Диссертация (1172958), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Андреев, А.Б. Барзам, А.В. Беляев, А.А. Галицын, С.И. Гамазин, Б.А.Коробейников, Ю.Я. Лямец, В.И. Нагай, И.Л. Небрат, Н.И. Овчаренко, В.Ф.Сивокобыленко, М.А. Шабад и др.Известные работы по теме диссертации [3, 12, 24, 51, 54, 59, 62, 76, 86] неимеют комплексного метода и алгоритмов работы многомашинных ЭТС,содержащих десятки ПС, РУ и собственную генерацию при наличии замкнутыхконтуров в системах электроснабжения.
При наличии комбинированных источниковпитания ЭТС (автономных станций и питающей энергосистемы)обеспечениеусловий их раздельной/параллельной работы и определяет актуальность темыдиссертационной работы. О масштабах таких исследований возможных режимовработы ЭТС свидетельствует объем требуемого математического обеспечения ииспользуемых методов решения систем дифференциальных и нелинейныхуравнений. Так, ЭТС Казаньоргсинтез содержит 80 синхронных двигателей, 134асинхронных двигателя и 93 секции РУ; Рязанская нефтеперерабатывающаякомпания (РНПК) − 66 синхронных двигателей, 172 асинхронных двигателя и 36секций РУ; ОЭМК − 26 синхронных двигателей, 137 асинхронных двигателя и 77секций РУ.
Все это в зависимости от степени описания их дифференциальнымиуравнениями приведет к необходимости решения системы из более 800 уравнений.ПогрешностьматематическоймоделивсейЭТСзависитотточностиматематических моделей элементов, входящих в систему электроснабжения (учетаСД и АД и генераторов (СГ) электрических станций), степени описания переходныхпроцессов в двигателях и генераторах дифференциальными уравнениями, методахрасчетах электромагнитных и электромеханических процессов на этапах выбега накороткоезамыкание,выбегапослеустраненияКЗисамозапускаэлектродвигательной нагрузки.Целью работы является: а) разработка новых методов и средств ограничениякратковременных нарушений электроснабжения для электротехнических системнепрерывных производств при совместной/автономной работе комбинированных14источников (включая собственную генерацию), наличия замкнутых контуров ибольшого числа узлов промышленной нагрузки на основании достоверногоопределения параметров провалов напряжения, критических длительностейнарушения электроснабжения; б) исследование влияния на устойчивость ЭТСнасосных (компрессорных) станций предприятий вида, места и длительностикороткого замыкания, соотношения синхронной и асинхронной нагрузки в узлекомплекснойнагрузкибыстродействующегоЭТС;АВР;в)алгоритмаопределениеработыновоговозможныхустройстварежимовработыэнергосистемы и собственной генерации за счет изменений схем генераторного ираспределительного устройств и их соединений; д) разработка методов расчетастатической и динамической устойчивости при совместной/автономной работеисточников питания.
Реализация поставленных целей требует решения следующихзадач исследования:1. Разработатьметодипрограммуопределенияостаточныхуровнейнапряжений в узлах комплексной нагрузки напряжением 35, 10, 6 и 0,4 кВ,которая учитывает изменения структуры и конфигурации ЭТС, режимы работыэлектродвигательной нагрузки; описывает каждый синхронный и асинхронныйдвигатель своей системой дифференциальных уравнений и учитывает измененияпараметров двигателей и генераторов в функции угловой частоты вращения.2.
Разработать обобщенный метод и математические модели по расчетуустановившихся и переходных режимов работы ЭТС с несколькими источникамипитания (часть из которых собственная генерация) и сложно замкнутой схемойвнутризаводских сетей.3. Установить характер и параметры узлов комплексной нагрузки привоздействии кратковременных нарушений электроснабжения, как со стороныпитающей энергосистемы, так и внутризаводской электрической сети.4. Проанализировать влияние схем, состава и типа электродвигательнойнагрузки, параметров и режимов электрических сетей, энергосистемы нахарактеристики КННЭ в узлах нагрузки и разработать требования к устройствам15обеспечения устойчивости нагрузки.5.
Разработать математическую модель и программный комплекс расчетапараметров режима узлов нагрузки, СД (включая учет систем возбуждения) и АДдля исследований различных видов коротких замыканий, удаленности их от ГППпредприятий, длительности КЗ, на работу устройства БАВР (напряжением 0,4; 6;10; 20; 35 кВ) с органом угла максимальной чувствительности.6.
Разработать и реализовать способы и средства уменьшения глубины идлительности провалов напряжения для узлов нагрузки с чувствительным кпровалам напряжения электрооборудованием.7. Разработать системный подход к выбору способов и средств повышенияустойчивости комплексной нагрузки и обеспечению непрерывности технологического процесса при кратковременных нарушениях в питающих сетях.8. Осуществитьмасштабноепромышленноевнедрениерезультатовисследований, разработанных технических решений.Объектомисследованияявляютсяэлектротехническиекомплексыпредприятий с комбинированным составом источников питания, повышеннымитребованиями к бесперебойности электроснабжения при провалах и отключенияхнапряжения в питающих и распределительных сетях.Предметом исследования являются устойчивость электрической нагрузкинапряжением до 1 кВ, 6, 10 кВ, способы и средства ее повышения для предприятийс непрерывными технологическими процессами в условиях наличия собственнойгенерации и большого числа подстанций напряжением 110, 35, 10 и 6 кВ сразличным составом электрической нагрузки в узлах.Методы исследования.
Для решения поставленных задач использовалисьтеория электрических машин и электропривода, математического и численногомоделирования режимов работы электротехнических систем предприятий.Научная новизна. Созданы научно обоснованные методы исключениявлияния провалов и отключений напряжения в питающих и распределительныхсетях предприятий с собственной генерацией на режимы работы и устойчивость16электрооборудования,обеспечениябесперебойнойработынепрерывныхпроизводств.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,аварийныхипослеаварийныхрежимовработыЭТСскомбинированными 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 учитывает замкнутыеконтура в распределительной сети внутреннего электроснабжения, осуществляетконтроль углов ЭДС генераторов, синхронных и асинхронных двигателейотносительно ЭДС балансирующего узла и использует геометрическое сложениетоков подпитки от двигателей для повышения точности расчетов устойчивостиЭТС, обоснованного выбора параметров релейной защиты и автоматики.4. Разработаны математическая модель и программный комплекс расчетовпереходных процессов ЭТС при зависимых внешних питающих центрахэнергосистемы напряжением 110 и 220 кВ, а также предложено устройство БАВР,которое с помощью ввода от внешних защит, особого органа направлениямощности (тока) и угла максимальной чувствительности, способно сохранить вработе электродвигательную нагрузку при любых видах коротких замыканий.175.
Для электротехнических систем с централизованными и автономныммногоагрегатнымразработаныисточникомустройствапитанияБАВР,обоснованыобеспечивающиеновыетребованиябесперебойнуюиработупотребителей ЭТС при любых КЗ в питающих сетях.6. Разработан метод расчета частотного пуска мощных СД, позволяющийпроводитьанализстатическихидинамическиххарактеристиксистемы«преобразователь частоты-СД» в переходных и установившихся режимах.Реализация результатов работыВыполнен анализ и предложены комплексные решения по обеспечениюустойчивостиКазаньоргсинтез,РНПК,ОЭМК,Ноябрьскгаздобыча,КС«Лукояновская», Самолотлорского, Узенского энергоузлов, Томскнефтехим,Оренбургнефти.
Комплексы БАВР напряжением 6, 10, 35 кВ внедрены напредприятиях Газпром, Газпромнефть, Балтика, Башнефть, Иркутская нефтянаякомпания, ЕвроХим, Казтрансойл, Казмунайгаз, Лукойл, МОЭК, НК «Роснефть»,РУСАЛ, Татнефть, ТААС Юрях НГД, Таркосаленефтегаз, ТНК ВР, Томскнефть,Транснефть, Сургутнефтегаз, СУЭК, ЯТЭК для обеспечения надежной работыприводов перекачивающих и погружных насосов, компрессоров и другихмеханизмов при кратковременных нарушениях электроснабжения в питающихсетях.Основные положения, выносимые на защиту1. Метод и программа определения остаточных уровней напряжения в узлахкомплексной нагрузки напряжением 35, 10, 6 и 0,4 кВ с учетом измененияструктуры и конфигурации ЭТС, режимов работы электродвигательной нагрузкина основе учета каждого синхронного двигателя или генератора своей системойиз пяти, а асинхронного двигателя из трех дифференциальных уравнений, вкоторых учитываются изменения параметров двигателей, генераторов в функцииугловой частоты вращения.2.
Обобщенный метод и математические модели по расчету нормальных,аварийных и послеаварийных режимов работы электротехнических систем со18сложнозамкнутойсхемойвнутризаводскихсетей,наличиемсобственнойгенерации, мощных узлов электродвигательной нагрузки, в котором повышенаточность расчетов устойчивости ЭТС и выбор уставок РЗА.3. Обоснование необходимости учета в математической модели выбега накороткое замыкание углов ЭДС генераторов, синхронных и асинхронныхдвигателей относительно ЭДС балансирующего узла и геометрическое сложениетоков 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 в работеэлектродвигательной нагрузки систем транспорта нефти и газа, насосных станцийпри симметричных и частых несимметричных коротких замыканиях в сетяхэнергосистемы и сложнозамкнутой внутризаводской электрической сети.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
