Аннотация
Повышение надёжности электроснабжения особо ответственных потребителей является одной из важнейших задач, решаемых на стадии проектирования и эксплуатации промышленных предприятий. Для обеспечения необходимого уровня надёжности применяются различные технические средства. Устройство быстродействующего автоматического ввода резерва (БАВР) является в настоящее время одним из наиболее эффективных и доступных. Оно предназначено для повышения надежности электроснабжения ответственных потребителей и обеспечения динамической устойчивости комплексной электродвигательной нагрузки при кратковременных нарушениях электроснабжения. Работа БАВР основана на непрерывном мониторинге величин фазных напряжений и токов на шинах двух вводов распределительного устройства, преобразовании их в комплексные действующие значения напряжений и токов прямой последовательности с последующей программной обработкой результатов измерений. Благодаря применению быстродействующих вакуумных выключателей и микропроцессорных устройств релейной защиты время переключения на резервный источник питания не превышает 100 мс. Приведены и проанализированы пять основных условий, при которых применение БАВР является особенно эффективным и оправданным. Особое внимание уделено оптимизации переходных процессов при переключении на резервный источник питания за счёт синхронизации момента включения вакуумного выключателя. Установлено и обосновано, что угол между векторами напряжения на шинах с выбегающей двигательной нагрузкой и резервным источником питания не должен превышать 30 электрических градусов. Приведены осциллограммы напряжений на работающей и отключенной секциях при срабатывании БАВР после потери питания на одной секции шин подстанции. По результатам исследований сделаны выводы об эффективности обеспечения динамической устойчивости комплексной электродвигательной нагрузки при кратковременных нарушениях электроснабжения.
Ключевые слова
быстродействующий автоматический ввод резерва, надежность электроснабжения, промышленные потребители, непрерывный технологический процесс
1. Особенности электроснабжения металлургического комбината и возможные перспективы его развития / Г.П. Корнилов, И.Р. Абдулвелеев, О.В. Газизова, Л.А. Копцев // Металлург. 2021. №7. С. 81-89.
2. Корнилов Г.П., Абдулвелеев И.Р., Коваленко А.Ю. Повышение надежности электроснабжения металлургических агрегатов за счет схемотехнических решений // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2019. Т. 19. №4. С. 59-69. doi:10.14529/power190407
3. Пупин В.М., Куфтин Д.С., Сафонов Д.О. Анализ провалов напряжений в питающих сетях предприятий и способы защиты электрооборудования // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2013. №4. С. 40-46.
4. Варганова А.В., Ирихов А.С. Оценка надежности внешнего электроснабжения сетей 6-10 кВ с источниками распределенной генерации // Электротехнические системы и комплексы. 2021. №3(52). С. 22-28. doi: 10.18503/2311-8318-2021-3(52)-22-28
5. Способы повышения надежности ответственных электроприводов заводских электростанций металлургических производств / К.Э. Одинцов, М.Ю. Петушков, Е.Ф. Иванов, А.А. Бочкарев, М.М. Лыгин // Электротехнические системы и комплексы. 2021. №4(53). С. 28-32. doi: 10.18503/2311-8318-2021-4(53)-28-32
6. Kirby R.D., Schwartz R.A. Microprocessor-based protective relays // IEEE Industry Applications Magazine. 2009. Vol. 15. No. 5. Pp. 43-50. doi: 10.1109/MIAS.2009.933405
7. Das J. Power System Protective Relaying. CRC Press, 2017. 702 p.
8. Review and prospect of hidden failure: protection system and security and stability control system / L. Zhao, X. Li, M. Ni, T. Li, Y. Cheng // Journal of Modern Power Systems and Clean Energy. 2019. Vol. 7. No. 6. Pp. 1735-1743. doi: 10.1007/s40565-015-0128-9
9. Research on new automatic bus transfer method which adapts to security and stability control system / W. Li, Z. Li, Y. Guo, X. Liang, Z. Zhang, X. Yin // IEEE International Conference on Power System Technology (POWERCON). IEEE, 2016. Pp. 1-6. doi: 10.1109/POWERCON.2016.7753857
10. Kornilov G. P., Khramshin T. R., Abdulveleev I. R. Increasing stability of electric drives of rolling mills with active front ends at voltage sag // International Conference on Electrotechnical Complexes and Systems (ICOECS). IEEE, 2019. Pp. 1-4. doi: 10.1109/ICOECS46375.2019.8949945
11. Martin C.J., Jain A.K., Das A. Analysis and Speed Control of Induction Motor during Input Supply Voltage Sag // IEEE International Conference on Power Electronics, Smart Grid and Renewable Energy (PESGRE2020). IEEE, 2020. Pp. 1-6. doi: 10.1109/PESGRE45664.2020.9070517
12. Wang Z., Wang X. Induction motor interactions after voltage sags // IEEE Electrical Power & Energy Conference. IEEE, 2013. Pp. 1-5. doi: 10.1109/EPEC.2013.6802974
13. Orr G.T., Cooper S., Mozina C.J. High-speed transfer of two 4 kV motor bus sources using a digital motor bus transfer system // IEEE Industrial and Commercial Power Systems Technical Conference, IEEE, 2010. Pp. 1-6. doi: 10.1109/ICPS.2010.5489883
14. Yalla M.V.V.S. Design of a High-Speed Motor Bus Transfer System // IEEE Transactions on Industry Applications. 2010. Vol. 46. No. 2. Pp. 612-619. doi: 10.1109/TIA.2010.2041097.
15. Design and testing of fast transfer scheme for Sasol Secunda / M.R. Kganyago, B.A. Aderemi, G.S. Donev, S.P. Chowdhury // IEEE PES PowerAfrica. IEEE, 2017. Pp. 555-559. doi: 10.1109/PowerAfrica.2017.7991286
16. Razzaghi R., Niayesh K. Current limiting reactor allocation in distribution networks in presence of distributed generation // 10th International Conference on Environment and Electrical Engineering. IEEE, 2011. Pp. 1-4. doi: 10.1109/EEEIC.2011.5874615
17. The characteristics of the high-speed vacuum circuit breaker and its application / Y. Niwa, T. Funahashi, K. Yokokura, E. Kaneko // IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exhibition. IEEE, 2002. Vol. 3. Pp. 1786-1790. doi: 10.1109/TDC.2002.1177726
18. Thiam F.B., Urbina M.D., Wisniewski J.B. Fast bus transfers for open phase analysis at nuclear power plants // IEEE Power & Energy Society General Meeting. IEEE, 2017. Pp. 1-5. doi: 10.1109/PESGM.2017.8274465
Повышение надёжности электроснабжения потребителей промышленных предприятий средствами быстродействующего автоматического ввода резерва / Г.П. Корнилов, И.Р. Абдулвелеев, Е.Ф. Иванов, А.А. Бочкарев, К.Э. Одинцов // Электротехнические системы и комплексы. 2023. № 2(59). С. 26-32. https://doi.org/10.18503/2311-8318-2023-2(59)-26-32