для электротехнических систем с централизованными и автономныммногоагрегатным источником питания обоснованы новые требования иразработаны устройства БАВР, обеспечивающие бесперебойную работупотребителей ЭТС при различных КЗ в питающих сетях.6. Разработан метод расчета частотного пуска мощных СД, позволяющийпроводить анализ статических и динамических характеристик системы«преобразователь частоты-СД» в переходных и установившихся режимах.7. Алгоритмы работы устройств БАВР 072, построенных накомбинированном органе, включающем в себя контроль значений напряжения,угла, направления мощности и значения токасвыходными силовыми ключами, которые отличаются надежными алгоритмамиработы режимов АВР, ВНР, позволяют учитывать возможные вариантыэлектроснабжения в нормальных и ремонтных режимах при наличии двухвводов на секцию РУ, а также источник в виде собственной генерации.8.

Предложен системный подход к обеспечению бесперебойной работыэлектрических приводов ЭТС предприятий, выбору способов и средствуменьшения глубины и длительности провалов напряжения во внутризаводскихэлектрических сетях с чувствительным к провалам напряжения оборудованием.Практическая ценность результатов работы. Применительно к электротехническим системам объектов транспорта нефти и газа, насосным станциямхимических и металлургических предприятий выполнены расчеты, анализрезультатов и даны рекомендации по повышению устойчивости работыэлектроприводов компрессоров, насосов при различных нарушениях впитающих сетях.

Результаты работы доведены до устройств и обеспечиваютнадежную работу воздуходувок, насосов и механизмов в аварийных ипослеаварийных режимах питающей энергосистемы и мини-станции.Основные положения, выносимые на защиту:1. Метод и программа определения остаточных уровней напряжения вузлах комплексной нагрузки напряжением 35, 10, 6 и 0,4 кВ с учетом измененияструктуры и конфигурации ЭТС, режимов работы электродвигательнойнагрузки на основе учета каждого синхронного двигателя или генератора своейсистемой из пяти, а асинхронного двигателя из трех дифференциальныхуравнений, в которых учитываются изменения параметров двигателей,генераторов в функции угловой частоты вращения.2.

Обобщенный метод и математические модели по расчету нормальных,аварийных и послеаварийных режимов работы электротехнических систем со8сложнозамкнутой схемой внутризаводских сетей, наличием собственнойгенерации, мощных узлов электродвигательной нагрузки, в котором повышенаточность расчетов устойчивости ЭТС и выбора уставок РЗА.3. Обоснование необходимости учета в математической модели выбега накороткое замыкание углов ЭДС генераторов, синхронных и асинхронныхдвигателей относительно ЭДС балансирующего узла и геометрическоесложение токов подпитки от двигателей с целью повышения точности расчетоврезультирующей устойчивости для режимов выбега на КЗ в сетях 110 - 6 кВпредприятий, исключения выбора оборудования с завышенными параметрами.4.

Новые требования к устройствам БАВР для исключения остановов вработе электродвигательной нагрузки систем транспорта нефти и газа, насосныхстанций при симметричных и частых несимметричных коротких замыканиях всетях энергосистемы и сложнозамкнутой внутризаводской электрической сети.5. Математическая модель и программный комплекс моделированияработы ЭТС при зависимых внешних источниках энергосистемы напряжением110 и 220 кВ, а также разработанные устройства БАВР, которые с помощьюособого органа направления мощности, угла максимальной чувствительности,ввода от внешних защит, способны сохранить в работе электродвигательнуюнагрузку на секциях РУ 6 (10) кВ и частотно-регулируемые привода привоздействии разных по типу и месту возникновения КНЭ и переменногосостава электродвигателей.6. Системный подход к повышению устойчивости электрическойнагрузки предприятий, обеспечению непрерывности технологического процесса,выбору способов и средств уменьшения глубины и длительности проваловнапряжения во внутризаводских электрических сетях с чувствительным кпровалам напряжения электрооборудованием.7.

Алгоритмы работы интеллектуальных устройств автоматики БАВР 072,которые построенное на комбинированном органе, включающем в себясредства контроля значений напряжения, угла, направления мощности изначения токас выходными силовыми ключами,которые отличаются надежными алгоритмами работы режимов АВР, ВНР,позволяют учитывать возможные варианты электроснабжения в нормальных иремонтных режимах при наличии двух вводов на каждую секцию РУ, а такжесобственной генерации.8. Метод расчета частотного пуска мощных СД, позволяющий проводитьанализ статических и динамических характеристик системы «преобразовательчастоты-СД» в переходных и установившихся режимах.Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались на: V Всероссийском семинаре «Энергосбережение, сертификация илицензирование в энергетике» (г. Чебоксары, 1999 г.), Российском национальномсимпозиуме по энергетике (г. Казань, 2001 г.), итоговой юбилейной научнотехнической конференции преподавателей Чувашского госуниверситета(г.

Чебоксары, 1997 г.), Всероссийской конференции «Практика эффективной9организации энергоснабжения металлургических предприятий в условияхреструктуризации» (г. Москва, 2006 г.), Всероссийской научно-техническойконференции «Электроэнергия: от получения и распределения до эффективногоиспользования» (г. Томск, 2006 г.); Всероссийской конференции «Практикаэффективной организации энергоснабжения металлургических предприятий в условиях реструктуризации» (г. Москва, 2006 г.); Международной выставкесеминаре «Электрические сети России – ЛЭП-2006» (г. Москва, 2006 г.); 6-омМеждународном трубопроводном форуме «Трубопроводный транспорт – 2007»(г. Москва, 2007 г.); Международной выставке-семинаре «Электрические сетиРоссии – ЛЭП-2007», раздел: «Снижение аварийности и повышение надежностипередачи электроэнергии» (г.

Москва, 2007 г.); «Эффективность электрохозяйствапотребителей металлургических предприятий в условиях реструктуризацииэнергетики» (г. Москва, 2007 г.); совещании экспертной группы по энергетикеОАО «ТНК-ВР» (г. Бузулук, ОАО «Оренбургнефть», 2008 г.); Всероссийскомнаучно-практическом семинаре «Энергоэффективность и энергобезопасность напредприятиях промышленности и жилищно-коммунального хозяйства»(г. Салават, 2010 г.); Международной конференции "Радиотехника, электротехникаи энергетика" (г.