Диссертация (1172958), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Математическая модель и программный комплекс моделирования работыЭТС при зависимых внешних источниках энергосистемы напряжением 110 и 220 кВ,а также разработанные устройства БАВР, которые с помощью особого органанаправления мощности, угла максимальной чувствительности, ввода от внешнихзащит, способны сохранить в работе электродвигательную нагрузку на секцияхРУ 6 (10) кВ и частотнорегулируемые привода при воздействии разных по типу иместу возникновения КНЭ и переменного состава электродвигателей.6. Системный подход к повышению устойчивости электрической нагрузкипредприятий, обеспечению непрерывности технологического процесса, выборуспособов и средств уменьшения глубины и длительности провалов напряжения вовнутризаводских электрических сетях с чувствительным к провалам напряженияэлектрооборудованием.7.
Метод расчета частотного пуска мощных СД, позволяющий проводитьанализ статических и динамических характеристик системы «преобразовательчастоты-СД» в переходных и установившихся режимах.8. Алгоритмы работы интеллектуальных устройств автоматики БАВР 072,19которые построенное на комбинированном органе, включающем в себя средстваконтроля значений напряжения, угла, направления мощности и значения токаUmin, Umax, δ12, ↕P, Imin, Imax с выходными силовыми ключами, которые отличаютсянадежными алгоритмами работы режимов АВР, ВНР, позволяют учитыватьвозможные варианты электроснабжения в нормальных и ремонтных режимах приналичии двух вводов на каждую секцию РУ, а также собственной генерации.Апробация работыОсновныеположениядиссертационнойработыдокладывалисьна:V΄Всероссийском семинаре «Энергосбережение, сертификация и лицензирование вэнергетике» (г. Чебоксары, 1999 г.); Российском национальном симпозиуме поэнергетике (г.
Казань, 2001 г.); юбилейной научно-технической конференциипреподавателейВсероссийскойЧувашскогогосуниверситетаконференции«Практика(г.Чебоксары,эффективной1997г.);организацииэнергоснабжения металлургических предприятий в условиях реструктуризации» (г.Москва, 2006 г.); Всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергия: от получения и распределения до эффективного использования» (г.Томск, 2006 г.); Всероссийской конференции «Практика эффективной организации энергоснабжения металлургических предприятий в условиях реструктуризации» (г. Москва, 2006 г.); Международной выставке-семинаре «Электрические сети России – ЛЭП-2006» (г. Москва, 2006 г.); 6-ом Международномтрубопроводном форуме «Трубопроводный транспорт – 2007» (г.
Москва, 2007г.); Международной выставке-семинаре «Электрические сети России – ЛЭП-2007»,раздел:«Снижениеэлектроэнергии»(г.аварийностиМосква,и2007повышениег.);надежностиконференциипередачи«Эффективностьэлектрохозяйства потребителей металлургических предприятий в условияхреструктуризации энергетики» (г. Москва, 2007 г.); совещании экспертной группыпо энергетике ОАО «ТНК-ВР» (г.
Бузулук, 2008 г.; международной научнойконференции «Путь инноваций и новые технологии в газовой промышленности»INNOTECH-2008 (г. Москва, ВНИИГАЗ, 2008 г.); Всероссийском научно-практическомсеминаре«Энергоэффективностьиэнергобезопасностьнапредприятиях20промышленности и жилищно-коммунального хозяйства» (г.Салават, 2010 г.);международной специализированной выставке «Сургутнефтегаз-2010» (г. Сургут,2010 г.); международной конференции "Радиотехника, электротехника и энергетика"(г. Томск, 2011 г.); международной научно-технической конференции «Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов» (г. Тольятти,2012 г.); НТС «Техническиерешениядляповышениянадежностиэлектроснабжения», (г.
Самара, 2012 г.); семинаре «Технические решения дляповышениянадежностиэлектроснабжения»(г.Оренбург,2012г.);международной выставке-форуме «ВэйстТэк-2013» (г. Москва, 2013 г.); НТС«Технические решения для повышения надежности электроснабжения» (г.
Омск,2013, 2018 г.); НТС «Инновационные технические решения в энергетике» (г.Сургут, 2018 г.); научных семинарах кафедры электроснабжения промышленныхпредприятий Чувашского государственного университета им. И.Н. Ульянова,кафедры электроснабжения промышленных предприятий Московского энергетическогоинститута,теоретическойэлектротехникииэлектрификациинефтяной и газовой промышленности РГУНГ им. И.М. Губкина.Публикации. По теме диссертации опубликовано свыше 50 печатных работ,в том числе двадцать семь в журналах, рекомендованных ВАК, получено 3 патентаи 3 авторских свидетельства на программное обеспечение.Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 7 глав,заключение, 2 приложения и список литературы из 166 наименований.211.ОБЕСПЕЧЕНИЯБЕСПЕРЕБОЙНОЙРАБОТЫТЕХНОЛОГИЧЕСКИХПРОИЗВОДСТВ И ДВИГАТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ ПРЕДПРИЯТИЙ ТРАНСПОРТАНЕФТИ И ГАЗА, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛЕЙОпределяющую роль в развитии валового внутреннего продукта страныиграют базовые отрасли индустрии, как металлургия, нефте- и газодобыча, нефтеи газопереработка, нефтехимия и электроэнергетика.
Так, число двигателей накрупном металлургическом комбинате достигает 105[70]. Увеличение добычи нефтии газа и транспортировка их на значительные расстояния, внедрение кислородногодутья в металлургии, увеличение частотно-регулируемых приводов механизмов,ввод в эксплуатацию мощных доменных печей (табл. 1.1) требуют обеспеченияустойчивой работы двигательной нагрузки ЭТС [2, 19, 54, 69, 78, 93, 116, 123, 137,144, 149]. Увеличение «производительности основных металлургических агрегатов,повышение качества выплавляемого металла привели к росту мощностикислородногопроизводстваНоволипецкогометаллургическогокомбината,использованию для привода компрессоров К-3000 СД типа ТДС-20000» [89].
Вчерной металлургии в цехах компрессии воздуха используются свыше 160компрессоров К-1500 с приводом от СД мощности до 12500 кВт и около 30 компрессоров К-3000 с паротурбинным приводом и приводом от ТДС-20000.Таблица 1.1 − Мощности современных металлургических предприятий№1234567Потребитель электроэнергииКрупные металлургические комбинатыКомплекс доменной печи объемом 5000 м3Коксохимическое производствоКонверторный цех с широкополосым станом горячего прокатаКонверторный цех с широкополосым станом холодного прокатаСовременная электролизная серияДвигатели кислородных турбокомпрессоровМощность300÷700 МВт50 МВА60 МВА250 МВА150 МВА150÷185 МВА20÷40 МВтУстойчивость работы электродвигательной нагрузки систем промышленногоэлектроснабжения во многом зависит от правильного и полного учетавозникающих в них переходных процессов.
Следует отметить, что вопросы22статическойидинамическойустойчивостипараллельнойработыэлектроэнергетических систем изучены основательно в работах [21, 22, 51, 54, 76,77].Статическая и результирующая устойчивость многомашинных СЭС в связис ростом единичной и суммарной мощностей нагрузки промышленныхпредприятий, отдельных агрегатов для отраслей промышленности, в которыхкратковременные провалы и отключения напряжения способны остановитьсложныйинепрерывныйтехнологическийпроцесс,вызватьостановпроизводства, после которого выход на выпуск продукции требуемого качествазаймет до недели работы производства, а также привести к другим нежелательнымпоследствиям, актуальна [2, 19, 54, 123, 137, 144, 149].Применение СД серии ТДС требовало решения сложных вопросов пуска ирегулирования частоты вращения двигателей [5-6, 100, 126, 131, 132].
Основныеособенности процессов пуска СД наиболее подробно рассмотрены в [12, 21, 22, 26,126,132].Расчетное определение условий пуска мощных СД являетсясущественнымэтапомприпроектированиисистемпромышленногоэлектроснабжения, когда осуществляется выбор схем пуска двигателя, оценканагрева обмоток пусковыми токами и последствий пуска на другие потребителиэлектрической энергии.
Выбор режимов работы таких СД может быть сделан наоснове анализа переходных процессов. СД с массивным гладким ротором, ккоторым относятся двигатели СТД, СТДП, СТДМ и ТДС, имеют системудемпферных контуров, распределенную по всей бочке ротора, что значительноулучшает пусковые характеристики, но ведет к усложнению расчета параметров ихарактеристик двигателя [6, 12, 29, 100, 126, 140]. Двигательная нагрузканефтеперекачивающих и газокомпрессорных станций включает СД единичноймощностью 4000, 6300 и 12500 кВт.
Для двигателей «свыше 12,5 МВт используюттиристорные пусковые устройства или частотно-регулируемый привод» [57, 68, 80,131,132].Возросшиетребованиякдвигателямсосторонысистемыэлектроснабжения, рабочих механизмов, технологического процесса, необходимость23определения «условий успешного пуска мощных СД и АД требуют определениятаких расчетных параметров, которые соответствуют реальным характеристикам ипроцессам в СД и АД. Знание параметров схемы замещения и характеристик СДнеобходимо для выбора мощности пусковых тиристорных устройств (ПТУС),законов управления процессом пуска» [89].В системах электроснабжения получил распространение режим раздельнойработы секций распределительного устройства напряжением 6, 10 кВ (рис.
1.1).Рисунок 1.1 − Схема электроснабжения промышленной подстанцииСекционный выключатель В5 в нормальном режиме отключен и имеетустройство автоматического ввода резерва (АВР). Выключатели В1 и В2 у шинподстанции энергосистемы имеют автоматическое повторное включение (АПВ).При коротком замыкании в цепи питания СД (узлы К1, К2, К3) происходитнарушение синхронной динамической устойчивости двигателей, что являетсяпричиной сбоя или прекращения непрерывных технологических процессов.В работах Кудрина Б.И.
приведены зависимости убытков от времени перерывапитаниядляметаллургическихпроизводств,которыесущественныпри24кратковременных нарушениях электроснабжения длительностью до 1,5 с и великипри перерывах в несколько минут [79, 83].Полностью устранить нарушения электроснабжения не представляетсявозможным. Эффективным мероприятием, позволяющим повысить устой-чивостьдвигательной нагрузки систем промышленного электроснабжения (СПЭ), являетсявосстановление электроснабжения потребителей электрической энергии с помощьюАВР, действия которой обеспечивают отключение поврежденных участков, но невсегда могут сохранить непрерывным технологический процесс [7, 9, 11, 18, 25, 35,37, 49, 50, 53].
Последнее определяется возможностью обеспечения успешногосамозапускадвигательнойнагрузкиприкратковременныхперерывахэлектроснабжения. Из практики известно, что на многих предприятиях иподстанциях существующие схемы АВР выводятся из работы только из-за наличияСД [7, 11, 40, 62, 80, 127].Анализу же результирующей устойчивости двигательной нагрузки при КНЭпутемрасчетно-экспериментальныхисследованийЭТСпромышленныхпредприятий с учетом от питающей энергосистемы до потребителей напряжениемдо 1кВ не уделяется достаточно внимания [67, 88]. В настоящее время при расчетахсамозапуска и устойчивости используют упрощенные методы и программы [56,60, 75, 80, 113, 116, 155-161], когда об успешности самозапуска двигательнойнагрузкисудятпопревышениювращающегомоментанадмоментомсопротивления приводимого механизма на 10%. Методы не позволяют оценитьвлияние двигателей, подключенных ко второй секции, на работу двигателейпервойсекции,неучитываютзависимостьпараметровСДиАДскороткозамкнутым ротором от частоты вращения.
При расчете начальной частотывращения двигателей исходят из линейной зависимости потери частоты вращенияво времени, что справедливо при перерывах электроснабжения не более 1,0 с. Мыпредлагаемрешатьзадачирасчета«устойчивостинагрузкиЭТСприкратковременных провалах и отключения напряжения на базе известных ипроверенных практикой уравнений Парка−Горева» [21, 22].25Рост мощности энергосистем и электрических двигателей приводит к тому,что «режимы при выбеге на КЗ становятся более тяжелыми» [59]. Такиспользование на промышленных предприятиях двигателей типа ТДС и ростсинхронной нагрузки в общей нагрузке ЭТС ведет к постоянному увеличениюдоли токов подпитки КЗ от СД в общем токе К3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
