Диссертация (Методы, модели и средства обеспечения динамической устойчивости электротехнических систем непрерывных производств), страница 6

В год же подобныхотключений происходит до двадцати. Ущерб возрастает в связи с тем, что подобноепроисходит в нескольких производствах.1.2. Особенности и проблемы обеспечения надежного электроснабжения иустойчивости узлов нагрузки объектов трубопроводного транспорта1.2.1. Схемы электроснабжения предприятий транспорта газаИзвестны типовые схемы электроснабжения компрессорных станций (см.рис. 1.3 и 1.4), в которых «для одноцеховых КС используют двухтрансформаторные31подстанции с трансформаторами мощностью 40, 63 и 80 МВА» [105, 116]. Припроектировании таких КС электроснабжение предусматривается от двух независимых источников электропитания, как потребителя 1-й категории, а перерыв вэлектроснабжении для ЭТС не должен превышать время действия АВР, котороесоставляло 1÷3 с [105,116].Рисунок 1.3 – Однолинейная схема электроснабжения КС с трансформаторами срасщепленной обмоткойДля указанных выше схем электроснабжения КС приняты обозначения: 1 –«понижающая подстанция энергосистемы напряжением 220 или 110 кВ; 2 и 3 –выключатель 220(110) кВ; 4 – силовой трансформатор; 5 – питающие вводы секцийРУ напряжением 6 (10) кВ; 6 – шиносоединительный выключатель; 7 – питающийввод для секций собственных нужд 6 (10) кВ; 8 – межсекционные выключатели 6(10) кВ; 9 – токоограничивающие реакторы для питания секции собственных нужд;10 – выключатель электродвигателя ГПА напряжением 6 (10) кВ; 11 –токоограничивающий реактор в цепи питания СД; 12 – СД; 13 – секция собственных32нужд; 14 – выключатель трансформатора 6 (10)/0,4 кВ КТП цеха; 15 – понижающийтрансформатор 10(6)/0,4 кВ КТП цеха; 16 – вводной автоматический выключательКТП цеха; 17 – секционный автоматический выключатель КТП цеха; 18 –выключатель трансформатора 10(6)/0,4 кВ АВО газа» [105,116].Рисунок 1.4 – Однолинейная схема электроснабжения КС со сдвоеннымиреакторамиУвеличение числа ниток газопровода привело к тому, что мощность КСвыросла до 87,5 - 180 МВт.В схемах (см.

рис. 1.3)для снижения токов КЗ используютсятрансформаторы 220/10/10 кВ с расщепленной обмоткой.Распределительное устройство КС, как правило, состоит из 4 секций, откоторых запитаны синхронные двигатели типа СТД, СТДП, СДГ мощностью 4 и12,5 МВт. Трансформаторы собственных нужд цеха 10/0,4 кВ запитываются о двух33секций ЗРУ. Шиносоединительные выключатели в приведенных схемах служилидля снижения напряжения на секциях 10 кВ при прямом пуске СД. Однолинейнаясхема без сдвоенных реакторов (см.

рис. 1.3) имеет лучшие условия для успешногопуска и самозапуска электродвигателей за счет снижения сопротивления в цепипитания СД.Однолинейная схема с расщепленным реактором ухудшает условия пуска исамозапускадвигательнойнагрузкиКСввидуувеличенияиндуктивногосопротивления в цепи питания СД (см. рисунок 1.4) [7, 11, 12, 21, 25, 28, 51, 54, 69,80, 91].На компрессорных станциях мощностью до 40 МВт используют двигателиСТД-4000-2, а обмотку низшего напряжения трансформаторов с расщепленнымиобмотками соединяют параллельно. Для таких схем КС условия самозапускалучше, особенно если использовать БАВР.Электрохозяйство КС включает также маслонасосы, АВО масла и газа,вентиляторы отсоса и наддува, пусковые насосы, валоповоротное устройство,аварийнуювентиляцию.Длятакихдвигателейважнообеспечитьихбесперебойную работу при посадках напряжения в питающей сети, исключитьсрабатывание контакторов и магнитных пускателей.

Для этого необходимоопределить остаточные напряжения на шинах КТП, РУ, ТП в переходныхпроцессах.Для привода ГПА используют «СД и редукто мощностью от 4 до 25 МВт;полнонапорный нагнетатель, привода систем смазки, уплотнения, а также системыуправления и защиты» [105,116]. Особенностью использования приводов ЭГПАявляется то, что у СТД-4000-2 разомкнутый цикл вентиляции, а у СТД-12500-2 - сразомкнутый цикл охлаждения статора.Часто на КС используют «принудительную циркуляционную системамаслоснабжения,котораясамотекомобеспечиваетсмазкуподшипниковприводного СД, редуктора и нагнетателя, подачу масла на рабочие шестерниредуктора, муфты агрегата и реле осевого сдвига нагнетателя.

На период пуска и34останова СД ЭГПА подачу масла обеспечивает пусковой насос, запитанный от АДпеременного тока. Для режимов, когда исчезает напряжения, включается аварийныйнасос смазки с приводом от электродвигателя постоянного тока» [94, 105, 116].Для двигателей мощностью 12,5 МВт раньше использовали прямой пуск, длячего «расщепленные обмотки трансформаторов 110(220)/10 кВ включаливпараллель с помощью шиносоединительного выключателя с целью сниженияпосадки напряжения» [94, 105, 116].В качестве типовой рассмотрим схему электроснабжения компрессорнойстанции КС-22 «Чебоксарская» (см. рис. 1.5) на магистральном газопроводе Ямбург- Тула-I.Рисунок 1.5 – Однолиненйная схема электроснабжения компрессорной станцииКС-22 «Чебоксарская»Электроснабжение«КСвыполненоотдвухисточниковпитанияэнергосистемы по воздушным линиям (ВЛ) напряжением 220 кВ «Канаш-2» и«Венец» [94, 105, 116].

При моделировании переходных процессов компрессорнойстанции КС-22 «Чебоксарская» для возможных видов и мест КЗ, сопротивление35электрической системы принято наибольшим из значений для ВЛ «Канаш-2» (I КЗ = 8,066 кА)и ВЛ «Венец» ( I КЗ = 7,659 кА). В качестве питающеготрансформатора используется ТРДЦН-63000/230/10.При электроснабжении КС мощностью свыше 40 МВт энергосистема частотребует работу СД с коэффициентом мощности cos j = +0,98 вместо обычногоcos j = -0,90 , что увеличивает угол нагрузки синхронного двигателя и согласноугловой характеристики Р(δ) значительно снижает статическую и динамическуюустойчивость узла электродвигательной нагрузки.Паспортные (каталожные) параметры СД мощностью 12500 кВА позволяютсравнить характеристики модификаций двигателей (рис.

1.6). Для приводаагрегатов ЭГПА сейчас используются двигатели СДГ, СДГМ [11, 26, 116]. Какследует из приведенных схем КС, для двигателей СТД-12500 раньше, какправило, использовался реакторый пуск.Рисунок 1.6 – Сравнительные параметры СД мощностью 12500 кВтРабота СД «с постоянно включенными реакторами (см. рис. 1.5) приводит кзначительным затратам КС на его перекачку, что снижает эффективность транспортагаза» [94, 105, 116]. В последние 10 лет для пуска СТД-12500 применяют«устройства частотного пуска, что снижает посадки напряжения на шинах секцийЗРУ и запитанных от них КТП (см. рис.

1.7)» [94, 105, 116].36Рисунок 1.7 – Схема электроприводной КС с устройством плавного пуска СДИспользование «устройств плавного пуска снижает напряжение в начальныймомент пуска (при задании пускового тока на уровне 1,8÷2,5 Iном), но увеличиваетвремя пуска СД и приводит как к броску тока, так и посадке напряжения в моментпереключения на схему прямого пуска» [94, 105, 116].1.2.2. Схемы электроснабжения предприятий транспорта нефтиДля транспорта нефти по нефтепроводам используются нефтеперекачивающие станция (НПС), которые включают магистральные насосные станции(МНС).

Если эти станции содержат высоковольтные ЭД, то они называются «МНСтипа №1, когда используется привод от АД типа 4А3МВ-2500/10000 (в количестведо 4 штук), и МНС типа №2, когда используется привод от СТДП-5000/10000. Когдана МНС №1 в работе находится два ЭД, то один из них находится в горячем резервеи один ЭД − в холодном резерве; а на МНС №2 при этом в работе будут тридвигателя, один из которых будет в горячем резерве (рис.

1.8)» [94, 115, 116].37Рисунок 1.8 – Схема типовой нефтеперекачивающей станции магистральногонефтепроводаКроме этого от собственных нужд НПС получают электроснабжение«электродвигатели приточной, вытяжной, подпорной вентиляции, маслосистемыи водооборотной системы при эксплуатации синхронных или асинхронныхвзрывозащищенных электродвигателей» [94, 115, 116]. Один «низковольтныйэлектродвигатель вспомогательной системы, обычно находится в работе, а другой –в резерве. Первые номера вспомогательных ЭД подключены к 1СШ, вторыеномера к 2СШ ЩСУ» [115, 116].Устройства РЗА вспомогательных систем включает АПВ, которое при«исчезновении напряжения (U<0,7Uном) на одной из секции шин через релеконтроля напряжения выдает сигнал об исчезновении напряжения в схему РЗА, иесли напряжение восстанавливается, то подается команда на повторноевключение ЭД вспомогательных систем, а если нет – то работает АВР» [115, 116].Для насосных станций АК «Транснефть» в зависимости от загрузки нефтепровода,состояния электрооборудования (включенного СД или АД, трансформаторасобственных нужд №1 или №2) возможны варианты рабочих схем, которыепредсталены ниже по сложности режимов самозапуска:38– на 3СШ включены АД и трансформатор ТМГ 630 кВА 6/0,4 кВ; а на 4СШ:СД, АД и трансформатор ТМГ 630 кВА 6/0,4 кВ;– на 3СШ включены АД и трансформатор ТМГ 630 кВА 6/0,4 кВ, а на 4СШ:АД и трансформатор ТМГ 630 кВА 6/0,4 кВ;– на 3СШ нет двигательной нагрузки (трансформатор ТМГ 630 кВА 6/0,4 кВ);а на 4СШ включены АД , СД и трансформатор ТМГ 630 кВА 6/0,4 кВ;– на 3СШ включены СД, АД и трансформатор ТМГ 630 кВА 6/0,4 кВ; а на4СШ работают: СД, АД и трансформатор ТМГ 630 кВА 6/0,4 кВ;– на 3СШ включены СД, АД и трансформатор ТМГ 630 кВА 6/0,4 кВ; а на4СШ подключены СД и трансформатор ТМГ 630 кВА 6/0,4 кВ;– на 3СШ включены СД, АД и трансформатор ТМГ 630кВА 6/0,4 кВ; а на4СШ включены АД и трансформатор ТМГ 630 кВА 6/0,4 кВ;– на 3СШ включены СД, АД и трансформатор ТМГ 630 кВА 6/0,4 кВ; а на4СШ подключен только трансформатор ТМГ 630 кВА 6/0,4 кВ;– на 3СШ включены СД и трансформатор ТМГ 630 кВА 6/0,4 кВ; а на 4СШвключены СД и трансформатор ТМГ 630 кВА 6/0,4 кВ;– на 3СШ включены СД и трансформатор ТМГ 630 кВА 6/0,4 кВ; а на 4СШподключены АД и трансформатор ТМГ 630 кВА 6/0,4 кВ;– на 3СШ подключен трансформатор ТМГ 630 кВА 6/0,4 кВ; а на 4СШподключен трансформатор ТМГ 630 кВА 6/0,4 кВ.1.2.3.