Устойчивость промышленных электротехнических систем с асинхронными и синхронными электроприводами

• Автор: Репина, Юлия Валерьевна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Введение 3.

1 Анализ и выбор средств моделирования электромеханических

переходных процессов 9.

1.1. Статическая и динамическая устойчивость. Понятия, определения 9.

1.2. Причины нарушения устойчивости для ЭТС различного состава

нагрузки. Критерии сохранения устойчивости 10.

1.3. Обоснование применимости модели электромеханических

переходных процессов 13.

1.4. Анализ и выбор модели асинхронного привода 16.

1.5. Анализ и выбор модели синхронного привода 20.

1.6. Модель системы распределения электрической энергии и

статических устройств 24.
1.7. Информационное обеспечение применяемых моделей 29.
1.8. Алгоритмическое и программное обеспечение расчетов 30.
1.8. Итоги и выводы 35.
2. Анализ устойчивости асинхронных электротехнических
систем 36.
2.1. Показатели устойчивости 36.
2.2. Исследование устойчивости электротехнической системы при
внешних многопараметрических возмущениях 41.
2.3. Исследование влияния параметров питающей энергосистемы на
устойчивость асинхронных комплексов 49.
2.4. Количественная оценка устойчивости асинхронных
электротехнических систем. Коэффициент запаса устойчивости 63.
2.5. Оптимальное управление режимом электротехнических систем
при изменениях режима питающей энергосистемы 71.
2.6. Итоги исследования устойчивости асинхронных
электротехнических систем 75.
3 Анализ устойчивости электротехнических систем смешанного
состава 79.
3.1. Граница устойчивости электротехнических систем при наличии
синхронных электроприводов 79.
3.2. Физический смысл параметров устойчивости электротехнических
систем смешанного состава 83.
3.3. Сопоставление электротехнических систем различного состава 86.
3.4. Исследование влияния параметров питающей энергосистемы на
устойчивость электротехнических систем смешанного состава 93.
3.5. Количественная оценка запаса устойчивости электротехнических
систем смешанного состава. Сопоставление коэффициента запаса устойчивости для электротехнических систем различного состава 102.
3.6. Оценка устойчивости электротехнических систем смешанного
состава к внутренним возмущениям 106.
3.7. Общий анализ полученных результатов 111.
4. Исследование устойчивости системы электроснабжения
Хохряковско-Пермпковского узла нагрузки 112.
4.1. Характеристика действующей и проектной систем
электроснабжения узла нагрузки 112.
4.2. Сопоставление схем замещения, определение их параметров.
Подготовка файлов данных 114.
4.3. Основные результаты расчета установившихся режимов системы
электроснабжения Хохряковско-Пермяковского узла нагрузки. 117.
4.4. Результаты расчета переходных процессов 121.
4.5. Выводы и рекомендации 126.
Заключение 127.
Литература 129.
Актуальность проблемы. Проблема повышения устойчивости работы узлов электрической нагрузки крупных многомашинных промышленных комплексов становится все более актуальной по мере укрупнения производства и усложнения технологических процессов.
В настоящее время эта проблема особенно остра для предприятий нефтяной и газовой промышленности. Электротехническая система (ЭТС) нефтегазового предприятия включает систему электроснабжения и приемники электрической энергии, число которых достигает десятков тысяч единиц, а установленная мощность - сотен МВт [1]. Отличительными особенностями предприятий нефтегазового комплекса являются: непрерывность
технологических процессов, большая единичная мощность электропрпемников, высокая цена остановки предприятия, экологическая напряженность технологического процесса. В ряде случаев ситуация
осложняется определенным несоответствием потребностей промышленных электротехнических систем и возможностей питающей энергосистемы. Результатом такого несоответствия является высокая частота аварийных остановок производства, что приводит к потерям сырья п конечных продуктов, в том числе за счет сброса па факел, ухудшению качества продукции, осложнению экологической обстановки, ускоренному износу оборудования, значительным затратам па восстановление технологического режима. Предприятия нефтяной! и газовой промышленности, для которых проводились
исследования устойчивости, характеризуются высокой установленной
мощностью электрооборудования, большой единичной мощностью
элсктроприемииков, высокими требованиями к надежности электроснабжения, большой стоимостью аварийных остановок производства, и, часто, высокой концентрацией электрических нагрузок.
Сама потребность проведения анализа устойчивости ЭТС крупных промышленных комплексов возникла из практики их эксплуатации. Такие предприятия имеют не менее двух относительно независимых вводов -источников питания. Высокая степень структурного резервирования

Таким образом, наши весьма приближенные качественные рассуждения подтверждают результаты вычислительных экспериментов. Более того, очевидно, что зависимость ЭДС статической устойчивости от активной составляющей сопротивления питающей энергосистемы не будут линейными. Чтобы убедиться в этом, достаточно воспользоваться полными формулами для величин максимального момента и критического скольжения асинхронного двигателя. Численные решения систем уравнений (2.10) для полных формул механической характеристики асинхронного двигателя, в том числе и с учетом переменности параметров схемы замещения, дают аналогичные зависимости. Помимо указанных выше, был проверен вид границы статической устойчивости при несимметричных возмущениях. Вид зависимости совпадает с приведенными на рис. 2.4 и 2.5.
2.3. Исследование влияния параметров питающей энергосистемы на устойчивость асинхронных комплексов При эксплуатации электроэнергетической системы ее параметры не остаются во времени неизменными. Величины эквивалентной ЭДС и входного сопротивления подвержены как случайным, так и закономерным изменениям. Рассмотрим влияние неаварийных изменений этих параметров. Такие изменения могут быть случайными - связанными с коммутациями в энергосистеме, направленными - связанными с развитием питающей энергосистемы, а также носить относительно периодический характер - суточный или сезонный. Эти изменения связаны с изменением структуры сетей энергосистемы, вызванным оперативными переключениями, изменением режимов работы генераторов и устройств компенсации реактивной мощности. В то же время изменение параметров может быть достигнуто и за счет изменения уставки РПН (регулирование напряжения под нагрузкой) трансформаторов ГПП предприятия. Значения параметров питающей энергосистемы могут быть получены от самой энергосистемы, определены расчетным [65] или экспериментальным [55] путем. Таким образом, вопросы, которые хотелось бы осветить, принципиально отличаются от вышеизложенных.