Диссертация (1172958), страница 37
Текст из файла (страница 37)
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ МОЩНЫХ УЗЛОВ НАГРУЗКИ С УЧЕТОМЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 220/110/35 кВ, ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВИ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 6 кВРазработанные методы были использованы для масштабных исследованийрежимов работы потребителей напряжением 6,10 кВ Узенского энергоузла,нефтеперерабатывающих предприятий, ЭТС с собственной генерацией типа ПС«Росташинская»длясуществующихипредлагаемыхсхемныхрешений.Исследованиями выявлено, что предложенные методы и модели позволяют найтирешения,которыесущественноповышаютустойчивостьЭТС.Расчетныеисследования предназначены для обоснования места установки и эффективностивнедрения комплексов БАВР, динамических компенсаторов искажений напряжения(ДКИН) при любых КНЭ во внешних питающих сетях напряжением 220,110 кВ и всетях 35, 6 кВ с учетом конфигурации СПЭ, ремонтных и перспективных схем ЭТС,режимов работы электродвигателей и прочих потребителей электрической энергии.6.1.
Исследования удаленности места КЗ на провалы напряжений в сетяхДля оценки влияния удаленности и места трехфазного КЗ на характерраспространения провалов напряжения в сети ОЭМК, были использованыразработанная математическая модель и предложенный метод исследованияпровалов напряжения, для чего изменялась длина ВЛ (табл. 6.1-6.2).Таблица 6.1 – Влияние удаленности места КЗ на остаточные напряжения всуществующей схемеУдаленность, КЗ на отходящей линии 330 кВ КЗ на отходящей линии 330кмот ПС «Металлургическая-750» кВ от ПС «Старый Оскол-500»U110,13_14 (t=0) U110,13_14 (t=0,15с) U110,13_14 (t=0) U110,13_14 (t=0,15с)00,1030,0350,2170,134100,3330,2660,4070,345200,4720,4170,5250,474400,6310,5910,6630,626600,7190,6880,7430,713800,7760,7500,7940,7721000,8150,793244Таблица 6.2 – Влияние удаленности места КЗ на остаточные напряжения впредлагаемой схемеУдаленность,км0102040608001020406080ИзКЗ на отходящей линии 330 кВ от ПС «Металлургическая-750»U110,13U110,14U110,15_16t=0t=0,15t=0t=0,15t=0t=0,150,0730,0300,5250,4720,2400,2020,2640,2060,6130,5680,3620,3170,3910,3140,6670,6300,4820,4120,5650,5250,7810,7430,6410,6240,6630,6310,8370,8070,7270,7140,7260,7030,8720,8470,8300,771КЗ на отходящей линии 330 кВ от ПС «Старый Оскол-500»0,5700,5030,1300,0720,2900,2400,6450,6120,2640,1850,3870,3620,7210,6840,3920,3130,5020,4810,7970,7710,5480,4870,6360,6190,8430,8220,6430,5940,7160,7010,8730,8550,7070,6670,7700,757проведенныхисследованийследует, чтоудаленность местаКЗсущественно сказывается на остаточных напряжениях, КЗ в сетях 330 кВ со стороныПС «Металлургическая-750» более влияют на работу потребителей ОЭМК, аполученные данные по провалам напряжения позволяют обоснованно разрабататьзащитные мероприятия.6.2.
Исследование устойчивости потребителей напряжением 6 кВ Узенскогоэнергоузла в существующей и предлагаемой схемах ЭТС6.2.1. Общие сведения по ПС 220/110/10 кВ «Узень»На ПС «Узень» установлены автотрансформаторы мощностью 2х250 МВА,а ОРУ 110 кВ ПС «Узень» выполнена по схеме с четырьмя секциями шин иполучает питание от ТЭС-3 220 кВ по двум воздушным линиям У-1 и У-2 сечением3х240 и длиной 133,8 м каждая (рис. 6.1). Ток трехфазного КЗ на шинах 220 кВ ПС220/110/10 кВ «Узень» Iкзmах1=2,412кА, Iкзmin2=2,393кА, Iкзmах2=2,053кА, Iкзmin1=2,074кА, а ток трехфазного короткого замыкания (КЗ) на шинах 110 кВ ПС 220/110/10 кВ«Узень» Iкзmах=5,109 кА, Iкзmin=4,354 кА.245Рисунок 6.1 – Модернизированная схема соединений на ОРУ-110кВ ПС «Узень»246От четырех секций ОРУ 110кВ ПС «Узень» осуществляется электроснабжение для: ПС «Впадина» 110/35/6; ПС «Плато» 35 кВ; ПС «Газлифт» 10 кВ;и напряжением 6 кВ: КС «Узень», ПС «Городская», ПС «Карамандыбас», ПС«Термальная», ПС «Морская», ПС «Разгрузочная», УПСВ «Плато», УПСВ«Впадина», ПС «ПС-3А», ПС «Восточная», ПС «ОПУ», ПС «Глинзавод», ПС«ГПЗ», ПС «ЭТАН», ПС «Промзона», ПС «Сай-Утес», ПС «Теньга», ПС«Фетисово», «Жетыбай».ЗРУ-6кВ ПС 110/6 кВ УПСВ «Впадина» выполнено по схеме с двумясекциями шин и получает электроснабжение от ПС 220/110/10 кВ «Узень» по двумвоздушным линиям ВЛ-110 кВ.
От двух секций ЗРУ-6 кВ ПС 110/6 кВ УПСВ«Впадина» осуществляется распределение электроэнергии для потреби-телей РП-17,РП-18, БКНС-7, УПСВ-2, УПСВ-2 расширение, РП-56, РП-55, РП-13, РП-11, РП-12,РП-14, БКНС-6А.УПСВ «Впадина» обеспечивает снабжение нагнетательныхнасосов, электроцентробежных насосов, станков-качалок и прочих механизмовнапряжением 6, 0.4 кВ от двух источников.Разработанная математическая модель ЭТС «Узень» содержит: ветвей – 205(включая два источника питания), узлов нагрузки – 59, выключателей – 168, СД – 38;асинхронных двигателей напряжением 6 кВ – 44. Общее число уравнений дляматематической модели Узеньского энергоузла составляет 322. Ввиду того, что всуществующейсхемеОРУ-110кВвключенывсесекционныеиобашиносоединительных выключателя, то провалы напряжения, вызванные КЗ впитающей энергосистеме напряжением 220 кВ, почти одновременно будутотражаться на первом и втором вводах (см.
табл. 6.3) ЗРУ-6 кВ и ОРУ-35 кВподстанций, запитанных воздушными линиями от ОРУ-110 кВ «Узень». Дляпредлагаемой схемы модернизации ОРУ (см. рис. 6.1) каждая секция ЗРУ-6 кВзапитывается от разных и независимых секций ОРУ-110 кВ и посадки напряжения,вызванные КЗ как в сетях 220 кВ, так и сетях 110 кВ не приведут к одновременнойпосадке напряжения на шинах секций ЗРУ-6 кВ, а будут созданы условия дляработы БАВР и непрерывности производств (табл.
6.3).247Таблица 6.3 – Сравнительные данные по остаточным напряжениям на секцияхшин при КЗ в питающих сетях для существующей и предлагаемой схем ОРУ-110 кВУПСВ «Впадина»ДинамическаяСхема Узеньского узлаустойчивостьUсек1Uсек2Трехфазное КЗ в сети 35 кВ (узел 165)Исходная схема0,8860,878Не устойчиваМодернизированная схема0, 8090,977УстойчиваТрехфазное КЗ в сети 6 кВ (узел 253)Исходная схема0, 9070,909УстойчиваМодернизированная схема0,8530,977УстойчиваТрехфазное КЗ в сети 220 кВ (узел 3)Исходная схема0,4650,440Не устойчиваМодернизированная схема0,9810,261УстойчиваТрехфазное КЗ в сети 220 кВ (узел 7)Исходная схема0,4650,440Не устойчиваМодернизированная схема0,2640,981УстойчиваТрехфазное КЗ в сети 110 кВ (узел 11)Исходная схема0,1630,124Не устойчиваМодернизированная схема0,9810,125УстойчиваТрехфазное КЗ в сети 110 кВ (узел 14)Исходная схема0,1620,124Не устойчиваМодернизированная схема0,1620,981УстойчиваТрехфазное КЗ в сети 110 кВ (узел 17)Исходная схема0,5350,512Не устойчиваМодернизированная схема0,3920,981УстойчиваТрехфазное КЗ в сети 110 кВ (узел 18)Исходная схема0,5360,512Не устойчиваМодернизированная схема0,9810,383УстойчиваТрехфазное КЗ в сети 110 кВ (узел 29)Исходная схема0,7930,780Не устойчиваМодернизированная схема0,6520,981УстойчиваТрехфазное КЗ в сети 110 кВ (узел 30)Исходная схема0,7920,780Не устойчиваМодернизированная схема0,9810,658УстойчиваТрехфазное КЗ в сети 110 кВ (узел 109)Исходная схема0,2050,169Не устойчиваМодернизированная схема0,1820,981УстойчиваТрехфазное КЗ в сети 110 кВ (узел 110)Исходная схема0,2050,169Не устойчиваМодернизированная схема0,9810,148УстойчиваТрехфазное КЗ в сети 110 кВ (узел 221)Исходная схема0,1600,280Не устойчиваМодернизированная схема0,1600,981Устойчива248Трехфазное КЗ в сети 110 кВ (узел 222)Исходная схема0,3120,123Не устойчиваМодернизированная схема0,9810,123УстойчиваТрехфазное КЗ в сети 110 кВ (узел 274)Исходная схема0,2420,211Не устойчиваМодернизированная схема0,2030,981УстойчиваТрехфазное КЗ в сети 110 кВ (узел 278)Исходная схема0,2440,209Не устойчиваМодернизированная схема0,9810,170УстойчиваТрехфазное КЗ в сети 110 кВ (узел 299)Исходная схема0,3630,333Не устойчиваМодернизированная схема0,2700,981УстойчиваТрехфазное КЗ в сети 110 кВ (узел 303)Исходная схема0,3630,333Не устойчиваМодернизированная схема0,9810,248УстойчиваТрехфазное КЗ в сети 110 кВ (узел 327)Исходная схема0,2840,251Не устойчиваМодернизированная схема0,2190,981УстойчиваМеждуфазное КЗ в сети 110 кВ (узел 331)Исходная схема0,2820,248Не устойчиваМодернизированная схема0,9810,188УстойчиваРасчетными исследованиями выявлено, что в существующей схеме ОРУ110 кВ устройство БАВР будет работать только в трех случаях КНЭ из 36возможных, а в предложенной модернизированной схеме ОРУ БАВР на УПСВ«Впадина» будет работать во всех 36 случаях, сохраняя непрерывностьтехнологических процессов предприятия.6.3.Исследование режимов работы ПС-110/35/6 «Росташинская» иразработка мероприятий по обеспечению устойчивости потребителейнапряжением 6 кВ при КНЭВопросы сохранения непрерывности нефтедобычи и работы НС при КНЭ впитающейэнергоситемедляпредприятияПС-110/35/6«Росташинская»Оренбургнефть актуальны и требовали анализ для наиболее тяжелых видов и местКЗ (см.
рис. 6.2) с учетом существующей схемы электроснабжения и состояниякоммутационных аппаратов напряжением 110 кВ (ШСВ и вводного от ПС249Бузулукская), 6 кВ (ЦРП). В качестве таких мест возникновения КЗ выбраны (см.рис. 6.2):для сетей напряжением 110 кВ: а) узел 1 (начало ВЛ-110 кВ Сорочинская); б)узел 5 (конец ВЛ-110 кВ Сорочинская) и в) узел 19 (конец ВЛ-110 кВ от ОРУ-110кВ к ПС Гаршинская);для сетей напряжением 35 кВ: г) узел 55 (конец ВЛ-35 кВ от ОРУ-35 кВ к ПСДавыдовская);для сетей напряжением 6 кВ: д) узел 67 (конец цепи от С1Т-25000 110/35/6кВкВ к ЗРУ-6 кВ).Для анализ вариантов схем электроснабжения рассмотрены: а) случайсуществующей схемы с включением СВ на ЦРП-6 кВ (собственная генерация,вариант расчетных исследований Q3 – включен); б) случай, когда ПС«Росташинская» получает электроснабжение по двум источникам и ШСВ-110 кВотключен (см.
табл. 6.4).Обобщая результаты расчетно-экспериментальных исследований режимовработы СПЭ при изменении структуры электрических сетей, вида и места КЗ,длительности нарушений электроснабжения и работы автоматики, получеыследующие выводы:1. При всех указанных выше местах и видах КЗ разработанное устройствоБАВР сработает, несмотря на наличии собственной генерации.2. Для работы БАВР необходимо, чтобы на резервном вводе напряжениепревышало уставку Umax≈0,9-0,96 о.е.
В существующей схеме электроснаб-жения этовозможно при КЗ в сетях 35 кВ и редко 110 кВ (рис. 6.3 и 6.4).3. Для работы БАВР предложено отключить ШСВ-110 кВ и включить второйввод от ПС «Бузулукская». В таком варианте работа БАВР будет успешна при всехвидах и местах КЗ (включая трехфазные). Расчеты подтверждают, что даже приКЗ(3) в сети 110 кВ напряжения на шинах ОРУ-35 кВ: 1с – 0,075Uном; 2с – 1,075Uном;напряжения на шинах ЗРУ-6 кВ: 1с – 0,078Uном; 2с – 1,042Uном.Рисунок 6.2 – Схема математической модели электротехнического комплекса ПС-110/35/6 кВ «Росташинская» с учетомсобственной генерации251Таблица 6.4 – Напряжения в узлах ЭТС Оренбургнефть при различных видах и местах КЗОРУ-35 кВ,1 секция ОРУ-35 кВ,2 секция ЗРУ-6 кВ, 1 секция ЗРУ-6 кВ, 2 секцияОРУ-35 кВЗРУ-6 кВпрямая/обратнаяпрямая/обратнаяпрямая/обратнаяпрямая/обратная1 секция/2 секция1 секция/2 секцияпоследовательности, последовательности, последовательности, последовательности,UA, кВ UB, кВ UC, кВ UA, кВ UB, кВ UC, кВо.е.о.е.о.е.о.е.110 кВ0,6220,6200,6040,60117,615 11,515 10,393 2,681 1,2582,5441(1,1)0,2510,2550,2430,24717,659 11,491 10,343 2,685 1,2372,5460,6030,5870,58417,3610,93710,3022,6081,1792,5280,60419(1,1)0,2550,2590,2470,25117,401 10,907 10,255 2,612 1,1562,5300,3450,3290,32412,1636,3766,0861,7750,2641,7350,3405(1,1)0,2620,2680,2540,25812,148 6,320 6,0651,768 0,2291,73319,18220,1282,5280,8610,8620,8350,83613,4853,5452,7291(1)0,1970,1900,1900,19413,452 19,236 20,138 2,526 3,5602,7310,84819,0220,0962,4580,8490,8220,82312,9793,5432,63019(1)0,2090,2120,2030,20612,940 19,073 20,167 2,455 3,5582,6920,7110,7100,6890,68821,14713,18511,6983,1951,2703,0221(2)0,3370,3420,3270,33221,238 13,187 11,671 3,207 1,2483,0320,6970,6770,67621,12512,77211,6583,1631,1852,8660,69819(2)0,3480,3530,3370,34321,217 12,771 11,636 3,175 1,1622,87810,55210,5813,0220,5570,5420,53920,9401,2753,0130,5595(2)0,4470,4850,4630,47121,043 10,575 10,613 3,036 1,2383,0281(3)0,3620,3570,3510,34619(3)0,3440,3390,3340,328(3)50,0750,0670,0730,06435 кВ0,74418,252 12,337 10,776 2,937 1,9832,9020,6540,9400,91255(1,1)0,2510,0720,1720,07020,417 18,007 18,676 3,233 2,9263,3350,89814,042 18,443 21,163 2,7,51 3,5653,0700,8731,0070,97755(1)0,2040,0590,1400,05719,177 20,869 21,071 3,273 3,5813,3710,79821,345 14,345 11,339 3,306 1,9863,1510,7280,9670,93855(2)0,3340,0960,2280,09321,457 18,427 18,878 3,385 2,3293,452(3)550,4040,8660,5680,8406 кВ67(3)0,0290,6350,6150,000Q3 вкл ГРУ-6 кВ ЦРП110 кВ0,3350,3290,32412,163 6,376 6,086 1,775 0,2641,7350,3405(1,1)0,2620,2660,2540,25812,148 6,320 6,065 1,768 0,2291,7330,6750,6740,6540,6536,250 18,902 18,094 2,063 3,5011,8685,1)0,3680,3740,3570,3636,125 18,977 18,157 2,063 3,5171,8620,5590,5570,5420,53920,940 10,552 10,581 3,022 0,2753,0135(2)0,4770,4850,4630,47121,038 10,575 10,613 3,036 0,2383,028(3)50,0750,0670,0730,06435 кВ0,74218,252 12,337 10,776 2,937 1,9832,9020,6540,9400,91255(1,1)0,2510,0720,1720,07020,417 18,007 18,676 3,233 2,9263,335Рекомендуемая схема ПС:отключен ШСВ в сети 110 кВ (Q10) и в работе два ввода: Бузулукская и Сорочинская(3)50,0750,0781,0751,042ВидКЗ2с ОРУ-351,11,0512с ЗРУ-6кВ0,952сш ПС1с ЗРУ-6 кВ Давыдовская2сш ГРУ-6кВ2с ЗРУ-6 кВ0,90,850,80,750,70,65Короткоезамыкание0,6Восстановление напряжения0,5500,51ЭС-1 Сорочинская1сш ОРУ-110 кВ2сш УПСВ 6кВ2с ОРУ-35кВ1,522,5ЭС-2 Бузулукская1сш ПС-Гаршин-22сш ПС-Гаршин-11сш ПС-Давыдовс33,541сш ГРУ-6 кВ1сш ПС-Гаршин-12сш ПС-Гаршин-21сш ПС-Первомай4,555,52сш ГРУ-6 кВ1сш УПСВ 6кВ1с ОРУ-35кВ2сш ПС-ПервомайРисунок 6.3 – Напряжения на секциях РУ ЭТС Оренбургнефть при однофазном КЗ в узле 12522с ОРУ-351,11,0510,952сш ГРУ-6кВ2с ЗРУ-61сЗРУ-6кВкВ0,90,852сш ПСДавыдовская2с ЗРУ-6кВ0,80,750,70,65Короткоезамыкание0,6Восстановление напряжения0,5500,51ЭС-1 Сорочинская1сш ОРУ-110 кВ2сш УПСВ 6кВ2с ОРУ-35кВ1,522,5ЭС-2 Бузулукская1сш ПС-Гаршин-22сш ПС-Гаршин-11сш ПС-Давыдовс33,544,51сш ГРУ-6 кВ1сш ПС-Гаршин-12сш ПС-Гаршин-21сш ПС-Первомай55,52сш ГРУ-6 кВ1сш УПСВ 6кВ1с ОРУ-35кВ2сш ПС-ПервомайРисунок 6.4 – Напряжения на секциях РУ при трехфазном КЗ в узле 554.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
