автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Разработка методики эквивалентирования электродвигателей для расчета токов коротких замыканий в произвольный момент времени

МОСКОВСКИЙ ордена ЛЕНИНА и ордена ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ШСТОТУТ

На правах рукописи

МЕЖАХВД АБДЕРРАХМАН

РАЗРАБОТКА 1ЛЕТОдаКИ ЭКВИВАЛЕНТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ДЛЯ РАСЧЕТА ТОКОВ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ В ПРОИЗВОЛЬНЫЙ МОМЕНТ ВРЕМЕНИ

Специальность 05.14.02. Электрические станция (электрическая часть), сети, электроэнергетические системы и управление ими

Автореферат диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1991

) о у

У

Работа выполнена на кафедре "Электрические станции" Московского ордена Ленина и ордена Октябрьской революции энергетического института.

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент Куков В.В.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Подгорный Э.В. кандидат технических наук, доцент Гамазин С.И.

Ведущее предприятие - Оирма ОРГРЭС

Защита диссертации состоится " 15 " ноября 1991г. в аудитории Г-201 в 1Ь час. 00 мин. на заседании специализированного Совета К 053.16.17 в Московском ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетическом институте по адресу: 105035, ГСП Москва Е-250, Красноказарменная ул., дом 14, Ученый Совет МЭИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан

Ученый секретарь Специализированного Совета К.053.16.17

кандидат технических наук С.А.БАРАБАНОВ

'Д мттиг!

к* .-пш

-

1

■ |"Д6Л

'гесзртациЯ .

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие промышленности в СССР таете как и в Алжирской Народной Демократической Республике привежо к образованию в энергосистемах мощных узлов электродвигательной нагрузки. Характер поведения узлов, состоящих из синхронных и асинхронных двигателей^при переходных процессах в электрических системах весьма различен, что затрудняет расчет токов коротких замыкания (КЗ), необходимых для настройки устройств релейной защиты и автоматики, а также выбора электрических аппаратов и проводников.

Обычно число двигателей в узле нагрузки модет быть значительным и учет влияния каждого из них практически невыполним вследствие трудности определения их параметров, сложность!) расчетных программ и значительных затрат машинного времени. К существующему упрощению задачи приводит эквивалентированив группы электродвигателей.

Однако^ анализ известных методик эквивалентирования показал, что они имеет недостатки и требуют существенного усовершенствования. Например, некоторые из них достаточно сложны, не учитывают характер зависимости параметров двигателей от вытеснения тока или определяют эквивалентные параметры при существенных допущениях.

Поэтоцу разработка универсального метода эквивалентирования группы синхронных и асинхронных двигателей является актуальной задачей, решение которой способствует значительному уточнению расчета токов КЗ.

Цель работы. Разработка универсальной методики эквивалентирования группы синхронных и асинхронных двигателей, алгоритмов, комплекса программ и расчетных кривых, способствующих повышению точности расчетов токов КЗ в электрических системах. В соответствии с указанной целью основные задачи диссертационной работы заключаются в следующем:

- разработать алгоритмы и программы расчета параметров схемы замещения асинхронных и синхронных двигателей;

-разработать методику эквивалентирования группы асинхронных двигателей;

- разработать методику эквивалентирования группы синхронных двигателей;

- определить параметры схемы замещения эквивалентных синхронных и асинхронных двигателей для определенных серий и групп двигателей в зависимости от относительного состава потребителей узла нагрузки;

- разработать расчетные кривые изменения тока КЗ во времени для эквивалентных синхронных и асинхронных двигателей определенных серий, системы собственных нужд ТЭС и АЭС, узлов двигательной нагрузки отдельных отраслей народного хозяйства, а также для синхронных генераторов систем автономного электроснабжения напряжением 6-10 кВ;

- разработать методику расчета токов КЗ в узлах электродвигательной нагрузки.

Практическая ценность. I. Разработан алгоритм и программный комплекс расчета параметров, эквивалентирования и исследования с помощью ЭВМ переходных процессов в узлах с синхронными и асинхронными двигателями.

2. Определены параметры схемы замещения эквивалентных синхронных и асинхронных двигателей, представляющих отдельные серии двигателей и узлов комплексной нагрузки.

3. Разработаны расчетные кривые изменения во времени

тока КЗ эквивалентных синхронных и асинхронных двигателей замещающих отдельные серии двигателей и узлов комплексной нагрузки.

4. Разработаны расчетные кривые тока КЗ для эквивалентного синхронного генератора автономных систем электроснабжения напряжением 6-10 кВ.

5. Разработана практическая методика расчета токов КЗ для начального и произвольного моментов времени узла двигательной нагрузки.

На защиту выносятся:

- методика эквивалентирования асинхронных и синхронных электродвигателей;

- алгоритм и программный комплекс для ЭВМ расчета параметров электродвигателей, эквивалентирования и исследования переходных процессов в узле, состоящем из синхронных и асинхронных двигателей;

- методика расчета токов КЗ в начальный и произвольный моменты времени в узле комплексной нагрузки;

- результаты расчета параметров схемы замещения и токов КЗ эквивалентных синхронных и асинхронных электродвигателей.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзной конференции "Современные проблемы электромеханики" в МЭИ в 19Ь9 г., а также на заседании кафедры "Электрические станции" МЭИ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано пять печатных работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и списка литературы из 71 наименования. Основное содержание работы изложено на 203 страницах, содержит 12 таблиц и 50 рисунков.

Содержание работы

Во введении формируются задачи исследования. Выполнен сравнительный анализ исследований влияния асинхронных и синхронных двигателей на ток КЗ, современных методов расчета токов КЗ с учетом влияния двигателей и эквивалентирования электродвигательной нагрузки. Установлено, что для различных отраслей народного хозяйства состав потребителей, представляющих собой совокупность группы асинхронных и синхронных двигателей различен. Обычно, число двигателей (асинхронных или синхронных) в узле нагрузки на уровне напряжения 6-10 кБ может быть значительным (20-30) и учет их влияния при переходных процессах приводит к необходимости расчета режимое в многомашинной системе.

Достаточно точное решение задачи возможно при моделировании электродвигателей системой дифференциальных уравнений Ларка--Горева, но ее реализация на ЭВМ не всегда удобна для практических расчетов токов КЗ и приводит к значительным затратам малинного времени.

Одним из основных способов учета узлов электродвигательной нагрузки при анализе переходных процессов, вызванных короткий замыканиями в системе, может быть представ пение их эквивалентной моделью, полученной в результате зквнвялентиро-вания электродвнгя?1!льной нагрузки.

Анализ методов и результатов экспериментальных и аналитических исследований влияния электродвигателей на ток КЗ, в соответствии с опубликованными работа-ли показывает, что асинхронные и синхронные двигатели в зависимости от относительного состава оказывают значительное Елияние на ток КЗ и разработка методов их учета, часто сводится к эквивалентированиго электро-двигатвльной нагрузки. Однако, в некоторых методиках эквива-лентирования электродвигательная нагрузка представляется в виде асинхронного двигателя, параметры которого принимаются соответствующими типовым параметрам, установленным весьма приближенным способом.

Рекомендуемые расчетные кривые тока КЗ от электродвигателей не всегда универсальны, так как отражают короткое замыкание на выводах двигателей и получены в результате приближенного усреднения зоны, ограниченной кривыми одно" серии асинхронных двигателей.

Обобщая анализ работ, в которых изложены метопы эквивален-тирования электродвигательной нагрузки, в диссертации отмечаются следующие их недостатки:

1. Некоторые методики эквивалентированяя асинхронных двигателей большой мощности не учитывают сложный характер зависимости их параметров от вытеснения тока.

2. Определенную погрешность при расчете токов КЗ в произвольный' момент времени еносят методы, в которых эквивалентные параметры асинхронных двигателей определяются при одинаковых их скольжениях. Погрешность расчетов по этим эквивалентным параметрам растет при увеличении продолжительности КЗ.

3. Методы, в основу которых положен принцип совпадения режимных характеристик переходных процессов, в своей реализации достаточно сложны. Так, в приведенных работах сложность заключается в том, что оценка, меры совпадения режимных характеристик эквивалентируемых двигателей и эквивалентного двигателя выполняется в соответствии с методом наименьших квадратов, требующих минимизации функции многих независимых переменных методом градиентов. Указанный метод относится

к методам планирования экстремальных экспериментов и требует специальной подготовки пользователя.

4. Среди опубликованных работ по эквивалентированию электродоигательной нагрузки практически отсутствуют работы, посвященные эквивалентированию группы синхронных двигателей.

5. Многие методы эквивалентирования, за исключением эквивалентирования двигателей системы собственных нужд электростанций, не учитывают характер нагрузочных структур. Известно, что состав электродвигательноЛ нагрузки узла зависит от технологии процесса производства.

6. Разработайте расчетные кривые тока КЗ для электродвигателей не всегда отвечают требованиям конкретного состава двигателей узла нагрузки.

Несмотря на шполнешшй ряд работ по эквивалентированию электродвигателей, вопросы практического учета группы асинхронных и синхронных двигателей при различных условиях КЗ остались пока на решенными. Поэтому необходимо развитие исследования в следуидих направлениях:

- разработка методики эквивалентирования, учитыващеЯ влияние вытеснения тока в электродвигателях;

- разработка алгоритмов определения параметров схемы замещения асинхронных двигателей, явнополюсных и неявнополюсных синхронных .двигателей на основании экспериментальных или каталожных данных;

- разработка алгоритмов и программного комплекса для ЭВМ, позволяющего определить параметры, схемы замещения эквивален-тируемых двигателей, их эквивалентные параметры и исследовать переходные процессы при КЗ в узле двигательной нагрузки;

- разработка практической методики расчета токов КЗ в начальный и произвольный моменты времени в узле комплексной нагрузки с учетом влияния электродвигателей;

- разработка расчетных кривых изменения тока КЗ 50 времени для отдельных серий и различного состава узлов ко'тплчкс-ной нагрузки.

Первая глава посвящена вопросам разработки алгоритма и программы для ЭВМ определения параметров схемы зачтения асинхронного и синхронного двигателя с учетом эффекта вытеснения тока ротора.

3 результате анализа способов учета вличпия вытоснония

тока установлено, что во многих работах для асинхронного двигателя с глубоким пазом активное и реактивное сопротивление рассеяния ротора определяют по выражениям, в которых учет изменения активного и индуктивного сопротивлений части обмотки в стали при скольжении Л по сравнении с активным и реактивным сопротивлениями при скольжении А » 0.

В зависимости от формы и размеров сечения стержней обмотки ротора эти коэффициенты ( Кг и ) рассчитываются по различным формулам.

Методика расчета функциональных зависимостей (4) и от частоты тока в роторе или скольжения по ката-

ложным данным, а также статических пусковых характеристик, неудобна для использования при расчетах на ЭВМ. При этом трудно определить, какие значения из сопротивлений и

принимать в расчетах в данный момент времени. Указанные трудности исчезают, если нелинейные зависимости сопротивлений ротора и 00^(4) представить в виде многоконтурной схе-

мы замещения, состоящей из ряда параллельно включенных ветвей с постоянными сопротивлениями в каждой из них (¿-1,— Щ.

Информацию об их параметрах весьма удобно хранить в памяти ЭВМ и использовать при расчетах на ЭВМ. Кроме того, в большинстве случаев удовлетворительное среднеквадратическое отклонение расчетных роторных сопротивлений от исходных может быть получено уже при двухконтурной схеме замещения ротора.

На основании известного алгоритма была разработана программа для ЭВМ, расчета параметров схемы замещения асинхронных двигателей на базе каталожных данных. Были рассчитаны параметры схемы замещения асинхронных двигателей серий АТД, ДАЗО, ЦВД, АВДЕ, АТД4, ВДН, АВ и АВК, АДО, А, ДЕДА.

Расчет параметров схемы замещения синхронных двигателей выполняется итерационным методом при выполнении условия

¡¿1п1+1мп1 <£ = 0.001 (I)

где ¡¿1^1 и 1ДМП1 : разность между расчетными и каталожными пусковыми токами и моментами синхронных двигателей.

Для синхронных двигателей с массивным гладким ротором, эффект ШТ0СН8НИЯ тока на роторе учитывался еле .пущим образок:

демпферного контура в синхронном режиме ( = 0 );

активное и индуктивное сопротивления демпферного' контура при пуска двигателя ( = I ).

Разработаны программы расчета параметров схемы замещения явнополюсных и неявнополюсных синхронных .двигателей. Рассчитаны параметры схемы замещения синхронных двигателей серий СД, еда и СТД.

Во второй главе разработана методика эквивалентврования электродвигательной нагрузки, на основании которой определяются параметры схож замещения эквивалентного синхронного двигателя. В основу эквивалентирования электродвигателей принят метод функционально-параметрического эквивалентирования. Суть указанного метода заключается в предположении совпадения режимных характеристик переходных процессов исходной системы двигателей и эквивалента и определении параметров, отвечающих принятому критерию эквивалентирования. В результате сравнения и соответствующего преобразования систем дифференциальных уравнений, описывающих переходные процессы в электродвигателях исходного узла и эквивалента, определены формулы для расчета эквивалентных параметров схем замещения.

В качестве критерия эквивалентирования принято равенство .комплекса тока эквивалентного двигателя суммарному комплексу токов эквивалентируемых двигателей при одних и тох же значениях напряжений и частоты. При одном и том же номинальном напряжении для узла нагрузки это соответствует равенству полных мощностей эквивалентного ( ) и эквивалентируемых электродвигателей:

ОСоч (О)-_^ачс-^л-

(2)

(3)

где Як

ахтивное и индуктивное сопротивления

и

При эквивалентировании асинхронных двигателей большой мощности, выполняемых как правило, с глубоким или фигурным пазом ротора был учтен сложный характер зависимости их параметров от вытеснения током. Нелинейная зависимость сопротивлений роторной обмотки представлена в виде многоконтурной схемы замещения.

Основным допущением разработанной методики эквивалентировании является, то что в переходном процессе скольжения исходных двигателей остаются одинаковыми в одни и те же моменты времени.

Указанное допущение накладывает определенные ограничения на рассчитываемые переходные процессы. Так, например, расчет каскадного самозацуска электродвигателей может привести к значительному неравенству скольжений при переходном процессе, что существенно влияет на характер протекания переходного процесса.

Учитывая, что целью работы является расчет токов КЗ в пределах продолжительности не более 0,5 - 0,8 с погрешность при этом не превосходит доцускаецую для практических расчетов.

Система дифференциальных уравнений в комплексной форме, описывающая переходные процессы в глубокопазном асинхронном двигателе, ( в том числе и в эквивалентном ) применительно к его Л. контурной схеме замещения на роторе представлена в виде:

& % -« % г?) <.,

где 1/д и ~ результирующие векторы напряжения и

потокосцепления статора;

-

и/Ш у с)

-г •'•• -г - то же каждого из Л контуров ротора;

Ш и СОц - частота вращения ротора двигателя и системы координат; ~Г< - механическая постоянная времени;

и ~ активные сопротивления статора и контуров

Р0Т°Ра?У) и I

Оду Оыу*),/?^* ДР* ~ индуктивные коэффициенты пропорциональности, которые получены в результате обращения матрицы индук-тивностей асинхронного двигателя, выражающей соотношение между' потокосцеллениями и токами.

Согласно уравнению ( I ) записано:

Л* ^

Принимая в качестве средневзвешенных значений П -.Л /И

(Л- ; гУ

э (>) ^ С Ю )

эквивалентные активные сопротивления двигателя определены в результате соответствующих преобразований системы (.8) и ($) согласно следующим выражениям:-

^'с а 1-' П )

Ч?• Щ11)-итиэ-" ы-тф*)}

т

/ Та. о"1

ч? "тНэ • От}-.. 0т-р,,,)

—и—

ЭкЕивалентгше индуктивные параметры с хеш замещения асинхронного двигателя получены в результате формирования и обращения матрицы эквивалентных коэффициентов пропорциональности:

а.

UM-.ii— -

1лт и-тиз

а

-а, -о?

(») ■ПЦпн]у

■тЦпи))

'ПАЛЬ Г1/Ц1ЦА>1!Э

у ГМ

¿Аз ¿ян!)--

гу гу>0}

Лй? ^П!)- -

г е>)

—'■ян ¡пи))

у!*)

-■•Лы^п/^э

у ____«■(*>

С 13 )

Для практических расчетов разработан алгоритм и программа для ЭВМ расчета параметров схемы замещения эквивалентного асинхронного двигателя с двумя контурами на роторе.

При эквивалентировании синхронных двигателей использована система дифференциальных уравнений Парка-Горева, записанная в системе координат с1, у . Выполнив такие же преобразования, как для асинхронных двигателей, получены выражения для определения активных сопротивлений схемы замещения эквивалентного синхронного двигателя:

К

З^.О^.От.й^э м

2 0т 0 цк $к '

£ Я ПК

4-

7

I

•л?

«5?- Рззэ йзьэ =Л

/ У --;

I

1

) (¡¿¡к ^к ■

С 14 ) ( 15 }

С 16 )

( 17 ) (17а)

Иадуктивлыо сопротивления схемы замещения эквивалентного сшзронного двигателя получены в результате аормарованая матрицы вквивалентаых коэффициентов пропорциональности я ее обращения:

.1

¿Сз х

«ад о о,за 0-11(3 0

0 0 0 Ого

А"!}) о 0

йи,э 0 0

0 0 0 а5з,

хз} о -

О Хец

^ 0

О

яЛ)

о

Ха1

ъ

О

О X

ь

О о

Ц)

о

ь

Х0;, О О

С«)

На основании изложенного выше разработан алгоритм и программа для ЗШ определения параметров схемы замещения эквивалентного синхронного двигателя»

Проверка адекватности разработанной эквивалентной модели узла и оценка т вариантное та определяемых значена.* его параметров выполнялась следующим образом:

I. Сравнением расчетных кривых изменения во временя горно-дической составляющей тока КЗ (1пе/[пс) эквивален 151 шс ас ш храня ого и синхронного двигателей узла нагрузки с аналогичными кривыми, полученными как сумма токов от каждого двигателя.

Указанные кривые получены с ломокдао пря моделирования электродвигателей системой полных ди£с[еренизалы1ых уравнений Иарка-Горева для узла» состоящего из семи асинхронных двигателей

АТЫ-*000-2, 2000 кВт; ДДД-Г70/34-12, 820 кВт; ДЛЗ0-1810/101*. 360 кВт; ДЛМСО-158-8, 380 кВт; ДЛ30-9Э-11-6, 320 кВт; А-ИЗ-411, 250 кВт; А-П4-6Ы, 200 кВт н трех синхронных двигателей йсг/ =-4900 кВт; 1950 кВт и 3850 кВт

Сравнение телшое их совпадение (см. рис.

Сравнением расчетных кривых. (Ьъ/Ъь) зквгважнтых асинхронного и синхронного двигателей с экспериментальными крншд.гя

указанных групп электродвигателей рис. I . Расхогдание аксяертаентальаых и эквиваленты^ кривых находятся в пределах допустимости погрешостя расчетов Ъ% .

3. Расчетом эквивалентных, параметров для двухко.чтурных схем замещения асинхронных двигателей системы собственных нузд

А1Л А ЦЦОи Л^А .

расчетных крязнх ^указывает на удовлатзоря-

ладение (см. рис. I).

-ц-

'■¡по <1.0

к

К 7\

■У Л- —Г

/ ¥ 1

V

«г

'4

9

/ е

Рис. I. Изшзаенно периодической составляющей тока КЗ ох электродвигателей. Экспериментальные кривые: I -группа СД при (У=0,25^НОМ; 2 - группа АД при ¿/=0,ЗГ//нои; 3 - группа АД при Ц-'О.

Расчетные кривые, представляющие суиыу токов КЗ от каждого электродвигателя: ^ - СД при и »0,25^ОЦ; 5 -АД при С! =0,31/УН£Ш; 6 - АД при ¿/«0.

Расчатаые кривые, полученные на баге эквивалентных параизтров: 7 - СД при и -0,25^ноц; 8 - АД при и «Ю,31^оц; 9 - АД при 0.

0.1 0.2 т1ус

Рис. 2. Кривые тока КЗ от веин-хронных двигателей АТД-3200, АТД-8000, эквивалентного двигателя АТД(Е) кривые сушш токов КЗ двигателей серии АТД(2) и геоиэтрического эквивалентиро-вания указанной серии двигателей (3).

ааергоблока '¿00 МВт ТЭС по разработанной методике и по известно? более сложной, но достаточно точной методике эквивалентироьания. Приведенные в табл. I результата расчета указывает на хорошее их совпадение.

Таблица I

Методика расчета Эквивалентные параметры схемы замещения АД

Хтэ ЙГО З^гэ

Изхчетная методика 0.008 0.088 2.61 0.0094 0.1565 0.076£ 0.156

Предлагаемая ме тока 0.009 0.087 И .6177 о.соза 0.1510 0.083=; 0.153

4. Расчетом кривых изменения во времени периодической составляющее тока КЗ [1пс/1т) всех асинхронных двигателей серии АТД, суммарной кривой к аналогичной кривой для эквивалентного двигателя указанной серш. На ряс. 'I зона изменения кривих (Ьс/и^ръ-гателей серии АТД ограничена кривыми двигателей АЩ-ЗгОО и АТД-8000. Анализ положения суммарной кривой и кривой эквивалентного двигателя показывают, что они расположены в средаей части зоны изменения кривых, всех двигателей серии АТД и практически '• совпадают.

Так иг.1 образом, выполненные исследовгния показали, что разработанная модель эквивалентирования двигателей адекважа, а по- , лучаемые по ней эквивалентные параметры являются инвариантными для различных условий КЗ.

Используя разработанные программы на рассчитаны параметры схемы замещения эквивалентных асинхронных и ешхршных двигателей серий, рассмотренных во второй главе, а также параметры схемы замещения для эквивалентных, электродвигателей 6 кЗ собственных, ну вд энергоблоков ТЭС а отделшых. секшС. В А, БВ, ВС, ДД системы собственных нужд энергоблоков АЭС.

В третьей главе ^шроботая програцный комплекс для ЗИЛ исследования переходных- процессов в узлах нагрузки собственные нуты электростанций, промышленные подстанции на напряжение Б+

-

МРРЩМ ичьт

баша*ННШ УМ НАГРУЗКИ

ОШ^ЧЕНлИ СД-. СинхРо.чныЕ ¿ВШТШ

АА: АС^хРС-иШС ДШПАИ АУ: АЛГЕЬРМЧЕСШ УРАВНЕНИЯ УАУ У л РОЩ ЕННМ ДШРФ1Р1 щит--НЫх УРАВНЕНИИ

ПА1. СИСТЕМА пом/х А^фСШ

- Цтыых уравнении

Рнс.Э. Структурная схема программного комплекса.

РАсчет РАСЧЕТ РАС9ГГ

ПО АУ па УАУ па пАУ

Ь.О

Лпа ■ 0.8

06

0Л

01

о

\

.£3

ш V. /

4

01 ОХ 03 0.4 01 ГС

О* 0.-5 О к 05

Ркс. 4. Изменение тока при удаленности точки '.3

АЛЛ акнив (леитных. асинхронных двнгвтелеи различных

сериГ:

10 кВ д др. . Программный 'комплекс офрмлея в виде серия прикладных преграда, предусматривающие, рис. 3 расчет парке тров схемы зaveцеп дя ешхронных и аешхронных двигателей по каталожным иля эксперта ел тальник данным, акви иалея тиров етие двягателшо?. нагрузки, исследование преходных процессов пря КЗ в узле двигательной нагруаки о помощью полной систеш дн^фгренцпальаых уравнений Парка-Горева.

На óase получении», во второй главе результатов расчета параметров схемы замещзния эквивалентных синхронных, я асинхронных двигателе3 разработаны типовые кривые изменения периодической составляющей тока ?В в произвольный мокеат времени пря различной удаленности места КЗ для различных серий эквивалентных аезнхрон-ных и отменных двигателей.

Приведены примеры исследования переходных процессов в одиночных сдахронных двигателях СХД и исследовано взамшое влияние синхронных и асинхронных двигателей узла при различных условиях

В четвертой главе представлена методика расчета тока 13 в узлах алектродвнгательной нагрузки. Выполнен сравнительный анал1Э современных методов расчета токов I© с учетом влзяния электродвигателей, применяемых в СССР ГОСТ и за рубежом НЭК . Установлено, что в исследуемых методах практически не уделяется внимание вопросам влияния на ток КЗ различных нагрузочных структур а отдельных электродвигателей. Разработанная методика практического расчета толов КЗ в узле комплексной нагрузки рассматривает в различных, точках. КЗ.'

Рассмотрены короткие замыкания в системе собственных нуад

синхронных генераторов автономных систем электроснабжения напряжением 6-10 кВ» а также для их аквивашнта.

КЗ

ТЭС и АЭС и получены типовые кривые нужд энергоблоков рис. 6 .

Разработана серия расчетных кривых

-х— серия сад

-.-серий СД со скоростью

1600 оо/мин, С! =6кВ -группы двигателей мощностью Л00 кВт

У».- 4(Н}: /1ноА("):8Ц

Рис.Ь. изменение тока

(СД, У.со^г) при различной удалсн-

0 СИ 02 06 0.1/ 05 ±с

ности точки вивалентных с

двигателей.

1к-

ых

РЕП К1500

г)

<*1 0.2 05 04 № / г

СИ 01 03 СН 0.1 {с

рис. е. Изменена« тока при различной удаленное« точки Ю для собственных нуад энергоблоков ТЭС (а, б)и АЭС (в, г)

— ¿.у—

Заключение

Полученные в работе научные и практические результаты по учету электродвигателей при расчете токов КЗ способствуют реае-нню актуальной проблемы - разработке уточненных методик расчета токов КЗ.

Основные научные результаты работы:

- Проведенные исследования зависимости параметров асинхронных и синхронных двигателей большой мощности от скорости их вращения подтвердили необходимость учета этого явления при исследовании в них переходных процессов.

- Разработаны программ.« расчета на ЭВМ параметров схемы замещения асинхронных и синхронных (явнополюсных и неяЕНополюс-ных) двигателей и рассчитаны параметры серий ЛТД, ДЛЗО, ВдД, АЩ2, АТД4, ВДН, A3, АВК, АДО, А, ДВДД, СТД, СД, СДН.

- Разработана методика функционально-параметрического эквивалентирования группы асинхронных и синхронных электродвигателей. Проверка адекватности модели электродвигательной нагрузки несколькими способами подтверждает действительность разработанной модели узла и инвариантность эквивалентных пара"~тров для группы асинхронных и сшщюнных двигателей.

- Выполнены расчеты парачетров схемы замещения эквивалентных асинхронных двигателей серий АТД, АТД2, АТД-1, ВИД, ДВДд, ДАЗО, А, AB и АВК, ДДП, АДО, эквивалентных асинхронных двигателей 6 kB СН ТЭС энергоблоков 150, 200, 300, 500 и 800 'St, отдельных секций системы СН АЭС: BB3P-I000, РБМК-1500,' РЕКХ-1000, ЕН-600 и параметров схемы замещения эквивалентных двигателей серий СТД, СД и СДН, которые рекомендуется использовать при исследованиях переходных процессов в электрических системах.

- Разработан алгоритм и програ-.ма расчета на ЭВМ переходных пропессов в узле комплексной нагрузки, состоящей из асинхронных двигателей.

- Получены расчетные крише изменения во времени периодической составлчщг;; тока КЗ от отдельных серий асинхронных и

. синхронных электродвигателей, которые рекомендуется для расчетов токое КЗ с учетом влияния электродвигателей.

- Шполнен анализ нормированных методов расчета токов КЗ от узлов'электродЕигательной нагрузки, приведенных в документах

и ГОСТ.

- Разработана методика расчета токов КЗ с учетом подпитки ■ электродвигателей в системах электроснабжения. Для расчета

-Jo-

тока КЗ в произвольный момент времени при различных условиях разработана серия типовых кривых тока КЗ от синхронных и асинхронных электродвигателей.

- Разработана методика расчета тока КЗ и серия типовых кривых тока КЗ от асинхронных электродвигателей системы собственных нужд ТЭС энергоблоков мощностью 150 , 200 , 300 , 500 и 800 '-Вт и АЭС для энергоблоков BB3P-I000, РШК-ЮОО, РБЖ-1500, ЕН-600.

- Рассчитаны кривые изменения тока КЗ от различных синхронных генераторов автономных систем электроснабжения напряяе-нием 6-10 кВ. Определены параметры схемы замещения эквивалентного генератора для автономных систем и разработаны типовые кривые тока КЗ для синхронных генераторов автономных систем электроснабжения.

- Разработанные методам расчета токов КЗ дают более точные результаты по сравнению с нормированными »гатоцика-.'и, так как учитывают характер изменения тока КЗ не только отдельных электродвигателей, но и определенных узлов электродвигательной нагрузки, позволяют определять ток более продолжительных КЗ.

Основные положения диссертации опубликованы в оледупцих работах:

1. Куков В.В., Медяахед А. Эквивалентирование узлов нагрузки синхронных и асинхронных электродЕигателей/УТезисы докладов всесоюзной конференции "Современные проблемы электромеханики".-М. 1989.- С. I89-I9I.

2. Куков В.В., Мадаахед А. Эквивалентирование синхронной нагрузки: Деп.рукопись.-М.: Информэнерго3136-эн89 отп.31.10.89.

3. Жуков В.В., Меджахад А. Эквивалентирование асинхронной нагрузки/Д1зв.вузов. Энергетика, 1990, № 5, С. 44-49.

4. Еуков В.В., Медяахед А., Дельгадо Э,А., Авила Э.Г. Метод эквивалентирования и расчета токов короткого замыкания в системе собственных нужд электростанций//Тр.ин-таЛ1оск.энерг. ян-т.-1991.-йш. 629.- С. 15-23.

5. Куков В.В., Георгеади В.Х., Меджахед А. Расчет токов короткого замыкания синхронных генераторов автономных систем электроснабжения 6-10кВ//"Электричество" 1991, Л 10,с.53-57".

................... л~ v/' М

П'-ч ' /.'„'Л' Тн,...л ,Ci ' ч-'«« /4&Я IWcni.nio.

fililni |М(()ИН М.-1П К|'.«> J ).1|>Ч1Ч1Н 1И. | )