Диссертация (1172958), страница 38
Текст из файла (страница 38)
По факту анализа записанных осциллограмм на устройстве БАВР на ЗРУ-6кВ зафиксирована успешная работа устройства на аварийное событие, котороеимело место 21 августа 2013 г. в 11:03:27.6.4.Исследование устойчивости потребителей РНПК в нормальном иаварийном режимах работы Рязанского энергоузлаПредложенный метод повышения динамической устойчивости узловнагрузки использован для ЭТС РНПК с учетом текущего и перспективного (до2017 г.) плана развития ЭТС с учетом роста нагрузок. При анализе режимовразвития Рязанского энергоузла использованы данные проекта 0030-ПЗ-т.1 «Схемаразвития электрических сетей 35-110 кВ Рязанской энергосистемы на 2010 г.
сперспективой до 2017 г.Для повышения надежности электроснабженияпотребителей РНПК предложены схемные решения путем отключения ШССВ-110на Ново-Рязанской ТЭЦ и путем отключения ШСМВ-110 на ПС «Факел». Расчетныеисследования подтвердили возможность отключения ШСМВ на ПС «Факел»,поскольку балансирование мощностей будет осуществляться по ВЛ 110 кВ Факел –Дягилево с отп. и ВЛ 110 кВ Факел – Рязань с отпайкой.
Расчетные исследования253подтвердили возможность отключения ШССВ в ЗРУ-110 кВ НРТЭЦ, посколькубалансирование мощностей будет осуществляться по двум ВЛ 110 кВ НовоРязанская ТЭЦ-Ямская и ВЛ 110 кВ Ново-Рязанская ТЭЦ-Лихачево.Определен запас устойчивости по активной мощности для РНПК, которыйсоставляет 26%, а по напряжению КU=23%. Но суть в том, что расчетнаядлительность КЗ для сетей 110 кВ, равная 0,18 с согласно СО 153-34.20.576-2003приводит к нарушению непрерывности технологических процессов производствРНПК.
На основании исследований режимов работы ЭТС РНПК с учетом вариантовизменения схемы питания определены решения, когда повышается уровеньостаточных напряжений на шинах секций ГПП и ТП и снижается числопотребителей, напряжение на которых ниже 0,7Uном (табл. 6.5).Таблица 6.5 – Критическое время КНЭ комплексной нагрузки РНПК, мсВариант схемы электроснабженияИсходная схема (Ткр),мсЧисло секций ГПП и ТП ΔU<0,7Отключение ШСМВ-110 (вариант1), (Ткр),мсЧисло секций ГПП и ТП ΔU<0,7Питание ПС «Факел» от ПС«Пущино» и включенный ШСВВ110 НРТЭЦ (вариант 2)Число секций ГПП и ТП ΔU<0,71150120150Места 3-х фазного КЗ (узел схемы замещения)110 кВ35 кВ2945141582839011503203503503203302301205727311574315032035035032033023060150421504132028350313501332015330412309030302731141638При таких решениях обеспечивается надежное электроснабжение одной изсекций ТП на уровне свыше 0,9Uном, что при внедрении БАВР сохранитнепрерывность технологических процессов (рис.
6.5 - 6.7). На основаниивыполненного анализа выбраны места установки и определены требования к БАВРна подстанциях РНПК.254Рисунок 6.5 – Напряжение на секциях узлов нагрузки РНПК в начальныймомент КЗ при трехфазных КЗ в заданных узлах ЭТС255Рисунок 6.6 – Напряжение на секциях ТП и КТП РНПК в начальный моментКЗ при трехфазных КЗ в заданных узлах ЭТС256Рисунок 6.7 – Напряжение на секциях ТП, РУ, ЦРП и КТП РНПК вначальный момент КЗ при трехфазных КЗ в заданных узлах ЭТСРасчетными исследованиями определено, что критические напряжения притрехфазных КЗ в узлах нагрузки составляют:к электрическим сетям 6, 35 и 110 кВ ООО «Ново-Рязанская ТЭЦ»:- 0,65Uном для узлов РУ, ТП напряжением 6 кВ;- 0,76Uном для узлов нагрузки напряжением 35 кВ;- 0,98Uном для узлов нагрузки напряжением 110 кВ;к электрическим сетям 6 и 35 кВ филиала «Рязаньэнерго» (ПС «Факел»:- 0,65Uном для узлов РУ, ТП напряжением 6 кВ;- 0,77Uном для узлов нагрузки напряжением 35 кВ.6.5.
Общие итоги исследований устойчивости мощных узлов нагрузкиэлектротехнических систем с учетом обобщенного метода1. На основании обобщенного метода исследования устойчивости ЭТС сбольшим числом подстанций напряжением 110, 35 кВ при наличии собственной257генерации определены уровни остаточных напряжений в различных узлах сети 35,10, 6, 0,4 кВ при наличии замкнутых контуров внутризаводской сети, измененияструктуры сети, режимов работы электродвигательной нагрузки. С помощьюобобщенного метода исследования устойчивости ЭТС разработаны такие решения,которые обеспечивают не отключения СД, АД при КНЭ в питающих сетях (3 случаябесперебойной работы до изменения конфигурации сети и 36 случаев – послеизменения).2.Проведены исследования влияния удаленности места КЗ в питающихсетях 330 кВ на остаточные напряжения секций РУ, ПС металлургическогопредприятия в исходной и предлагаемой схеме электроснабжения, на основаниикоторых уточнены требования к работе устройств интеллектуальной автоматики.3.
Путем анализа переходных процессов и критериев тока (мощности)БАВР при моделировании различных видов КНЭ определены параметрыкомплексов БАВР и мест их установки для рассматриваемых ЭТС, при которыхобеспечивается непрерывность технологических процессов.4. Наоснованиипроведенныхрасчетно-экспериментальныхданныхдоказаны возможности предложенных методов исследования ЭТС с собственнойгенерацией.2587. РАЗРАБОТКА РЕШЕНИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХКОМПЛЕКСОВНАОСНОВЕИННОВАЦИОННЫХРЕШЕНИЙУстойчивость потребителей в условиях работы централизованных и/илиавтономныхпредприятийисточниковусложняетсяпитанияотэлектротехническихстепениописаниякомплексовпереходныхкрупныхпроцессовдифференциальными уравнениями, приводит к необходимости решения системы изболее 500 уравнений (табл.
7.1) для достоверного определения уровнейостаточного напряжения в узлах ЭТС.Таблица 7.1 – Особенности разработки мероприятий по повышениюнадежности работы потребителей ЭТСНазваниеРНПККазаньоргсинтезОЭМККС "Пелым"Узеньский энергоузелКС-22Курьяновские очистные сооруженияТомскнефтехимОдесский НПЗБелореченские МинудобренияДНС-32Росташинский энергоузелСургутский Завод СтабилизацииКонденсатаЧислоЧислоуравненийуравненийСекций СД АД дифференциальных нелинейных120937720557331504242602066802603810376221871721341371514474115954342468468025414533222722182071722071125312093772055733150424260201492010514На основании расчетных исследований ЭТС и определения остаточныхнапряжений в узлах ЭТС были разработаны «мероприятия по сохранениюнепрерывности технологических процессов при КЗ во внешних и внутреннихпитающих сетях» [19, 107], которые разделены на группы:1) малозатратные:- «включение катушек управления магнитных пускателей и контакторов нафазные напряжения и регулирование их так, чтобы они не отключались при U=0,69в случае однофазных КЗ в сети 110, 220 кВ, которые составляют свыше 70%общего числа коротких замыканий» [19, 107];2592) среднезатратные:- «внедрение БАВР на ТП, РУ-6 кВ, ГРУ собственной генерации дляобеспечения за 23-65 мс переключения на резервный источник с целью повышенияостаточных напряжений на шинах 6 кВ и 380 В свыше 0,9Uном, что обеспечитнепрерывность технологических процессов» [19, 107];- «внедрение динамических компенсаторов искажений напряжения (ДКИН)напряжением до 1 кВ В для питания потребителей, которые не допускают провалынапряжения глубиной более 15% и длительностью от 10 мс» [19, 107].7.1.
Динамические компенсаторы искажений напряжения: принцип работы,модификации и опыт внедренияУстойчивость «большинства электроприёмников к нарушениям КЭЭ наЗападе определяется согласно стандарту IEEE 446» [70, 98, 149] (рис. 7.1).Рисунок 7.1 – Границы допустимых значений провалов напряжения согласностандарту IEEE 446Прведенный в течение 10 лет эксперимент по анализу КЭЭ на работупотребителей в разных отраслях промышленности [70, 88, 98, 149,154] привел кпоявлению на рынке в 2004 году устройств ДКИН (SET DVR, AVC) без накопителяэнергии (батареи, конденсаторы, способные накапливать энергию), с возможностьюкомпенсации 40 (50)% падения напряжения в течение определенного времени (более10 с) [70, 98, 154].260ДКИН устраняет и другие проблемы качества электроэнергии: колебаниянапряжения, медленные и быстрые изменения напряжений, искажения напряженияи перенапряжения.
Устройство «ДКИН типа SET DVR (рис. 7.2) состоит изтрансформатора, обратимого выпрямителя и инвертора. При провале напряжения впитающей сети глубиной до 50% ДКИН работает согласно приведенной схеме»[154] (рис. 7.3).Рисунок 7. 2 – Схема включения ДКИН напряжением 380 ВРисунок 7.3 – Работа устройства SET DVR 380 В при допустимом по глубинепровале напряженияНазначение выпрямителя – преобразование переменного напряжения впостоянное и питание инвертора.
ДКИН содержит интегрированную системууправления на базе цифрового процессора (DSP). Выпрямитель с помощью261«широтно-импульсной модуляции (PWM) в сочетании с развитой системойуправления обеспечивает непрерывное напряжение на нагрузке. При включениибайпаса все управление выпрямительным модулем передается в систему DSP» [154].Модуль выпрямителя снабжается приточно-вытяжной вентиляцией, котораяактивируется одновременно с вводом модуля в работу. Датчик температурыотключает его в случае повышения температуры выше заданного значения.Назначение инвертора – преобразование выпрямленного напряжения впеременное и электроснабжение защищаемой нагрузки.
Инвертор на базе«использования широтно-импульсной модуляции и в сочетании с развитой системойуправления обеспечивает низкий уровень искажений синусоиды на защищаемойнагрузке» [154]. Датчик температуры отключает инвертор в случае повышениятемпературы выше заданного значения.Байпас предназначен для вывода устройства из работы в случае ошибкисистемы, ручного вывода из работы, внутренней неисправности, КЗ первичнойобмотки трансформатора. Он состоит из «сверхбыстрого электронного байпаса,параллельно которому подключается контактор, осуществляющий развязку цепей.Трансформатор отвечает за обеспечение гальванической развязки устройства отвходных цепей» [154].Цифро-сигнальный процессор отвечает за управление устройством SET DVR,получает сигналы от различных модулей системы, измеряет входное, выходноенапряжение и ток в линии.
Он посылает команды на модули управлениявыпрямителем и инвертором, опрашивает зарядное устройство, вводит режимбайпаса, завершения работы, управляет сигнализацией. ДКИН посредством DSPизмеряет трехфазное напряжение на входе и выходе, а также текущие параметры иалгоритмы его работы позволяют принять решения относительно входногонапряжения в неноминальных параметрах. Кроме того, он выполняет расчеты,необходимые выдачи соответствующих командвыпрямителю и инвертору икоманды на срабатывание устройства таким образом, чтобы фазы источников былиидеально синхронизированы. При «провалах напряжения на вводе не более 50% все262фазные напряжения на нагрузке находятся в заданных пределах (норме или 0,9Uном)и нагрузка не отключатся» [154] (рис. 7.4).Рисунок 7.4 – Уровни компенсации устройства SET DVR:A.
Глубина провала до 30% номинального напряжения (В): Uвых=±0.5%Uном длительноB. Глубина провала от 30 до 40% номинального напряжения (В): Uвых = ±0.5% Uном – в течение 30 с;затем ±10% Uном – длительно.C. Глубина провала от 40 до 50% Uном (В): Uвых = ±10% Uном – 30 сРеакциянанарушениеэлектроснабжения(обнаружениепроваланапряжения) формируется не более чем за 3мс.УстройствоSETDVRтакжеустраняет«колебаниянапряженияикомпенсирует фликер посредством непрерывной работы, точности измерений ибыстрому регулированию, а также корректирует перенапряжения с уровня 130% дотребований ГОСТ не более 110%» [87, 154] (см. рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
