скачать PDF

Аннотация

Современные условия функционирования крупных промышленных предприятий требуют обеспечения высокой надежности электроснабжения потребителей при снижении себестоимости потребляемой электроэнергии. Эти требования обеспечиваются за счет широкого внедрения собственных источников электрической энергии. К ним относятся теплоэлектроцентрали, газотурбинные, газопоршневые и парогазовые электростанции. В то же время происходит существенное усложнение конфигурации промышленной сети и возможных аварийных режимов. Одним из аварийных режимов в таких сетях является потеря возбуждения синхронного генератора. Допустимость подобного режима оговаривается нормативными документами. В такой ситуации генератор переходит в режим асинхронного хода и потребляет реактивную мощность из сети. Целью данной работы является выявление допустимости работы синхронного генератора определенное время в режиме асинхронного хода в результате потери возбуждения. Разработан алгоритм расчета переходного электромеханического процесса синхронного генератора, учитывающий потерю возбуждения машины. Исследования производятся для различных эксплуатационных режимов промышленной электростанции с учетом исходной загрузки генератора с помощью программного комплекса «КАТРАН». Результаты расчета позволяют определить загрузку генераторов по активной мощности, при которой возможна работа синхронного генератора в режиме асинхронного хода без возбуждения.

Ключевые слова

Промышленный синхронный генератор, переходный электромеханический режим, программное обеспечение, автоматический регулятор возбуждения, параллельная работа, раздельная работа, потеря возбуждения, асинхронный ход.

Газизова Ольга Викторовна – канд. техн. наук, доцент, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9416-672X

Соколов Александр Павлович – студент, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, Россия. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9397-8291

Патшин Николай Трофимович – канд. техн. наук, доцент, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, Россия. casinopinup1.ru

Кондрашова Юлия Николаевна – канд. техн. наук, доцент, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, Россия. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5280-5666

1. Мелешкин Г.А., Г.В. Меркурьев. Устойчивость энергосистем: монография. Кн. 1. СПб.: НОУ «Центр подготовки кадров энергетики», 2006. 369 с.

2. Жданов П.С. Вопросы устойчивости энергетических систем / под ред. Л.А. Жукова. М.: Энергия, 1979. 456 с.

3. Кимбарк Э. Синхронные машины и устойчивость электрических систем. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1960. 392 с.

4. Ковач К.П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. 744 с.

5. Казовский Е.Я. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока. М.-Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1962. 625 с.

6. Kothari D.P., Nagrath I.J. Power System Engineering – Second Edition. – New Delhi: Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited, 2008.

7. Xiufeng Shi, Shiguang Mu. Research on Measures to Improve Stability of the Power System – Applied Mechanics and Materials, vol. 742 (2015), pp 648-652.

8. Hazarika D. New method for monitoring voltage stability condition of a bus of an interconnected power system using measurements of the bus variables. – IET Generation, Transmission & Distribution. Oct 2012, vol. 6 Issue 10, pp. 977-985.

9. Xiufeng Shi, Shiguang Mu. Research on Measures to Improve Stability of the Power System. Applied Mechanics and Materials. Vol. 742 (2015). P. 648-652.

10. Satheesh A., Manigandan T. Maintaining Power System Stability with Facts Controller using Bees Algorithm and NN. // Journal of Theoretical and Applied Information Technology. 10th March 2013. Vol. 49 Issue 1. P. 38-47.

11. Harikrishna D., Srikanth N.V. Dynamic Stability Enhancement of Power Systems Using Neural-Network Controlled Static-Compensator // TELKOMNIKA. Vol.10. No.1, March 2012. P. 9-16.

12. Boudour Mohamed, Hellal Abdelhafid. Power System Dynamic Security Mapping Using Synchronizing and Damping Torques Technique // The Arabian Journal for Science and Engineering. 2005. Vol. 30. Number 1B.

13. Sujatha, Er.S. Transient Stability Enhancement of Tneb 400 kV Transmission Network with SVC / Er.S. Sujatha, Dr.R. Anitha, Dr.P. Selvan, Er.S. Selvakumar // Journal of Theoretical and Applied Information Technology. 10th May 2014. Vol. 63 Issue 1. P. 85-91.

14. Zhang Rui, Yan Xu, Zhao Yang Dong, Kit Po. Wong Post-disturbance transient stability assessment of power systems by a self-adaptive intelligent system // The Institution of Engineering and Technology IET Gener. Transm. Distrib., 2015, vol. 9, Iss. 3, pp. 296–305.

15. Welhazi Yosra, Tawfik Guesmi, Imen Ben Jaoued, Hsan Hadj Abdallah. Power System Stability Enhancement Using FACTS Controllers in Multimachine Power Systems // J. Electrical Systems. 10-3 (2014): 276-291.

16. Akagi Hirofumi Kenji Takahashi, Toshiaki Kobayashi, Hiroaki Sugihara, Takaaki Kai Analysis of an Adjustable Speed Rotary Condenser for Power System Stabilization // Electrical Engineering in Japan. Vol. 133. No.1, 2000.

17. Варганова А.В. Алгоритм внутристанционной оптимизации режимов работы котлоагрегатов и турбогенераторов промышленных электростанций // Промышленная энергетика. 2018. № 1. С. 17–22.

18. Varganova A.V., Panova E.A., Kurilova N.A., Nasibullin A.T. Mathematical Modeling of Synchronous Generators in Out-of-balance Conditions in the Task of Electric Power Supply Systems Optimization // International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems (MEACS). 2015.

19. Shevchenko A.F., Pristup A.G., Novokreshchenov O.I., Toporkov D.M., Korneev V.V. Construction and Design Features of Permanent Magnet electric Motors for General Industrial Purposes // Russian Electrical Engineering. 2014. Vol. 85. No 12. P. 748-751.

20. Kornilov G.P., Panova E.A., Varganova A.V. The Algorithm of Economically Advantageous Overhead Wires Cross Section Selection Using Corrected Transmission Lines Mathematical Models // Procedia Engineering. 2015. Vol. 129. P. 951-955.

21. Karandaev A.S., Khramshin V.R., Evdokimov S.A., Kondrashova Yu.N., Karandaeva O.I. Metodology of calculation of the reliability indexes and life time of the electric and mechnical systems. // Proceedings of 2014 International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems, MEACS 2014. P. 1-6.

22. Gazizova O.V., Malafeyev A.V., Kondrashova Y.N. Mathematical simulation of the operating emergency conditions for the purpose of energy efficiency increase of thermal power plants management // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering6 сб. Сер. "International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems 2015, MEACS 2015". 2016. P. 012056.

23. Оценка регулирующего эффекта выпрямительной нагрузки для определения параметров установившихся режимов систем электроснабжения промышленных предприятий / Н.А. Николаев, О.В. Буланова, А.В. Малафеев, Ю.Н. Кондрашова, В.М. Тарасов // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2011. №4. С. 115-118.

24. Комплексная оценка эффективности токовых и дистанционных защит в сетях 110-220 кВ в условиях магнитогорского энергетического узла / Б.И. Заславец, В.А. Игуменщев, Н.А. Николаев, А.В. Малафеев, О.В. Буланова, Ю.Н. Ротанова, Е.А. Панова // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2011. № 15. С. 14-21.

25. Малафеев А.В., Буланова О.В., Ротанова Ю.Н. Исследование динамической устойчивости систем электроснабжения промышленных предприятий с собственными электростанциями при отделении от энергосистемы в результате короткого замыкания // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. 2008. № 17(117). С. 72-74.

26. Анализ переходных режимов систем электроснабжения промышленных предприятий, имеющих в своем составе объекты малой энергетики / О.В. Буланова, А.В. Малафеев, Ю.Н. Ротанова, В.М. Тарасов // Промышленная энергетика. 2010. №4. С. 22-28.

27. Increasing the efficiency of power resource management as a solution of issues of the power supply system stability. Kondrashova Y.N., Gazizova O.V., Malapheev A.V. Proceedia Engineering 2015. T.128. С. 759-763.

28. Газизова О.В., Малафеев А.В., Кондрашова Ю.Н. Определение предельных параметров режимов для обеспечения успешной ресинхронизации объектов распределенной генерации в условиях предприятия черной металлургии // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2016. Т.16. №4. С. 12-22.

29. Газизова О.В., Кондрашова Ю.Н., Малафеев А.В. Повышение эффективности управления режимами электростанций промышленного энергоузла за счет прогнозирования статической и динамической устойчивости при изменении конфигурации сети // Электротехнические системы и комплексы. 2016. №3(32). С. 27-38.

30. Малафеев А.В., Буланова О.В., Кондрашова Ю.Н. Исследование влияния автоматических регуляторов промышленных генераторов на параметры переходных процессов коротких замыканий и выхода на раздельную работу // Главный энергетик. 2011. №3. С. 26-29.