Содержание к диссертации
Введение
Анализ и выбор средств моделирования электромеханических переходных процессов 9.
Статическая и динамическая устойчивость. Понятия, определения 9.
Причины нарушения устойчивости для ЭТС различного состава нагрузки. Критерии сохранения устойчивости 10.
Обоснование применимости модели электромеханических переходных процессов 13.
Анализ и выбор модели асинхронного привода 16.
Анализ и выбор модели синхронного привода 20.
Модель системы распределения электрической энергии и статических устройств 24.
Информационное обеспечение применяемых моделей 29.
Алгоритмическое и программное обеспечение расчетов 30.
Итоги и выводы 35.
Анализ устойчивости асинхронных электротехнических систем 36.
Показатели устойчивости 36.
Исследование устойчивости электротехнической системы при внешних многопараметрических возмущениях 41.
Исследование влияния параметров питающей энергосистемы на устойчивость асинхронных комплексов 49.
Количественная оценка устойчивости асинхронных электротехнических систем. Коэффициент запаса устойчивости 63.
Оптимальное управление режимом электротехнических систем при изменениях режима питающей энергосистемы 71.
Итоги исследования устойчивости асинхронных электротехнических систем 75.
Анализ устойчивости электротехнических систем смешанного состава 79.
Граница устойчивости электротехнических систем при наличии синхронных электроприводов 79.
Физический смысл параметров устойчивости электротехнических систем смешанного состава 83.
Сопоставление электротехнических систем различного состава 86.
Исследование влияния параметров питающей энергосистемы на устойчивость электротехнических систем смешанного состава 93.
Количественная оценка запаса устойчивости электротехнических систем смешанного состава. Сопоставление коэффициента запаса устойчивости для электротехнических систем различного состава 102.
3.6. Оценка устойчивости электротехнических систем смешанного состава к внутренним возмущениям 106.
3.7. Общий анализ полученных результатов 111.
4. Исследование устойчивости системы электроснабжения Хохряковско-Пермяковского узла нагрузки 112.
4.1. Характеристика действующей и проектной систем электроснабжения узла нагрузки 112.
4.2. Сопоставление схем замещения, определение их параметров. Подготовка файлов данных 114.
4.3. Основные результаты расчета установившихся режимов системы электроснабжения Хохряковско-Пермяковского узла нагрузки . 117.
4.4. Результаты расчета переходных процессов 121.
4.5. Выводы и рекомендации 126.
Заключение
Литература
- Обоснование применимости модели электромеханических переходных процессов
- Количественная оценка устойчивости асинхронных электротехнических систем. Коэффициент запаса устойчивости
- Количественная оценка запаса устойчивости электротехнических систем смешанного состава. Сопоставление коэффициента запаса устойчивости для электротехнических систем различного состава
- Основные результаты расчета установившихся режимов системы электроснабжения Хохряковско-Пермяковского узла нагрузки
Введение к работе
Актуальность проблемы. Проблема повышения устойчивости работы узлов электрической нагрузки крупных многомашинных промышленных комплексов становится все более актуальной по мере укрупнения производства и усложнения технологических процессов.
В настоящее время эта проблема особенно остра для предприятий нефтяной и газовой промышленности, отличительными особенностями которых являются: непрерывность технологических процессов, большая единичная мощность электроприемников, высокая цена остановки предприятия, экологическая напряженность технологического процесса. В ряде случаев ситуация осложняется определенным несоответствием потребностей промышленных электротехнических систем (ЭТС) и возможностей питающей энергосистемы. Результатом такого несоответствия является высокая частота аварийных остановок производства, что приводит к потерям сырья и конечных продуктов, в том числе за счет сброса на факел, ухудшению качества продукции, осложнению экологической обстановки, ускоренному износу оборудования, значительным затратам на восстановление технологического режима.
Анализ аварийных осциллограмм, документации предприятий и энергосистем по расследованию аварий показывает, что подавляющее большинство отключений связано с кратковременными возмущениями в распределительных сетях питающей энергосистемы и на самом предприятии. Несмотря на' то, что длительность воздействия подобных возмущений достаточно мала, от десятых долей секунды до секунд, их последствия бывают достаточно тяжелы. На восстановление нормального режима работы предприятия могут потратить время, несопоставимое со временем самого аварийного возмущения: часы и десятки часов. Зачастую аварийная ситуация осложняется тем, что автоматическое включение резерва (АВР) на различных уровнях напряжения не приводит к быстрому восстановлению нормального режима работы. Есть и другие сложности: пожаро- и взрывоопасность исходного сырья и конечных продуктов, высокая токсичность. Решением таких проблем может быть повышение устойчивости ЭТС предприятия к внешним многопараметрическим возмущениям, это позволит снизить частоту массовых отключений электрооборудования и облегчит их последствия. Современные нефтегазовые комплексы оснащены как асинхронными, так и синхронными электроприводами. Соответствие асинхронных и синхронных приводов на разных предприятиях составляет от 10:1 до 1:10. Вопросы устойчивости ЭТС с асинхронной нагрузкой исследованы достаточно, в то время как ЭТС с асинхронно-синхронной (смешанный состав) нагрузкой исследовалась в меньшей степени. Таким образом, предлагаемая тема работы представляется весьма актуальной.
Большой вклад в решение проблемы устойчивости узлов электродвигательной нагрузки внесли многие исследователи: А.И. Важное, В.А. Веников, СИ. Гамазин, А.А. Горев, Ю.Е. Гуревич, М.С.Ершов,
т$
РОС. НАЦИОНАЛА БИБЛИОТЕК^
П.С. Жданов, Е.Я. Казовский, К.П. Ковач, В. Лайон, Б.Г. Меньшов, А.А. Горев, В.Ф. Сивокобыленко, И.А. Сыромятников и другие. На результатах и выводах, полученных этими учеными, во многом строились исследования автора. Представляемая работа выполнена в рамках научной школы «Надежность, устойчивость и безопасность электротехнических систем нефтяной и газовой промышленности», основанной профессором Б.Г. Меньшовым в Российском государственном университете нефти и газа им. И.М. Губкина.
Цель работы заключается в разработке метода количественной оценки устойчивости ЭТС и способов увеличения устойчивости промышленных ЭТС для повышения надежности работы предприятия с непрерывным технологическим процессом при различном составе электродвигательной нагрузки.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
-
Выбрать средства моделирования электромеханических переходных процессов, а также модели двигателей и питающей энергосистемы, обосновать их применимость.
-
Выполнить анализ устойчивости ЭТС с асинхронными электроприводами при внешних возмущениях с целью разработки стратегии управления режимом системы внутреннего электроснабжения при изменении режима работы источника электроснабжения.
-
Исследовать устойчивость ЭТС смешанного состава при внешних возмущениях в условиях различной мощности питающей энергосистемы. Выполнить сопоставление характеристик устойчивости ЭТС различного состава.
-
Разработать рекомендации для оценки и повышения устойчивости при проектировании и эксплуатации ЭТС, имеющих электродвигательную нагрузку различного состава.
Объекты и методы исследования. Объектами исследования являются ЭТС предприятий нефтяной и газовой промышленности. Для наглядности рассмотрения в предлагаемой работе в качестве иллюстраций исследований и полученных результатов используются несколько демонстрационных примеров ЭТС. В работе использовались положения и методы следующих областей знаний: теория электрических цепей, теория электрических машин, теория электропривода, математический анализ, математическое и компьютерное моделирование электротехнических систем, теория устойчивости электротехнических систем, теория катастроф.
Научная новизна результатов исследований. В представленной
работе получены следующие новые научные результаты:
1. Предложен и обоснован количественный критерий оценки устойчивости
ЭТС произвольного состава. Данный критерий позволяет учесть
показатели устойчивости ЭТС и параметры противоаварийных релейных
защит и автоматики.
-
Приведено исследование устойчивости ЭТС со смешанным составом нагрузки. Получено описание границы устойчивости, определены параметры, достаточно адекватно описывающие устойчивость, исследовано влияние параметров питающей энергосистемы на показатели устойчивости таких ЭТС.
-
Установлено, что физические процессы, приводящие к потере устойчивости, имеют различную природу в зависимости от интенсивности возмущения. Показано, что при возмущениях большой интенсивности потеря устойчивости обусловлена асинхронным режимом синхронного двигателя, в то время как при возмущениях меньшей интенсивности потеря устойчивости вызывается нарушением устойчивости асинхронной составляющей электродвигательной нагрузки.
-
Разработана стратегия управления режимами работы промышленной ЭТС при изменениях режима питающей энергосистемы, позволяющая поддерживать количественные характеристики устойчивости системы.
Основные научные положения, выносимые на защиту.
-
Определение и способ вычисления коэффициента устойчивости ЭТС произвольного состава.
-
Основные закономерности, описывающие границу устойчивости ЭТС смешанного состава, физический смысл параметров, характеризующих устойчивость таких систем.
-
Закономерности влияния параметров питающей энергосистемы на показатели устойчивости ЭТС смешанного состава.
4 Стратегия управления режимами работы промышленной ЭТС при изменениях режима питающей энергосистемы.
Обоснованность и достоверность результатов основных выводов подтверждается применением апробированных методов и средств исследования, корректностью исходных предположений и допущений, совпадением расчетных и экспериментальных результатов.
Практическое значение работы заключается в следующем:
-
Разработана инженерная методика по определению количественной оценки устойчивости асинхронных и асинхронно-синхронных ЭТС, позволяющая выполнять количественную оценку изменения устойчивости ЭТС при реализации мероприятий, направленных на повышение устойчивости. При наличии информации о законе распределения параметров возмущающих воздействий данный параметр позволяет получать количественные оценки интенсивности нарушения устойчивости ЭТС.
-
Разработаны рекомендации по повышению устойчивости промышленных ЭТС за счет оптимального управления режимами их работы при изменениях режима питающей энергосистемы, позволяющие увеличить устойчивость систем при незначительном увеличении потерь мощности.
3. Разработаны рекомендации по использованию компенсирующей
способности синхронных двигателей для повышения устойчивости ЭТС
смешанного состава. Учет особенностей характеристик устойчивости ЭТС
смешанного состава на стадии их проектирования позволит существенно
снизить частоту аварийных возмущений и облегчить их последствия.
Апробация работы. Основные положения и результаты
диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих
научно-технических конференциях и семинарах:
на 53 Межвузовской студенческой научной конференции «Нефть и газ-99» (Москва, 1999г),
на 71-ом Всероссийском семинаре с международным участием им. ЮН. Руденко «Методические вопросы надежности больших систем энергетики» (Вышний Волочок, 2000г),
на 4-ой Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России «Новые технологии в газовой промышленности» (Москва, 2001 г),
на 4-ой научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России», посвященной 300-летию Инженерного образования в России (Москва, 2001 г),
на 6-ой научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России», посвященной 75-летию Российского государственного университета нефти и газа им. И М. Губкина (Москва, 2005г),
на VII Международной конференции «Новые идеи в науках о земле» (Москва, 2005г),
на научных семинарах кафедры Теоретической электротехники и электрификации нефтяной и газовой промышленности РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина (1999-2005ГГ.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.
Структура и объем работы. Представляемая работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 75 наименований. Работа изложена на 135 страницах машинописного текста, содержит 41 рисунок и 9 таблиц.
Обоснование применимости модели электромеханических переходных процессов
При проектировании, эксплуатации, исследовании устойчивости ЭТС предприятия возникает ряд проблем, для решения которых необходимо провести анализ переходных процессов в электрод си гателыюй нагрузке, достаточно подробно рассчитать динамику процессов, возникающих при возмущениях в многомашинной системе. ЭТС промышленных комплексов, включающие системы электроснабжения, а также электродвигательную и прочую нагрузку, являются сложными динамическими системами, в которых постоянно происходят изменения: осуществляются коммутации элементов электрической сети и потребителей электроэнергии, меняются технологические режимы механизмов п установок и, следовательно, режимы работы соответствующих приемников электрической энергии.
Переходные процессы в системах электроснабжения и элсктродвигателыюй нагрузке имеют особую значимость, что обусловлено большим объемом элсктродвигателыюй нагрузки нефтегазовых комплексов (до 90% от обшей мощности нагрузки, при общем числе электродвигателей достигающем тысяч единиц), а также значительной единичной мощностью отдельных электродвигателей, достигающей в настоящее время 25 МВт. Большая электрод ви гательная нагрузка предприятия, объединенная в единую ЭТС, обуславливает сложность процессов, возникающих не только при авариях, но при пусковых режимах электроприводов. При возмущениях в таких системах восстановление работы может быть затруднено, что связано с возможностью нарушения устойчивости узлов электрической нагрузки промышленного комплекса.
Анализ переходных процессов в ЭТС промышленных комплексов сложен, что обусловлено не только необходимостью контроля процессов в большом числе электродвигателей, но и разнообразием типов синхронных и асинхронных двигателей, различающихся по расчетным схемам, параметрам и характеристикам. Все это определяет необходимость разработки специальных методов и средств исследования переходных процессов в системах промышленного электроснабжения [42].
Основной способ решения задач устойчивости - проведение расчетно-эксперименталышх исследовании переходных процессов на базе математического моделирования электромеханических переходных процессов. Благодаря появлению и развіггшо мощных средств вычислительной техники и специально ориентированных программных продуктов такие исследования в области устойчивости стали возможны. Ряд особенностей систем внутреннего электроснабжения позволяют избежать применения матричных методов [43]. Для расчета большинства ЭТС применимы программные продукты, основанные на алгоритме свертки схемы, в силу ряда особенностей. В первую очередь, возможность применения этого алгоритма обусловлена тем, что схемы ЭТС незакольцованы, а имеют разветвленную структуру и строго перархпчиы. Другой важной особенностью является наличие одного источника ЭДС в схеме и отсутствие внутренних контуров.
Расчетная модель ЭТС должна удовлетворять противоречивым требованиям. С одной стороны, большое число электродвигателей делает невозможным подробный учет реальных процессов во всех потребителях электрической энергии, даже при использовании современных вычислительных средств. Кроме того, непростой проблемой является и информационное обеспечение расчетов. С другой стороны, необходимо достаточно подробно учитывать основные характеристики и особенности применяемых электродвигателей, иначе результаты расчетов будут не соответствовать реальным процессам. В частности, необходимо достаточно подробно учитывать вытеснение тока в обмотке массивного ротора синхронных двигателей с массивными полюсами. Таким образом, правильное сочетание таких требовании, как принцип максимально возможных упрощений и достаточно подробный учет некоторых особенностей электродвигателыюй нагрузки, в значительной мерс определяет техническую возможность расчетов и достоверность полученных результатов.
В представленной работе при анализе аварийных режимов было отдано предпочтение электромеханическим моделям электродвигателей. Для этого есть ряд веских причин. Характерная особенность аварийных режимов заключается в том, что связь нагрузки с энергосистемой, как правило, не утрачивается в процессе развития аварии. Следствием этого является практически полное отсутствие иеспнусондальных режимов на входе системы внутреннего электроснабжения. Таким образом, мощность питающей энергосистемы даже в аварийных режимах остается значительно больше, чем мощность нагрузки. В связи с вышесказанным представляется возможным не рассматривать электромагнитные процессы в системе внутреннего электроснабжения, а ограничиться рассмотрением электромеханических переходных процессов [3], С другої! стороны, электромагнитные модели более сложные, они учитывают как достаточно длительные, так и быстротекущие физические процессы в электроприводах, в отличие от электромеханических, которые учитывают лишь относительно медленные процессы. При этом время счета с использованием электромагнитных моделей многократно больше, чем электромеханических, что определяется не только числом дифференциальным уравнений, но и необходимостью как минимум на порядок уменьшить шаг счета по времени. Соответственно общее время счета при переходе с электромеханических на электромагнитные модели возрастает в десятки и в сотни раз. Учитывая перечисленные причины, выбор был сделан в пользу электромеханических модслей электроднигатслей. 1.4. Анализ и выбор модели асинхронного привода
В основе анализа электромеханических переходных процессов электроприводов лежат их математические модели, представляющие собой системы алгебраических трансцендентных и дифференциальных уравнений.
Модель, определяющая электромеханические переходные процессы асинхронного двигателя, строится с использованием его Т-образной схемы замещения [43], приведенной на рис. 1.1. Вес модели, рассмотренные в данной работе, строятся в именованных единицах, так как весь дальнейший алгоритм построен именно в именованных единицах.
Количественная оценка устойчивости асинхронных электротехнических систем. Коэффициент запаса устойчивости
Как отмечалось выше, устойчивость ЭТС достаточно полно характеризуется параметрами статической и динамической устойчивости. В свою очередь динамическая устойчивость определяется двумя параметрами: то И С0. НО для того, чтобы сравнивать две ЭТС сопоставимой мощности с разными параметрами устойчивости, этого не достаточно. Может быть поставлен вопрос о количественной оценке устойчивости ЭТС.
Параметры, определяющие достаточный уровень устойчивости ЭТС промышленного предприятия, на сегодняшний день не нормируются общегосударственными документами. Это связано с тем, что проблемы обеспечения устойчивости характерны только для крупных предприятии при ограниченной мощности питающей энергосистемы. Следовательно, последствия потери устойчивости тяжелы, особенно для предприятий, имеющих непрерывный технологический процесс. Главной задачей является обеспечение устойчивости технологического процесса. Допустимое время перерыва электроснабжения для различных производстп и предприятий очень сильно различается. Общие качественные оценки уровня устойчивости можно представить так. Устойчивость ЭТС к внутренним и внешним возмущениям можно считать хорошей, если допустимое прсмя существования этого возмущения не меньше премепп его ликвидации резервными ступенями защиты. Если это время не меньше времени ликвидации возмущения штатной защитой, то устойчивость следует оценивать как удовлетворительную. В ином случае оценка уровня устойчивости должна быть неудовлетворительной.
Граница динамической устойчивости разделяет область параметров на области динамической устойчивости и неустойчивости в зависимости от длительности возмущающего воздействия в узле электрической нагрузки.
Таким образом, получены некоторые области устойчивости и неустойчивости (рис. 2.13). Наиболее простым методом исследования устойчивости является метод площадей. Этот метод был предложен [4] для исследования динамической устойчивости синхронной машины. Отношение площади устойчивости к общей площади может дать некий коэффициент, который будет характеризовать степень устойчивости ЭТС и иметь численное выражение,
Этот коэффициент будет содержать как параметры статической, так и параметры динамической устойчивости. Назовем его коэффициентом устойчивости [68].
Чтобы осуществить применение метода площадей надо ограничить время возмущения. Иначе невозможно рассчитать величину любой площади, так как она бесконечна. Это будет tnp - предельное время. Учитывая вышеизложенное, это время определим как время срабатывания резервной или штатной защиты. Рекомендуется выбирать предельное время на 20-50% больше времени резервной защиты в системе внешнего электроснабжения. Мы ограничили ось ординат временем tnp, ось абсцисс ограничим относительной единицей.
Таким образом, коэффициент устойчивости должен быть от 0 до 1 и чем этот коэффициент больше, тем ЭТС соответственно устойчивее.
Итак, коэффициент устойчивости ЭТС (второй вариант) выше коэффициента устойчивости ЭТС (первый вариант) в 1,13 раз.
Предложенный коэффициент позволяет оценивать эффективность мероприятий но повышению устойчивости предприятия, а также сопоставлять ЭТС в разных условиях, даже при разных параметрах защит, давать рекомендации при проектировании систем электроснабжения. При наличии статистики внешних возмущении па предприятии, т.е. закона распределения их параметров, коэффициент устойчивости позволит оценивать интенсивность критичных возмущений, приводящих к потере устойчивости.
Количественная оценка запаса устойчивости электротехнических систем смешанного состава. Сопоставление коэффициента запаса устойчивости для электротехнических систем различного состава
. Количественная оценка устойчивости ЭТС смешанного состава Сопоставление коэффициента устойчивости для электротехнических систем различного состава Коэффициент устойчивости для ЭТС смешанного состава можно определить по формуле (2.14), Площадь устоіічивости для ЭТС смешанного состава представляет собой уже три отдельные области, которые можно определить математически [62]. Такие области представлены на рис. 3.14. Процедура определения коэффициента такая же, как и для ЭТС с асинхронной нагрузкой. Определим е ост как пересечение функции т =/(еост) и г = t„p.
Оценка устойчивости электротехнических систем смешанного состава к внутренним возмущениям Проблема нарушения устойчивости при внутренних возмущениях в системе электроснабжения менее изучена, чем при внешних возмущениях, но не менее важна. Короткие замыкания неизбежны при эксплуатации электрических сетей энергосистемы, приводят к кратковременным нарушениям электроснабжения, на восстановления которого требуются многие часы. Для предприятий, имеющих непрерывный технологический процесс, эта проблема особенно актуальна. В частности, это относится к электрическим сетям газоперерабатывающих комплексов, которые включают производства по переработке высокотокенчных газов [60, 62, 74]. При таких нарушениях электроснабжения может происходить потеря динамической устойчивости электродвигателыюй нагрузки.
Рассмотрим устойчивость ЭТС различного состава к внутренним коротким замыканиям. Исследования проводились на том же демонстрационном примере, что и раньше, представленных на рисунках 3.1, Исследовался случай без отключения места короткого замыкания, как наиболее тяжелый.
Смоделируем короткое замыкание для ЭТС различного состава в узлах 3, 4, 5 и 6. Результаты расчетов для рассматриваемых систем представлены в таблице 3.1.
Зависимости напряжении и токов от времени при моделировании короткого замыкания в узле 3 для различных систем представлены на рис. 3.15, 3.16,3.17.
Таким образом, время динамической устойчивости для ЭТС смешанного состава меньше, чем время динамической устойчивости для ЭТС с однородной асинхронной нагрузкой. Это связано с тем, что динамическая устойчивость ЭТС смешанного состава определяется выпадением из синхронизма синхронного двигателя. Если брать во внимание асинхронную часть ЭТС смешанного состава, то ее динамическая устойчивость после отключения синхронного двигателя еще выше. Это еще раз подтверждает вывод, что использование синхронных двигателей значителыгои мощности в приводах с низкой степенью ответственности способно существенно улучшить показатели устойчивости ЭТС в целом. Так, например, после отключения синхронного двигателя время возможного существования короткого замыкания увеличилось практически вдвое.
1. Установленный вид границ динамической устойчивости ЭТС с синхронными электроприводами отличается от границ устойчивости асинхронных ЭТС. Основные параметры, характеризующие устойчивость ЭТС смешанного состава, имеют физический смысл.
2. При больших значениях мощности питающей энергосистемы асинхронные ЭТС обладают большей устойчивостью. При этом устойчивость асинхронных систем выше по всем характеристикам: и по ЭДС статической устойчивости, и по времени динамической устойчивости при провале напряжения до нуля.
3. ЭТС смешанного состава менее чувствительны к изменениям параметров пнтающсїі энергосистемы. Но существенно меньшую чувствительность имеет время динамической устойчивости системы при провале напряжения до нуля.
4. Во многих реально встречающихся случаях асинхронные ЭТС имеют меньшую статическую устойчивость при большей динамической устойчивости к внешним возмущениям. Можно сказать, что, как правило, критичные возмущения в асинхронных системах происходят чаще, но последствия этих возмущении оказываются более легкими.
5. Применение синхронных электродвигателей в приводах, имеющих невысокую степень ответственности в технологическом процессе, может существенно повысить общую устойчивость ЭТС предприятия к внешним возмущениям.
Основные результаты расчета установившихся режимов системы электроснабжения Хохряковско-Пермяковского узла нагрузки
Базисное напряжение UQ = 6,3 кВ. Подобранное значение эквивалентной ЭДС энергосистемы - 6470 В. Шаг счета - 0,01 секунды. Расчетные и измеренные значения напряжений и токов в основных узлах для минимального режима энергосистемы {ZQ=JO» 137 Ом) составили:
Значения энергетических параметров системы ПС "Хохряковская-ТТ составили: S = 11027 кВА, Р = 10804 кВт, Q = 2209 квар, cos р = 0,98,
РПОТЕРЬ = 838 кВт, КПД = 0,922, РПОТЕРЬ ПОСТ = 354 кВт, Р1ЮТЕГЬ ПЕРШ = 484 кВт, РПОТЕРЬдвиг= 306 кВт, РПОТЕРЬГЛШС 254 кВт.
2. Результаты расчета установившегося режима системы электроснабжения от центра питания ПС "Хохрякопо-Т2"
Базисное напряжение UQ = 6,3 кВ. Подобранное значение эквивалентной ЭДС энергосистемы - 6690 В. Шаг счета - 0,01 секунды. Расчетные и измеренные значения напряжений н токов в основных узлах для минимального режима энергосистемы (Zc = j0,137 Ом) составили:
Значения энергетических параметров системы ПС "Хохряковекая-ТГ составили: S= 15187 кВЛ5 Р = 14360 кВт, Q = 4941 квар, cos у = 0,95, РПОТЕРЬ = 1285 кВт, КПД = 0,911, РПОТЕРЬ ПОСТ = 506 кВт, РПОТЕРЬ ПЕРЕМ = 778 кВт, Р ПОТЕРЬДВПГ 429 кВт, РПОТЕРЬ ТРАНС 299 кВт.
3. Результаты расчета установившегося режима системы электроснабжения от центра питания ПС "Пермяк - ТІ"
Базисное напряжение 4 = 6,3 кВ. Подобранное значение эквивалентной ЭДС энергосистемы - 6930 В. Шаг счета — 0,01 секунды. Расчетные и измеренные значения напряжений и токов в основных узлах для минимального режима энергосистемы (Zc=j0,182 Ом) составили:
Значения энергетических параметров системы ПС "Пермяк-ТР составили: 5-9024 кВЛ, Р = 7696 кВт, 0 = 4713 квар, cos р = 0,85, РПОТЕРЬ = 1049 кВт, КПД = 0,852, РПОТЕРЬ пост = 322 кВт, РПОТЕРЬ ПЕРЕМ = 742 кВт, РПОТЕРЬ двиг =272 кВт, РПОТЕРЬ ТРАИС= 240 кВт.
4. Результаты расчета установившегося режима системы электроснабжения от центра питания ПС "Пермяк-Т2"
Базисное напряжение 11$ = 6,3 кВ. Подобранное значение эквивалентной ЭДС энергосистемы - 7015 В. Шаг счета - 0,01 секунды. Расчетные и измеренные значения напряжений и токов в основных узлах для минимального режима энергосистемы (Zc=j0,182 Ом) составили:
Значения энергетических параметров системы ПС "Пермяк-Т2" составили: S = 9286 кВЛ, Р = 8077 кВт, Q = 4581 квар, cos р = 0,87, РПОТЕРЬ = 1065 кВт, КПД = 0,868, РПОТЕРЬ ПОСТ - 320 кВт, РПОТЕРЬ ПЕРЕМ 729 кВт, РПОТЕРЬ двиг - 248 кВт, РПОТЕРЬ ТРАНС = 215 кВт.
5. Результаты расчета установившегося режима системы электроснабжения от центра питания ПС "Пермяк-Т1 (проектная)"
Базисное напряжение U& — 6,3 кВ. Подобранное значение эквивалентной ЭДС энергосистемы - 6580 В. Шаг счета - 0,01 секунды. Расчетные и измеренные значения напряжений и токов в основных узлах для минимального режима энергосистемы (Zc j0,182 Ом) составили:
Значения энергетических параметров системы ПС "Псрмяк-Т1 (проектная)" составили: 5=4388 кВЛ, Р = 3577 кВт, 0 = 2541 квар, cos ip = 0,815, РПОТЕРЬ = 451 кВт, КПД = 0,874, РПОТЕРЬ ПОСТ = 214 кВт, РПОТЕРЬ ПЕРЕМ = 237 кВт, РПОТЕРЬдвиг= 116 кВт, РПОТЕРЬ ТРАИС= 165 кВт,
6. Результаты расчета установившегося режима системы элсктроспабження от центра питания ПС "Пермяк-Т2 (проектная)"
Базисное напряжение Ug = 6,3 кВ. Подобранное значение эквивалентной ЭДС энергосистемы — 6500 В. Шаг счета - 0,01 секунды. Расчетные и измеренные значения напряжений и токов в основных узлах для минималыюго режима энергосистемы (Zc=j0,182 Ом) составили:
Узел Расчетное напряжение, [В] Ветвь Расчетный ток, [Л]
Значения энергетических параметров системы ПС "Псрмяк-Т2 (проектная)1 составили: S =4416 кВЛ, Р = 3668 кВт, Q = 2459 квар, cos р cos ф = 0,831, РПОТЕРЬ = 451 кВт, КПД = 0,94, РПОТЕРЬ ПОСТ = 219 КВТ, РПОТЕРЬ ПЕРЕМ =232 кВт, РПОТЕРЬдвиг= 130 кВт, РПОТЕРЬ ТРАНС = 174 кВт.
7. Результаты расчета установившегося режима системы электроснабжения от центра питания ПС "КошильскаяL (проектная)"
1. Статическая устойчивость узла «Пермяк 2 проектная» удовлетворительная, в целом статическая устойчивость узлов нагрузки низка (еСу 0,7).
2. Неудовлетворительной является динамическая устойчивость узлов нагрузки для которых г0 0,5 с - это узлы: «Хохряково 1 действующая», «Хохряково 2 действующая», «Пермяк 2 действующая», «Кошильская 2 проектная». По ПС «Хохряково I действующая» динамическая устойчивость определяется выпадением из синхронизма СД, для остальных узлов - опрокидыванием асинхронной нагрузки.
3. Узлы нагрузки «Пермяк 1 действующая», «Пермяк 1 проектная», «Кошильская 1 проектная» имеют ку равный единице, ку «Кошильская 2 проектная» наименьший.
4. Разделение нагрузки «Пермяк 2 действующая» существенно улучшает ситуацию с уровнем устойчивости, но остается низкой динамическая устойчивость нагрузки ПС «Кошильская 2 проектная».
Такие параметры устойчивости как есу и то не дают возможности полновесно оценивать техническую эффективность мероприятий по реконструкции системы электроснабжения Хохряковско-Пермяковского узла нагрузки. Введение такого параметра, как ку, позволяет сравнивать эти параметры и давать общую характеристику устойчивости ЭТС в целом. Так, например, ЭДС статической устойчивости узла нагрузки «Пермяк 1 действующая» низкая, а время динамической устойчивости при провале напряжения до нуля высокое, но так как ку равен единице, то общую устойчивость ЭТС можно считать удовлетворительной.
Таким образом, оценена техническая эффективность мероприятий по реконструкции системы электроснабжения, используя Ку, показана целесообразность реконструкции ЭТС путем разукрупнения нагрузки, введения дополнительных центров питания.
