Диссертация (1172958), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Разработан обобщенный метод расчета провалов напряжения в узлепроизвольной электрической сети, учитывающий изменения структуры иконфигурации ЭТС, взаимное влияние электродвигательной нагрузки, измененияпараметров двигателей и генераторов в функции угловой частоты вращения;задающий вид, место и длительность короткого замыкания, а также учитывающийработу системы возбуждения СД, устройств РЗА для ЭТС с зависимымиисточниками питания энергосистемы напряжением 110 и 220 кВ.1614. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ НА КРИТИЧЕСКУЮ ДЛИТЕЛЬНОСТЬ НАГРУЗКИПАРАМЕТРОВПИТАЮЩЕЙЭНЕРГОСИСТЕМЫИРЕЖИМОВРАБОТЫПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА4.1.
Математическая модель ЭТС с подстанциями напряжением750,500,330,110,35,10 и 6 кВ для исследования глубины и длительностей проваловнапряжения при различных видах КЗПредложенные выше методы расчетных исследований динамическойустойчивости и остаточных напряжений ЭТС с большим числом подстанций иработающих электродвигателей позволяют проанализировать режимы работыболее 500 вариантов существующих и предлагаемых схемных решений длясистемы электроснабжения ОЭМК при КЗ в питающих сетях.
ЭлектроснабжениеОЭМК (рис. 4.1) осуществляется от «питающих подстанций – «Металлургическая750» (ПС 750/500/330/110) и «Старый Оскол 500» (ПС 500/330 и 500/110),которые являются центрами питания первого уровня» [19, 97].Электроснабжение ПС «Металлургическая 750» выполнено «по ВЛнапряжением 750 кВ от Курской АЭС (КАЭС)» [19, 97]. На подстанцииустановлены два автотрансформатора 750/330 кВ мощностью 2х(3х333МВА).Распределительное устройство напряжением 330 кВ выполнено «по схеме с двумясистемамишиничисломвыключателейнаприсоединении3/2,аавтотрансформаторы работают параллельно» [19, 97].
К РУ-330 кВ подключены«две воздушные ЛЭП-330 кВ до ПС «ОЭМК» 330/110 кВ и два автотрансформатора2х200 МВА с трансформацией напряжения 330/110 кВ. К автотрансформаторам состороны напряжения 110кВ подключена ЛЭП напряжением 110 кВ дораспределительной ПС «Голофеевка», которая является центром питания второгоуровня» [19, 97].Со стороны напряжения 500кВ «подключена ЛЭП (длиной L=35,5 км,выполненная проводом марки 3АСО-330) ПС «Металлургическая 750» - ПС«Старый Оскол 500» [19, 97].162ЛЭП-750кВЛЭП-500кВКАЭСРУ-750 кВНВАЭС750 кВ500кВЛЭП-500кВS= 2х1000МВАРУ-300 кВ330кВ330кВВалуйкиS= 2х250МВАГубкин110кВЛебеди110кВп/ст Металлургическая-750кВп/ст Ст.Оскол-500Р= 180 МВТАС-400ЧернянкаКоньшиноР=70МВТР= 30МВТОСМиБТ,92ЕЛЭП-330кВ №1,2ЛЭП-330кВ №1,2РП-110кВ Голофеевкап/ст ГПП-330/110кВ330 кВS=4х320МВА110 кВАТ 1-4110кВР=11МВТЦОиМ СПЦ-1СПЦ-2 91ЕАСО-400(320МВА)В1110кВВ5 Р=7МВТДСП 1-ДСП 4……..ЭСПЦКабельS= 2х800мм(370 МВА)Кабель S=630мм(S=470МВА)Р=44МВТ110кВ(S=470МВА)S=2х63МВАРезерв93К 94К91Е1 91К12Е 100К14Е 95К 97К Резерв10 кВПС-11ЕЛЭП-110 кВ АСО-400Р=40 МВТРисунок 4.1 – Структурная схема внешнего электроснабжения ОЭМКПС 500/330/110 кВ «получает основное питание по ЛЭП-500 кВ от НовоВоронежской АЭС (НВАЭС) и содержит два автотрансформатора АТ-1 и АТ-2мощностью 3х167 МВА каждый и напряжением 500/330 кВ, которые работаютпараллельно» [19, 97].
На ГПП 330/110 кВ ОЭМК каждый из четырех вводов по330 кВ выполнен ВЛ 2хАС-500 и позволяет передавать нагрузку 2х950 А, т.е.около 900 МВт по каждой линии. По сети 330 кВОЭМК имеет более чем«четырехкратный запас по передаваемой мощности» [19, 97]. Однако при163плановых переключениях на подстанциях 500 кВ и 750 кВ нарушается надежнаяработу потребителей цехов, что приводит к браку и остановкам технологическихпроцессов.В системе электроснабжения ОЭМК имеются замкнутые контура (сети поВЛ 110-330 кВ), на что ориентирован предложенный метод исследованияустойчивости ЭТС, позволяющий выбрать оптимальный вариант модернизации сучетом перспективных нагрузок предприятия, развития внутризаводских схем.Математическая модель системы электроснабжения ОЭМК разработана длямоделирования возможных аварийных и послеаварийных режимов работы (рис.4.2, 4.3) и содержит: «элементы сети ЭТС в количестве 291; выключатели вколичестве 306, задающие конфигурацию схемы; секции РУ (узлы нагрузки), откоторых питается электродвигательная и прочая нагрузка, в количестве 77; СД вколичестве 26 и АД в количестве - 137 двигателей; трансформаторы иавтотрансформаторы – 39 штук; линии (воздушные, кабельные и токопроводы) иреакторы в количестве 4 штуки» [19, 97].
За расчетный принят режим, когда «всевысоковольтные двигатели (за исключением резервных) работают с максимальнойнагрузкой, а прочая нагрузка задана полнойДляопределенияглубиныимаксимальной мощностью» [19, 97].длительностипроваловнапряжения,остаточных напряжений на шинах ТП, РУ, ПС ОЭМК с целью влияния КЗ вовнешней питающей сети на «режимы работы электрооборудования (на ступенях110/10/6/0,4 кВ ЭТС комбината)» [19, 97] проведены исследования токов КЗ (см.рис.
4.3):- вблизи шин 750 кВ ПС «Металлургическая-750» (узел 1);- вблизи шин РУ 330 кВ ПС «Металлургическая-750» (узел 3);- на РУ 110 кВ ПС «Металлургическая-750 (узел 6);- вблизи шин РУ 110 кВ ПС «Голофеевка» (узел 7);- вблизи шин РУ 500 кВ ПС «Старый Оскол-500» (узел 8);- вблизи шин РУ 330 кВ ПС «Старый Оскол-500» (узел 9);- КЗ вблизи шин РУ 110 кВ ПС «Старый Оскол-500» (узел 13).164НВАЭСКАЭС1817ПС «Металлургическая-750"17747,8+j 323,6 МВА11750 кВТ1 22000 МВА2Т2400 МВА4161,1+j 52,3 МВАТ10250 МВА140 + j 110 МВА48194,8+j94,5 МВА98246,1+j63,1 МВА7Q3Q4160,4 +j 67,5 МВА23,4 -j 8,5 МВА6РП «Голофеевка»6330 кВ7РУ-110 кВ 169,7+j73,1 МВА5500 кВ80 + j 30 МВАQ211Q5127Q7Q6В29 В1W1Q9170+j80 МВАПС «Старый Оскол-500"10175,5 + j80,8 МВА169,3+j 69,6 МВА110 кВQ1010Q128А2ГПП – 330/110А1Q1128,5 -j 0,8 МВА2хАС-50019,7Q811211620РУ-330 кВQ1279,1+j 95,6 МВА3хАС-30035,5500 кВ587+j 255,1 МВА19323512330 кВQ122421,5+ j12,8 МВААТ-2 12АТ-3 13Т5Т628,5+j6,3 МВААТ-6 14289Т7АТ-7 15Т8229290107,9+j49,5 МВАQ13W3-В1-А114 W3-А2-В2 110 кВ W22251591,5+j20,4 МВАQ16Q15Q141329191,6+j20,4 МВА97,9+j44,6 МВАВ116А1 110 кВ226ПС - 011ЕQ127Q126Q129333291+j20 МВАQ2291-2Q2302-291+j20 МВА110 кВ 78Рисунок 4.2 – Схема замещения внешней энергосистемы ОЭМК с распределением потоков мощностей- ветвь;- узел схемы замещения;- узел нагрузки (секции РУ)- выключатель включен110 кВ224+j50 МВА22165(- ветвь;- узел;- секция РУ)Рисунок 4.3 – Схема замещения системы электроснабжения ОЭМК (внутризаводская рапределительная сеть с основными потребителями)1664.2.
Оценка влияния на критическую длительность нарушенияэлектроснабжения потребителей КНЭ в сетях 750,500,330,110 кВЗакольцованность сетей 750, 500, 330, 110 кВ энергосистемы ипараллельная работа автотрансформаторов имеют ряд преимуществ: а) припараллельной работе автотрансформаторов обеспечивается их равномернаязагрузка, имеет место минимум потерь мощности и электрической энергии; б)естественное распределение мощностей в кольцевых сетях также соответствуетминимуму потерь активной мощности; в) при любом КЗ в элементах питающейсети перерыв электроснабжения осуществляется только на время отключения КЗ.При КЗ в рассматриваемых наиболее тяжелых узлах питающей энергосистемынапряжение в месте КЗ равно нулю, а напряжения на шинах ПС, ГПП и РУнапряжением 750, 500, 330 и 110 кВ зависит от наличия связей посоответствующим линиям (рис.
4.4). Электрическая близость центров питания«имеет и недостатки, а именно, любое КЗ в электрической сети центров питаниявызывает провалы напряжения, которые отражаются на всех вводах РП-6,10 кВ ина шинах ТП напряжением 0,4 кВ» [19, 97] (см. расчеты, приведенные в рис. 4.5).Рисунок 4.4 – Параметры напряжений на секциях ПС, ГПП и РУ напряжением750, 500, 330, 110 кВ167Рисунок 4.5 – Параметры напряжений на секциях ПС, ТП и РУ напряжением 6, 10кВИз выполненных исследований (рис. 4.5) определено, что при «трехфазныхКЗ вблизи шин 750 кВ (узел 1) и шин 330 кВ (узел 3); шин 500 кВ (узел 8) и шин330 кВ (узел 9) остаточные напряжения на шинах подстанций 110 кВ, 6-10 и 0,4168кВ ОЭМК (рис.
4.5) не превышают (0,6-0,7)Uном, т.е провалы напряжений имеютглубину до 40%» [19, 97]. По данным расчетов определили критическуюдлительностьКЗtкз>TкрдлявозможныхвариантовотключенийВЛ,трансформаторов и изменений схем ГПП (рис. 4.6).Рисунок 4.6 – Критическая длительность при трехфазных КЗ в характерных узлахЭТС ОЭМК, мсИсследованиями выявлено, что при трехфазных КЗ в узлах нагрузки 1, 3, 6,7, 8, 9, 13 провалы напряжения на шинах секций превышают (0,6-0,7)Uном, а приКЗ длительностью 0,15–0,2 с (рис. 4.5) происходит нарушение устойчивостиэлектродвигательной нагрузки, отключение приводов, включенных через пускателии контакторы, сбои в работе систем управления.Влияние междуфазных КЗ в сетях внешнего электроснабжения ОЭМК,составлящих 20÷25% общего числа аварийных режимов КЗ, не критично длянагрузкипредприятия,таккакнапряжениепрямойпоследовательностисоставляет (0,509-0,88)Uном, а провалы напряжения могут достигать 0,95Uном.При однофазных КЗ во внешних сетях ОЭМК расчетами установлено, чтонапряжение прямой последовательности составляет (0,6-0,8)Uноми нарушенийдинамической устойчивости электродвигательной нагрузки не происходит.
Однакопровалы напряжения по отдельным фазам могут достигать 0,9Uном, а по169междуфазным напряжениям (0,65÷0,75)Uном, что может привести к отключениюконтакторов и магнитных пускателей.Разработанныйметодобобщенногоанализапроваловнапряженийиспользован для повышения устойчивости электрооборудования сталеплавильныхцехов и проблемных ПС, для которых предложены решения по изменению схемыэлектроснабжения ГПП, за «счет чего достигаются высокие уровни остаточныхнапряжений в начальный момент КЗ (рис. 4.7 и 4.8) и в момент восстановленияэлектроснабжения» [19, 97].Рисунок 4.7 – Напряжение на секциях ПС, РУ в начальный момент трехфазногоКЗ в узле 3 для предложенных схемных решений ЭТС ОЭМК170Рисунок 4.8 – Напряжение на секциях ПС, ТП в начальный момент трехфазногоКЗ в узле 3 для предложенных схемных решений ЭТС ОЭМКРассмотрим варианты: 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
