Особенности учета параметров нагрузки при анализе переходных процессов в сетях с объектами распределенной генерации

Page 1
background image

Page 2
background image

54

Особенности учета параметров 
нагрузки при анализе переходных 
процессов в сетях с объектами 
распределенной генерации

УДК

 621.311.1

Илюшин

 

П

.

В

.,

к

.

т

.

н

., 

проректор

 

по

 

научной

 

работе

 

ФГАОУ

 

ДПО

 «

ПЭИПК

»

Проведен

 

анализ

 

аварийных

 

ситуаций

 

с

 

остановом

 

основного

 

технологического

 

произ

-

водства

 

на

 

промышленных

 

предприятиях

 

со

 

значительными

 

ущербами

Доказано

что

 

одной

 

из

 

основных

 

причин

 

является

 

некорректное

 

выполнение

 

расчетов

 

электромеха

-

нических

 

переходных

 

процессов

 

при

 

интеграции

 

объектов

 

распределенной

 

генерации

 

(

РГ

в

 

сети

 

внутреннего

 

электроснабжения

 

предприятий

В

 

рассматриваемых

 

сетях

 

пере

-

ходные

 

процессы

 

для

 

генерирующих

 

установок

 (

ГУ

и

 

нагрузки

 

становятся

 

общими

а

 

параметры

 

этих

 

процессов

 

существенно

 

зависят

 

от

 

технических

 

характеристик

 

как

 

ГУ

так

 

и

 

нагрузки

Обосновано

что

 

замена

 

динамических

 

характеристик

 

нагрузки

 

основ

-

ных

 

электроприемников

 

статическими

 

при

 

выполнении

 

расчетов

 

переходных

 

процессов

 

в

 

энергорайонах

 

с

 

объектами

 

РГ

 

в

 

общем

 

случае

 

недопустима

Доказано

что

 

повышен

-

ные

 

требования

 

к

 

точности

 

моделирования

 

основных

 

электроприемников

 

позволяют

 

избежать

 

значительных

 

ошибок

 

в

 

расчетах

 

и

 

принятия

 

необоснованных

 

технических

 

решений

 

по

 

обеспечению

 

надежности

 

электроснабжения

 

потребителей

Представлены

 

рекомендации

 

по

 

моделированию

 

нагрузки

а

 

также

 

выполнению

 

расчетов

 

режимов

 

в

 

промышленных

 

энергорайонах

 

с

 

объектами

 

РГ

.

Ключевые

 

слова

:

распределенная

 

генерация

гене

-

рирующая

 

установка

электроме

-

ханический

 

переходный

 

процесс

статические

 

характеристики

 

нагрузки

динамические

 

характеристики

 

нагруз

-

ки

распределительная

 

сеть

Keywords:

distributed generation, generating plant, 
electromechanical transients, static 
load characteristics, dynamic load 
characteristics, distribution network

Т

ермин

  «

распределенная

 

генерация

» 

обозначает

 

такой

 

принцип

 

развития

 

распределительных

 

сетей

 

или

 

сетей

 

внутреннего

 

электро

-

снабжения

 

предприятий

 

с

 

расту

-

щей

 

нагрузкой

при

 

котором

 

совре

-

менные

 

генерирующие

 

установки

 

(

ГУ

малой

 

и

 

средней

 

мощности

 

размещаются

 

в

 

узлах

 

электропо

-

требления

что

 

позволяет

 

снижать

 

нагрузку

 

на

 

электрическую

 

сеть

 

и

 

потери

 

при

 

передаче

 

и

 

распре

-

делении

 

электроэнергии

Интегра

-

ция

 

ГУ

 

объектов

 

распределенной

 

генерации

 (

РГ

может

 

при

 

опреде

-

ленных

 

условиях

 

содействовать

 

повышению

 

надежности

 

работы

 

распределительных

 

сетей

 

или

 

се

-

тей

 

внутреннего

 

электроснабже

-

ния

 

предприятий

 

в

 

целом

а

 

также

 

надежности

 

электроснабжения

 

по

-

требителей

.

Цели

ради

 

которых

 

применя

-

ется

 

РГ

достигаются

 

только

 

в

 

том

 

случае

если

 

при

 

выборе

 

ГУ

 

и

 

раз

-

работке

 

схем

 

выдачи

 

мощности

 

корректно

 

проводится

 

анализ

 

воз

-

можности

 

их

 

функционирования

 

как

 

в

 

нормальных

так

 

и

 

в

 

анор

-

мальных

 

режимах

В

 

противном

 

случае

нормативные

 

возмущения

 

в

 

распределительной

 

сети

 

будут

 

приводить

 

к

 

нарушениям

 

в

 

работе

 

ГУ

 

объектов

 

РГ

участков

 

распре

-

делительной

 

сети

и

что

 

особенно

 

критично

к

 

нарушению

 

электро

-

снабжения

 

потребителей

Известны

 

случаи

когда

 

не

-

корректное

 

проведение

 

такого

 

анализа

предшествующего

 

вводу

 

объекта

 

РГ

 

в

 

эксплуатацию

при

-

водило

 

к

 

остановам

 

основного

 

технологического

 

производства

 

на

 

промышленных

 

предприяти

-

ях

 

со

 

значительными

 

ущербами

Ниже

 

приведены

 

два

 

примера

.

I.

 

Шахтное

 

промышленное

 

пред

-

приятие

 

приобрело

 

и

 

ввело

 

в

 

экс

-

плуатацию

 

объект

 

РГ

 

с

 

газопорш

-

невыми

 

установками

  (

ГПУ

для

 

того

чтобы

 

в

 

случаях

 

нарушений

 

внешнего

 

электроснабжения

 

не

 

возникало

 

перерывов

 

в

 

работе

 

систем

 

жизнеобеспечения

 

персо

-

нала

 

шахты

  (

вентиляция

осве

-

щение

водоотлив

работа

 

подъ

-

емных

 

устройств

 

и

 

пр

.). 

Однако

 

уставки

 

устройств

 

релейной

 

за

-

щиты

  (

РЗ

приобретенных

 

ГПУ

УПРАВЛЕНИЕ 

СЕТЯМИ


Page 3
background image

55

заданные

 

заводом

-

изготовите

-

лем

приводили

 

к

 

излишним

 

от

-

ключениям

 

ГУ

 

при

 

возникновении

 

кратковременных

 

возмущений

 

в

 

прилегающей

 

распределитель

-

ной

 

сети

 

или

 

сети

 

внутреннего

 

электроснабжения

 

предприятия

На

 

рисунке

 1 

представлены

 

результаты

 

расчета

 

переходного

 

процесса

 

при

 

внешнем

 

КЗ

 

с

 

от

-

ключением

 

предприятия

 

от

 

внеш

-

ней

 

распределительной

 

сети

переходом

 

синхронных

 

двигате

-

лей

 

в

 

асинхронный

 

режим

что

 

создало

 

большие

 

колебания

 

на

-

пряжения

 

и

 

привело

 

к

 

их

 

отключе

-

нию

 

собственными

 

устройствами

 

автоматики

Далее

 

параметры

 

режима

 

начали

 

стабилизировать

-

ся

однако

 

ГПУ

 

были

 

отключены

 

устройствами

 

РЗ

 

по

 

факту

 

дли

-

тельного

 

снижения

 

напряжения

Переходный

 

процесс

 

на

 

рисунке

 1 

показан

 

для

 

трех

 

возможных

 

ва

-

риантов

 

настроек

 

автоматическо

-

го

 

регулятора

 

частоты

 

вращения

 

(

АРЧВ

ГУ

 

в

 

виде

 

розовых

 

линий

 

разной

 

толщины

.

II.

 

Дефицитный

 

промышленный

 

энергорайон

 

приобрел

 

и

 

осуще

-

ствил

 

подключение

 

к

 

сети

 

вну

-

треннего

 

электроснабжения

 

двух

 

газотурбинных

 

установок

  (

ГТУ

с

 

целью

 

уменьшения

 

дефицита

 

мощности

 

при

 

отключении

 

внеш

-

них

 

связей

не

 

приняв

 

во

 

внима

-

ние

что

 

эти

 

ГТУ

 

снабжены

 

систе

-

мами

 

АРЧВ

 

двойного

 

принципа

 

регулирования

Двойной

 

принцип

 

в

 

АРЧВ

 

ГТУ

 

заключается

 

в

 

сле

-

дующем

при

 

параллельной

 

ра

-

боте

 

с

 

внешней

 

сетью

 

первый

 

алгоритм

 

АРЧВ

 

отрабатывает

 

за

-

данную

 

активную

 

мощность

но

 

при

 

переходе

 

ГТУ

 

в

 

островной

 

режим

 

работы

 

происходит

 

авто

-

матическое

 

переключение

 

АРЧВ

 

на

 

второй

 

алгоритм

 

регулиро

-

вания

 — 

поддержание

 

частоты

 

в

 

энергорайоне

Автоматическое

 

переключение

 

алгоритмов

 

АРЧВ

 

происходит

 

по

 

факту

 

резкого

 

снижения

 

активной

 

мощности

выдаваемой

 

генератором

 

ГТУ

Такие

 

режимы

 

действительно

 

возникают

 

в

 

случае

 

выделения

 

объекта

 

РГ

 

на

 

электроснабжение

 

небольшого

 

энергорайона

 

с

 

мест

-

ной

 

нагрузкой

однако

 

в

 

рассма

-

триваемом

 

энергорайоне

 

сброс

 

мощности

 

был

 

меньшим

чем

 

предусмотрено

 

алгоритмом

 

АРЧВ

 

ГТУ

Поэтому

 

ГТУ

 

продолжили

 

ра

-

ботать

 

на

 

поддержание

 

заданной

 

активной

 

мощности

что

 

привело

 

к

 

значительному

 

повышению

 

ча

-

стоты

 

в

 

энергорайоне

отключе

-

нию

 

ГТУ

 

устройствами

 

РЗ

 

и

 

воз

-

никновению

 

дефицита

 

мощности

значительно

 

большего

чем

 

ожи

-

далось

Подробнее

 

алгоритмы

 

работы

 

АРЧВ

 

ГУ

 

объектов

 

РГ

 

рас

-

смотрены

 

в

 [1].

Проведение

 

количественного

 

анализа

 

переходных

 

процессов

 

в

 

промышленных

 

энергорайонах

 

с

 

ГУ

 

объектов

 

РГ

с

 

учетом

 

пара

-

метров

 

самих

 

ГУ

алгоритмов

 

и

 

па

-

раметров

 

настройки

 

устройств

 

РЗ

а

 

также

 

систем

 

автоматического

 

регулирования

требует

 

особого

 

внимания

 

к

 

математическому

 

мо

-

делированию

 

электроприемни

-

ков

Это

 — 

общее

 

и

 

принципиаль

-

ное

 

отличие

 

от

 

расчетов

 

режимов

 

и

 

устойчивости

 

системообразую

-

щих

 

сетей

 

и

 

крупных

 

электростан

-

ций

которые

 

отдалены

 

от

 

нагруз

-

ки

 

сетями

 

высокого

 

и

 

среднего

 

напряжения

 

с

 

целым

 

рядом

 

ступе

-

ней

 

трансформации

В

 

противном

 

случае

 

в

 

расчетах

 

переходных

 

процессов

 

возможны

 

значительные

 

ошибки

которые

 

приведут

 

к

 

принятию

 

некоррект

-

ных

 

технических

 

решений

 

по

 

обе

-

спечению

 

надежности

 

электро

-

снабжения

 

потребителей

Многие

 

методологические

 

вопросы

 

прове

-

дения

 

таких

 

расчетов

 

опубликова

-

ны

 

в

 

научно

-

технической

 

литера

-

туре

 [2, 3].

Существенное

 

влияние

 

на

-

грузки

 

на

 

общие

 

переходные

 

про

-

цессы

 

обусловлено

 

двумя

 

обстоя

-

тельствами

:

 

в

 

энергорайонах

учитывая

 

ма

-

лые

 

значения

 

взаимных

 

сопро

-

тивлений

 

между

 

ГУ

 

объектов

 

РГ

и

 

электроприемниками

их

 

вза

-

имное

 

влияние

 

значительно

;

 

суммарная

 

нагрузка

 

вблизи

 

ГУ

 

объектов

 

РГ

 

промышлен

-

ных

 

энергорайонов

 

часто

 

существенно

 

больше

 

суммы

 

номинальных

 

мощностей

 

ГУ

поэтому

 

характер

 

переход

-

ных

 

процессов

 

определяется

 

в

 

этом

 

случае

 

свойствами

 

электроприемников

.

Как

 

показывает

 

опыт

 

проведе

-

ния

 

расчетов

переходные

 

про

-

цессы

 

в

 

двигательной

 

нагрузке

 

могут

 

оказывать

 

решающее

 

вли

-

яние

 

на

 

изменение

 

режимов

 

ра

-

боты

 

ГУ

их

 

устойчивость

а

 

также

 

возможность

 

или

 

невозможность

 

сохранения

 

в

 

работе

 

в

 

различных

 

схемно

-

режимных

 

условиях

Применение

 

математических

 

моделей

 

синхронных

 

и

 

асин

-

хронных

 

двигателей

 

обычно

 

не

 

вызывает

 

больших

 

трудностей

Требуется

 

значительно

 

больше

 

времени

 

и

 

внимания

 

на

 

получе

-

ние

 

и

 

обработку

 

исходной

 

инфор

-

мации

 

о

 

составе

 

и

 

параметрах

 

промышленной

 

нагрузки

то

 

есть

 

технологических

 

особенностях

 

приводимых

 

во

 

вращение

 

меха

-

низмов

.

Если

 

расчеты

 

ведутся

 

с

 

целью

 

анализа

 

переходных

 

процессов

 

в

 

сетях

 

напряжением

 220–750 

кВ

то

 

нагрузка

 

в

 

расчетах

 

переходных

 

процессов

 (

если

 

нет

 

возможности

 

моделировать

 

сети

 

напряжением

 

0,4–110 

кВ

может

 

быть

 

представ

-

лена

 

статическими

 

характеристи

-

Рис

. 1. 

Переходный

 

процесс

 

при

 

внешнем

 

КЗ

 

с

 

отключением

 

предприятия

 

от

 

внешней

 

сети

 

и

 

последующим

 

отключением

 

ГПУ

 6 (51) 2018


Page 4
background image

56

ками

 

P

Н

 (

U

f

), 

Q

Н

 (

U

f

), 

то

 

есть

 

так

 

же

как

 

в

 

расчетах

 

установивших

-

ся

 

режимов

Такое

 

допущение

 

возможно

так

 

как

 

рассматрива

-

емые

 

возмущения

 

происходят

 

в

 

сетях

 

напряжением

 220–750 

кВ

 

и

 

поэтому

 

электрически

 

удале

-

ны

 

от

 

распределительных

 

сетей

доходя

 

до

 

них

 

ослабленными

 

и

 

сглаженными

 

из

-

за

 

влияния

 

раз

-

личных

 

электростанций

средств

 

компенсации

 

реактивной

 

мощ

-

ности

  (

СКРМ

), 

расположенных

 

в

 

распределительных

 

сетях

а

 

так

-

же

 

параметров

 

электросетевого

 

оборудования

.

Однако

 

замена

 

динамических

 

характеристик

 

нагрузки

 

основных

 

электроприемников

 

статическими

 

при

 

выполнении

 

расчетов

 

пере

-

ходных

 

процессов

 

в

 

сетях

 

про

-

мышленных

 

энергорайонов

 

с

 

ГУ

 

объектов

 

РГ

 

в

 

общем

 

случае

 

не

-

допустима

ОСОБЕННОСТИ

 

МОДЕЛИРОВАНИЯ

 

НАГРУЗКИ

 

В

 

СЕТЯХ

 

С

 

РГ

 

Как

 

известно

требования

 

к

 

учету

 

параметров

 

нагрузки

 

в

 

расчетах

 

электрических

 

режимов

 

в

 

энерго

-

системах

 

определяются

 

главным

 

образом

 

классами

 

напряжения

к

 

которым

в

 

основном

относятся

 

расчетные

 

задачи

Если

 

расчеты

 

выполняются

 

для

 

распределительных

 

сетей

к

 

которым

 

подключены

 

объекты

 

РГ

то

 

нормативные

 

возмуще

-

ния

 [4] 

приложены

 

в

 

полной

 

мере

 

и

 

к

 

ГУ

и

 

к

 

электроприемникам

Причем

 

электроприемники

 

на

 

разных

 

секциях

разделенные

 

трансформаторами

токоограни

-

чивающими

 

реакторами

 

и

 

пр

ис

-

пытывают

 

воздействия

 

с

 

разной

 

степенью

 

интенсивности

Поэто

-

му

 

процессы

 

нарушения

 

динами

-

ческой

 

устойчивости

выбеги

 

и

 

самозапуски

 

электродвигате

-

лей

 

у

 

разных

 

групп

 

электропри

-

емников

 

протекают

 

по

-

разному

 

и

 

оказывают

 

на

 

ГУ

 

объекта

 

РГ

 

неодинаковое

 

влияние

.

Таким

 

образом

для

 

прове

-

дения

 

расчетов

 

электромехани

-

ческих

 

переходных

 

процессов

 

в

 

сетях

в

 

которых

 

работают

 

ГУ

 

объектов

 

РГ

требуется

чтобы

 

расчетная

 

схема

 

и

 

число

 

элемен

-

тов

моделирующих

 

узел

 

нагрузки

а

 

также

 

используемые

 

уравнения

 

и

 

входящие

 

в

 

них

 

параметры

 

были

 

адекватны

 

особенностям

 

схемы

 

и

 

решаемой

 

расчетной

 

задаче

.

Статические

 

приемники

 

ак

-

тивной

 

мощности

:

 

освещение

нагревательные

 

установки

кон

-

диционеры

печи

 

и

 

пр

. — 

могут

 

быть

 

объединены

 

в

 

небольшое

 

число

 

устройств

 

и

 

для

 

всех

 

рас

-

четов

 (

установившихся

 

и

 

переход

-

ных

 

режимов

могут

 

быть

 

пред

-

ставлены

 

своими

 

статическими

 

характеристиками

 

активной

 

мощ

-

ности

 

нагрузки

 

по

 

напряжению

 

P

СТ

(

U

). 

В

 

большинстве

 

случаев

 

эти

 

характеристики

 

очевидны

но

 

в

 

нестандартных

 

случаях

  (

печи

различные

 

по

 

своим

 

принципам

 

действия

 

и

 

пр

.) 

целесообразно

 

натурное

 

проведение

 

измерений

 

P

СТ

(

U

). 

У

 

статических

 

приемников

 

активной

 

мощности

 

обычно

 

коэф

-

фициенты

 

мощности

 

близки

 

к

 

еди

-

нице

потому

 

зависимости

 

Q

СТ

(

U

не

 

существенны

Статические

 

характеристики

 

активной

 

и

 

ре

-

активной

 

мощности

 

нагрузки

 

по

 

частоте

 

P

СТ

(

f

), 

Q

СТ

(

f

для

 

статиче

-

ских

 

электроприемников

исходя

 

из

 

практического

 

опыта

могут

 

не

 

учитываться

 

при

 

проведении

 

рас

-

сматриваемых

 

видов

 

расчетов

.

Статические

 

приемники

/

ге

 -

не

 

ра

 

торы

 

реактивной

 

мощнос

-

ти

 (

шунтирующие

 

реакторы

бата

-

реи

 

статических

 

конденсаторов

не

 

нерегулируемые

 

на

 

протяжении

 

расчетных

 

интервалов

 

времени

могут

 

быть

 

представлены

 

извест

-

ными

 

зависимостями

 

по

 

напряже

-

нию

 

и

 

частоте

Статические

 

при

-

емники

/

генераторы

 

реактивной

 

мощности

 

с

 

быстродействующим

 

регулированием

  (

СТАТКОМ

СТК

ДКРМ

могут

 

быть

 

описаны

 

стати

-

ческими

 

характеристиками

 

по

 

на

-

пряжению

 

и

 

частоте

вытекающими

 

из

 

их

 

алгоритмов

 

регулирования

при

 

допущении

 

безынерционности

 

управления

а

 

также

 

с

 

учетом

 

огра

-

ничений

 

по

 

выдаче

/

потреблению

 

реактивной

 

мощ

 

ности

.

Синхронные

 

двигатели

 (

СД

и

 

синхронные

 

компенсаторы

 

должны

 

моделироваться

 

инди

-

видуально

но

 

очевидна

 

возмож

-

ность

 

замены

 

группы

 

однотипных

 

машин

 

одной

 

эквивалентной

 

ма

-

шиной

 

суммарной

 

мощности

.

В

 

общем

 

случае

 

эквивален

-

тирование

 

любых

 

электроприем

-

ников

 

возможно

 

при

 

близости

 

их

 

параметров

если

 

они

 

подключе

-

ны

 

к

 

одним

 

и

 

тем

 

же

 

или

 

к

 

элек

-

трически

 

близким

 

шинам

не

 

раз

-

деляющимся

 

в

 

рассматриваемых

 

переходных

 

процессах

.

Если

 

СД

 

в

 

расчетах

 

переход

-

ных

 

процессов

 

могут

 

переходить

 

в

 

асинхронный

 

режим

 (

АР

), 

то

 

глав

-

ным

 

становится

 

корректный

 

учет

 

алгоритмов

 

работы

 

и

 

параметров

 

настройки

 

имеющихся

 

устройств

 

автоматики

 

СД

 

и

 

прилегающей

 

сети

например

автоматики

 

лик

-

видации

 

асинхронного

 

режима

 

(

АЛАР

или

 

других

 

устройств

 

авто

-

матики

действующих

 

на

 

отключе

-

ние

 

СД

 

или

 

его

 

развозбуждение

.

Асинхронные

 

двигатели

 (

АД

)

являются

 

самым

 

широко

 

распро

-

страненным

 

приводом

 

переменно

-

го

 

тока

однако

 

имеются

 

значитель

-

ные

 

трудности

 

с

 

их

 

отражением

 

в

 

расчетных

 

моделях

с

 

учетом

 

всего

 

их

 

разнообразия

по

 

причи

-

нам

 

не

 

столько

 

вычислительным

сколько

 

организационным

связан

-

ным

 

с

 

трудностями

 

получения

 

их

 

корректных

 

параметров

Выбор

какие

 

АД

 

необходимо

 

учитывать

 

индивидуально

а

 

какие

 

нет

зави

-

сит

 

от

 

их

 

влияния

 

на

 

рассматри

-

ваемые

 

переходные

 

процессы

Индивидуальное

 

моделирование

 

(

первая

 

ступень

позволяет

 

до

-

стигнуть

 

наивысшей

 

точности

 

в

 

расчетах

при

 

этом

 

эквиваленти

-

рование

 

групп

 

АД

 (

вторая

 

ступень

при

 

отсутствии

 

значительных

 

раз

-

личий

 

в

 

их

 

параметрах

 

допустимо

но

 

с

 

потерей

 

точности

.

У

 

АД

принадлежащих

 

к

 

этим

 

двум

 

ступеням

 

точности

 

расчетов

наиболее

 

важными

 

параметрами

 

являются

 

те

которые

 

характери

-

зуют

 

условия

 

прямого

 

пуска

 

и

 

ста

-

тической

 

устойчивости

:

 

механическая

 

постоянная

 

инер

-

ция

 

T

J

заданная

 

вместе

 

с

 

при

-

водимым

 

механизмом

;

 

зависимость

 

момента

 

сопро

-

тивления

  (

в

 

долях

 

номиналь

-

ного

 

момента

 

АД

от

 

скорости

 

вращения

  (

в

 

долях

 

номиналь

-

ной

); 

 

пусковой

 

вращающий

 

момент

 

и

 

пусковой

 

ток

  (

в

 

долях

 

номи

-

нальных

 

значений

); 

 

максимальный

 

момент

  (

в

 

до

-

лях

 

номинального

и

 

критиче

-

ское

 

скольжение

Электрические

 

параметры

 

схе

-

мы

 

замещения

 

АД

 

могут

 

быть

 

вы

-

числены

 

по

 

указанным

 

выше

 

и

 

па

-

спортным

 

данным

как

 

это

 

пред

-

ставлено

 

в

 [3].

УПРАВЛЕНИЕ 

СЕТЯМИ


Page 5
background image

57

Третья

 

ступень

 

точности

 — 

упрощенное

 

эквивалентирование

 

АД

когда

 

определяется

 

только

 

их

 

суммарная

 

активная

 

мощность

а

 

параметры

 

эквивалентного

 

АД

 

принимаются

 

усредненными

в

 

ви

-

де

 

обобщенной

 

модели

 

нагруз

-

ки

Этот

 

способ

 

наиболее

 

часто

 

применяется

 

к

 

АД

 0,4 

кВ

когда

 

проводятся

 

расчеты

 

переходных

 

процессов

 

и

 

рассматриваются

 

возмущения

 

в

 

сетях

 

среднего

 

на

-

пряжения

 6–35 

кВ

Важно

 

отметить

что

 

в

 

действи

-

тельности

 

напряжение

 

на

 

шинах

 

группы

 

АД

 

сохраняется

 

и

 

после

 

их

 

отключения

 

от

 

сети

  (

если

 

нет

 

КЗ

), 

плавно

 

снижаясь

 

в

 

течение

 

десятых

 

долей

 

секунды

 

или

 

даже

 

нескольких

 

секунд

Это

 

обстоя

-

тельство

 

может

 

быть

 

существен

-

но

 

при

 

рассмотрении

 

условий

 

ра

-

боты

 

пусковых

 

органов

 

устройств

 

автоматического

 

включения

 

ре

-

зервного

 

питания

  (

АВР

), 

а

 

также

 

других

 

случаев

 

анализа

 

действий

 

устройств

 

автоматики

В

 

большинстве

 

программных

 

комплексов

 

расчетов

 

режимов

 

для

 

АД

 

используются

 

уравнения

не

 

учитывающие

 

электромагнитные

 

переходные

 

процессы

а

 

только

 

электромеханические

Это

 

обу

-

словлено

 

тем

что

 

основные

 

зада

-

чи

для

 

которых

 

эти

 

программные

 

комплексы

 

создавались

, — 

устой

-

чивость

 

и

 

переходные

 

процессы

 

генераторов

которые

 

не

 

требуют

 

учета

 

остаточных

 

напряжений

 

АД

Но

 

поскольку

 

обычные

 

модели

 

синхронных

 

машин

 

учитывают

 

электромагнитные

 

переходные

 

процессы

программные

 

ком

-

плексы

 

позволяют

 

пользователю

применяя

 

стандартную

 

модель

 

синхронной

 

машины

задать

 

пара

-

метры

 

СД

 

так

чтобы

 

получить

 

эф

-

фект

 

моделирования

 

АД

с

 

учетом

 

электромагнитных

 

переходных

 

процессов

и

 

правильно

 

воспроиз

-

водить

 

остаточные

 

напряжения

 

на

 

шинах

Особенности

 

выполнения

 

указанной

 

процедуры

 

подробно

 

описаны

 

в

 [3].

В

 

энергорайонах

 

со

 

значитель

-

ной

 

долей

 

в

 

составе

 

нагрузки

 

про

-

мышленных

 

электроприемников

 

нередко

 

главные

 

роли

 

в

 

пере

-

ходных

 

процессах

 

принадлежат

 

факторам

которые

 

характери

-

зуют

 

сети

 

внутреннего

 

электро

-

снабжения

 

и

 

технологическую

 

ав

-

томатику

 

самого

 

промышленного

 

производства

К

 

этим

 

факторам

 

относятся

 

частотный

 

пуск

 

двигателей

 

вместо

 

прямого

  (

или

 

вместо

 

других

 

систем

 

плавного

 

пуска

); 

 

автоматика

 

управления

 

пус

-

ком

/

остановом

 

электродви

-

гателей

 

по

 

электрическим

 

и

 

технологическим

 

параме

-

трам

 (

в

 

том

 

числе

 

АВР

 

двига

-

телей

);

 

автоматика

 

повторного

 

пуска

 

двигателей

 

после

 

кратковре

-

менного

 

перерыва

 

электро

-

снабжения

вырабатывающая

 

команды

 

на

 

последовательные

 

пуски

 

двигателей

 

по

 

жесткой

 

временн

ó

й

 

программе

 

или

 

по

 

факту

 

восстановления

 

напря

-

жения

 

после

 

предыдущего

 

пуска

 

технологическая

 

блокировка

отключающая

 

одни

 

электро

-

приемники

 

при

 

прекращении

 

работы

 

других

 

защита

 

минимального

 

напря

-

жения

имеющая

как

 

правило

группы

 

уставок

 

по

 

времени

 

для

 

неответственных

 

и

 

ответ

-

ственных

 

электроприемников

 

магнитные

 

пускатели

 0,4 

кВ

не

 

защищенные

 

от

 

кратковре

-

менных

 

провалов

 

напряжения

что

 

при

 

внешних

 

КЗ

 

приводит

 

к

 

самоотключению

 

пускателей

 

и

соответственно

к

 

отключе

-

нию

 

электроприемников

.

Для

 

технико

-

экономического

 

обоснования

 

замены

 

отдельных

 

единиц

 

электротехнического

 

обо

-

рудования

 

в

 

распределительных

 

сетях

 

или

 

сетях

 

внутреннего

 

элек

-

троснабжения

 

промышленных

 

предприятий

 

необходимы

 

стати

-

стические

 

данные

 

о

 

КЗ

 

в

 

годовом

 

разрезе

данные

 

расчетов

 

вероят

-

ностей

 

возникновения

 

аварий

 

на

 

электросетевых

 

объектах

 

и

 

на

-

рушений

 

электроснабжения

 

у

 

по

-

требителей

а

 

также

 

параметры

 

экономических

 

ущербов

 

в

 

распре

-

делительных

 

сетях

 

и

 

на

 

промыш

-

ленных

 

предприятиях

Иногда

в

 

сравнительно

 

про

-

стых

 

случаях

полезно

 

ориенти

-

роваться

 

на

 

задаваемые

 

потре

-

бителями

  (

для

 

каждого

 

из

 

особо

 

ответственных

 

электроприемни

-

ков

величины

 

критического

 

вре

-

мени

 

перерыва

 

электроснабже

-

ния

Под

 

критическим

 

временем

 

понимается

 

максимальное

 

время

 

полного

 

перерыва

 

электроснаб

-

жения

при

 

котором

 

не

 

возникает

 

опасности

 

для

 

людей

риска

 

по

-

вреждения

 

оборудования

 

и

 

зна

-

чительного

 

брака

 

производимой

 

продукции

.

При

 

отсутствии

 

статистиче

-

ских

 

данных

 

для

 

конкретного

 

энергорайона

  (

фрагмента

 

рас

-

пределительной

 

сети

возмож

-

но

 

использование

 

усредненных

 

статистических

 

данных

которые

 

показывают

что

 

характерны

-

ми

  (

средними

для

 

распредели

-

тельных

 

сетей

 

России

 

являются

 

провалы

 

напряжения

 

глубиной

 

35–99%, 

длительностью

 1,5–3 c 

и

 

параметрами

 

потока

 10–30 

про

-

валов

  (

и

 

более

в

 

год

Первопри

-

чиной

 

возникновения

 

провалов

 

в

 

сетях

 110–220 

кВ

 

в

 

большинстве

 

случаев

 

являются

 

однофазные

 

КЗ

 

на

 

ВЛ

 

с

 

долей

 70% 

от

 

общего

 

чис

-

ла

 (

двухфазные

 

и

 

трехфазные

 

КЗ

 

составляют

 20% 

и

 10% 

соответ

-

ственно

), 

а

 

для

 

кабельных

 

сетей

 

напряжением

 6–10 

кВ

 

преоблада

-

ющими

 

являются

 

однофазные

 

за

-

мыкания

 

на

 

землю

 [5].

ОСНОВНЫЕ

 

ПОДХОДЫ

 

К

 

ПРОВЕДЕНИЮ

 

РАСЧЕТОВ

 

В

 

СЕТЯХ

 

С

 

РГ

 

Рассмотрим

 

подробнее

 

основные

 

подходы

которые

 

целесообраз

-

но

 

использовать

 

при

 

проведении

 

расчетов

 

электромеханических

 

переходных

 

процессов

 

с

 

участи

-

ем

 

ГУ

 

объектов

 

РГ

расположен

-

ных

 

непосредственно

 

в

 

центрах

 

электропотребления

1. 

Формирование

 

перечней

 

кратковременных

 

и

 

длительных

 

возмущений

 

Перечни

 

возмущений

 

как

 

крат

-

ковременных

 (

КЗ

АПВ

АВР

 

и

 

пр

.), 

так

 

и

 

длительных

  (

проведение

 

аварийных

 

ремонтов

 

и

 

пр

.), 

со

-

ставляются

 

с

 

учетом

 

их

 

вероят

-

ного

 

количества

 

в

 

течение

 

года

 

(

на

 

основании

 

статистических

 

данных

). 

Выбор

 

возмущений

для

 

которых

 

должны

 

выполняться

 

расчеты

определяется

 

величи

-

ной

 

суммарного

 

годового

 

ущерба

 

для

 

потребителей

 (

в

 

основном

 — 

промышленных

), 

который

 

может

 

быть

 

связан

 

с

 

нарушением

 

слож

-

ного

 

и

 

непрерывного

 

технологи

-

ческого

 

процесса

повреждени

-

ем

 

оборудования

существенным

 

браком

 

или

 

недоотпуском

 

про

-

дукции

 

и

 

пр

.

 6 (51) 2018


Page 6
background image

58

Для

 

ускорения

 

работы

 

по

-

лезно

 

в

 

ее

 

начале

 

определить

 

для

 

разных

 

групп

 

возмущений

 

критические

 

продолжительности

 

провалов

 

напряжения

 

T

КР

если

 

возмущение

 

имеет

 

продолжитель

-

ность

 

T

 

меньше

 

критического

то

 

режим

 

работы

 

электроприемни

-

ков

 

возвращается

 

к

 

нормальному

а

 

величина

 

ущерба

 

пренебрежи

-

мо

 

мала

при

 

б

ó

льших

 

значениях

 

T

 

работа

 

электроприемников

 

на

-

рушается

 

и

 

величина

 

ущерба

 

рез

-

ко

 

возрастает

Критические

 

зна

-

чения