Введение к работе
„ іЛГ*!Л .
Актуальность работы. Совершенотвованиз противоаварийной автоматики особенно актуально на производствах с непрерывным технологическим процессом химической, металлургической, нефтедобывающей и других промышленноетей. Здесь широко используются синхронные двигатели (СД) мощностью до 30 МВт, которые образуют узлы двигательной нагрузки. Противоаварийная автоматика данных производств должна свести к минимуму перерывы электроснабжения двигателей и обеспечить их самозалуск без остановки технологически линии. Невыполнение этого требования ведёт к браку.сокращению производства за счёт длительного периода восстановительных работ, экономическому и экологическому ущербу. Прямой ущерб может составлять сотни тысяч рублей.
Реиеншэ проблемы быстрого восстановления нормальной работы СД при авариях в системе электроснабления посвящены работы Голоднова Ю.Ы., Линдорфа Л.С, Слодаржа М.И., Сыромятникова И.А., Чебана В.М. и др., которые ведутся в ВШИЭ,МЩ,ЛТУ,ДПИ, УПИ.СибНИИЭ, ИЭЭ АН СССР.НЭТИ и других организациях. Перспективным способом повышения надёжности работы СД является синфазное АВР (САВР). При этой включение питания осуществляется методом точной синхронизации на первом провороте векторов напряжений, резервного источника и остаточного на выбегающих СД. Данному способу свойственно высокое быстродействие, он не требует значительных дополнительных затрат и реализуется с помощью устройств САВР.
Настоящая работа посвящена повышенип надёжности и расширению области применения синфазного АВР. Она проведена согласно научно-исследовательской тематике кафедры автоматизированных электроэнергетических систем Новосибирского электротехнического института, выполняемой по координационному плану работ СО АН СССР по разделу 3.7.2 (1.9.3.5.2) пункт 5.3.2 "Анализ аварийных режимов в системах алектроонабжения. Разработка и усовершенствование средств автоматики для повышенип надёжности при авариях в системах электроснабжения".
Целью работы является повышение надёжности эксплуатации мощных СД на основе совершенствования устройств САВР и разработки методики их синтеза.
Научная новизна работы представлена следующими результатами:
I. Получено условие определения оптимального угла включения
резервного питания для сохранения динаиической устойчивости СД.
-
Предложена методика оценки динамической устойчивости при оптимальном угле включения резервного питания.
-
Определены области допустимых значений (ОДЗ) угла включения резервного питания для успешного динамического перехода СД.
-
Предложена математическая иодель поля функций изменения угла ротора СД.
-
Разработаиа методика синтеза устройств САВР.
-
Составлены и реализованы алгоритмы устройств САВР, комплектующих блоков и устройства проверки их работоспособности.
На защиту выносятся следующие основные положения:
-
Оптимальный угол включения резервного питания для сохранения динаиической устойчивости меньше 360 электрических градусов (эл.град.) из-за влияния на устойчивость СД асинхронного момента. Но этой асе причине ОДЗ угла включения смещена в направлении значений углов, меньших 360 эл.град.
-
При получении математической подели поля функций изменения угла ротора предлагается аварийный реишд учитывать как составную часть выбега СД после отключения выключателя рабочего питания. Это позволяет представить движение угла ротора как выбег эквивалентной синхронной машины и определить все возможные траектории его движения для конкретного производства.
-
На основе математической модели поля функций изменения угла ротора, ОДЗ угла включения и условия определения его оптимальной величины разработана методика синтеза устройств САВР. Она позволяет выявить требования по точности синхронизации и быстродействию, определить уставки и проверить соответствие устройств выработанным требовании.
Практическая ценность работы определяется следующими её результатами:
-
Повышением динамической устойчивости СД за счёт оптимизации угла включения резервного питания.
-
Повышением качества проектирования и настройки устройств САВР на основе предлояенных методик.
-
Повышением надёжности электроснабнения предприятий с непрерывным технологическим процессом за счёт реализации разработанных принципов и устройств.
Ц. Проведением экспериментальных исследований при внедрении синфазного АЕР на промышленных продпрнлтинх.
5. Созданием промышленного образца и выпуском малой серии устройств САВРК%
Внедрение результатов работы. Устройства САВР внедрены и используются в противоаварийной автоматике азотно-кислородного производства ПО "Томский нефтехимический комбинат" для повышения надёжности работы компрессоров К-500, К-250, КТК| в проти-воаварииной автоматике подстанции установки каталитического крекинга Уфимского нефтеперерабатывающего завода им."22 съезда КПСС"; в противоаварийной автоматике подстанции цеха газоразделения этилена и пропилена Уфимского завода синтетического спирта; в противоаварийной автоматике установки "ННС-3" Управления по внутрипромысловому сбору и использованию нефтяного газа, г.Сургут.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзной конференции молодых учёных и специалистов по вопросам повышения надёжности и экономичности работы энергосистем (г.Новосибирск,1986 г.), на Всесоюзном совещании по вопросам релейной защиты и противоаварийной автоматики (г.Рига,1986 г.)» на Совете экспертной группы энергетической секции Миннефтехимпрома СССР (г'.Носква,1988 г.), на совещании энергетической секции ПО Башнефтехимзаводы (г.Уфа,1989 г.), на отраслевом совещании по проблемам и перспективам развития ПО "Томский нефтехимический комбинат" (г.Томск,1990 г.), на научных семинарах кафедры автоматизированных электроэнергетических систем (г.Новосибирск,I986-I99I гг.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, получено авторское свидетельство, имеется решение о выдаче авторского свидетельства, выпущено 3 отчёта по на-учно-исследовательскоіі работе.
Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы и приложения.Объём работы составляет /ssr страниц машинописного текста, 44 рисунка . Список литературы включает 109 наименований работ советских и зарубежных авторов.
