Повышение режимной надежности систем электроснабжения промышленных предприятий в условиях аварийной несимметрии

Панова, Евгения Александровна

Электротехнические комплексы и системы

автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Повышение режимной надежности систем электроснабжения промышленных предприятий в условиях аварийной несимметрии

кандидата технических наук: Панова, Евгения Александровна
город: Магнитогорск
год: 2012
специальность ВАК РФ: 05.09.03

Диссертация по электротехнике на тему «Повышение режимной надежности систем электроснабжения промышленных предприятий в условиях аварийной несимметрии»

Автореферат диссертации по теме "Повышение режимной надежности систем электроснабжения промышленных предприятий в условиях аварийной несимметрии"

I КОНТРОЛЬ»-!ЬК

] экземпляр^ и————-————~ "

На правах рукописи

Панова Евгения Александровна

ПОВЫШЕНИЕ РЕЖИМНОЙ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ В УСЛОВИЯХ АВАРИЙНОЙ НЕСИММЕТРИИ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск - 2012

. о

005017350

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Малафеев Алексей Вячеславович

Официальные оппоненты:

Паздерин Андрей Владимирович, доктор технических наук, профессор, ФГАОУ ВПО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», заведующий кафедрой автоматизированных электрических систем

Пупин Валерий Михайлович, кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «НИУ МЭИ», ст. научн. сотрудник кафедры ЭПП

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет).

Защита состоится 25 мая 2012 г. в 15 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.111.04 при ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» по адресу: 455000, Челябинская обл., г. Магнитогорск, пр. Ленина, д. 38, ауд. 227.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

Автореферат разослан «<#Г» апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

К.Э. Одинцов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Эксплуатация и управление режимами систем электроснабжения (СЭС) промышленных предприятий неразрывно связаны с расчетом и анализом аварийных режимов их работы. Как правило, специалисты диспетчерских управлений и электротехнических лабораторий промышленного предприятия ограничиваются рассмотрением режимов симметричных и несимметричных коротких замыканий (КЗ) в качестве аварийных режимов, на основе которых осуществляются проверка оборудования и определение параметров срабатывания устройств релейной защиты (РЗ), а также неполнофазных режимов. Однако нередко причинами коротких замыканий являются обрывы проводов линий электропередачи (ВЛ), что приводит к сочетанию продольной и поперечной несимметрии в одной точке сети, т.е. к возникновению сложнонесимметричного режима. Также подобный аварийный режим может возникнуть при неполнофазном отключении КЗ.

Так как уставки РЗ рассчитываются по условиям режима КЗ, то она зачастую оказывается нечувствительной к режимам сложной несимметрии. Отсутствие срабатывания устройств РЗ приводит к длительному существованию сложнонесимметричного режима и, как следствие, к значительному ущербу, связанному с дополнительными потерями мощности и снижением эксплуатационного ресурса электрооборудования. Поскольку возникновение аварийных режимов связано со снижением уровня напряжений в сети, нарушается устойчивая работа генераторов собственных электростанций, что приводит к недоотпуску ими электроэнергии, более дешевой по сравнению с покупаемой у энергоснабжающей организации. Длительное существование аварийного режима и нарушение динамической устойчивости генераторов местных электростанций приводит к снижению режимной надежности СЭС, которая определяется ее способностью «...при определенных условиях противостоять внезапным возмущениям»'.

Расчет и анализ аварийных режимов невозможны без использования специализированного программного обеспечения (ПО). СЭС крупного промышленного предприятия является специфическим объектом, отличающимся наличием собственных электростанций, концентрацией большой нагрузки на сравнительно небольших площадях, наличием сложнозамкнутых и разомкнутых участков с преобладанием последних, нескольких ступеней трансформации и узлов связи с энергосистемой на различных уровнях напряжения. К особенностям такого объекта также можно отнести большое число элементов в расчетной схеме и разнородный состав узлов нагрузки. Все эти особенности

Стандарт организации ОАО РАО «ЕЭС России». Электроэнергетика. Термины и определения : СТО 17330282.27.010.001-2008. [Текст] : Принят и введен в действие приказом ОАО РАО «ЕЭС России» от 17.06.2008 №289. — М.: ОАО РАО «ЕЭС России», 2008. — 902 с.

значительно усложняют задачу моделирования нормальных и аварийных режимов работы систем промышленного электроснабжения.

Использование ПО, ориентированного на моделирование режимов работы СЭС промышленного предприятия, позволит выполнить расчеты сверхпереходных режимов и электромеханических переходных процессов (ПП) в любых несимметричных режимах и осуществить их подробный анализ. Кроме того, расчеты токов сложнонесимметричного режима необходимы для корректировки уставок РЗ с целью обеспечения ее чувствительности к режимам аварийной сложной несимметрии, что позволит своевременно локализовать аварию, предотвратив нарушение нормальной работы системы электроснабжения и перерывы питания потребителей.

Степень научной разработанности проблемы.

Вопросами моделирования сверхпереходных режимов аварийной несимметрии СЭС, а также работы ее элементов в данных режимах занимались C.L. Fortesque, H.H. Щедрин, С.Б. Лосев и А.Б. Чернин, Г.Т. Адонц, В.Г. Гольдштейн, С.И. Гамазин и С.А. Цырук, В.П. Закарюкин и A.B. Крюков, И.П. Крючков. Работы П.С. Жданова, A.A. Горева, В.А. Веникова,

H.Д. Анисимовой, С.А. Ульянова, Э. Кимбарка, И.М. Марковича, Л.А. Жукова и ряда других ученых посвящены исследованию электромеханических ПП в режимах аварийной несимметрии. При моделировании ПП в несимметричных режимах особое внимание уделяется моделированию работы генераторов и систем их автоматического регулирования в условиях аварийной несимметрии, рассмотренному в работах Е.Я. Казовского, P.A. Лютера, Г.Н. Тер-Газаряна, Л.Г. Дубинина, М.Е. Гольдштейна, К.П. Ковача и И. Раца.

Обзор литературных источников показал, что большинство из них посвящены исследованию режимов работы энергосистем без учета особенностей СЭС, мало освещены вопросы моделирования несимметричных аварийных режимов при произвольном сочетании поврежденных фаз. Отсутствуют математические модели узлов комплексной нагрузки, применимые для моделирования работы СЭС предприятия любой отрасли промышленности в режиме аварийной несимметрии. Весьма малое число работ посвящено исследованию работы турбогенераторов в несимметричных режимах.

Целью работы является повышение режимной надежности систем промышленного электроснабжения за счет увеличения чувствительности и быстродействия устройств релейной защиты в режимах сложной аварийной несимметрии.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

I. Разработать алгоритм расчета сверхпереходных несимметричных аварийных режимов при продольной, поперечной и сложной несимметрии.

2. Разработать алгоритм расчета ПП, а также математические модели син-

хронных генераторов в режимах аварийной несимметрии любого вида.

3. Разработать методику получения характеристик узлов комплексной нагрузки (КН) в режимах аварийной несимметрии.

4. Осуществить программную реализацию разработанных моделей и алгоритмов.

5. Провести анализ сверхпереходных режимов и ПП в условиях аварийной несимметрии в сетях 110-220 кВ Магнитогорского энергоузла. Оценить чувствительность РЗ в режимах сложной несимметрии, проанализировать сверхпереходные режимы и выполнить оценку динамической устойчивости генераторов собственных электростанций по результатам расчета ПП в случае отсутствия срабатывания защиты.

6. Разработать рекомендации по повышению чувствительности РЗ сетей 110220 кВ системы электроснабжения ОАО «ММК» в сложнонесимметричных аварийных режимах.

Методы исследования. Решение поставленных задач основано на вычислительном эксперименте и теоретических исследованиях, теории аварийных режимов электроэнергетических систем и динамической устойчивости, теории электрических машин, методах симметричных составляющих, последовательного эквивалентирования, последовательных интервалов. Вычислительные эксперименты выполнялись с использованием оригинального программного обеспечения.

Достоверность и обоснованность научных результатов, выводов и рекомендаций подтверждается:

1. Корректным использованием методов симметричных составляющих, последовательного эквивалентирования и последовательных интервалов.

2. Формированием расчетной схемы на основе схемы питающих и распределительных сетей Магнитогорского энергоузла и технической информации о реальном электрооборудовании.

3. Использованием апробированных программных пакетов статистической обработки данных.

Научная новизна.

1. Разработан алгоритм расчета сверхпереходных аварийных режимов однократной продольной и поперечной несимметрии, а также сложнонесиммет-ричного режима работы системы промышленного электроснабжения. Алгоритм позволяет осуществить расчет параметров аварийного режима в фазных и симметричных координатах с получением результатов расчета для всех узлов и ветвей расчетной схемы. Разработанный алгоритм отличается возможностью моделирования аварийного режима при любом сочетании поврежденных фаз, причем расчет режима сложной несимметрии возможен при несовпадении фаз с обрывом и КЗ.

2. Разработан алгоритм расчета переходных электромеханических процессов

системы промышленного электроснабжения с собственными электростанциями в режимах аварийной несимметрии любого вида. Разработанный алгоритм основан на созданной математической модели синхронного генератора в режимах аварийной несимметрии, учитывающей возникновение знакопеременных и дополнительных моментов на валу генератора и их влияние на ход переходного процесса. Разработанный алгоритм позволяет выполнить оценку динамической устойчивости СЭС в режимах аварийной несимметрии.

3. Разработаны математические модели основных электроприемников СЭС промышленного предприятия: регулируемых и нерегулируемых электроприводов переменного и постоянного тока, а также дуговых сталеплавильных печей, описывающие их поведение в условиях нарушения симметрии питающего напряжения. На основе анализа поведения электроприемников разного вида в несимметричных режимах разработана методика получения характеристик узлов КН в режиме аварийной несимметрии с учетом удельного веса электроприемников различного вида. Полученная методика позволяет моделировать узлы нагрузки СЭС промышленного предприятия любой отрасли промышленности.

Практическая значимость результатов работы.

1. Созданное оригинальное ПО позволяет выполнить анализ сверхпереходных режимов аварийной несимметрии и переходных процессов с целью оценки условий работы электрооборудования Ти определения параметров срабатывания устройств РЗ, оценить динамическую устойчивость генераторов собственных электростанций в аварийном несимметричном режиме.

2. Разработанный программный комплекс может быть использован в работе служб расчета и анализа режимов СЭС промышленных предприятий с собственными электростанциями в составе программного обеспечения рабочего места инженера по расчету режимов.

3. Применительно к условиям системы электроснабжения ОАО «ММК» разработаны мероприятия по повышению чувствительности устройств РЗ к режимам аварийной сложной несимметрии с целью снижения ущерба от возникновения дополнительных потерь мощности в сети и сокращения срока службы электрооборудования.

Реализация результатов работы.

1. Создано ПО, предназначенное для расчета и анализа сверхпереходных параметров и переходных процессов в режимах аварийной несимметрии любого вида. На программное обеспечение получены два свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ №2010617441 от 11.11.2010 г. и №2012612069 от 7.11.2011 г. в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам «Роспатент».

2. ПО прошло апробацию в группе режимов центральной электротехнической лаборатории ОАО «ММК» с получением положительного заключения и

последующим внедрением в эксплуатацию (договор на НИОКР № 180735 от 03.03.2010 между ГОУ ВПО «МГТУ» и ОАО «ММК»).

3. Разработаны мероприятия по повышению чувствительности и быстродействия РЗ линий 110-220 кВ системы электроснабжения ОАО «ММК» в условиях режима аварийной сложной несимметрии. Ожидаемый экономический эффект от внедрения предложенных мероприятий составляет 1,58 млн. руб.

4. Теоретические и практические результаты работы использованы при проведении лекционных и практических занятий по дисциплинам «Переходные процессы в электроэнергетических системах» и «Релейная защита и автоматика систем электроснабжения», а также при выполнении курсовых и дипломных проектов для студентов направления 140200 «Электроэнергетика» и специальности 140211 «Электроснабжение».

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Алгоритм расчета сверхпереходных параметров режима аварийной продольной и поперечной несимметрии, а также сложнонесимметричного режима при любом сочетании поврежденных фаз.

2. Алгоритм расчета переходных процессов при несимметричных повреждениях в системе промышленного электроснабжения с собственными электростанциями с учетом возникновения дополнительных и знакопеременных моментов генераторов в несимметричном режиме.

3. Математические модели основных электроприемников промышленного предприятия, адаптированные к расчету режимов аварийной несимметрии.

4. Методика получения характеристик узлов КН любого состава в условиях нарушения симметрии питающего напряжения.

Апробация работы.

Основные положения, выносимые на защиту диссертации, и основные аспекты глав обсуждались на следующих научно-технических конференциях и семинарах: Международная науч.-техн. конференция «Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии» (г. Тольятти, 2009 г.); IV и V Международные молодежные науч. конференции «Тшгчуринские чтения» (г.Казань, 2009, 2010гг.); VIII, IX, X и XI Международные научно-практические конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (г. Санкт-Петербург, 2009, 2010, 2011 гг.); Международная науч.-техн. конференция студентов, магистрантов, аспирантов «Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов» (г. Тольятти, 2009 г.); XVI и XVIII Международные науч.-техн. конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, 2010, 2012 гг.); Международная науч.-практ. конференция «Энергосбережение, электромагнитная совместимость и качество в электрических системах» (г. Пенза, 2010 г.); 11-я Всероссийская науч.-практ. конференция студентов, аспирантов и специалистов «Энергетики и метал-

лурги настоящему и будущему России» (г. Магнитогорск, 2010 г.); Международная научно-практическая конференция «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплоэлектротехнологиях» (г. Омск, 2010 г.); Всероссийская конференция «Научно-исследовательские проблемы в области энергетики и энергосбережения» (г. Уфа, 2010 г.); 67-я, 68-я. и 69-я Межрегиональные научно-технические конференции «Актуальные проблемы современной науки, техники и образования» (г.Магнитогорск, 2009, 2010, 2011 гг.); IV Международная научно-практическая конференция «Энергетика и энергоэффективные технологии» (г. Липецк, 2010 г.); III Всероссийская научно-техническая конференция (с международным участием) «Электропривод, электротехнологии и электрооборудование предприятий» (г.Уфа, 2011г.); VII Всероссийская конференция «Молодёжь и наука» (г.Красноярск, 2011 г.); Международная научно-техническая конференция «Электроэнергетика глазами молодежи» (г.Самара, 2011 г.); XVII Всероссийская научно-техническая конференция «Энергетика: Эффективность, надежность, безопасность» (г. Томск, 2011 г.).

Диссертационная работа рекомендована к защите расширенным заседанием кафедры электроснабжения промышленных предприятий института энергетики и автоматики ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» (12 апреля 2012 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 20 печатных работ, в том числе 5 в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов диссертационных работ, 1 монография.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, библиографического списка из 167 наименований и 9 приложений. Объем работы включает 157 страниц основного текста, в том числе 28 рисунков и 11 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель, задачи, научная новизна и практическая значимость, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе выполнен анализ существующих методов расчета режимов аварийной несимметрии, переходных процессов в указанных режимах, математических моделей синхронных генераторов и их систем автоматического регулирования, а также основных электроприемников. Рассмотрены программы расчета режимов электроэнергетических систем.

Анализ показал, что алгоритмы расчета сложнонесимметричных режимов с произвольным сочетанием поврежденных фаз недостаточно проработаны. Математические модели синхронных машин в переходном несимметричном режиме предполагают большое число допущений. Отсутствуют модели частотно-регулируемого электропривода при нарушении симметрии питающего напряжения. Не разработана методика представления КН в расче-

те режима аварийной несимметрии. Существующие на сегодняшний день программные комплексы не ориентированы на расчет режимов систем промышленного электроснабжения с собственными электростанциями.

Вторая глава посвящена разработке математических моделей электроприемников в сверхпереходных и переходных режимах аварийной несимметрии. В работе созданы математические модели нерегулируемого и частотно-регулируемого электропривода переменного тока, электропривода постоянного тока и электротехнологических установок.

Модель асинхронного двигателя (АД) построена на основе Г-образной схемы замещения и учитывает зависимость сопротивления от скольжения двигателя. В расчет несимметричного режима АД и синхронные электродвигатели (СД) задаются в виде расчетного эквивалента, характеризующегося проводимостями прямой и обратной последовательности, величины которых зависят не только от номинальных параметров двигателя, но и от напряжений симметричных составляющих на его зажимах.

Основную сложность при моделировании частотно-регулируемого электропривода составляет получение выходного напряжения преобразователя частоты (ПЧ) в условиях нарушения симметрии питающего напряжения. Так как при питании ПЧ несимметричным напряжением на его выходе получается симметричное несинусоидальное напряжение, то для определения параметров расчетного эквивалента «ПЧ-двигатель» в работе разработан алгоритм (рис. 1) определения основной гармоники выходного напряжения ПЧ как с непосредственной связью, так и двухзвенного (ДПЧ). Так как в состав ДПЧ входит выпрямитель, то алгоритм определения среднего напряжения на выходе выпрямителя в несимметричном режиме, являющийся частью алгоритма расчета основной гармоники выходного напряжения двухзвенного ПЧ, положен в основу математической модели электропривода постоянного тока. Одними из наиболее крупных электроприемников в системе промышленного электроснабжения являются дуговые сталеплавильные печи, проводимость которых в несимметричном режиме предлагается определять с учетом не только активной и реактивной мощности, но и пульсирующей мощности, вызывающей дополнительные потери в сети и оказывающей влияние на эффективное использование электротехнологических установок.

Параметры расчетных эквивалентов определяются отдельно для схем прямой и обратной последовательности. В схеме замещения нулевой последовательности данные электроприемники представляют собой бесконечно большое сопротивление.

В третьей главе описаны разработанные алгоритмы расчета сверхпереходных режимов и переходных процессов в условиях аварийной несимметрии сетей 110-220 кВ системы промышленного электроснабжения.

Алгоритм расчета сверхпереходного режима предполагает возмож-

ность моделирования продольной, поперечной и сложной несимметрии при произвольном сочетании поврежденных фаз.

( Начало )

|Расчет исходного симметричного режима]

Расчет режима аварийной несимметрии с определением амплитуды фазных напряжений на входе преобразователя

Расчет глубины модуляции с учетом закона управления преобразователем частоты

-►С 1_|икл для п'интервалов

Среднее напряжение на выходе выпрямителя

[»фнь

"0(„)

а.ср(п) ("¿.«ре») иЛср(а-»)'е

Среднее напряжение на выходе 11Ч~

'./М :

-//Бта)/

_ АИНс АИМ

' 1г

->| Фазные выходные напряжения 114 |<-

Зл/6

"ом

Определение амплитуды основной гармоники выходного напряжения ПЧ

( Конец )

Рис. 1. Алгоритм расчета основной гармоники двухзвенного ПЧ

Расчет режима аварийной несимметрии выполняется на основе параметров исходного симметричного режима, определенных с использованием метода последовательного эквивалентирования. Так, расчет режима аварийной поперечной несимметрии выполняется путем введения в схему замещения в точке КЗ ЭДС, величина которой определяется путем разложения на-

пряжения в данной точке в исходном режиме на симметричные составляющие в зависимости от вида КЗ.

Для моделирования неполнофазного режима предлагается задавать границы несимметричного участка. Для этого в схему вводятся дополнительные элементы с Т-образной схемой замещения с ЭДС в поперечной ветви (рис. 2). Величина ЭДС зависит от вида повреждения. Напряжение 0исх запоминается из расчета предшествующего доаварийного режима. Для определения добавочной ЭДС дк выявляется граница неполнофазного участка с наибольшим напряжением (итах). Для нее добавочная ЭДС равна нулю. Для

остальных границ дк определяется как разложенное на симметричные составляющие падение напряжения на участке между текущим элементом и элементом с наибольшим напряжением. ЭДС в месте повреждения определяется как Еразр1 = иисх + Щ , Еразр2 = АЕ2 И Еразро = Д¿0 •

СЭС промышленного предприятия содержит большое число парных линий, поэтому для исключения влияния £рШр в поперечной ветви элемента-границы неполнофазного участка на параллельную линию в продольную ветвь элемента-границы с ненулевой добавочной ЭДС вводится проводимость, которая рассчитывается исходя из условий неполнофазного режима следующим образом: г, = 1/({/|/л), ^2 = 1/(^2/^2). ^о = 1/(^оЛо). где Ох,и2,й0 -напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей на элементе-границе в неполнофазном режиме; Д , /2, /о — токи симметричных составляющих, протекающие через элемент-границу в неполнофазном режиме.

1кз1ппп> ^кз2тах> ^кзОтах £Лсз1та.\> £Лсз2тт» ^АсзОтт

I ДУк,

^22

ВН

фД£Ю(нф)1^0 Д£«з(„ф)|=Р

Д£ю(„Ф)2=0 Д£„(„Ф)2^0 ( Л

Д£И(нфю=О Дй^нф^О

Ещнф) ~ </,„ + Д^(„ф) ¿2к<шД

Рис. 2. Схема замещения поврежденного участка в сложнонесимметричном

режиме

Начальным этапом расчета режима сложной несимметрии является расчет исходного симметричного режима методом последовательного экви-валентирования. Затем рассчитывается неполнофазный режим с последующим определением продольной проводимости симметричных составляющих элемента-границы, который является точкой КЗ. Далее рассчитывается за-

данный режим КЗ. В результате определяется добавочная ЭДС в симметричных координатах как падение напряжения на поврежденном участке в режиме КЗ. Для определения падения напряжения выполняется сравнение напряжений симметричных составляющих на элементах-границах поврежденного участка. Добавочная ЭДС определяется как разница между максимальным и минимальным напряжениями на элементах-границах поврежденного участка в режиме КЗ. Для моделирования требуемого неполнофазного режима полученная ЭДС раскладывается на симметричные составляющие согласно приведенным на рис. 3 выражениям и вводится, в схему замещения элемента с минимальным напряжением в режиме КЗ.

Кроме режимов аварийной несимметрии, возникающих в результате какого-либо повреждения в сетях самого исследуемого объекта, могут иметь место аварийные режимы в сетях, питающих рассматриваемую СЭС, также оказывающие влияние на симметрию напряжения. Для исследования таких режимов в данной работе разработана математическая модель узла бесконечной мощности с несимметричными фазными напряжениями, параметрами которого являются модули и углы фазового сдвига фазных напряжений и сопротивления симметричных составляющих.

Расчет режима аварийной несимметрии любого вида выполняется отдельно для схем замещения прямой, обратной и нулевой последовательности с последующим определением фазных параметров.

Для оценки динамической устойчивости системы промышленного электроснабжения разработан алгоритм расчета электромеханического ПП в несимметричном аварийном режиме, основанный на сочетании методов последовательного эквивалентирования, симметричных составляющих и последовательных интервалов. Согласно разработанному алгоритму сначала рассчитывается исходный симметричный режим с определением параметров режима на зажимах каждой машины, далее выполняется расчет режима аварийной несимметрии и определяется небаланс активной мощности на валу генератора как разница мощности на валу турбины, синхронной и асинхронной мощностей и мощности, обусловленной действием регулятора скорости турбины. На каждом шаге интегрирования выполняется расчет квазиустано-вившегося режима с определением угла и скорости генератора, а также приращений этих величин.

В разработанном алгоритме предусмотрена возможность учета дополнительных и знакопеременных моментов, возникающих на валу генераторов в режимах аварийной несимметрии и приводящих не только к дополнительной загрузке генератора, но и к колебанию скорости и угла ротора в ходе ПП. Так как в сложнонесимметричных режимах с произвольным сочетанием поврежденных фаз нельзя выделить особую фазу, то вид несимметрии и расчетные выражения для определения дополнительных моментов определяют-

(Начало)—>/ Ьвод исходных данных /

Расчет исходного симметричного режима методом последовательного эквивалентирования

Определение Ёж\, ¿к2 и Ёко в зависимости от вида КЗ и наименования поврежденных фаз

Цикл для п=0 1 интервалов (^^Х^Дикл для / границ поврежденного участка

5ид продольной несимметрии

Насчет неполнофазного режима

дг;=-д и

АЕ1=АЁ0 =-ід/7 I-

Д£, = Д£2 =

= д£0=|д£/

©ї

ЁпгДЁг, ЁЮ=АЁ0

ЁпгЦисхз+кЁ.г Ёю=Оцс\ о+Д¿"о

дё, =-дс/ д£2 = -ї-ь^дф—іп^дс/) + і-ьг(ди)-—^ди)]

3 6 ^ 6 )

д£0 = Ц іп^ди) 1+ Д іп^дгу)ае(дг7)

ДЯ, = |Д(У Д£2 =^е(дс>)-^1п{ду)|+ ^¿Цдс>)+^ке(дс/)

Д£, = - Д а Д£і =[--

3 ^ 6 б ^ ^ 6 А 1

ЛЕг

Д£, =-Д£/

Д£2

+ /--1т(д£/)+^11е(4£/)] 16 6 )

д£'0'=|--Ке(ду)+^1ш(ду) |+ 16 6 )

+ /--ЦдС/)-—Яе(дС/)| 16 6 ]

шо

_х_

| Расчет режима К3"| Х__

^=4=4=0

Тк"

Тк<"

= Ек 2 --Ё =1-и

Рис. 3. Алгоритм расчета сверхпереходного несимметричного режима

ся исходя из соотношения фазных токов на зажимах каждого генератора.

На заключительном этапе расчета определяются ЭДС и токи генератора с учетом ЭДС от действия возбудителя, которая обусловлена действием АРВ либо форсировки возбуждения. В расчет промежуточного режима генератор задается ЭДС Е' и углом <5" между Е' и напряжением, что позволяет выполнить переход из осей «с1д» в оси «_/+».

В четвертой главе выполнен расчет и анализ неполнофазных и слож-нонесимметричных сверхпереходных режимов и переходных процессов при повреждениях линий сети 110-220 кВ Магнитогорского энергоузла (МЭУ), образованного узловыми подстанциями (ПС) ПС №30, ПС №60, ПС №90, ПС №77, системными подстанциями «Смеловская» и «Магнитогорская» (М500) и собственными электростанциями, наиболее крупными из которых являются ТЭЦ (330 МВт), ЦЭС (191 МВт) и ПВЭС-1,2 (107 МВт).

Для получения выражений, описывающих поведение узлов КН любого состава в несимметричном режиме предложена следующая методика: 1) создать схему узла нагрузки требуемого состава, получающего питание от источника бесконечной мощности с несимметричными фазными напряжениями; 2) выполнить серию расчетов несимметричных режимов, пошагово изменяя модули и фазовые сдвиги напряжений узла бесконечной мощности, а также состав узла нагрузки; 3) по результатам выполненных расчетов зафиксировать значения напряжений, активной и реактивной мощности симметричных составляющих, потребляемой узлом нагрузки; 4) выполнить статистическую обработку результатов расчета с получением уравнений множественной регрессии, описывающих зависимость активной и реактивной мощности симметричных составляющих от напряжений прямой и обратной последовательности и удельного веса электроприемников различного типа в общем составе узла КН.

С использованием разработанной методики были получены регрессионные уравнения, описывающие поведение узла КН в режиме аварийной несимметрии с учетом удельного веса электроприемников различного типа в общем составе нагрузки. Так, активная мощность прямой последовательности узла КН: Р^С!,04(7,-0,04 (712)-^Сд+(-0)07У1+1,07С/12)-/САД+(1,4 Ш,-0,4С/,2)^нпч-ад+(4, 04 С/г2,97<712)^дпч-сд+(-0,24£/,+1, 87£/,2)-%п.ад+(1, 0,4С/12)-£дпт9 где [^-напряжение прямой последовательности в долях напряжения в исходном режиме; Кед - доля синхронных двигателей в общем составе электроприемников узла нагрузки; КАд - доля асинхронных двигателей; лтнпч-ад — доля асинхронных двигателей, получающих питание от непосредственного преобразователя частоты; Кдпч.Сд - доля синхронных двигателей, получающих питание от двухзвенного преобразователя частоты; а"дпч-ад — доля асинхронных двигателей, получающих питание от двухзвенного преобразователя чзстоты,* Кцщ — доля электроприводов постоянного тока.

Аналогично получены уравнения, описывающие зависимость активной и реактивной мощности симметричных составляющих от напряжения и удельного веса электроприемников различного типа в общем составе КН.

С использованием разработанного программного комплекса и полученных моделей КН выполнена серия расчетов сверхпереходных неполно-фазных и сложнонесимметричных режимов, а также ПП при сложных повреждениях в сети 110-220 кВ.

Наиболее неблагоприятное влияние режимы аварийной несимметрии оказывают на уровень напряжения в сети, а также на загрузку электрооборудования. Однако возникновение неполнофазных режимов незначительно сказывается на изменении уровней напряжений в МЭУ. Так в рассмотренных режимах, остаточные напряжения не достигают значений ниже 93 %. Загрузка АТ в рассмотренных неполнофазных режимах оказалась в допустимых пределах. Наиболее тяжелыми по загрузке линий 110-220 кВ являются сверхпереходные режимы при обрывах как одной, так и двух фаз линии ПС №96 - ЦЭС, где перегрузка достигает 2,2.

Возникновение сложнонесимметричных аварийных режимов приводит к значительному искажению симметрии напряжений в сети. Т.к. режимы сложной несимметрии могут существовать длительное время, то необходимо оценить коэффициенты несимметрии по обратной и нулевой последовательностям. При рассмотренных повреждениях данные показатели во всех точках сети превышают нормально допустимое по ГОСТ 13109-97 значение (2 %).

Наиболее сильное влияние снижение уровня напряжения оказывает на работу электродвигателей собственных нужд электростанций (ЭС), а именно на условия их самозапуска. Для неблочных ЭС критический уровень остаточного напряжения их=55 % от напряжения в исходном режиме. Из проведенного исследования сделан вывод, что ЦЭС находится в более тяжелых условиях, чем ТЭЦ, т.к. напряжение на ее шинах оказывается ниже критического уровня в большинстве рассмотренных режимов.

В большинстве случаев токи сложнонесимметричных режимов либо соизмеримы с токами соответствующего КЗ, либо значительно меньше, что может привести к отсутствию срабатывания устройств РЗ, отстроенных по режимам КЗ, и длительному существованию сложнонесимметричного режима. Т.о., необходимо проанализировать существующие уставки РЗ линий сетей 110-220 кВ с целью расчета коэффициентов чувствительности (кч) в режимах сложной несимметрии. Оценка кч ДФЗ линий показала, что режимы аварийной сложной несимметрии при повреждениях ряда линий не будут ликвидированы действием РЗ, т.к. к^ не удовлетворяют требованиям ПУЭ и оказались менее 2. Следовательно, требуется корректировка уставок ДФЗ с целью повышения ее чувствительности к режимам сложной несимметрии. Рекомендуемые уставки ДФЗ, а также расчетные кч приведены в табл. 1.

По результатам расчетов ПП при повреждениях данных линий сделаны выводы о сохранении динамической устойчивости генераторов собственных ЭС и влиянии дополнительных и знакопеременных моментов на ход переходного процесса в несимметричном режиме, проанализированы уставки по времени дистанционной защиты (ДЗ) линий и сделан вывод, что они находятся в допустимых пределах, т.к. динамическая устойчивость генераторов сохраняется во всех рассмотренных режимах (см. табл. 2).

Таблица 1

Рекомендуемые уставки ДФЗ_

Наименование линии и тип защиты ^нагр» А 3/о.авар.» А З/о.расч.» А Рекомендуемая уставка пускового органа по З/о Рекомендуемая уставка отключающего органа по З/о К

ПС №60 - ПС «Смеловская» (ДФЗ-201) 431 1890 9,45 200 400 3,5

ПС №60 - ПС М500 (ДФЗ-201) 241 240 32 100 200 1,5

ПС 63 - ТЭЦ (ШЭ 2607 081) 193 1650 220 300 600 3,9

ПС №77-ПС М500 (ШЭ 2607 081) 395 2180 291 300 600 3,5

ПС №77 - ПС №90 (ШЭ 2607 081) 276 1700 227 300 600 3,8

Таблица 2

Оценка быстродействия дистанционной защиты линий 110-220 кВ

Место повреждения При отсутствии срабатывания РЗ При срабатывании ДЗ

Генератор ¡51ШЛэл.град. '<5тах> С <ДЗ,С Генератор <5шх.эл.град. ¿»5іпах5 С

С №60 -ПС Смеловская ГПЭС Г-1 180 4,1 0,8 ГПЭС Г-1 56,92 0,8

ГПЭС Г-2 180 4,1

ГПЭС Г-3 180 4,8

ПС №60-ПС М500 ЦЭС ТГ-7 60,8 0,58 0,8 ЦЭС ТГ-7 59,34 0,52

ПС №63-ТЭЦ ТЭЦТГ-1 180 1,54 1,2 ЦЭС ТГ-7 47,53 2,52

ТЭЦТГ-4 180 0,98

ТЭЦТГ-5 180 1,12

ТЭЦТГ-6 180 1,14

ПС №77 - ПС М500 ЦЭС ТГ-8 180 1,82 1,7 ЦЭС ТГ-8 155,64 1,98

ГПЭС Г-1 180 1,9

ГПЭС Г-2 180 1,93

ГПЭС Г-3 180 3,07

ПС №77-ПС №90 ТЭЦТГ-1 180 3,92 0,8 ТЭЦ ТГ-5 57,35 0,78

ТЭЦ ТГ-4 180 1,51

ТЭЦТГ-5 180 1,59

ТЭЦ ТГ-6 180 2,27

Экономическая эффективность предложенных мероприятий определяется снижением ущерба от дополнительных потерь в сети и снижения срока службы крупных электродвигателей в несимметричных режимах. Ожидаемый экономический эффект, применительно к электрооборудованию ЛПЦ-5

ОАО «ММК», составляет 1,58 млн. руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотренные в диссертационной работе теоретические и практические исследования, направленные на повышение режимной надежности систем электроснабжения промышленных предприятий, имеющих сложнозамк-нутую структуру и собственные электростанции, за счет обеспечения чувствительности и быстродействия релейной защиты линий сети 110-220 кВ в режимах сложной аварийной несимметрии, позволяют сформулировать следующие результаты:

1. Разработан алгоритм расчета сверхпереходного аварийного несимметрич-' ного режима при возникновении в сети однократной продольной, поперечной

либо сложной несимметрии, позволяющий выполнить анализ изменения уровней напряжения в сети и токов в аварийном режиме с целью оценки условий работы электрооборудования и коррекции уставок релейной защиты.

2. С целью анализа динамической устойчивости генераторов собственных электростанций в аварийных несимметричных режимах системы промышленного электроснабжения разработан алгоритм расчета электромеханических ПП, предусматривающий учет дополнительных и знакопеременных моментов синхронных машин в режиме аварийной несимметрии.

3. Предложены математические модели основных электроприемников СЭС промышленного предприятия, к которым относятся нерегулируемый электропривод переменного тока, частотно-регулируемый электропривод, электропривод постоянного тока и дуговые сталеплавильные печи. Полученные модели предназначены для описания поведения электроприемников в условиях искажения симметрии питающего напряжения.

4. С целью упрощения расчетной схемы и сокращения времени счета разработана методика определения характеристик узлов нагрузки различного состава в режиме аварийной несимметрии питающей сети. Полученные с использованием предложенной методики характеристики узлов нагрузки позволяют моделировать разнородные группы электроприемников в виде КН.

5. Разработан и отлажен программный комплекс расчета и анализа сверхпереходных режимов и переходных процессов при возникновении в системе промышленного электроснабжения аварийной несимметрии любого вида. Программный комплекс опробован и внедрен в группе режимов центральной электротехнической лаборатории ОАО «ММК». Получены два свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ №2010617441 от 11.11.2010 г. и №2012612069 от 7.11.2011 г. в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам «Роспатент».

выполнен анализ токораспределения, изменения уровней напряжений, искажения симметрии напряжений, загрузки линий сетей 110-220 кВ в неполно-фазных режимах, а также оценка динамической устойчивости генераторов собственных электростанций. На основе результатов расчета сложнонесим-метричных режимов выполнена оценка чувствительности дифференциально-фазной защиты линий сети 110-220 кВ и разработаны мероприятия по коррекции уставок данных защит.

7. Разработанный программный комплекс может быть рекомендован к использованию в службах расчета и анализа режимов и службах релейной защиты промышленных предприятий любой отрасли.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: Публикации в ведущих периодических изданиях из перечня ВАК РФ

1. Малафеев A.B., Панова Е.А. Алгоритм расчета сложнонесимметричных режимов систем электроснабжения промышленных предприятий // Главный энергетик. — 2011. — №3. — С. 35-39.

2. Малафеев A.B., Буланова О.В., Панова Е.А., Григорьева М.В. Анализ режимов несимметричных коротких замыканий в сложных системах электроснабжения с собственными электростанциями // Промышленная энергетика. — 2010. — №3.— С. 26-31.

3. Панова Е.А., Григорьева М.В., Малафеев A.B., Буланова О.В., Игумешцев В.А. Анализ токов и напряжений в режимах несимметричных коротких замыканий в сетях 110-220 кВ Магнитогорского энергоузла //Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. — 2010. — №4. — С. 77-81.

4. Малафеев A.B., Панова Е.А., Беляев C.B., Емельянов A.A., Альбрехт А.Я., Биктеева О.Ю. Моделирование неполнофазных аварийных режимов в задаче расчета и анализа работы систем промышленного электроснабжения //Известия вузов. Электромеханика. — 2011.—№4. — С. 119-123.

5. Малафеев A.B., Панова Е.А. Расчет переходных процессов систем промышленного электроснабжения в неполнофазных режимах и при сложных повреждениях с учетом дополнительных и пульсационных моментов турбогенераторов // Вести вузов Черноземья. — 2011. — №1. — С. 13-17. Публикации в прочих изданиях

6. Малафеев A.B., Панова Е.А., Емельянов A.A., Беляев C.B. Алгоритм расчета параметров режима систем электроснабжения промышленных предприятий при возникновении продольной несимметрии //Высокие технологии, образование, промышленность. Т.1. : сборник трудов 11-й междунар. науч,-практич. конф. «Фундаментальные и прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности» 27-29.04.2011, Санкт-Петербург, Россия / под ред. А.П. Кудинова. — СПб. : Изд-во Политехи, унта, 2011, —С. 386-387.

7. Панова Е.А., Малафеев A.B. Анализ несимметричных аварийных режимов

в промышленных системах электроснабжения // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: XVI Междунар. науч.-тех. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3 т. Т. 3. — M.: Изд. дом МЭИ, 2010. — С. 391-392.

8. Игуменщев В.А., Малафеев A.B., Буланова О.В., Панова Е.А., Григорьева М.В. Влияние схемных факторов на режимы несимметричных коротких замыканий в сетях 110-220 кВ магнитогорского энергоузла // Электротехнические системы и комплексы: Межвузовский сб. науч. тр. Вып. 17 — Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2009. — С. 106-107.

9. Панова Е.А., Малафеев A.B. Задача анализа режимов продольной несимметрии в системах электроснабжения // Материалы докладов V Междунар. молодежной науч. конф. «Тинчуринские чтения» / Под общ. ред. д-ра физмат. наук, проф. Ю.Я. Петрушенко. В 4 т.; Т.1. — Казань: Казан, гос. энерг. ун-т, 2010, —С. 191-192.

Ю.Малафеев A.B., Буланова О.В., Панова Е.А. Исследование режимов несимметричных коротких замыканий с целью проверки оборудования и оценки устойчивости // Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов: сб. трудов Междунар. науч.-техн. конф. студентов, магистрантов и аспирантов 10-12.10.2009г. — Тольятти: ТГУ, 2009. — С. 143-146. П.Панова Е.А., Беляев C.B., Емельянов A.A. Математическое моделирование сложных видов аварийной несимметрии с целью оценки чувствительности релейной защиты // Научно-исследовательские проблемы в области энергетики и энергосбережения: сб. тр. — Уфа: УГАТУ, 2010. — С. 137-139.

12. Панова Е.А. Математическое моделирование узлов комплексной нагрузки, содержащих частотнорегулируемый электропривод, в задаче расчета аварийных несимметричных режимов систем промышленного электроснабжения // Энергетика: Эффективность, надежность, безопасность: материалы XVII Всерос. науч.-техн. конф. / Томский политехнический университет. — Томск: Изд-во «СПБ ГРАФИКС», 2011. — С. 50-52.

13. Панова Е.А., Малафеев A.B. Моделирование аварийных режимов при несимметричных коротких замыканиях и сложных повреждениях с учетом пульсационных и дополнительных моментов турбогенераторов с целью обеспечения устойчивой работы генераторов промышленных электростанций // Молодёжь и наука: в 3 т.: материалы конф. Т.З / отв. за выпуск O.A. Краев. — Красноярск: Сибирский федеральный ун-т, 2011. — С. 415.

Н.Панова Е.А., Малафеев A.B., Буланова О.В. Моделирование и исследование сложнонесимметричных аварийных режимов в системах промышленного электроснабжения // Электроэнергетика глазами молодёжи: научные труды междунар. науч.-техн. конф.: сборник статей. В 3 т. Т.1. — Самара: СамГТУ, 2011, —С. 116-121.

15. Малафеев A.B., Панова Е.А. Моделирование неполнофазных режимов с учетом наименования поврежденных фаз // Сборник докладов IV междунар.

науч.-практ. конф. «Энергетика и энергоэффективные технологии». — Липецк: ЛГТУ, 2010. — С.33-34.

16. Панова Е.А., Ирклиенко И.В., Болтачев В.А., Малафеев A.B. Моделирование сложнонесимметричных повреждений в сетях 110-220 кВ в задаче расчета и анализа режимов систем промышленного электроснабжения // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: XVIII междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 4 т. Т. 3. М.: Издательский дом МЭИ, 2012. —С. 168.

17. Буланова О.В., Малафеев A.B., Николаев H.A., Ротанова Ю.Н., Панова Е.А. Определение асинхронной мощности синхронных генераторов в расчетах электромеханических переходных процессов при несимметричных режимах // Электрика. — 2010. — №8. — С. 24-26.

18.Игумешцев В.А., Заславец Б.И., Николаев H.A., Малафеев A.B., Буланова О.В., Кондрашова Ю.Н., Панова Е.А. Оценка эффективности релейной защиты в сетях 110-220 кВ сложных систем электроснабжения промышленных предприятий с собственными электростанциями: монография. — Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск, гос. ун-та, 2011. — 141 с.

19. Малафеев A.B., Панова Е.А., Емельянов A.A., Беляев C.B. Расчет и анализ неполнофазных режимов в сети 110-220 кВ в условиях магнитогорского энергетического узла //Электропривод, электротехнологии и электрооборудование предприятий: сборник научных трудов III Всерос. науч.-техн. конф. (с междунар. участием) /редкол.: В.А. Шабанов и др. — Уфа: ИД «Чурагул», 2011, —С. 282.

20. Панова Е.А., Малафеев A.B. Учет работы автоматических регуляторов возбуждения при моделировании несимметричных аварийных режимов систем электроснабжения // Энергосбережение, электромагнитная совместимость и качество в электрических системах: сб. статей Междунар. науч.-практ. конф. — Пенза: Приволжский Дом знаний, 2010. — С. 71-73.

21. Игуменщев В.А., Малафеев A.B., Буланова О.В., Ротанова Ю.Н., Панова Е.А., Николаев H.A., Зиновьев В.В. A.c. 2010617441 РФ. Программа для ЭВМ «Расчет и оптимизация установившихся и переходных эксплуатационных режимов систем электроснабжения промышленных предприятий при параллельной и раздельной работе с энергосистемой с учетом действия релейной защиты» // ОБПБТ. - 2011. - №1. - С. 226.

Подписано в печать 24.04.2012. Формат 60x84/16. Бумага тип. № 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 290.

■ 455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ФГБОУ ВПО «МГТУ»

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Панова, Евгения Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПЕЧАТНЫХ РАБОТ И ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ В ОБЛАСТИ АНАЛИЗА СВЕРХПЕРЕХОДНЫХ И ПЕРЕХОДНЫХ НЕСИММЕТРИЧНЫХ РЕЖИМОВ.

1.1. Аналитический обзор методов расчета сверхпереходных аварийных несимметричных режимов.

1.2. Обзор методов расчета переходных процессов в режимах однократной аварийной несимметрии.

1.3. Сравнительный анализ программных продуктов, предназначенных для расчета аварийных несимметричных режимов

1.4. Цели и задачи исследования.

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ В СВЕРХПЕРЕХОДНЫХ И ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ АВАРИЙНОЙ НЕСИММЕТРИИ.

2.1. Постановка задачи моделирования электроприемников.

2.2. Математические модели нерегулируемых синхронных и асинхронных двигателей в сверхпереходных режимах аварийной несимметрии.

2.3. Математические модели регулируемого электропривода в сверхпереходных режимах аварийной несимметрии.

2.4. Моделирование дуговой сталеплавильной печи в несимметричных аварийных режимах питающей сети.

2.5. Представление нерегулируемых и регулируемых электроприводов переменного тока в расчете переходных режимов.

Выводы.

3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ РАСЧЕТА СВЕРХПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМОВ И ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ПРОДОЛЬНОЙ И ПОПЕРЕЧНОЙ НЕСИММЕТРИИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С СОБСТВЕННЫМИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯМИ.

3.1. Постановка задачи моделирования сверхпереходных режимов и переходных процессов в условиях аварийной несимметрии.

3.2. Расчет установившегося режима.

3.3. Параметры схемы замещения.

3.4. Алгоритм расчета сверхпереходного режима аварийной несимметрии.

3.5. Алгоритм расчета электромеханических переходных процессов в режиме аварийной несимметрии.

Выводы.

4. РАСЧЕТ И АНАЛИЗ РЕЖИМОВ АВАРИЙНОЙ НЕСИММЕТРИИ В УСЛОВИЯХ СЕТЕЙ 110-220 кВ МАГНИТОГОРСКОГО ЭНЕРГОУЗЛА.

4.1. Постановка задачи анализа режимов аварийной несимметрии.

4.2. Описание пользовательского интерфейса разработанного программного продукта.

4.3. Характеристика объекта исследования.

4.4. Получение характеристик узлов комплексной нагрузки в режимах аварийной несимметрии.

4.5. Расчет и анализ неполнофазных и сложнонесимметричных режимов сетей 110-220 кВ Магнитогорского энергоузла.

4.6. Расчет электромеханических переходных процессов в режимах аварийной сложной несимметрии.

4.7. Мероприятия по повышению чувствительности релейной защиты в режимах сложной несимметрии.

Выводы.

Введение 2012 год, диссертация по электротехнике, Панова, Евгения Александровна

Актуальность проблемы. Эксплуатация и управление режимами систем электроснабжения промышленных предприятий неразрывно связаны с расчетом и анализом аварийных режимов их работы. Как правило, специалисты диспетчерских управлений и электротехнических лабораторий промышленного предприятия ограничиваются рассмотрением режимов симметричных и несимметричных коротких замыканий (КЗ) в качестве аварийных режимов, на основе которых осуществляются проверка оборудования и определение параметров срабатывания устройств релейной защиты (РЗ), а также неполнофазных режимов. Однако необходимо учитывать, что нередко причинами коротких замыканий являются обрывы проводов линий электропередачи (ВЛ), что приводит к сочетанию продольной и поперечной несимметрии в одной точке сети, т.е. к возникновению сложнонесимметричного режима. Также подобный аварийный режим может возникнуть при неполнофазном отключении КЗ.

Так как уставки релейной защиты рассчитываются по условиям режима КЗ, то она зачастую оказывается нечувствительной к режимам сложной несимметрии. Отсутствие срабатывания устройств РЗ приводит к длительному существованию сложнонесимметричного режима и, как следствие, к значительному ущербу, связанному с дополнительными потерями мощности и снижением эксплуатационного ресурса электрооборудования. Поскольку возникновение аварийных режимов связано со снижением уровня напряжений в сети, нарушается устойчивая работа генераторов собственных электростанций, что приводит к недоотпуску ими электроэнергии, более дешевой по сравнению с покупаемой у энергоснабжающей организации. Длительное существование аварийного режима и нарушение динамической устойчивости генераторов местных электростанций приводит к снижению режимной надежности системы электроснабжения, которая определяется ее способностью .при определенных условиях противостоять внезапным возмущениям»1.

Расчет и анализ аварийных режимов невозможны без использования специализированного программного обеспечения (ПО). Система электроснабжения крупного промышленного предприятия является специфическим объектом, отличающимся наличием собственных электростанций, концентрацией большой нагрузки на сравнительно небольших площадях, наличием сложнозамкнутых и разомкнутых участков с преобладанием последних, нескольких ступеней трансформации и узлов связи с энергосистемой на различных уровнях напряжения. Кроме того, к особенностям такого объекта можно отнести большое число элементов в расчетной схеме и разнородный состав узлов нагрузки. Все эти особенности значительно усложняют задачу моделирования нормальных и аварийных режимов работы систем промышленного электроснабжения.

Использование ПО, ориентированного на моделирование режимов работы системы электроснабжения промышленного предприятия, позволит выполнить расчеты сверхпереходных режимов и электромеханических переходных процессов в любых несимметричных режимах и осуществить их подробный анализ. Кроме того, расчеты токов сложнонесимметричного режима необходимы для корректировки уставок РЗ с целью обеспечения ее чувствительности к режимам аварийной сложной несимметрии, что позволит своевременно локализовать аварию, предотвратив нарушение нормальной работы системы электроснабжения и перерывы питания потребителей.

Степень научной разработанности проблемы.

Вопросами моделирования сверхпереходных режимов аварийной несимметрии систем электроснабжения, а также работы ее элементов в данных режимах занимались C.L. Fortesque, H.H. Щедрин, С.Б. Лосев и А.Б. Чернин, Г.Т. Адонц, В.Г. Гольдштейн, С.И. Гамазин и С.А. Цырук, В.П. Закарюкин и A.B. Крюков, И.П. Крючков. Работы П.С. Жданова, A.A. Горева, В.А. Вени3

1 Стандарт организации ОАО РАО «ЕЭС России». Электроэнергетика. Термины и определения : СТО 17330282.27.010.001-2008. [Текст] : Принят и введен в действие приказом ОАО РАО «ЕЭС России» от 17.06.2008 №289. — М.: ОАО РАО «ЕЭС России», 2008. — 902 с. 5 кова, Н.Д. Анисимовой, С.А. Ульянова, Э. Кимбарка, И.М. Марковича, JI.A. Жукова и ряда других ученых посвящены исследованию электромеханических переходных процессов в режимах аварийной несимметрии. При моделировании переходных процессов в несимметричных режимах особое внимание уделяется моделированию работы генераторов и систем их автоматического регулирования в условиях режима аварийной несимметрии, рассмотренному в работах Е.Я. Казовского, P.A. Лютера, Г.Н. Тер-Газаряна, Л.Г. Дубинина, М.Е. Гольдштейна, К.П. Ковача и И. Раца.

Обзор литературных источников показал, что большинство из них посвящены исследованию режимов работы энергосистем без учета особенностей систем электроснабжения, причем в них мало освещены вопросы моделирования несимметричных аварийных режимов при произвольном сочетании поврежденных фаз. Также отсутствуют математические модели узлов комплексной нагрузки, применимые для моделирования работы системы электроснабжения предприятия любой отрасли промышленности в режиме аварийной несимметрии. Весьма малое число работ посвящено исследованию работы турбогенераторов в несимметричных режимах.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать алгоритм расчета сверхпереходных несимметричных аварийных режимов при продольной, поперечной и сложной несимметрии.

2. Разработать алгоритм расчета переходных процессов, а также математические модели синхронных генераторов в режимах аварийной несимметрии любого вида.

4. Осуществить программную реализацию разработанных моделей и алгоритмов.

5. Провести анализ сверхпереходных режимов и переходных процессов в условиях аварийной несимметрии в сетях 110-220 кВ Магнитогорского энергоузла. Оценить чувствительность РЗ в режимах сложной несимметрии, проанализировать сверхпереходные режимы и выполнить оценку динамической устойчивости генераторов собственных электростанций по результатам расчета переходных процессов в случае отсутствия срабатывания защиты.

6. Разработать рекомендации по повышению чувствительности релейной защиты сетей 110-220 кВ системы электроснабжения ОАО «ММК» в слож-нонесимметричных аварийных режимах.

Методы исследования. Решение поставленных задач основано на вычислительном эксперименте и теоретических исследованиях, теории аварийных режимов электроэнергетических систем и динамической устойчивости, теории электрических машин, методах симметричных составляющих, последовательного эквивалентирования, последовательных интервалов. Вычисли-; тельные эксперименты выполнялись с использованием оригинального программного обеспечения.

Достоверность и обоснованность научных результатов, выводов и рекомендаций подтверждается:

2. Формированием расчетной схемы на основе схемы питающих и распределительных сетей Магнитогорского энергоузла и технической информа 5 ции о реальном электрооборудовании.

У*

3. Использованием апробированных программных пакетов статистической обработки данных.

Научная новизна.

1. Разработан алгоритм расчета сверхпереходных аварийных режимов однократной продольной и поперечной несимметрии, а также сложнонесимметричного режима работы системы промышленного электроснабжения. Алгоритм позволяет осуществить расчет параметров аварийного режима в фазных и симметричных координатах с получением результатов расчета для всех узлов и ветвей расчетной схемы. Разработанный алгоритм отличается возможностью моделирования аварийного режима при любом сочетании поврежденных фаз, причем расчет режима сложной несимметрии возможен при несовпадении фаз с обрывом и коротким замыканием.

2. Разработан алгоритм расчета переходных электромеханических процессов системы промышленного электроснабжения с собственными электростанциями в режимах аварийной несимметрии любого вида. Разработанный алгоритм основан на созданной в работе математической модели синхронного генератора в режимах аварийной несимметрии, учитывающей возникновение знакопеременных и дополнительных моментов на валу генератора и их влияние на ход переходного процесса. Разработанный алгоритм позволяет выполнить оценку динамической устойчивости системы электроснабжения в

V ~ режимах аварийной несимметрии.

3. Разработаны математические модели основных электроприемников системы электроснабжения промышленного предприятия: регулируемых и нерегулируемых электроприводов переменного и постоянного тока, а также дуговых сталеплавильных печей, описывающие их поведение в условиях нарушения симметрии питающего напряжения. На основе анализа поведения электроприемников разного вида в несимметричных режимах разработана методика получения характеристик узлов комплексной нагрузки в режиме аварийной несимметрии с учетом удельного веса электроприемников различного вида. Полученная методика позволяет моделировать узлы нагрузки системы электроснабжения промышленного предприятия любой отрасли промышленности.

Практическая значимость результатов работы.

1. Созданное оригинальное программное обеспечение позволяет выполнить анализ сверхпереходных режимов аварийной несимметрии и перет ходных процессов с целью оценки условий работы электрооборудования, а также определения параметров срабатывания устройств релейной защиты, произвести оценку динамической устойчивости генераторов собственных электростанций в аварийном несимметричном режиме.

2. Разработанный программный комплекс может быть использован в работе служб расчета и анализа режимов систем электроснабжения промышленных предприятий с собственными электростанциями в составе программного обеспечения рабочего места инженера по расчету режимов.

3. Применительно к условиям системы электроснабжения ОАО «ММК» разработаны мероприятия по повышению чувствительности устройств релейной защиты к режимам аварийной сложной несимметрии с целью снижения ущерба от возникновения дополнительных потерь мощности в сети и сокращения срока службы электрооборудования.

Реализация результатов работы.

1. Создано ПО, предназначенное для расчета и анализа сверхпереходных параметров и переходных процессов в режимах аварийной несимметрии любого вида. На программное обеспечение получены два свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010617441 от 11.11.2010 г. и №2012612069 от 7.11.2011 г. в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам «Роспатент».

2. ПО прошло апробацию в группе режимов центральной электротехнической лаборатории ОАО «ММК» с получением положительного заключения и последующим внедрением в эксплуатацию (договор на НИОКР № 180735 от 03.03.2010 между ГОУ ВПО «МГТУ» и ОАО «ММК»),

3. Разработаны мероприятия по повышению чувствительности и быстродействия релейной защиты линий 110-220 кВ системы электроснабжения ОАО «ММК» в условиях режима аварийной сложной несимметрии. Ожидаемый экономический эффект от внедрения предложенных мероприятий составляет 1,58 млн. руб.

Основные положения, выносимые на защиту.

3. Математические модели основных типов электроприемников промышленного предприятия, адаптированные к расчету режимов аварийной несимметрии.

4. Методика получения характеристик узлов комплексной нагрузки любого состава в условиях нарушения симметрии питающего напряжения.

Апробация работы.

Основные положения, выносимые на защиту диссертации, и основные аспекты глав обсуждались на следующих научно-технических конференциях и семинарах: Международная науч.-техн. конференция «Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии» (г. Тольятти, 2009 г.); IV и V Международные молодежные науч. конференции «Тинчуринские чтения» (г. Казань, 2009, 2010 гг.); VIII, IX, X и XI Международные науч.-практ. конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (г. Санкт-Петербург, 2009, 2010, 2011 гг.); Международная науч.-техн. конференция «Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов» (г. Тольятти, 2009 г.); XVI и XVIII Международные науч.-техн. конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г.Москва, 2010, 2012гг.); Международная науч.-практ. конференция «Энергосбережение, электромагнитная совместимость и качество в электрических системах» (г. Пенза, 2010 г.); 11-я Всероссийская науч.-практ. конференция студентов, аспирантов и специалистов «Энергетики и металлурги настоящему и будущему России» (г. Магнитогорск, 2010 г.); Международная науч.-практ. конференция «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплоэлектротехнологиях» (г. Омск,

2010 г.); Всероссийская конференция «Научно-исследовательские проблемы в области энергетики и энергосбережения» (г. Уфа, 2010 г.); 67-я, 68-я и 69-я Межрегиональные науч.-техн. конференции «Актуальные проблемы современной науки, техники и образования» (г.Магнитогорск, 2009, 2010,

2011 гг.); IV Международная науч.-практ. конференция «Энергетика и энергоэффективные технологии» (г. Липецк, 2010 г.); III Всероссийская науч.-техн. конференция (с международным участием) «Электропривод, электротехнологии и электрооборудование предприятий» (г. Уфа, 2011 г.); VII Все> российская конференция «Молодёжь и наука» (г. Красноярск, 2011 г.); Международная науч.-техн. конференция «Электроэнергетика глазами молодежи» (г. Самара, 2011 г.); XVII Всероссийская науч.-техн. конференция «Энергетика: Эффективность, надежность, безопасность» (г. Томск, 2011 г.).

Заключение диссертация на тему "Повышение режимной надежности систем электроснабжения промышленных предприятий в условиях аварийной несимметрии"

Выводы

1. Для моделирования аварийных режимов продольной и поперечной несимметрии, а также сложнонесимметричных режимов, на кафедре ЭЩТ МГТУ им. Г.И. Носова при непосредственном участии автора было разработано оригинальное программное обеспечение, на которое получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ [144]. С использованием разработанного программного обеспечения была выполнена серия расчетов сверхпереходных режимов и переходных процессов в режимах аварийной несимметрии с целью оценки чувствительности релейной защиты и анализа динамической устойчивости генераторов собственных электростанций. :

2. Разработана методика получения характеристик узлов комплексно^ нагрузки любого состава в несимметричном режиме, с использованием кото: рой были получены математические выражения, описывающие зависимость 1

2 Согласно Постановлению Правительства Российской Федерации №1 от 01.01.2002 «О классификации основных средств, включаемых в амортизационные группы»

132 активной и реактивной мощности прямой и обратной последовательности узла нагрузки от напряжений симметричных составляющих и удельного веса электроприемников разного типа в общем составе узла. Основным достоинством разработанной методики является возможность ее применения для моделирования узлов нагрузки системы электроснабжения предприятия любой отрасли промышленности.

3. В результате расчета сверхпереходных неполнофазных режимов были выявлены режимы, в которых наблюдается перегрузка'линий сети 110220 кВ, а также выполнена оценка уровня напряжений в сети и загрузки ав: тотрансформаторов узловых подстанций МЭУ.

4. Выполнена серия расчетов сверхпереходных режимов сложной не; симметрии с целью оценки уровня напряжений в сети 110-220 кВ, а также анализа условий самозапуска двигателей собственных нужд ТЭЦ и ЦЭС. В результате расчета токов аварийного сложнонесимметричного режима выполнено сравнение их с токами несимметричных КЗ и выявлены те линии, в которых токи сложнонесимметричного режима оказались ниже тока подпит^ ки точки КЗ. Выполнена оценка чувствительности дифференциально-фазных защит данных линий.

5. Осуществлен расчет электромеханических переходных процессов при сложном повреждении линий, защиты которых нечувствительны к режимам сложной несимметрии. Выполнена оценка динамической устойчивости и сделаны выводы об отсутствии необходимости коррекции существующих уставок по времени дистанционных защит линий, т.к. во всех рассмотренных случаях динамическая устойчивость генераторов сохраняется, в частности при повреждении линии с наибольшей уставкой по времени дистанционной защиты угол ротора ТГ-8 ЦЭС достигает максимального значения С

155,6 эл.град. после отключения повреждения. Проведен анализ влияния дополнительных и знакопеременных моментов на ход переходного процесса.

6. На основании результатов расчета сверхпереходных сложнонесим-метричных режимов и расчета коэффициентов чувствительности ДФЗ линий сети 110-220 кВ даны рекомендации по корректировке уставок ДФЗ линий ПС №60 - ПС «Смеловская», ПС №60 - ПС «Магнитогорская», ПС №60 -ТЭЦ, ПС №77 - ПС «Магнитогорская» и ПС №77 - ПС №90.

7. Эффективность предложенных рекомендаций подтверждается актом внедрения. Результатом работы является снижение затрат, связанное с увеличением потерь мощности и снижением эксплуатационного ресурса электрооборудования сетей ОАО «ММК» в режимах аварийной несимметрии. Ожидаемый экономический эффект составляет 1,58 млн. руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработан алгоритм расчета сверхпереходного аварийного несимметричного режима при возникновении в сети однократной продольной, поперечной либо сложной несимметрии, позволяющий выполнить анализ изменения уровней напряжения в сети и токов в аварийном режиме с целью оценки условий работы электрооборудования и коррекции уставок релейной защиты.

2. С целью анализа динамической устойчивости генераторов собствен-, ных электростанций в аварийных несимметричных режимах системы промышленного электроснабжения разработан алгоритм расчета электромеханических переходных процессов, предусматривающий учет возникновения дополнительных и знакопеременных моментов синхронных машин в режиме аварийной несимметрии.

3. Предложены математические модели основных электроприемников системы электроснабжения промышленного предприятия, к которым относятся нерегулируемый электропривод переменного тока, частотно-регулируемый электропривод, электропривод постоянного тока и дуговые сталеплавильные печи. Полученные модели предназначены для описания поведения электроприемников в условиях искажения симметрии питающего напряжения.

4. С целью упрощения расчетной схемы и сокращения времени счета разработана методика определения характеристик узлов нагрузки различного состава в режиме аварийной несимметрии питающей сети. Полученные с ис пользованием предложенной методики характеристики узлов нагрузки позволяют моделировать разнородные группы электроприемников в виде комплексной нагрузки.

5. Разработан и отлажен программный комплекс расчета и анализа сверхпереходных режимов и переходных процессов при возникновении в системе промышленного электроснабжения аварийной несимметрии любого вида. Программный комплекс опробован и внедрен в группе режимов центральной электротехнической лаборатории ОАО «ММК». Получены два свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ №2010617441 от 11.11.2010 г. и № 2012612069 от 7.11.2011 г. в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам «Роспатент».

6. С целью апробации разработанных моделей и алгоритмов с использованием созданного программного комплекса выполнен расчет аварийных несимметричных режимов в условиях системы электроснабжения ОАО «ММК», выполнен анализ токораспределения, изменения уровней напряжений, искажения симметрии напряжений, загрузки линий сетей 110220 кВ в неполнофазных режимах, а также оценка динамической устойчивости генераторов собственных электростанций. На основе результатов расчета сложнонесимметричных режимов выполнена оценка чувствительности диф

V ' ференциально-фазной защиты линий сети 110-220 кВ и разработаны мероприятия по коррекции уставок данных защит.

Библиография Панова, Евгения Александровна, диссертация по теме Электротехнические комплексы и системы

1. Атабеков, Г.И. Линейные электрические цепи Текст. / Г.И. Атабе-ков. М.: Энергия, 1978.-. 432 с.

2. Беляков, Ю.С. Расчет режимов электрических систем, представ^ ленных многополюсниками Текст. / Ю.С. Беляков. — М.: Компания Спут-ник+, 2008. — 125 с.

3. Бернштейн, И.Я. Тиристорные преобразователи частоты без звена постоянного тока Текст. / И.Я. Бернштейн. — М.: Энергия, 1968. — 88 с.

4. Бернштейн, И.Я. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе Текст. / А.Я. Бернштейн, Ю.М. Гусяцкий, A.B. Кудрявцев, P.ÇJ Сарбатов; под ред. С.Р. Сарбатова. — М.: Энергия, 1980. — 328 с.

5. Борисов, Б.П. Электроснабжение электротехнических установок Текст. / Б.П. Борисов, Г.Я. Вагин. — Киев: Наук, думка, 1985. — 248 с.

6. Веллер, В.Н. Регулирование и защита паровых турбин Текст. / В.Н. Веллер. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 104 с.

7. Веников, В.А. Переходные процессы в электрических системах Текст. / В.А. Веников, JI.A. Жуков. — М.: Госэнергоиздат, 1953. — 232 с.

8. Веников, В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах Текст. : Учебник для электроэнергетич. специальностей вузов / В.А. Веников. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1970. — 472 с.

9. Винославский, В.Н. Переходные процессы в системах электроснабжения Текст. : Учебник / В.Н. Винославский, Г.Г. Пивняк, Л.И. Несен и др.; под ред. В.Н. Винославского. — К.: Выща шк. Головное издательство, 1989. —422 с. ,ч;

10. Вольдек, А.И. Электрические машины Текст. : Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений / А.И. Вольдек. — 3-е. изд., перераб. — Л.: Энергия, 1978. — 832 с.

11. Вороиай, Н.И. Упрощение математических моделей динамики электроэнергетических систем Текст. / Н.И. Воропай. — Новосибирск: Наука, 1981. — 110 с.

12. Гамазин, С.И. Переходные процессы в системах промышленного электроснабжения, обусловленные двигательной нагрузкой Текст. / С.И. Гамазин, В.А. Ставцев, С.А. Цырук. — М.: Изд-во МЭИ, 1997. — 424 с.

13. Глебов, И.А. Системы возбуждения мощных синхронных машин Текст. / И.А. Глебов. — Л.: Энергия, 1979. — 316 с.

14. Голодное, Ю.М. Самозапуск электродвигателей Текст. / Ю.М. Го-лоднов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1985.— 136 с.

15. Горбунова, Л.М. Экспериментальные исследования режимов энергосистем Текст. / Л.М. Горбунова, М.Г. Портной, P.C. Рабинович и др.; под ред. С.А. Совалова. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 448 с.

16. Горев, A.A. Переходные процессы синхронной машины Текст. / A.A. Горев. — М.-Л.: Госэнергоиздат, 1950. — 551 с.

17. Гуревич, Ю.Е. Расчеты устойчивости и противоаварийной автомат тики в энергосистемах Текст. / Ю.Е. Гуревич, Л.Е. Либова, A.A. Окин. —

18. М.: Энергоатомиздат, 1990. — 390 с. у'

19. Гуревич, Ю.Е. Устойчивость нагрузки электрических систем Текст. / Ю.Е. Гуревич, JI.E. Либова, Э.А. Хачатрян. — М.: Энергоатомиздат, 1981. —208 с.

20. Жданов, П.С. Вопросы устойчивости электрических систем Текст. / П.С. Жданов; под ред. Л.А. Жукова. — М.: Энергия, 1979. — 456 с.

21. Жданов, П.С. Устойчивость электрических систем Текст. / П.С. Жданов. — М.-Л.: Госэнергоиздат, 1948. — 399 с.

22. Жежеленко, И.В. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях Текст. / И.В. Жежеленко, Ю.Л. Сат енко. М.: Энергоатомиздат, 2000. — 252 с.

23. Закарюкин, В.П. Сложнонесимметричные режимы электрических систем Текст. / В.П. Закарюкин, A.B. Крюков. — Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та. — 2005. —273 с. ,

24. Казовский, Е.Я. Анормальные режимы работы крупных синхронных машин Текст. / Е.Я. Казовский, Я.Б. Данилевич, Э.Г. Кашарский, Г.В. Рубисов; под общ. ред. Е.Я Казовского. — Л.: Наука, Ленингр. отд-ние, 1968.429 с. ;

25. Кимбарк, Э. Синхронные машины и устойчивость электрическихсистем Текст. : [пер. с англ. И.И. Кодкина под ред. Н.И. Соколова] / Э. Ким* iбарк. — М.-Л.: Госэнергоиздат, 1960. — 392 с.

26. Кириллов, И.И. Регулирование паровых и газовых турбин Текст. / И.И. Кириллов. — М.: Госэнергоиздат, 1952. — 428 с.

27. Ковач, К.П. Переходные процессы в машинах переменного тока Текст. : [пер. с нем.] / К.П. Ковач, И. Рац — М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. — 744 с.

28. Костенко, М.П. Электрические машины Текст. : учебник для студентов высш. техн. учеб. заведений. В 2 ч. Ч. 2. Машины переменного токц / М.П. Костенко, Л.М. Пиотровский. — 3-е изд., перераб. — Л.: Энергия, 1973!.618 с.

29. Крючков, И.П. Переходные процессы в электроэнергетических системах : учебник для вузов / И.П. Крючков, В.А. Старшинов, Ю.П. Гусев, М.В. Пираторов; под ред. И.П. Крючкова. — М.: Издательский дом МЭИ, 2008. —416 с.

30. Куликов, Ю.А. Переходные процессы в электрических системах: Учеб. пособие Текст. / Ю.А. Куликов. — Новосибирск: НГТУ, М.: Мир: ООО «Издательство ACT», 2003. — 283 с.

31. Лосев, С.Б. Вычисление электрических величин в несимметричных режимах электрических систем Текст. / С.Б. Лосев, А.Б. Чернин. — М;: Энергоатомиздат, 1983. — 528 с.

32. Лосев, С.Б. Основы вычисления электрических величин для релейной защиты при сложных повреждениях в электрических системах Текст. / С.Б. Лосев, А.Б. Чернин. — М.: Энергия, 1970. — 435 с.

33. Лютер, P.A. Расчет синхронных машин Текст. / P.A. Лютер. — Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1979. — 272 с.

34. Маевский, O.A. Энергетические показатели вентильных преобразователей Текст. / O.A. Маевский. — М.: Энергия, 1978. — 320 с.

35. Осипов, О.И. Частотно-регулируемый асинхронный электроприводhi

36. Текст. : учебное пособие по курсу «Типовые решения современного электропривода» / О.И. Осипов. — М.: Издательство МЭИ, 2004. — 80 с.

37. Рюденберг, Р. Переходные процессы в электроэнергетических системах Текст. : [пер. с англ.] / Р. Рюденберг; под ред. В.Ю. Ломоносова — М. : Изд-во иностранной литературы, 1955. — 714 с.

38. Соловьев, И.И. Автоматическое регулирование синхронных генераторов Текст. / И.И. Соловьев; под ред. Н.И. Овчаренко. — М.: Энерго-атомиздат, 1981. — 248 с.

39. Сыромятников, И.А. Режимы работы синхронных генераторов Текст. / И.А. Сыромятников. — М.-Л.: Госэнергоиздат, 1952. — 198 с.

40. Сыромятников, И.А. Режимы работы синхронных и асинхронных двигателей Текст. / И.А. Сыромятников; под ред. Л.Г. Мамиконянца. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 240 с.

41. Ульянов, С.А. Короткие замыкания в электрических системах Текст. / С.А. Ульянов. — 3-е изд., перераб. — М-Л.: Госэнергоиздат, 1949. — 319с.

42. Ульянов, С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах Текст. / С.А. Ульянов. М.: Энергия, 1970. - 519 с.

43. Щедрин, H.H. Токи короткого замыкания высоковольтных систем Текст. / Н. Н. Щедрин. М. — Л.: ОНТИ, 1935. - 456 с.h'j

44. Авраменко, В.Н. Анализ при помощи ЭЦВМ электромеханических переходных процессов в сложной энергосистеме с учетом полных уравнений Горева-Парка Текст. / В.Н. Авраменко, Л.В. Цукерник // Электричество. — 1967. —№4. —С. 7-13.

45. Адонц, Г.Т. К методу расчета сложных несимметричных режимов Текст. / Г.Т. Адонц // Электричество. — 1949. — №8. — С. 29-34.

46. Адонц, Г.Т. К теории сложных несимметричных режимов электрических систем Текст. / Г.Т. Адонц // Электричество. — 1951. — №9. — С, 19-27. ,

47. Алексеевич, В.А. О работе асинхронного двигателя при несиммет-. ричном напряжении Текст. / В.А. Алексеевич, В.Г. Осадчий // Промышленная энергетика. — 1992. — №6. — С. 36-39.

48. Ананянц, С.С. Результаты исследования крупного гидрогенераторав несимметричных режимах Текст. / С.С. Ананянц, В.Т. Юрасов, Б.М. Гиндин, Ю.Е. Лавров, Л.И. Кузнецова // Электрические станции. — 1986. — №6.1. С. 43-48.

49. Богатев, К.И. О расчете динамической устойчивости с учетомгвлияния демпферной обмотки, регуляторов скорости и возбуждения Текст. / К.Й. Богатев // Электричество. — 1961. — №7. — С. 31-34.

50. Бошняга, В.А. Расчет и анализ несимметричных режимов работы участка электрической сети с трансформаторными устройствами Текст. / В.А. Бошняга // Электрические станции. — 1997. — №3. — С. 58-63.

51. Веников, В.А. Расчет электромеханических переходных процессов в электрических системах с помощью цифровых вычислительных машин Текст. / В.А. Веников, В.В. Ежков, C.B. Страхов // Электричество. — 1962.9. —С. 7-13.

52. Веников, В.А. Упрощенный метод расчета токов короткого замыкания с учетом качаний генераторов Текст. / В.А. Веников, С.А. Ульянов // Электричество. — 1946. — №2. — С. 73-74.

53. Володарский, Л.Г. Исследование турбогенератора ТЗВ-800-2 в не: симметричных режимах работы Текст. / Л.Г. Володарский, И.А. Кади-Оглы, А.Б. Шапиро // Электрические станции. — 1984. — №11. — С. 37-40.

54. Волкова, Е.А. Расчет на ЭЦВМ переходных процессов синхронных машин в аварийных режимах Текст. / Е.А. Волкова, Е.Я. Казовский, Г.В. Ру-бисов, Г.М. Сафаров, Л.А. Сухонов // Электротехника. — 1964. — С. 11-18.

55. Гамазин, С.И. Исследование провалов напряжения в электрических сетях до 1000 В, вызванных короткими замыканиями в сетях высокого и среднего напряжения Текст. / С.И. Гамазин, С.А. Цырук, O.A. Наумов, Ю.Р.

56. Рисберг // Промышленная энергетика. — 1995. — №11. — С. 12-20.

57. Гамазин, С.И. Неполнофазные режимы в системах электроснабжения Текст. / С.И. Гамазин, С.А. Цырук, Т. Юнее, М.В. Былкин, Г.Г. Болтен-ков // Промышленная энергетика. — 1996. — №9. — С. 21-27.

58. Гольдштейн, В.Г. Анализ применения метода наложения при расчетах подрежимов коротких замыканий Текст. / В.Г. Гольдштейн, Ю.С. Ду-диков, Е.В. Подшивалова, P.A. Гайнуллин. — Вестник СамГТУ. Сер. «Технические науки». — 2009. — №1. — С. 129-134.

59. Гольдштейн, М.Е. Исследование работы системы самовозбуждения синхронного генератора при внешних несимметричных коротких замыканиях Текст. / М.Е. Гольдштейн, К.Е. Горшков // Вестник ЮУрГУ. Сер. «Энергетика». — 2008. — №26(126). — С. 36-41.4 * i

60. Гуревич, В.И. Быстродействующие реле защиты от несимметрии напряжений / В.И. Гуревич // Промышленная энергетика. — 2002. — №10. — С. 19-20.

61. Дубинин, Л.Г. Длительная работа гидрогенератора при несимметричной нагрузке Текст. / Л.Г. Дубинин // Электрические станции. — 1956.6. —С. 58-59.

62. Ежков, В.В. Влияние дополнительных моментов на динамическую устойчивость электропередачи с гидрогенераторами Текст. /В.В. Ежков //

63. Электричество. — 1961. — №11. — С. 35-41.

64. Ершов, М.С. Учет несимметрии питающего напряжения в системах1. Г. 'защиты от потери устойчивости промышленных электротехнических систем Текст. / М.С. Ершов, A.B. Егоров, Н.В. Валов, А.Н. Комков // Промышленная энергетика. — 2011. — №9. — С. 22-24.

65. Жданов, П.С. О симметричных составляющих Текст. / П.С. Жданов // Электричество. — 1945. — №9. — С. 26-30.

66. Жуков, В.В. Исследование на трехфазной физико-математической модели токов короткого замыкания узлов комплексной нагрузки Текст. /

67. B.В. Жуков, Б.Н. Неклепаев // Промышленная энергетика. — 1978. — №1. —1. C. 35-38.

68. Жуков, В.В. Определение токов к. з. узлов комплексной нагрузки энергосистемы Текст. /В.В. Жуков, Б.Н. Неклепаев, Э.В. Соколик, И.Р. Тау-бес // Электрические станции. — 1975. — №12. — С. 48-55.

69. Закарюкин, В.П. Моделирование сложных повреждений в электрических сетях на основе фазных координат Текст. / В.П. Закарюкин, A.B. Крюков // Системы. Методы. Технологии. — 2010. — №6. — С. 46-52.

70. Заславец, Б.И. Представление машин переменного тока в расчетах динамической устойчивости систем электроснабжения промышленных предприятий с собственными электростанциями Текст. / Б.И. Заславец, В.А.i

71. Игуменщев, A.B. Малафеев, О.В. Буланова, Ю.Н. Ротанова // Вестник ЮУрrj

72. ГУ. Сер. «Энергетика».— 2008. — Вып. 9(11). — С. 3-8.

73. Игуменщев, В.А. Расчет и анализ динамической устойчивости узлов нагрузки промышленных предприятий с собственными электростанциями Текст. / В.А. Игуменщев, A.B. Малафеев, О.В. Буланова // Изв. вузов. Электромеханика. — 2006. — №4. — С. 94-98. . '

74. Каган, Б.М. Расчет на цифровых вычислительных машинах переходных процессов в синхронных машинах по дифференциальным уравнениям с периодическими коэффициентами Текст. / Б.М. Коган, Е.Л. Урман // Электричество. — 1961. — №4. — С. 43-48.

75. Казовский, Е.Я. Вращающие моменты синхронных машин при качаниях Текст. / Е.Я. Казовский // Сборник «Электросила». — 1945. — №1.1. С. 6-19.

76. Казовский, Е.Я. Исследование переходных процессов в турбогенераторах методом частотных характеристик Текст. / Е.Я. Казовский, Г.Г. Рогозин // Электричество. — 1964. — №2. — С. 42-47.

77. Казовский, Е.Я. Переходные процессы в асинхронных машинах с учетом асимметрии ротора Текст. / Е.Я. Казовский // Электричество. —; 1950. — №4. — С. 14-24.

78. Казовский, Е.Я. Переходные процессы в машинах переменного тока двойного питания и их рассмотрение с помощью круговой диаграммы Текст. / Е.Я. Казовский // Электричество. — 1950. — №8. — С. 14-21.

79. Казовский, Е.Я. Энергетические соотношения при внезапном ко; ротком замыкании синхронной машины Текст. / Е.Я. Казовский // Электри: чество. — 1954. — №7. — С. 16-24.

80. Костанян, Г.Г. Расчеты коротких замыканий в системах с неполт нофазной передачей Текст. / Г.Г. Костанян // Электричество. — 1958. — №2.1. С. 13-18.

81. Костанян, Г.Г. Пересчеты токов короткого замыкания Текст. / Г.Г. Костанян // Электричество. — 1959. — №11. — с. 73-75.

82. Костенко, М.П. Электродинамическая модель, для исследования устойчивости Текст. // Электричество. — 1950. — №9. — С. 5-16.

83. Кочкин, Д.А. Зависимость технико-экономических характеристик асинхронного двигателя от напряжения на его зажимах Текст. / Д.А. Кочкин // Промышленная энергетика. — 1966. — №11. — С. 12-15.

84. Ливанова, О.В. Влияние асинхронных двигателей на токи к. з. всистеме собственных нужд Текст. / О.В. Ливанова, Л.С. Линдорф, М.Н. Околович, И.В. Полевая, С.Г. Помогаева // Электрические станции. — 1965. — №11. —С. 48-54.

85. Линдорф, Л.С. Влияние синхронных электродвигателей на токи короткого замыкания Текст. / Л.С. Линдорф, Е.Ф. Наяшкова, А.Х. Хоренян // Электрические станции. — 1967. — №7. — С. 44-51.

86. Мамаев, В.А. Об использовании программы Electronics Workbench для анализа аварийных режимов в энергосистемах Текст. / В.А. Мамаев // Электрические станции. — 2006. — №9. — С.62-85.

87. Марков, Н.А. Расчет несимметрии токов и напряжений трехфазных дуговых электропечей Текст. / Н.А. Марков, О.Н. Шелушенина // Электрр-техника. — 1977. —№2. —С. 58-59.

88. Маркович, И.М. Экспериментальное исследование динамической устойчивости Текст. / И.М. Маркович, С.А. Совалов // Электричество. — 1950. —№7. —С. 30-38.

89. Маруда, И.Ф. Релейная защита линий 110-220 кВ при разрывах фаз Текст. / И.Ф. Маруда // Электрические станции. — 2002. — №1. — С. 40-42.

90. Михеев, А.П. Анализ несимметричных режимов дуговых сталеплавильных печей Текст. / А.П. Михеев, Н.М. Ворошилов, Ю.Л. Рыжнев, Р.ВГ Минеев, В.Л. Рабинович // Промышленная энергетика. — 1976. — №4. — С. 8-10.

91. Околович, М.Н. Учет влияния асинхронных двигателей при расчете токов короткого замыкания в системе собственных нужд электростанций Текст. / М.Н. Околович, И.В. Полевая // Электрические станции. — 1963. — №4. — С. 54-60.

92. Павлов, В.И. Расчет токов короткого замыкания без учета нагрузки Текст. / В.И. Павлов // Электрические станции. — 1965. — №2. — С. 80-81.

93. Попов, В.А. Особенности учета потерь мощности при неполнофаз-ном режиме работы оборудования Текст. / В.А. Попов, М.Ш. Мисриханов, Е.И. Кушкова // Электрические станции. — 1995. — №7. — С. 31-37.

94. Пухов, Г.Е. К расчету трехфазных цепей с произвольным числом коротких замыканий и разрывов фаз Текст. / Г.Е. Пухов, В.Н. Борковская // Электричество. — 1955. — №40. — С. 40-44.

95. Розенберг, Б.И. Комплексные схемы замещения трехфазных сетей при некоторых видах несимметрии Текст. / Б.И. Розенберг // Электричество. — 1957. —№1. —С. 16-21.

96. Саратов, В.А. Расчет короткого замыкания при продольной несимметрии Текст. / В.А. Саратов // Электричество. — 1956. — №3. — С. 54-58.

97. Синьков, В.М. Выпрямленное напряжение при двухполюсном замыкании в цепи питания схемы Ларионова Текст. / В.М. Синьков, A.B. Емельянов//Электричество. — 1952. — №12. — С. 45-48.

98. Соколов, Н.И. Построение и применение комплексных схем замещения при сложных несимметричных цепях Текст. / Н.И. Соколов. // Элеку тричество. — 1949. — №8. — С. 21-28.i

99. Сучилин, A.M. Сравнительный анализ некоторых численно-графических методов расчета переходных процессов Текст. / A.M. Сучилин // Электричество. — 1959. — №11. — С. 32-36.

100. Раскин, Л.Я. Анализ работы автономного инвертора при внешних коротких замыканиях Текст. / Л.Я. Раскин, В.К. Бобырь, A.B. Юру сов // Электротехника. — 1968. — №6. — С. 7-11.

101. Тер-Газарян, Г.Н. Нагрузочный несимметричный режим гидрогенераторов с непосредственным охлаждением меди статора водой Текст. / Г.Н. Тер-Газарян, С.С. Аванянц, Я.Г. Биджамов // Электрические станции. — 1989. —№2. —С. 71-74.

102. Трофименко, Д.Е. Метод вычисления допустимой продолжительности короткого замыкания в двухмашинной системе Текст. / Д.Е. Трофи-менко // Электричество.— 1952. — №9. — С. 61-66.

103. Трофименко, Д.Е. Расчет динамической устойчивости двух станций по типовым кривым Текст. / Д.Е. Трофименко // Электричество. —1952. —№9. — С. 52-54.1. Г,

104. Чернин, А.Б. Короткие замыкания при неполнофазных режимах Текст. / А.Б. Чернин // Электричество.— 1955. — №3. — С. 41-48.

105. Щедрин, H.H. К теории сложных несимметричных режимов электрических систем Текст. / H.H. Щедрин // Электричество. — 1946. — №5. — С. 66-76.

106. Янко-Триницкий, A.A. Электромеханические переходные процессы в синхронных машинах Текст. / A.A. Янко-Триницкий // Электричество. — 1957. —№8. —С. 16-21.

107. Буланова, О.В. Управление режимами промышленных электростанций при выходе на раздельную работу Текст. / О.В. Буланова: автореф] дис. . канд. техн. наук: 05.09.03. // Магнитогорск Магнитогорск.: 2007. -20 с.

108. Панова, Е.А. Алгоритм расчета сложнонесимметричных режимов систем электроснабжения промышленных предприятий Текст. / A.B. Малафеев, Е.А. Панова // Главный энергетик. — 2011. — №3. — С. 3539.

109. Панова, Е.А. Анализ режимов несимметричных коротких замыканий в сложных системах электроснабжения с собственными электростанциями Текст. / A.B. Малафеев, О.В. Буланова, Е.А. Панова, М.В. Григорьева // Промышленная энергетика. — 2010. — №3.— С. 26-31.

110. Панова, Е.А. Оценка эффективности релейной защиты в сетях 110220 кВ сложных систем электроснабжения промышленных предприятий ссобственными электростанциями Текст.: монография // В.А. Игуменщев,1

111. Б.И. Заславец, H.A. Николаев, A.B. Малафеев, О.В. Буланова, Ю.Н. Кондрау:шова, Е.А. Панова. — Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск, гос. ун-та, 2011.141 с.

112. Панова, Е.А. Расчет переходных процессов систем промышленного электроснабжения в неполнофазных режимах и при сложных повреждениях с учетом дополнительных и пульсационных моментов турбогенераторовs

113. Текст. / A.B. Малафеев, Е.А. Панова//Вести высших учебных заведений Черноземья. — 2011. — №1. — С. 13-17.

114. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования Текст. : РД 153-34.0-20.527-98 / под ред. Б.Н. Не$клепаева. — М. : Изд-во НЦ ЭНАС, 2002. — 152 с. iь

115. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 9. Дифференци-" ально-фазная высокочастотная защита линий 110-330 кВ Текст. М.: Энергия, 1972. - 112 с.

116. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 11. Расчет токов короткого замыкания для релейной защиты и системной автоматики в сетях 110 750 кВ Текст. - М.: Энергия, 1979. - 152 с.

117. Шкаф дифференциально-фазной защиты линии типа ШЭ2607 081

118. Текст. : руководство по эксплуатации : разработчик и изготовитель ОООt

119. НПП «ЭКРА». — Чебоксары — 122 л.

120. DIgSILENT PowerFactory 13 Integrated Power System Analysis Soft:tware Text.: Product information ¡developer DIgSILENT GmbH. — Germany, 2006. —45 p.

121. Das, D. Electrical power systems Text. / D. Das. — New Delhi: New age international (P) Ltd, Publishers, 2006. — P. 470.

122. Kothari, D.P. Modern power system analysis Text. / D.P. Kothrani, I.J. Nagrath. — New Delhi: Tata McGraw Hill Education Private Limited, 2003. — P. 694.

123. Powel, A.C. Electrical transmission and distribution reference book Text. / A.C. Powel, J.E. Hobson, D.L. Whitehead, etc. — Raleigh, N.C.: ABB Electric System Technology Institute, 1997. — P. 851.

124. TIeis, N.D. Power system modeling and analysis. Theory and practice Text. / Nasser D. Tleis. — Oxford, UK.: Elsevier Ltd., 2008. — 625.

125. Fortescue, C.L. Method of symmetrical coordinates applied to the solution oh polyphase networkes Text. / C.L. Fortescue // NAPS, Uniwersity of Waterloo, Canada, October 23-24. 2000. - P. 1027-1140.

126. NAP Text.: Product information:developer System-Europe. — KraaiT nem, 2010.—2 p.

127. NEPLAN. Dynamic simulator Text.: Product information: developer BCP. — Switzerland, 2010. —3 p.

128. NEPLAN. Short circuit analysis Text.: Product information :developer BCP. — Switzerland, 2010. — 2 p.

129. Anares.ru: Официальный сайт ООО «ИДУЭС» Электронный реiсурс. — Новосибирск. Режим доступа: http://www.anares.ru, свободный. — Загл. с экрана.

130. Csoft.ru : Официальный сайт ЗАО «СиСофт» Электронный ресурс.- Москва. Режим доступа: http://www.csoft.ru, свободный. - Загл. с экрана.

131. Dakar.eleks.com: Официальный сайт компании «Eleks Software» Электронный ресурс. Львов. - Режим доступа: http://www.dakar.eleks.com, свободный. - Загл. с экрана.

132. Energy.siemens.com: Официальный сайт компании Siemens Электронный ресурс. Эрланген. - Режим доступа: http://www.energy.siemens.com, свободный. - Загл. с экрана.

133. Ic-bresler.ru: Официальный сайт ООО «ИЦ «Бреслер» Электронный ресурс. Чебоксары. - Режим доступа: http://www.ic-bresler.ru, свободный. - Загл. с экрана.

134. Pk-briz.ru : Официальный сайт ПК «БРИЗ» Электронный ресурс. -Новосибирск. Режим доступа: http://www.pk-briz.ru, свободный. - Загл. с экрана.

135. Rastrwin.ru : Официальный сайт РОО «Фонд им. Д.А. Арзамасцева» Электронный ресурс. Екатеринбург. - Режим доступу: http://www.rastrwin.ru, свободный. - Загл. с экрана.

136. Sei.irk.ru : Официальный сайт института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН Электронный ресурс. Иркутск. - Режим доступа: http://www.sei.irk.ru, свободный. - Загл. с экрана.

137. Stri.se: Официальный сайт компании STRI АВ Электронный ресурс. Людвика. - Режим доступа: http://www.stri.se, свободный. - Загл. с экрана.

Похожие работы

Электротехника
05.09.00