Разработка методики расчета и рекомендаций по повышению остаточных напряжений в сетях 6-10 кВ систем электроснабжения металлургических предприятий

• Автор: Егорова, Марина Сергеевна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 202 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ И ПОДХОДОВ К
ОБЕСПЕЧЕНИЮ НАДЕЖНОЙ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПОТРЕБИТЕЛЕЙ
1.1. Проблемы повышения надежности электроснабэюения предприятий
с большим числом подстанций напряжением 110 кВ
1.2. Электропотребители и схема электроснабжения
электросталеплавилъного производства
1.3. Электропотребители сортопрокатного производства
1.4. Обеспечение надежного и качественного электроснабжения -потребителей в условиях действующих производств металлургических предприятий
1.4.1. Существующие решения по схемам ГПП 330 кВ предприятий
1.4.2. Существующие решения по схемам подстанций ПО кВ предприятий
1.4.3. Особенности схем ПС 10(6) кВ металлургических предприятий
1.5. Выводы по главе
Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОЭМК И ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ РАСЧЕТА ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В УЗЛАХ НАГРУЗКИ ПРИ КЗ
2.1. Основные допущения, принимаемые при анализе переходных
процессов в системах электроснабжения металлургических предприятий
2.2. Система координат для записи дифференциальных уравнений переходных npoifeccoe СД и АД
2.3. Уравнения переходных процессов в СД и АД для расчета аварийных режимов работы
2.4. Методика оценки провалов напряжения в замкнутой
распределительной сети напряжением 6-10 кВ предприятия
2.5. Программный комплекс TKZZK и математическая модель системы электроснабжения ОЭМК для исследования провалов напряжения
2.6. Выводы по главе
Глава 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТИЧЕСКОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ КЗ ДЛЯ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ И ПРЕДЛАГАЕМЫХ СХЕМ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОЭМК
3.1. Определение критической длительности для существующей системе электроснабжения ОЭМК при КЗ в самых тяжелых случаях
3.2. Определение критической длительности при КЗ в энергосистеме
ОЭМК и отключенной ВЛ-500 кВ «Металлургическая-?50» - «Старый Оскол»

3.3. Определение критической длительности при КЗ в энергосис?пеме и одновременном отключении ВЛ-500 кВ ПС «Метаплургическая-750» -ПС «Старый Оскол» иВЛ-110 кВ РП «Голофеевка» - ПС «Старый Оскол»
3.4. Определение критической длительности при КЗ в энергосистеме для случая одновременного отключения ВЛ-500 кВ ПС «Металлургическая-750»
ПС «Старый Оскол» и секционного выключателя СВ-330 кВ
3.5. Определение критической длительности при КЗ энергосистеме и отключении ВЛ-500 кВ «Металлургическая-750» - «Старый Оскол», СВ-
330 кВ и СВ-140 кВ
3.6. Режимы работы и определение критической длительности КЗ при отключении автотрансформатора АТ-2 на ГПП 330/110 ОЭМК
3.7. Режимы работы и определение критической длительности КЗ при отключении автотрансформатора АТ
3.8. Режимы работы и определение критической длительности КЗ при отключении шиносоединительного выключателя Е07 и включении Е09
3.9. Рекомендации по изменению структуры и конфигурации электрических сетей комбината и по применению технических средств для
повышения надежности электроснабжения потребителей ОЭМК
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОЙ РАБОТЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ОЭМК
4.1. Мониторинг электропотребления и качества электроэнергии
4.2. Экспериментальные исследования провалов напряжения на шинах подстанций 110/10 кВ
4.3. Проекты и технические средства для повышения надежности электроснабжения потребителей ОЭМК
4.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Общие выводы и рекомендации
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение 1. ТЗ на «Обследованиераспределительных сетей
330/110/10/6/0.4кВ»
Приложение 2. Осциллограммы аварийных событий в СПЭ ОЭМК
Приложение 3. Распечатка параметров установившегося режима
исходной схемы СПЭ ОЭМК по данным нагрузок на 12.10.2007
Приложение 4. Распечатка параметров узлов и ветвей в начальный
момент при КЗ в точке

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. За последние 10 лет в связи с увеличением в эксплуатации электроприемников принципиально новых типов повышаются требования к бесперебойности их электроснабжения. К электроприемникам с повышенными требованиями к надежности электроснабжения, качества электроэнергии (КЭ) и электромагнитной совместимости (ЭМС) относятся устрой-

ства, созданные на базе силовой электронной техники (преобразователи напряжений, частотно-регулируемые привода и т.п., которые выполняют основные технологические операции) и слаботочной техники (осуществляют функции управления или самостоятельные операции, в том числе связанные с информационными технологиями) [20,36-39,45,49,50,61,76-80,93,94,106,107,122,124,130, 138,139,142].
Эффективное применение таких электроприемников возможно только при ужесточении технических требований к качеству электроэнергии и надежности питающей сети, для чего необходимо с высокой точностью определять уровни остаточных напряжений в различных узлах внутризаводской сети при произвольном месте и виде короткого замыкания.
В силу конструктивных и схемных особенностей указанные выше потребители реагируют на самые незначительные, но довольно частые в повседневной зарубежной и отечественной практике кратковременные нарушения нормального электроснабжения (КННЭ, провалы напряжения или искажения синусоидальности кривой питающего напряжения). Это относится к процессам, зачастую имеющим длительность всего сотые доли секунды, в то время как продолжительность срабатывания классических устройств автоматического включения резерва (АВР) и автоматического повторного включения (АПВ) существенно больше (обычно — 1 с и более) [36-39,39,47-48,59-61,64,67,90,93-94,106, 107,112]. В результате минимальная длительность бестоковой паузы при АВР и АПВ во много раз превышает предельно допустимое время перерыва в электроснабжении таких электропотребителей [36-39,59-61,60,90,93-94,107,112].

[УРПЬ... I 1 ! | | 1
Подстанция глубокого ввода осуществляет прием электроэнергии из энергосистемы на напряжениях 110-220 кВ и является разновидностью ГПП, отличается от нее расположением (в непосредственной близости от энергоемкого цеха, корпуса) и простейшей схемой на стороне 110-220 кВ (блок "линия-трансформатор"). При проектировании электроснабжения энергоемких производств должна быть во всех случаях рассмотрена возможность выполнения разукрупненных глубоких вводов 110-220 кВ (рис. 1.6).
Рис. 1.6. Схема глубоких вводов 110 и 220 кВ: а - радиальная; б - магистральная;
ПГВ - подстанции глубокого ввода;
УРП - узловая распределительная подстанция.
Целесообразность, сооружения и месторасположение УРП рассматриваются совместно с энергоснабжающей организацией при строительстве крупнот го энергоемкого производства, где намечается сооружение нескольких ГПП или ПГВ. При этом должна также учитываться возможность питания от УРП других промышленных предприятий и прочих объектов, размещаемых в данном районе. В зависимости от схемы районной сети, предполагаемых электрических нагрузок, других местных условий определяется схема соединений УРП.
При питании промышленных предприятий от сетей энергосистемы напряжением 110 кВ следует рассматривать целесообразность применения в качестве приемных пунктов комплектных подстанций 110 кВ заводского изготовления блочной конструкции серий КРУЭ или КТПБ.
Питание ГПП, ПГВ, УРП от сетей энергосистемы должно выполняться не менее чем по двум линиям, подключенным к независимым источникам питания. При выходе из строя одной из питающих линий оставшиеся в рабо-