Имитационное моделирование и анализ нормальных и аварийных процессов работы управляемых шунтирующих реакторов в составе электроэнергетических систем

• Автор: Карпов, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 171 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 МЕТОДИКА ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ УПРАВЛЯЕМОГО ПОДМАГНИЧИВАНИЕМ ШУНТИРУЮЩЕГО РЕАКТОРА
1.1 Конструктивные особенности и принцип действия управляемого подмагничиванием шунтирующего реактора

1.2 Система уравнений магнитной системы

1.3 Система уравнений электрической части УШР

1.4 Полная система уравнений управляемого подмагничиванием шунтирующего реактора и алгоритм ее решения
1.5 Методика определения параметров математической модели управляемого подмагничиванием шунтирующего реактора
1.5.1 Методика определения площади поперечного сечения путей замыкания магнитного потока в пространстве между обмотками.
1.5.2 Методика определения параметров путей замыкания магнитных потоков рассеяния вне магнитопровода
2 ВИЛКОВЫЕ ЗАМЫКАНИЯ В ОБМОТКАХ УШР
2.1 Схема замещения магнитной системы однофазного управляемого подмагничиванием шунтирующего реактора при витковом замыкании в сетевой обмотке
2.2 Схема замещения магнитной системы однофазного управляемого подмагничиванием шунтирующего реактора при витковом замыкании во вторичных обмотках (ОУ и КО)
2.3 Особенности моделирования трехфазного управляемого подмагничиванием шунтирующего реактора для расчета его режимных параметров при витковых замыканиях в обмотках
2.4 Витковые замыкания в сетевой обмотке трехфазного управляемого подмагничиванием шунтирующего реактора

2.5 Витковые замыкания в обмотке управления трехфазного управляемого подмагничиванием шунтирующего реактора
2.6 Витковые замыкания в компенсационной обмотке трехфазного управляемого подмагничиванием шунтирующего реактора
2.7 Оценка чувствительности электрических защит УШР от витковых замыканий
2.8 Дополнительные вопросы диагностики управляемых подмагничиванием шунтирующих реакторов при витковых замыканиях в обмотках
2.9 Заключение
3 АНАЛИЗ ВЕЛИЧИН ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, ВОЗДЕЙСТВУЮЩИХ НА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ И ИЗОЛЯЦИЮ ОБМОТКИ УПРАВЛЕНИЯ УШР
3.1 Возможные причины возникновения опасных коммутационных перенапряжений на выводах обмотки управления
3.2 Коммутации трехфазной группы однофазных УШР
3.3 Коммутации трехфазного УШР
3.4 Оценка влияния разновременности коммутации фаз реакторного выключателя на величину перенапряжений
3.5 Коммутация включения УШР в сеть после предшествующего отключения его из режима 50% нагрузки
3.6 Анализ результатов
4. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ УПРАВЛЯЕМОГО ШУНТИРУЮЩЕГО РЕАКТОРА, УСТАНОВЛЕННОГО НА ШИНАХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ, НА ПОКАЗАТЕЛИ СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
4.1. Сравнительная оценка влияния УШР/ШР на показатели статической устойчивости без учета каналов стабилизации на АРВ генератора
4.2. Сравнительная оценка влияния УШР/ШР на показатели статической устойчивости с учетом каналов стабилизации на АРВ генератора
4.3. Определение требований к целесообразному сочетанию коэффициентов усиления по отклонению напряжения АРВ генератора и регулятора УШР

4.4. Оценка эффективности установки УШР на шинах электрической станции при оснащении генераторов современными микропроцессорными регуляторами возбуждения
4.5. Расчет предела статической устойчивости для схем с УШР/ШР.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

1.5 Методика определения параметров математической модели управляемого подмагничиванием шунтирующего реактора
Предлагаемая методика имитационного моделирования управляемых подмагничиванием шунтирующих реакторов, как было показано ранее, основана на совместном решении системы дифференциальных и алгебраических уравнений для магнитной и электрической схем реактора. В этом случае основными параметрами математической модели управляемых подмагничиванием шунтирующих реакторов будут конструктивные данные реальных устройств, среди которых: число витков каждой из обмоток, сечения и длины участков магнитной системы, а также величины магнитных сопротивлений, эквивалентирующих пути замыкания магнитных потоков, вне магнитопровода.
Методика формирования уравнений для магнитной системы реактора предполагает постоянство сечения, параметров среды и величины магнитной индукции на каждом из участков магнитной системы. Кроме того обмотки представляются в виде тонких проводящих слоев, иными словами все магнитное поле сосредоточено исключительно вне обмоток. В связи с тем, что принцип работы управляемых подмагничиванием шунтирующих реакторов основан на периодическом изменении степени насыщения полустержней особую роль играет точность определения величин магнитных сопротивлений, эквивалентирующих пути замыкания магнитных потоков рассеяния, сцепленных с обмотками, что особенно важно как при рассмотрении нормальных эксплуатационных режимов работы реакторов (включения/отключения, набор/сброс мощности и т.п.), так и в аварийных (например, межвитковые замыкания).
Методика определения параметров математической модели управляемого подмагничиванием шунтирующего реактора основана на рассмотрении результатов распределения электромагнитного поля в различных режимах работы УШР. В качестве основного программного пакета, предназначенного для конечно-элементного анализа, использован COMSOL Multiphysics с модулем-расширением AC/DC Module, используемым для расчета электромагнитных