Диссертация (1172958), страница 33
Текст из файла (страница 33)
5.13)» [87, 115] .Крометого,крежимамработыАВРприводяткакотключениевыключателей Q16, Q17 (Q19, Q20), так и несанкционированное отключениевыключателя Q9 (Q10) в цепи питания ЗРУ-6 кВ (см. рис. 5.13).5.5.1. Режим трехфазного КЗ в питающих сетях напряжением 110 кВДля обеспечения непрерывности ЭТС «транспорта нефти и выбора условийуспешной работы разработанного устройства БАВР были проведены расчетныеисследования типовой нефтеперекачивающей станции с моделирова-нием: а) места ивида КЗ; б) соотношения активных мощностей СД и АД; в) длительности короткогозамыкания (изменяли от 0,02 с до Ткр); г) угла максимальной чувствительности (φмчизменяли от 30 до 90˚); д) типа и параметров системы возбуждения СД» [37, 115].А) Исследование работы БАВР при независимых источниках 110 кВПри КЗ в сети 110 кВ (узле 4 см.
рис. 5.15) «устройство БАВР должногарантированно работать для ветвей 15, 16, 18, 20 и не работать для ветвей 17 и19» [37, 115]. Путем расчетных исследований определили, что угол максимальнойчувствительности должен быть 45˚ при независимых источниках сети 110 кВ (рис.5.21). При этом БАВР работает для ЗРУ-6 кВ, т.к. «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) и не работает дляветвей 17 и 19 ввиду положительности признака мощности БАВР» [37, 115]. Израсчетов определено, что при углах «φмч=45˚ это соблюдается, а для других углов- нет: f17(ТАВ, ТВС, ТСА) = f45(1,260; 1,260; 1,260); f17(ТАВ, ТВС, ТСА) = f90(–0,402, –0,402,–0,402)» [37, 115].215Рисунок 5.21 – Критерии мощности на вводе ветвей с изменением угламаксимальной чувствительностиВлияние длительности КЗ и угла максимальной чувствительности на работуБАВР при КЗ в узле К1 показано на рис.
5.22. Из исследований следует, что БАВРнадежно«работает притрехфазныхКЗв сетяхиуглемаксимальнойчувствительности 45°; а увеличение длительности выбега на КЗ снижает модульвектора мощности (тока), что видно из следующих данных: при tкз =20 мс – f18(ТАВ,ТВС, ТСА) = f18(–0,401; –0,401; –0,401), а при tкз = 50 мс – f18(ТАВ, ТВС, ТСА) = f18(–0,255; –0,255; –0,255)» [37, 115].Рисунок 5.22 – Критерии мощности на вводе ветвей при трехфазном КЗ в узле К1ИзрасчетныхисследованийтиповойсхемыНПСопределено,что«критическое время нарушения электроснабжения при трехфазном КЗ в сети 110 кВ(узел 4, см.
рис. 5.23) составляет tкр=0,24 с» [37, 87, 115]. Как показано на рис. 5.23характер переходных процессов СД расходящийся при Ткз=0,25с. Так, ток СТД-4000достигает значения пускового тока Iкз=6,63<Iп=6,69 о.е., а к моменту t=0,32 скритического угла нагрузки, после чего происходит ресинхронизация СД. Во время216переходных процессов СД переходит из двигательного в генераторный режимработы, хотя после двадцати колебаний параметров мощностей, токов и напряжениядостигает установившегося режима ко времени t=8 с. При этом СД испытываетмеханические воздействия на валу и приводимом механизме. Изпереходныхпроцессов АД8 (привода низковольтного насоса), запитанного от четвертой секцииПараметры, о.е.ЗРУ-6 кВ видно наступление критической длительности КНЭ при КЗ (рис.
5.24).Длительность, сРисунок 5.23 – Процессы в СД8 при КЗ в узле 4 длительностью 250 мс:Параметры, о.е.1 - синяя кривая – PСД1; 2 - красная кривая – QСД1; 3 - желтая кривая – IСД1;4 - зеленая кривая – UВСД;5 - рыжая кривая – δСД; 6 – светло-зелёная кривая – WДлительность, сРисунок 5.24 – Процессы в АД8 при трехфазном КЗ в узле 4:1 - синяя кривая – PА1; 2 - красная кривая – QА1; 3 - желтая кривая – I1; 4- салатовая кривая – UВАД1;5- фиолетовая кривая – ω1; 6 - бардовая кривая – EА; 7 - зеленая кривая – φ; 8 - голубая кривая – ΘА217Для АД характер переходных процессов то же колебательный, но к моменту t=8 c двигатель входит в установившийся режим (рис.
5.24). Колебания тока АД присамозапуске больше, чем в начальный момент выбега на КЗ, но меньше пусковогоIкз=3,36<Iп =5,9 о.е. (рис. 5.24) и не опасны по воздействиям на АД. Момент на этапесамозапуска (М=Рад=1,19 о.е.) меньше каталожной кратности максимальногомомента (Ммах=2,5 о.е.).
АД достигает установившихся параметров режима к 8 спосле 25 затухающих колебаний тока АД(смаксимальнымзначениемIкз=2,85<Iп=5,0 о.е.), момента и активной мощности АД. Посадка напряжения навыводах двигателя меньше 0,8Uном в течение времени 4,5 с (рис. 5.24).Напряжения «секций НПС, электрически связанных с местом КЗ (узел 17схемы замещения рис. 5.20), снижаются от значений (0,14÷0,33) о.е. в начальныймомент выбега на КЗ до 0,033÷0,12 о.е.» [37, 87, 115].
После отключения от КЗнапряжения секций РУ, ТП вырастут до (0,55÷0,79)Uном. Итак, при «критическойдлительности нарушения электроснабжения напряжения на шинах РУ-6 кВ 3СШ иРУ-6 кВ 3СШ находятся в диапазоне (0,7÷0,95)Uном (рис. 5.25), что вызовет остановПараметры, о.е.насосов и станции» [37, 87, 115].Длительность, сРисунок 5.25 – Изменения напряжений на секциях РУ, ТП при КЗ в узле 4длительностью 250 мс:1 - 1-я кривая – ОРУ-110 кВ 2СШ; 2- 2-я кривая – РУ-6 кВ 3СШ; 3- 3-я кривая – РУ-6 кВ 4СШ;4- 4-я кривая – ОРУ-35 кВ Т1; 5- 5-я кривая – РУ-6 кВ 4СШ; 6- 6-я кривая – РУ-6 кВ 3СШ;7- 7-я кривая – РУ-6 кВ 1СШ; 8- 8-я кривая – ТП-6/0,4 кВ Т2; 9- 9-я кривая – РУ-6 кВ 2СШИз расчетов с разными длительностями работы БАВР определили, что приполном времени переключения на резервный ввод за 50 мссохраняется218непрерывность процесса перекачки нефти, так как остаточные напряжения наПараметры, о.е.секциях РУ и ТП будут не ниже 0,9Uном (рис.
5.26).Длительность, сРисунок 5.26 – Изменения напряжений на секциях РУ, ТП при работе БАВР за 50мс:1 - 1-я кривая – ОРУ-110 кВ 2СШ; 2- 2-я кривая – РУ-6 кВ 3СШ; 3- 3-я кривая – РУ-6 кВ 4СШ;4- 4-я кривая – ОРУ-35 кВ Т1; 5- 5-я кривая – РУ-6 кВ 4СШ; 6- 6-я кривая – РУ-6 кВ 3СШ;7- 7-я кривая – РУ-6 кВ 1СШ; 8- 8-я кривая – ТП-6/0,4 кВ Т2; 9- 9-я кривая – РУ-6 кВ 2СШИсследуя влияния «типа системы возбуждения СД на переходные процессыпри трехфазном КЗ длительностью 200 мс в узле 2, мы выявили, что вид графиковактивной, реактивной мощностей, тока и угла нагрузки мало меняется (рис.
5.27)»[37, 87, 115]. Влияния типа системы возбуждения СД на работу насосных станцийПараметры, о.е.при АВР также незначительно (рис. 5.28).Длительность, сРисунок 5.27 – Переходные процессы СТДП-4000 с ТВУ и БВУ при КЗдлительностью 200 мс в узле 4:1 - синяя кривая – PСД,ТВУ; 2 - бардовая кривая – δСД,ТВУ; 3 - красная кривая – IСД,ТВУ; 4 - салатоваякривая – IСД,БВУ; 5 - фиолетовая кривая – PСД,БВУ219Изменяя длину питающих ВЛ энергосистемы оценим влияние места трехфазныхКЗ, которое незначительно и составило всего 0,02 с на всю длину ВЛ.Рисунок 5.28 – Параметры секций, СД и АД в начальный момент самозапуска послеКЗ длительностью 200 мс (φмч =45˚, Рсд/ад=1,6)Б) Исследование работы БАВР при зависимых источниках 110 кВПри зависимых источниках питания сети 110 кВ провалы напряженияодновременно проявляются на вводах РУ и вызовут запрет работы АВР.
Так притрехфазном КЗ в узле 4 в момент t=50 мс «напряжения на РУ-6 кВ 1СШ составляет0,899Uном; на РУ-6 кВ 2СШ –0,931Uном; на РУ-6 кВ 3СШ – 0,895Uном; на РУ-6 кВ4СШ – 0,936Uном; на РУ-6 кВ 1СШ – 0,896 Uном; на РУ-6 кВ 2СШ – 0,930Uном; на РУ6 кВ 3СШ – 0,935Uном; на РУ-6 кВ 4СШ – 0,893Uном (см. рис. 5.29)» [87, 115].Увеличение времени «трехфазного КЗ в узле 4 до 200 мс, напряжения в моментсамозапуска на РУ-6 кВ 1СШ будет 0,721Uном; на РУ-6 кВ 2СШ – 0,800Uном; на РУ-6кВ 3СШ – 0,709Uном; на РУ-6 кВ 4СШ – 0,811Uном; на РУ-6 кВ 1СШ – 0,716Uном; наРУ-6 кВ 2СШ – 0,798Uном; на РУ-6 кВ 3СШ – 0,810Uном; на РУ-6 кВ 4СШ –Параметры, о.е.0,704Uном» [87, 115].
Результаты расчетов представлены на рис. 5.30÷5.31.Длительность, сРисунок 5.29 – Изменения угла δ СТДП-4000, напряжения АД и секции ТП вфункции длительности трехфазного КЗ в узле 4:1 - красная кривая – δ; 2 - синяя кривая – UУ,18; 3 - фиолетовая кривая – UАД220Рисунок 5.30 – Параметры секций, СД и АД в начальный момент самозапуска послеКЗ длительностью 200 мс (φмч = 45˚, Рсд/ад = 1,6)Рисунок 5.31 – Параметры секций, СД и АД в начальный момент самозапуска приразной длительности КЗ (φмч = 45˚, Рсд/ад = 1,6)Из исследований следует, что для «удержания в работе потребителей иобеспечения напряжений на шинах ТП выше 0,8Uном, полное время работы БАВР недолжно превышать 50 мс» [87, 115].
При этом токи «самозапуска СД и АД растутпропорционально длительности АВР» [87, 115]. Расчетами определено, что при КЗ вузле 4 (сеть 110 кВ) направления мощности «меняет знак для ряда «РУ: f17(ТАВ, ТВС,ТСА) = f17(–1,543, –1,543, –1,543); f18(ТАВ, ТВС, ТСА) = f18(–0,553, –0,553, –0,553); f19(ТАВ,ТВС, ТСА) = f19(–0,574, –0,574, –0,574) и работа БАВР будет успешна» [87, 115].5.5.2. Исследование междуфазного КЗ в сетях напряжением 110 кВА) Исследование работы устройства БАВР при независимых источниках 110 кВМеждуфазные КЗ в сетях 110 и 220 кВ происходят чаще, чем трехфазныеКЗ, но и при них возможны остановы электроприводов, которые могут «приводить кразрыву трубопроводов и разливу нефти на территории станции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
