Аннотация
При анализе переходных электромеханических и электромагнитных переходных процессов одним из наиболее важных является выбор адекватной математической модели синхронного генератора. В общем случае подходы к моделированию делятся на два вида. С целью подробного анализа систем автоматического регулирования генератора создается подробная математическая модель, учитывающая все контуры регулирования, их характеристики и физические свойства машины. Однако такой подход оправдан для подробного исследования отдельной машины. При анализе режимов сложных промышленных систем электроснабжения чрезмерная детализация процессов, порой не имеющая значения для исследования режимов сети, существенно усложняет процесс моделирования и приводит к увеличению длительности расчета. С целью анализа длительных переходных электромеханических процессов генератор рекомендуется задавать упрощенно неизменными переходными величинами. Однако такой подход может приводить к погрешности расчета. Одной из причин этого является изменение собственных сопротивлений генератора, поскольку изменения токов и напряжений вызывают изменение уровня насыщения машины, в том числе ее отдельных частей. Таким образом, при расчете электромеханических и электромагнитных процессов синхронного генератора следует учитывать не только внешние характеристики регуляторов возбуждения и скорости с соответствующими постоянными времени, но и изменение переходных сопротивлений, оказывающих влияние на токи в аварийном и послеаварийном режимах, а также на величины вращающих электромагнитных моментов, определяющих небаланс мощностей на валу. Учет изменения сверхпереходных, переходных и синхронных индуктивных сопротивлений с учетом насыщения машины в режиме короткого замыкания предполагается произвести при разработке программного комплекса расчета и анализа переходных электромеханических режимов. Расчеты показали, что учет изменения переходного сопротивления оказывает существенное влияние на токи в момент отключения повреждения и синхронизации генератора с сетью. Разработанная математическая модель позволит более корректно определять токи при длительных коротких замыканиях и их отключениях в сетях сложной конфигурации.
Ключевые слова
Переходное сопротивление, промышленный синхронный генератор, короткое замыкание, переходный электромеханический режим, программное обеспечение, автоматический регулятор возбуждения, насыщение синхронной машины, электрическая удаленность, математическая модель.
1. Вопросы устойчивости энергетических систем / П.С. Жданов; под ред. Л.А. Жукова. М.: Энергия, 1979. 456 с.
2. Ковач К.П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока. М.; Л.: Госэнергоиздат, 1963. 744 с.
3. Адкинс Б. Общая теория электрических машин. М.; Л.: Госэнергоиздат, 1960. 272 с.
4. Казовский Е.Я. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока. М.; Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1962. 625 с.
5. Кимбарк Э. Синхронные машины и устойчивость электрических систем. М.; Л.: Госэнергоиздат, 1960. 392 с.
6. Power System Engineering / D.P. Kothari, I.J. Nagrath. Second Edition. New Delhi: Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited, 2008.
7. Research on Measures to Improve Stability of the Power System / Shi Xiufeng, Mu Shiguang. Applied Mechanics and Materials, vol. 742 (2015), pp. 648-652.
8. New method for monitoring voltage stability condition of a bus of an interconnected power system using measurements of the bus variables / D. Hazarika. IET Generation, Transmission & Distribution. Oct 2012, vol. 6, iss. 10, pp. 977-985.
9. Maintaining Power System Stability with Facts Controller using Bees Algorithm and NN / A. Satheesh, T. Manigandan // Journal of Theoretical and Applied Information Technology. 10th March 2013, vol. 49, iss. 1, рp. 38-47.
10. Power System Dynamic Security Mapping Using Synchronizing and Damping Torques Technique / Mohamed Boudour, Abdelhafid Hellal // The Arabian Journal for Science and Engineering, vol. 30, no. 1B.
11. Dynamic Stability Enhancement of Power Systems Using Neural-Network Controlled Static-Compensator / D. Harikrishna, N.V. Srikanth // TELKOMNIKA. vol. 10, no.1, March 2012, pp. 9-16.
12. 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, iss. 1, pр. 85-91.
13. Post-disturbance transient stability assessment of power systems by a self-adaptive intelligent system / Rui Zhang, Yan Xu, Zhao Yang Dong, Kit Po Wong // The Institution of Engineering and Technology IET Gener. Transm. Distrib., 2015, vol. 9, iss. 3, pp. 296-305.
14. Power System Stability Enhancement Using FACTS Controllers in Multimachine Power Systems / Yosra Welhazi, Tawfik Guesmi, Imen Ben Jaoued, Hsan Hadj Abdallah // Electrical Systems 10-3 (2014): 276-291.
15. Analysis of an Adjustable Speed Rotary Condenser for Power System Stabilization / Hirofumi Akagi, Kenji Takahashi, Toshiaki Kobayashi, Hiroaki Sugihara, Takaaki Kai // Electrical Engineering in Japan, vol. 133, no. 1, 2000.
16. 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.
17. Ачитаев А.А., Удалов С.Н., Юманов М.С. Повышение запаса регулировочной способности генераторов в энергетических системах с распределенной генерацией // Электротехника. Электротехнология. Энергетика: сб. науч. тр. VII Междунар. научной конференции молодых ученых; Новосибирский государственный технический университет, Межвузовский центр содействия научной и инновационной деятельности студентов и молодых ученых Новосибирской области. 2015. С. 8-10.
18. 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.
19. 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.
20. Определение асинхронной мощности синхронных генераторов в расчетах электромеханических переходных процессов при несимметричных режимах / Буланова О.В., Малафеев А.В., Николаев Н.А., Ротанова Ю.Н., Панова Е.А. // Электрика. 2010. № 8. С. 24-26.
21. Удалов С.Н., Ачитаев А.А., Юманов М.С. Исследование режимов работы ветроэнергетической установки на базе электромагнитной трансмиссии в составе автономной системы электроснабжения // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2015. № 5. С. 32-35.
22. Construction and Design Features of Permanent Magnet electric Motors for General Industrial Purposes / Shevchenko A.F., Pristup A.G., Novokreshchenov O.I., Toporkov D.M., Korneev V.V. // Russian Electrical Engineering. 2014. Т. 85. № 12. С. 748-751.
23. 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.
24. Оценка эффективности релейной защиты в сетях 110-220 кВ сложных систем электроснабжения промышленных предприятий с собственными электростанциями / Игуменщев В.А., Заславец Б.И., Николаев Н.А., Малафеев А.В., Буланова О.В., Кондрашова Ю.Н., Панова Е.А. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2011. 141 с.
25. 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 // Изв. вузов. Электромеханика. 2011. № 4. С. 115-118.
26. Mathematical simulation of the operating emergency conditions for the purpose of energy efficiency increase of thermal power plants management / Gazizova O.V., Malafeyev A.V., Kondrashova Y.N. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Сер. «International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems 2015, MEACS 2015». 2016. С. 012056.
27. The Algorithm of Economically Advantageous Overhead Wires Cross Section Selection Using Corrected Transmission Lines Mathematical Models / Kornilov G.P., Panova E.A., Varganova A.V. // Procedia Engineering. 2015. Т. 129. С. 951-955.
28. Газизова О.В., Абдулхаликова А.А. Исследование пропускной способности питающих линий электропередачи крупного промышленного энергетического узла // Электротехнические системы и комплексы. 2014. № 2 (23). С. 48-52.
29. Mathematical Modeling of Synchronous Generators in Out-of-balance Conditions in the Task of Electric Power Supply Systems Optimization / Varganova A.V., Panova E.A., Kurilova N.A., Nasibullin A.T. // International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems (MEACS). 2015.
30. Metodology of calculation of the reliability indexes and life time of the electric and mechnical systems / Karandaev A.S., Khramshin V.R., Evdokimov S.A., Kondrashova Yu.N., Karandaeva O.I. // Proceedings of 2014 International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems, MEACS. 2014. С. 1-6.
- Подробности
- Просмотров: 1619