Устойчивость промышленных электротехнических систем при возмущениях в системах электроснабжения

• Автор: Егоров, Андрей Валентинович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 300 с. : ил.

1. Модели и алгоритмы расчета электромеханических переходных
процессов
1.1. Модели и алгоритмы для расчета электромеханических переходных процессов в асинхронных электроприводах. Исходные допущения и предположения
1.2. Алгоритмы расчета переходных процессов в электротехнических системах. Программное обеспечение. Демонстрационный пример
1.3. Моделирование электромеханических переходных процессов в синхронных электроприводах и ЭТС, содержащих автономные генераторы, при возмущениях ограниченной интенсивности
1.4. Моделирование электромеханических переходных процессов в ЭТС произвольного состава при неограниченных по интенсивности возмущениях
1.5. Основные итоги разработки моделей и алгоритмов расчета электромеханических переходных процессов в электротехнических системах
2. Устойчивость асинхронных многомашинных систем
2.1. Статическая и динамическая устойчивость. Понятия и определения
2.2. Характеристики режимов. Устойчивые промежуточные режимы
2.3. Влияние основных параметров питающей энергосистемы на устойчивость ЭТС
2.4. Энергетические характеристики устойчивости
2.5. Влияние дополнительных параметров питающей энергосистемы на устойчивость ЭТС
2.6. Качественное обоснование основных закономерностей устойчивости асинхронных систем
2.7. Об устойчивости асинхронных систем при внутренних возмущениях
2.8. Основные результаты исследований устойчивости асинхронных электротехнических систем
3. Устойчивость электротехнических систем к внешним
возмущениям при наличии синхронных машин
3.1. Критерии сохранения устойчивости электротехнических систем с синхронными машинами
3.2. Границы статической и динамической устойчивости электротехнических систем при наличии синхронных электроприводов
3.3. Исследование влияния параметров питающей энергосистемы на устойчивость ЭТС смешанного состава
3.4. Сравнение устойчивости асинхронных электротехнических систем и систем смешанного состава

14.
15.
24.
36.
45.
52.
54.
54.
64.
72.
81.
87.
96.
110.
112.
114.
114.
117.
123.
131.

3.5. Основные выводы и результаты 137.
4. Мероприятия по использованию существующего уровня и по повышению устойчивости электротехнических систем 139.
4.1. Общие соображения 139.
4.2. Методическое обеспечение расчетов устойчивости 142.
4.3. Мероприятия по повышению устойчивости электротехнических
систем 154.
4.4. Использование защиты минимального напряжения в качестве
защиты от потери устойчивости 160.
4.5 Возможности адаптации защиты от потери устойчивости 169.
4.6. Возможности использования трансформаторов двойного
питания для организации шин гарантированного питания 178.
4.7. Основные итоги анализа методов использования существующего запаса устойчивости электротехнических
систем и повышения уровня их устойчивости 190.
5. Повышение устойчивости электротехнической системы Астраханского газоперерабатывающего завода 192.
5.1. Краткое описание объекта и общая характеристика проблем устойчивости электротехнической системы Астраханского ГПЗ 192.
5.2. Работы, по повышению устойчивости первой очереди завода 198.
5.3. Проблемы устойчивости для второй очереди завода 209.
5.4. Общие итоги работ и их эффективность 219.
6. Вопросы устойчивости при объединении генерирующих мощностей Центрального технологического комплекса 2 месторождения «Белый тигр» СП «Вьетсовпетро» 223.
6.1. Описание объекта 223.
6.2. Анализ существующего состояния и возможностей объединения генерирующих мощностей 225.
6.3. Предварительный выбор варианта объединения генерирующих мощностей 230.
6.4. Параметры режима и надежность объединенной системы электроснабжения 234.
6.5. Короткие замыкания и устойчивость объединенной системы электроснабжения 245.
6.6. Общая оценка вариантов объединения генерирующих
мощностей. Экономическая эффективность 253.
Заключение 259.
Литература 263.
Приложения 277.

Актуальность темы. В настоящее время эксплуатируется значительное число крупных промышленных предприятий с непрерывным технологическим процессом. Велика доля таких производств в нефтяной и газовой промышленности, представляющей на сегодняшний день существенную часть экономического потенциала страны. Особенности развития нефтегазового комплекса привели к тому, что большая часть крупных производств расположена в регионах достаточно удаленных от центральных областей. Одним из следствий такого удаления является и относительно слабая развитость электроэнергетических систем, приводящая в ряде случаев к целесообразности применения автономных источников электроснабжения. Одна из характерных особенностей технологических процессов нефтегазовой промышленности в целом - это непрерывность и напряженность технологических процессов. В еще большей степени это относится к технологическим процессам нефтеперерабатывающих и газоперерабатывающих заводов. При этом установленная мощность таких предприятий весьма значительна и может достигать нескольких сотен МВт [1].
При недостаточной развитости системы внешнего электроснабжения достаточно часто происходят определенного рода возмущения, связанные с возникновением и ликвидации различных аварийных ситуаций. У потребителя электрической энергии подобные возмущения проявляются в виде провалов напряжения с определенными характеристиками. В большинстве случаев подобные возмущения существуют весьма малое время - порядка долей секунды и ликвидируются достаточно успешно. Тем не менее, опыт эксплуатации крупных промышленных комплексов нефтяной и газовой промышленности показывает, что и такие кратковременные возмущения весьма часто приводят к аварийным остановкам технологических процессов [2]. Сам по себе факт аварийной остановки приводит, разумеется, к определенным экономическим убыткам. Еще большие финансовые потери возникают на стадии ликвидации аварийных простоев: часто на восстановление нормального режима

формулы для определения синхронной, переходной и сверхпереходной ЭДС имеют следующий вид.

ДГ'гГ(£«'£-*
Ед =Е‘д+{х,
сЖ' 1 . , „
<* Т"0 ’
Еа=Е"-(хя-х"){г
Использование приведенных формул позволяет учесть как быстротекущие сверхпереходные электромагнитные процессы, так и значительно более медленные переходные.
Для рассмотренной модели неявпополюсного синхронного генератора использованы несколько иные алгоритмы работы регуляторов. Регулятор момента первичного двигателя строится следующим образом. При отсутствии отклонений частоты вращения вала он работает на поддержание заданного коэффициента загрузки. В таком режиме коэффициенты форсировки турбины определяются:
, • ®о
КФ' ~ Р
■* НОМ
где Мтм - номинальный вращающий момент турбины (первичного двигателя). При отклонении частоты вращения выше установленного предела регулятор первичного двигателя начинает работать на ее поддержание. В таком режиме коэффициент форсировки определяется по формуле
кф1=1+ку1.^^-, со о
где ку1 - коэффициент усиления регулятора первичного двигателя, принимаемый равным величине, обратной коэффициенту статизма регулятора.