Собственные нужды ТЭС – одна из самых ответственных частей энергообеспечения блоков. В современных системах собственных нужд основной нагрузкой являются синхронные и асинхронные двигатели.
Вследствие коротких замыканий происходят большие снижения напряжения или перерывы питания. В момент отключения или значительного снижения напряжения у двигателей быстро снижается частота вращения.
На выбеге постепенно затухают токи в обмотках, ЭДС, магнитные потоки. Пока они не затухли полностью, двигатели на выбеге работают как генераторы, расходуя запасенную ими энергию вращения на поддержание в неотключенной от них сети остаточного напряжения. При наличии мощных синхронных двигателей время затухания остаточного напряжения может быть таким же, как и время выбега вплоть до полной остановки.
Надежность электроснабжения значительно повышается, если для электродвигателей с приводными механизмами, от которых зависят бесперебойная работа, предусматривается самозапуск [1].
Самозапуск целесообразно использовать только для двигателей наиболее ответственных производственных механизмов, а все остальные двигатели обеспечить релейной защитой для отключения от сети при большом падении напряжения.
Продолжительность самозапуска ограничивается нагревом электродвигателей и необходимостью сохранения технологического режима работы оборудования [2].
Для определения двигателей, которые могут участвовать в самозапуске, необходимо осуществить анализ переходных процессов, рассчитанных с высокой степенью точности.
Данная работа посвящена усовершенствованию математических моделей и созданию соответствующих программных продуктов для расчета переходных процессов и дальнейшее их использование в разработках микропроцессорных АВР, для обеспечения успешного самозапуска.
На рисунке 1 изображена принципиальная схема электрической системы с асинхронным электродвигателем.
Рисунок 1 – Исходная принципиальная схема электрической системы
Для разработки программы использовался кроссплатформенный инструментарий Qt для разработки программного обеспечения на языке С++.
Он позволяет запускать написанное с его помощью ПО в большинстве современных операционных систем, путем простой компиляции программы для каждой ОС без изменения исходного кода.
Для того чтобы показать модель работы выключателя была реализована функция перехода через ноль, т.к. известно что любой выключатель отключает ток при прохождении его через ноль когда подвод энергии к дуге со стороны сети уменьшается.
Результаты математического моделирования приведены на рисунке 2.
а)
б)
Рисунок 2 – Осциллограммы токов при переходных процессах: а) в выключателе б) в узле нагрузки
На данных графиках видно, что в момент короткого замыкания на системе шин исчезает напряжение. После включения вводного выключателя в системе возникают перенапряжения, что может привести к деформации изоляции электродвигателей и к образованию трещин.
Вывод: Данный алгоритм для расчета и получения графиков переходных процессов может быть использован для разработки и усовершенствования быстродействующего АВР, чтобы минимизировать время переключения на резервный источник питания.
Список использованной литературы
1.Сивокобыленко В.Ф., В.К. Лебедев «Переходные процессы в системах электроснабжения собственных нужд электростанций» Учебное пособие для ВУЗОВ. – ДонНТУ,2002 – 135с
2. Вольдек А.И «Электрические машины» Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. –3–3 изд., перераб.– Л.:Энергия, 1978. – 832с