Автореферат (1172957), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Однако в связи сневозможностью отключения на длительный период ВЛ 500 кВ ПС«Металлургическая-750» - ПС «Старый Оскол-500» оптимальным выбранвариант 2. В работе выявлены влияния схемных решений на критическуюдлительность нарушения электроснабжения (см. рис. 4.1).Сравнения расчетов токов КЗ (табл. 4.1) для ЭТС очистных сооружений скомбинированными источниками питания по разработанным программам сучетом углов сдвига между ЭДС энергосистемы и каждым СД, АД и проектомАПВШ-682510.003-ПЗ от 2008 г., с принятыми там допущениями, выявилизавышенные на 15-24 % токи КЗ, что потребовало корректировки уставок РЗА.26Рисунок 4.1 - Критическая длительность трехфазных провалов напряжения, мсПри трехфазном КЗ в цепи питания мини-ТЭС КОС длительностью 0,25 снарушается динамическая устойчивость генераторов ввиду достижения имикритического угла нагрузки (δг>δкр=1,8 рад.
>1,57 рад.). После уточненияуставок РЗА число остановов мини-ТЭС значительно снизилось.Таблица 4.1 - Сравнение токов короткого замыкания в сетях 110 и 6 кВ (кА)Место короткого замыканияТок поТок расчетный, Погрешность,проекту, кАкА%КЗ на шинах 1-й секции мини-ТЭС10,468,4124,38КЗ на шинах 2-й секции мини-ТЭС10,298,9415,01КЗ на шинах 2-й секции ТП-1510,119,882,27КЗ на шинах 3-й секции ТП-1510,038,4418,83КЗ на шинах 2-й секции ТП-19,589,670КЗ на шинах 3-й секции ТП-19,9710,545,41КЗ на шинах 1-й секции ЗРУ-6кВ12,5811,4010,35КЗ на шинах 1-й секции 110 кВ18,1717,175,82В пятой главе разработаны интеллектуальные устройства супербыстродействующей автоматики типа БАВР 072 (защищенные патентами РФ иСША, что доказывает их высокий научный уровень) для защиты чувствительных к КНЭ потребителей с минимальным в мире временем реакции нарежим не более 9 мс. Ввиду изменения требований ПУЭ по независимостиисточников внешнего электроснабжения, разработано новое устройство БАВР сработой от внешних защит на подстанциях 110; 220 кВ (см.
рис. 5.1), которые вэнергосистемах часто закольцованы; выполнен анализ работы БАВР приизменении частоты дискретизации входных аналоговых сигналов.Логическая схема устройства БАВР для двухтрансформаторной ПС, РУпредставлена на рис. 5.2. Микропроцессорное устройство БАВР измеряет врежиме реального времени значения фазных напряжений, фазные токи ипреобразует их в комплексные действующие значения напряжений (итоков ( прямой последовательности.27ШСВГВ2сигнал наоткл. ШСВГВ1Т1Т2I В1ТТIВ2UСШ1резервныйвводТТТТБАВРВВ1основнойввод110(220) кВТТБАВРВВ1ТСН1ВВ2ТСН2ВВ2UСШ26 кВСВТНпрочая нагрузкапрочая нагрузкаСДАДАДСДСДАДАДаСДбРисунок 5.1 – Структурная схема устройств БАВР:а – схема классической РУ, ПС; б – схема с двумя вводами на секцию 6 (10) кВДальнейшая работа пускового органа БАВР осуществляется за счетпрограммной обработки результатов измерений.18212131516202134171861 секция461022192 секция 75485251442453 50494744245231143Ia1 Ib1 Iс1 25 Ua1 Ub1 Uс1I1-19Uс2 Ub2 Ua2 26 Iс2 Ib2 Ia227 U1-1U2-1 28 I2-1293130394037383335323436Рисунок 5.2 – Логическая схема предложенного устройства БАВРПуск БАВР может осуществляться как от пусковых органовбыстродействующей релейной защиты подстанции 110; 220 кВ, так и по фактам28снижения напряжения прямой последовательности на секции шин (СШ),потерявшей питание, углу между векторами напряжений прямойпоследовательности на СШ, потерявшей питание, и резервной СШ с контролемнаправления мощности прямой последовательности на вводах подстанции отшин в сторону питания:,(5.1)где– уставка пуска БАВР по напряжению прямой последовательности нааварийной СШ;– минимальное напряжение прямой последовательностина резервной СШ при пуске БАВР;– угол между векторами напряженийпрямой последовательности на аварийной и резервной СШ; ↕P – направлениемощности прямой последовательности;– уставка минимального тока нааварийном вводе;– уставка максимального тока на аварийном вводе.Блокирующим сигналом для работы БАВР является направление мощности(тока) прямой последовательности.
Если мощность(или ) направлена отисточника в нагрузку, то БАВР не работает, что бы не происходило в системеэлектроснабжения. Для режимов с малыми токами (на уровне помех) на вводе,когда работа блока направления активной мощности прямой последовательностине предсказуема, предусмотрен контроль минимального тока. Если ток()меньше, то устройство разблокируется так же, как и при изменениинаправления активной мощности прямой последовательности.Устройство БАВР снабжено алгоритмом работы особого реленаправления тока. Направление тока (мощности) определяется расчетнымпутем и считается прямым (от источника к шинам), если:;(5.2);(5.3);(5.4)где– комплексные действующие значения напряжений прямойпоследовательности на аварийной СШ;,,– комплексныедействующие значения напряжений прямой последовательности на резервнойСШ;– комплексные числа, соответственно сопряженные комплекснымдействующим значениям токов прямой последовательности на аварийном вводе;φуст– заданная уставка угла;– заданная уставка тока;– заданная уставкакоэффициента подпитки от резервной СШ.Для типовой схемы электроснабжения ЭТС транспорта нефти (рис.
5.3) ивыбора условий успешной работы устройства БАВР были проведены29исследования влияния: а) места и вида КЗ, б)соотношения работающейсинхронной и асинхронной электродвигательной нагрузки; в)длительности КЗ(изменяли от 0,02 с до Ткр); г) угла максимальной чувствительности (φмчизменяли от 30 до 90˚); д) типа и параметров системы возбуждения синхронногодвигателя; схемы подключения ЭД.Исследование влияния угла максимальной чувствительности выявило, чтодля трехфазных КЗ в сети 110 кВ при разомкнутых шиносоединительныхвыключателях (ШСВ) нужно выбирать, равным 45˚ (рис. 5.4). Так, БАВРработает для ЗРУ-6 кВ: f15(ТАВ,ТВС ,ТСА )= f(-0,275,-0,275,-0,275); f16(ТАВ,ТВС ,ТСА )=f(-0,753,-0,753,-0,753), f18(ТАВ,ТВС ,ТСА) = f(-0,555,-0,555,-0,555); f20(ТАВ,ТВС ,ТСА ) =f(-2,738,-2,738,-2,738).
БАВР не должен работать для ветвей 17 и 19, для которыхкритерий направления мощности должен быть положительным (табл. 5.1), что иподтверждается при=45˚, а для других углов условие не выполняется:f17(ТАВ,ТВС, ТСА) = f45(1,260;1,260;1,260); f17(ТАВ, ТВС, ТСА) = f90(-0,402,-0,402,-0,402).UС1=115кВUС2=115кВSТ=25(40) МВАUномВН=115 кВUномНН1=10,5 кВUномНН2=10,5 кВНасоснаястанция N1Насоснаястанция N21сТСН12с 10кВ1234ТСН23сТСН34с 10кВ1234ТСН4Рисунок 5.3 – Типовая схема нефтеперекачивающей станции (НПС)Рисунок 5.4 – Критерии мощности на вводе ветвей с изменением углаИсследованиями выявлено, что увеличение длительности неотключениякороткого замыкания приводит к пропорциональному снижению по модулювектора мощности (тока): а) так при =20 мс f18(ТАВ,ТВС,ТСА)=f18(-0,401;-0,401;0,401), а при=50 мс f18(ТАВ,ТВС,ТСА) = f18(-0,255;-0,255;-0,255). Критическое30время нарушения электроснабжения при трехфазном КЗ в сети 110 кВ составляет=0,24 с.
Из расчетных исследований (рис. 5.5 и 5.6) определено, что дляобеспечения напряжений на выводах двигателей и ТП выше 0,8, полноевремя работы БАВР насосных станций магистральных нефтепроводов не должнопревышать 50 мс, а токи самозапуска СД и АД растут пропорциональнодлительности АВР (красным выделены критические параметры).Рисунок 5.5 – Параметры секций, СД и АД в начальный момент самозапускапосле КЗ длительностью 200 мс (φмч = 45˚, Рсд/ад = 1,6)Рисунок 5.6 – Параметры секций, СД и АД в начальный момент самозапуска приразной длительности КЗ (φмч = 45˚, Рсд/ад = 1,6)При зависимых источниках питания внешней сети 110 кВ установлено,что динамическая устойчивость ЭТС при несимметричных КЗ будет обеспеченапри выборе параметров БАВР в диапазоне от 50 до 100 мс (рис.
5.7).Рисунок 5.7 – Параметры секций, СД и АД в момент самозапуска при разнойдлительности КЗ (φмч = 45˚, Рсд/ад = 1,6)Для случая разной загрузки нефтепровода, подключения на 1÷4 секцияхСД и АД выполнены исследования влияния соотношения мощностей двигателей(РСД/АД=1,6 о.е.; РСД/АД=0,8 о.е. и РСД/АД=0 о.е.) с целью определенияпараметров настройки БАВР (рис. 5.8 – 5.10).31Рисунок 5.8– Параметры секций, СД и АД при Рсд/ад = 0,8 в начальный моментсамозапуска после КЗ длительностью 200 мс (φмч = 45˚)Рисунок 5.9 – Параметры секций, СД и АД при Рсд/ад = 0 в начальный моментсамозапуска после КЗ длительностью 200 мс (φмч = 45˚)Рисунок 5.10 – Параметры секций, СД и АД при Рсд/ад = 1,6 в начальный моментсамозапуска при разной длительности КЗ (φмч = 45˚)Итак, преобладание мощности СД (в 1,6 раза) в суммарной мощности узланагрузки положительно сказывается на величине остаточного напряжения нашинах РУ и ТП в начальный момент самозапуска (восстановленияэлектроснабжения), позволяя даже для случая трехфазного КЗ в сети 110 кВобеспечить на шинах напряжения выше 0,7.Если по условиям транспорта нефти и эксплуатационным режимам НПС вработе есть преобладающие АД (по мощности в 1,25 раза), то непрерывностьтехнологических процессов обеспечивается только при работе БАВР за время неболее 50÷60 мс.
Влияния угла максимальной чувствительностина работуБАВР при междуфазных КЗ в сети 35 кВ (узел 11) даны на рис. 5.11.Рисунок 5.11 – Параметры секций, СД и АД в момент самозапуска послетрехфазного КЗ в узле 11 (Рсд/ад = 1,6)32Для НПС с разветвленной внутренней сетью влияние КЗ в сети 6 кВ болеесказывается на уровнях остаточных напряжений на шинах РУ, ТП (рис. 5.12).Расчетами также установлено, что тип системы возбуждения (бесщеточныевозбудительные устройства – БВУ или тиристорные возбудительных устройств –ТВУ) у СД выбегающей секции не влияет на величину остаточных напряжений насекциях РУ и ТП, а влияет на характер переходных процессов при самозапуске.Рисунок 5.12 – Остаточные напряжения на шинах РУ, ТП в момент самозапускапосле трехфазного КЗ в сети 6 кВ и работе БВУНеобходимость снижения времени реакции БАВР иллюстрирует характерпереходных процессов в СД (рис.
5.13).Рисунок 5.13 – Параметры СД4 при КЗ и работе БАВР за 20 и 50 мсПри проектировании ЭТС с целью бесперебойной работы потребителейтребования к используемым типам вакуумных, элегазовых и воздушныхвыключателей в составе комплексов БАВР зависят от статистики КНЭ впитающих, распределительных сетях, состава высоковольтной двигательнойнагрузки, наличии ЭД, удаленности ПС с БАВР от центров питания. Проведенныенами масштабные работы включали как лабораторные, так и натурные испытаниякомплексов БАВР 072.01 (время реакции 11÷22 мс), БАВР 072.20 (время реакции3÷9 мс) и представлены по классам напряжений подстанций: до 1 кВ (табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
