Учет несинусоидальности напряжения при исследовании устойчивости узлов систем электроснабжения с асинхронной нагрузкой

• Автор: Планков, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ПРИ НЕСИНУСОИДАЛЬНЫХ РЕЖИМАХ
1.1 Вопросы устойчивости узлов нагрузок систем электроснабжения
1.2 Проблема качества электрической энергии
1.3 Влияние несинусоидальности на режимы работы электрооборудования
1.4 Критерии устойчивости узлов нагрузки систем электроснабжения.
Выводы по первой главе
2 ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ
2.1 Самозапуск асинхронных двигателей
2.2 Анализ влияния несинусоидальности при исследовании динамической устойчивости
2.3 Математическая модель расчета самозапуска асинхронных двигателей
при несинусоидальности питающего напряжения
Выводы по второй главе
3 ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ
3.1 Выбор схемы замещения асинхронного двигателя и допущений
3.2 Анализ статической устойчивости
dP изб
3.2.1 Анализ статической устойчивости по критерию —— > о

3.2.2 Анализ статической устойчивости по критерию = -со

3.2.3 Анализ статической устойчивости по критерию Жданова = 0
Выводы по третьей главе
4 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ УЗЛОВ НАГРУЗКИ СИСТЕМ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А. Вклад соискателя в опубликованные научные работы
Приложение Б. Акт использования материалов диссертационной работы в
учебном процессе
Приложение В. Акт использования материалов диссертационной работы..

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Система электроснабжения (СЭС) может быть подвержена авариям, обусловленным нарушением режима работы как самой системы, так и отдельных её элементов. Часто, последствием аварийных переходных режимов становится нарушение устойчивости узлов нагрузок СЭС, что является одним из тяжелейших видов развития аварии, который может повлечь как большой экономический ущерб, так и человеческие жертвы.
Нарушение устойчивости СЭС послужило причиной крупных аварий как в России, так и за рубежом:
1. 7 октября 2003 г. - отключение потребителей в Липецкой, Смоленской, Тамбовской и Белгородской областях.
2. 25 мая 2005 г. - авария в энергосистеме России, следствием которой стало прекращение электроснабжения потребителей в г. Москве, а также Тульской, Московской, Калужской и Рязанской областях.
3. 20 августа 2010 г. - в результате ложного срабатывания РЗА в течение 3 минут были отключены несколько ЛЭП 110-330 кВ. Это привело к нарушению электроснабжения потребителей Ленинградской области.
4. 26 июля 2013 г. - отключение Северо-Восточного округа Москвы. Общая отключённая мощность составила 9,6 МВт.
Таким образом, задача исследования устойчивости узлов нагрузок СЭС является актуальной и требует новых решений по учету дополнительных факторов, влияющих на устойчивую работу СЭС.
Диссертационная работа подготовлена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ОмГТУ, проводимых в рамках выполнения Государственного контракта №14.В37.21.0332 от 27 июля 2012 г. «Разработка математических моделей, алгоритмов, программных и технических средств повышения энергетической эффективности функционирования устройств и систем электроэнергетики».

из двух вводов цеховой подстанции и автоматическом переводе всей ее нагрузки на другой ввод). Неоправданное увеличение суммарной мощности электродвигателей, участвующих в самозапуске, может в этих условиях привести к отрицательным результатам [93, 131].
Если мощность СЭС достаточна, то в одновременном самозапуске могут участвовать все электродвигатели, для которых он необходим. Если же ограниченная мощность СЭС этого не допускает, то предусматривается несколько ступеней самозапуска, то есть поочередный или каскадный самозапуск нескольких групп двигателей [93, 131].
В зависимости от длительности перерыва электроснабжения возможны два основных случая самозапуска: либо двигатель имеет какую-то
остаточную угловую скорость к моменту восстановления напряжения, либо он успевает остановиться. Во втором случае, если время перерыва питания велико, персонал может, не зная причин остановки двигателя, начать какие-либо работы на ИОРМ, что в свою очередь может привести к несчастному случаю. Поэтому требуется блокирования самозапуска при длительных перерывах электроснабжения [93, 131].
Неправильный расчет самозапуска может иметь следствием нарушения технологического процесса предприятия, повреждение оборудования, создание опасности для жизни и здоровья людей. Учитывая важность вопросов самозапуска и широкое использование этого режима в различных отраслях промышленности, в диссертационной работе далее будут рассматриваться переходные процессы в электродвигателях при самозапуске [93, 131].
2.2 Анализ влияния несинусоидальности при исследовании динамической устойчивости
При подключении к шинам электростанций или подстанций группы разнородных потребителей (рисунок 8), состоящих из электродвигателей и
нагрузок, искажающих синусоидальность формы кривой напряжения (или