Gruppe: "Kraftwerke"

Meisterarbeit:

Die Forschung von Überspanungen in den Systemen der eigenen Bedürfnisse von Kraftwerken.

Wissenschaftlicher Betreuer: Dergiliov Michail Pavlovich

E-mail: _viy_@ukr.net

Autoreferat

Inhalt:  

Die Einleitung
1 Analyse der statischen Daten über die Storanfolligkeit der elektrischen Ausrüstung in den Netzen der eigenen Bedürfnisse des Wärmekraftwerkes
2 Gegenwärtige Zustande der Forschung bogenüberspannungen in den Netzen der eigenen Bedürfnisse das Wärmekraftwerkes und die Begrundung der Methodiken der Durchführung der Forschungen
3 Matematische Modelle für die Forschung der transitiven Prozesse in das Netz der eigenen Bedürfnisse des Wärmekraftwerkes
4 Ergebnisse der Forschung der transitiven Prozesse in das Netz der eigenen Bedürfnisse der Kraftwerke bei den Bogenschlussen auf die Erde
Die Schlüssfolgerungen

Einleitung

Gegenwartige Warmekraftwerke wurden nach den Knotenprinzipien gebaut . Jeder Block besteht aus Kessel - Turbine - Generator - Transformator. Donbassenergo, eine der grossten Gesellschaften Ukraine, hat funf Warmekraftwerke (Zuevskaja, Starobechevskaja, Luganskaja, Kurahovskaja, Slawianskaja) mit summarischen Leistung 7610 ÌWt pro Stunde, jedes dieser Warmekraftwerke ist nach dem Blockprinzip gebaut. Der technologische Prozess der Herstellung der Elektroenergie auf den gegenwartigen Warmekraftwerken vollstandig mechanisiert und deshalb existiert die grosse Zahl der Mechanismen der eigenen Bedurfnisse (s.n.), wie die elektrischen Hauptausrustung, als auch der Hilfsabteilungen der Stationen. Als Betrieb dieser Mechanismen des Warmekraftwerkes werden hauptsachlich elektrisch Betrieb verwendet. Die Hauptforderungen, die den eigenen Bedurfnissen vorgelegt sind, sind die Versorgung der Zuverlassigkeit und der Wirtschaftlichkeit der Arbeit der Mechanismen. Die erste Forderung ist wichtigst, da der Verstoss der Arbeit der Mechanismen der eigenen Bedurfnisse die Verwirrung des komplizierten technologischen Zyklus der Herstellung der Elektroenergie, den Verstoss der Arbeit der Hauptausrustung zieht, bringt Entwicklung des Unfalles in system an. Sehr wichtig ist auch die Forderung der Wirtschaftlichkeit. Wegen Verkleinerung der Kosten der Elektroenergie und der thermischen Energie im System der eigenen Bedurfnisse, die Vervollkommnung haupt-und der Nebenanlagen, die Senkung der kapitalen Kosten auf das System der eigenen Bedurfnisse, die Regulierung der Produktivitat usw erreicht. Das Netz der eigenen Bedurfnisse 6 êV arbeitet im Regime mit isoliert Neutral. Ein wesentlicher Vorteil des Regimes des Netzes mit isoliert Neutral ist, dass die einphasigen Schlusse - die ofteste Gestalt der Beschadigung, hier kein Notbetrieb ist und das Netz wahrend bis zu vier Uhr kann in solchem Regime arbeiten, was die hohe Zuverlassigkeit der Elektroversorgung der Konsumenten bei der Senkung der Kosten auf die Reservierung gewahrleistet. Doch kann im Regime der einphasigen Schlusse auf die Erde (ÎÇÍÇ) die Isoliation unbeschadigten Phasen die langwierige Zeit befindet sich unter der linearen Spannung und durch Ort der Beschadigung verlauft der Strom des Schlusses auf die Erde. Es kann zum Verstoss der Isoliation der gesunden Phasen und zum zweiphasigen Kurzschluss anfuhren, was das Netz in den Notzustand anfuhren wird.

90 % der Falle des Verstosses der normalen Arbeit des Netzes fangt mit dem Schluss der Phasen auf die Erde an. Deshalb von der wesentlichen Richtung des Kampfes fur die Erhohung der Zuverlassigkeit der Arbeit des Netzes ist der Kampf mit den einphasigen Schlussen auf die Erde.

1 Analyse der statischen Daten uber die Storanfalligkeit der elektrischen Ausrustung in den Netzen der eigenen Bedurfnisse des Warmekraftwerkes

Die Zuverlassigkeit der Arbeit der Kraftwerke klart sich von der Sicherheit der elektrischen Ausrustung der eigenen Bedurfnisse in bedeutendem Masse. Die Beschadigung dieser Ausrustung zieht die Verwirrung des komplizierten technologischen Prozesses der Elektroenergieherstellung, die Veranderung der Regimes der Arbeit der abgesonderten Aggregate oder die Station insgesamt, wird der Elektroenergie nicht im vollen Umfang den Konsumenten begleitet. Doch wie die Erfahrung der Ausbeutung der Reihe der grossen Kraftwerke aufzeigt, bleibt die Betriebszuverlassigkeit der Netze der eigenen Bedurfnisse der Blocke 200 ÌWt und mehr auf dem genugend niedrigen Niveau. Die abgesonderten Ergebnisse, die sind nach der Reihe der grossen Warmekraftwerke im Tabl. 1 gezogen.

Aus der Analyse der Tabl. 1 folgt, dass jahrlich auf den Warmekraftwerken daneben 6 % von allen eingerichteten Elektromotoren geschadet wird. Dabei, wird zum Beispiel auf Uglegorskaja Warmekraftwerk durchschnittlich jahrlich neben 35 grossen Elektromotoren den (Tabl. 2), die in den schweren Bedingungen der Verschmutzung und der Befeuchtung arbeiten, unter den Bedingungen der Einwirkung gross elektrodynamisch Uberspannungen geschadet.

Die Tabelle 2 - die Anzahl der Beschadigungen der Elektromotoren verschiedene laut Bestimmung der Mechanismen des Netzes der eigenen Bedurfnisse.

Aus der Analyse dieser Tabellen ist notig es, dass es sich in den sich bildend Bedingungen der Beschadigung der elektrischen Ausrustung der Netze der eigenen Bedurfnisse auf dem genugend hohen Niveau zeigt. Die Analyse dieser Ergebnisse zeigt auf, dass praktisch 90 % der Falle des Verstosses der normalen Arbeit des Netzes mit dem Schluss der Phasen auf die Erde anfangt, deshalb ist eine wesentliche Richtung des Kampfes fur die Erhohung der Zuverlassigkeit der Arbeit des Netzes der eigenen Bedurfnisse mit den einphasigen Schlussen auf die Erde.

2 Gegenwartige Zustande der Forschung bogenuberspannungen in den Netzen der eigenen Bedurfnisse das Warmekraftwerkes und die Begrundung der Methodiken der Durchfuhrung der Forschungen

Unter den Forschungen zahlreich kommunikationsuberspannungen, der infolge jeder entstehend Schlusse und der Ausschaltungen der elektrischen Ketten, war die meiste Anzahl der Forschungen sehr verbreitet Uberspannungen bei den Bogenschlussen auf die Erde in den Hochspannungsnetzen, die mit isoliert Neutral arbeiten, gewidmet.

Als Begrunder der Forschungen diese Uberspannungen war der deutsche Ingenieur Petersen, der in 1916ã. die Theorie, die das physische Wesen des Prozesses der Entstehungen maximal Uberspannungen erklart, entwickelt hat.

In 1923 haben zwei amerikanische Ingenieure Peterson und Slepian andere Theorie, im grossen und ganzen verschieden von der Petersontheorie angeboten. Spater waren als diese Theorien mit den Ergebnissen der Arbeit Sovietische Forscher N.M.Dzhuvarly und N.N.Beljakovym erganzt, die aufgrund der theoretischen und labormassigen Forschungen in Bezug auf die Niveaus maximal Uberspannungen und die Formen ihrer Entwicklung, seine Vorschlage gemacht haben.

In 1957 war von N.N.Beljakov die Theorie der Entstehung Uberspannungen bei den Bogenschlussen auf die Erde in den Netzen mit isoliert Neutral veroffentlicht.

Wie bekannt, wachst bei dem Schluss der Phase auf die Erde in das Netz mit isoliert Neutral im aufgestellten Regime die Spannung auf gesunden Phasen bis zu der linearen Bedeutung. Doch geht dem aufgestellten Regime der transitive Prozess, die Vielfachheit Uberspannungen in der, wie auf gesund voran, als auch auf den beschadigten Phasen kann die bedeutend grossere Werte erreichen. Der Prozess wird davon erschwert, dass in der Uberwiegenden Mehrheit der Falle der Schluss auf die Erde durch den Bogen, der als Ergebnis der Uberdeckung oder des Durchschlags der Isolierung entsteht, geschieht. Dabei ist das Brennen des Bogens standfest nicht, und werden des nochmaligen Brennens (der abwechselnde Bogen) beobachtet, die zur Entwicklung der transitiven Schwingungsprozesse und dem Wachstum Uberspannungen bringen. Die Grosse Uberspannungen hangt wie von der Bedingung des Loschens des Bogens, als auch vom Charakter des Prozesses der Entstehung der elektrischen Haltbarkeit des Bogenabstandes nach ihrem Loschen ab.

Zeichnung 1 — Das Entzunden des Bogens

Nach dem Schluss auf die Erde durch den Bogen geht der kapazitive Strom der Arbeitsfrequenz:

Und den Strom der hochfrequenten Schwingungen. Man kann vermuten, dass das Loschen des Bogens bei dem Durchgang durch die Null des Stromes der hochfrequenten Schwingungen (Petersontheorie) oder bei dem Durchgang des Stromes der Arbeitsfrequenz durch die Nullbedeutung (Peterson- und Slepiantheorie) geschieht, und entzundet sich bei dem Maximum der Spannung auf der beschadigten Phase.

Laut der Petersontheorie, der maximalen Uberanspannung auf den gesunden Phasen im transitiven Regime konnen nach der Formel bestimmt sein:

Wo Uô - die Amplitude der Phasigespannung;

- Der Koeffizient, der vom Verhaltnis zwischenphasige der Kapazitaten in Bezug auf die Erde ñ0 für das untersuchte Netz{Netzwerk} abhängig;

- Der Koeffizient, der von der Kapazitat abhangig, der Induktivitat der Stromquelle und des aktiven Widerstands der Ausfließen durch die Isolierung des Netzes;

- Der Ausdruck, der die Dampfung der Amplitude des transitiven Prozesses bestimmt, verbunden mit den Ausfliessen der Energie durch die aktiven Widerstände des Netzes.

Die maximale Spannung auf der beschadigten Phase kann nach dem Ausdruck dabei bewertet sein:

Laut dieser Theorie der Uberanspannung auf den unbeschadigten Phasen konnen bis zu 7.5Uô erhoht werden, und auf der beschadigten Phase erreichen sie 3.7 Uô.

Nach Peterson und Slepian geschieht das Loschen des Bogens durch die Halbperiode nach der Zundung, wenn die freien Schwingungen auch die augenblicklichen Bedeutungen der Spannung auf den unbeschadigten Phasen erloschen erreicht seine maximale Bedeutung, und die Absetzung von Neutral:

Die maximale Bedeutung Uberspannungen auf den gesunden Phasen ist:

Und die Spannung auf der beschadigten Phase klart sich je nach dem Moment ihres Durchschlags aus dem Ausdruck

Auf solche Weise, erreicht laut der Petersontheorie und Slepiantheorie, daraufhin Uberladung der Kapazitaten der Leitungen bei der Zundung und das Loschen des Bogens der Spannung auf der intakten Leitung die Bedeutungen 3.5Uô, und auf der beschadigten Leitung - 2 Uô. Die erwahnten Bedeutungen Uberspannungen werden mit den Ergebnissen der Rechnungen fur gesund und beschadigt die Phasen, mit der Inventur der Dampfung und Zwieschenphasige der Kapazitat in den realen Netzen gut vereinbart werden.

Vermuteter N.N.Beljakovym die Theorie nimmt sich die Zwischenlage zwischen den Petersontheorie sowohl Peterson als auch Slepian ein. Wenn nach Petersontheorie der Prozess des Brennens des Bogens bei dem ersten Durchgang des Stromes der Schwingungen durch die Null aufhoren soll, ist und nach Peterson und Slepiantheorie - bei dem Durchgang durch die Nullbedeutung des Stromes der industriellen Frequenz, so fur die Entstehung maximal Uberspannungen nach N.N.Beljakovu das Zusammenfallen zwei Hauptbedingungen in einem Zyklus die Zundung - gashenie-zazhiganie des Bogens notwendig.

Die Moglichkeiten der matematischen Methoden der Modellierung der transitiven Prozesse bei ÎÇÍÇ sind von der Sperrigkeit der Schemen der Ersetzung im Falle der Befriedigung der Forderungen der Inventur der notwendigen Elemente des Netzes und der Zulanglichkeit der Verteilung ihrer Parameter, der Schwierigkeit der Bestimmung der Parameter des Schemas der Ersetzung der abgesonderten Elemente des Netzes, der ausserordentlichen Komplexitat der Modellierung vererdene die Bogen, dem grossen Umfang des Rechenteiles usw beschrankt. Die Annahme jeder Zulassungen bringt bei der Zusammenstellung der Schemen der Ersetzung zur heftigen Senkung der Effektivität der geleiteten Forschungen an.

3 Matematische Modelle fur die Forschung der transitiven Prozesse in das Netz der eigenen Bedurfnisse des Warmekraftwerkes

Fur die Analyse der transitiven Prozesse in das Netz der eigenen Bedurfnisse des Warmekraftwerkes bei den Bogenschlussen auf die Erde werden wir fur die Grundlage das Schema der Elektroversorgung ubernehmen. Das Warmekraftwerk aufgezeigt auf die Abb. 2.

Die Zeichnung 2 - das Schema der Elektroversorgung der eigenen Bedurfnisse des Warmekraftwerkes

Im Unterschied zu den bekannten matematischen Modellen der Systeme der Elektroversorgung solchen Typs werden wir berücksichtigen:
1)des Schlusses auf die Erde in den Wickeln des Stators der asynchronen Motoren und die Inventur ihres Einflusses auf den Charakter des Durchfließens der Prozesse je nach der Anneherungstufe des Punktes des Schlusses von den Schlussfolgerungen des Stators
2)die Absetzung von Neutraldes Netzes in Notbetrieb Regime fur die Rechnung der nach den Phasen nicht symmetrischen Belastung oder verschiedener ist der Leitungsfahigkeit Phasige und Zwieschenphasige Isolierung aktiv - Kapazitat ;
3) das Vorhandensein des speziellen Anlagerungstransformators fur die teilweise Erdung Neutral durch den aktiven Widerstand oder Strombeschrankende Reaktor;
4) das Vorhandensein der nichtlinearen Begrenzer Uberspannungen, angeschlossen zu den montierbaren Reifen 6 êV;
5) verschiedene Bedingungen des Brennens des Bogens - des Bogens bei dem Ubergang durch die Null des Stromes der industriellen Frequenz oder des Stromes der hochfrequenten Schwingungen;
6) verschiedene Grosse des Durchschlags des Bogenabstandes bei der nochmaligen Zundung des abwechselnden Bogens.

Bei der Zusammenstellung des Schemas der Ersetzung ist verhaltnismassig die kleine Ausdehnung der Kabelbeitritte fur die Bedingungen der eigenen Bedurfnisse der Kraftwerke (bis zu 0.5 Kilometern berücksichtigt) kann man fur alle Elemente des untersuchten Netzes die konzentrierten Parameter ubernehmen. Wir werden das auch untersuchte Netz wie linear betrachten, d.h. die Sattigung der abgesonderten Elemente vernachlassigen wir. Ausgehend von dargelegt auf die Abb. 3 ist das Schema der Ersetzung des untersuchten Netzes, das in die Grundlage des matematischen Modells ubernommen ist, aufgezeigt.

Die Zeichnung 3 - Ersetzungschema der eigenen Bedurfnisse des Warmekraftwerkes

Auf diesem Schema der Ersetzung ist die Stromquelle Phasige EDS, der Induktivitat des Zerstreuens L und den aktiven Widerstand R vorgestellt. Im Schema der Ersetzung ist das Netz in den Kapazitaten (Ñà, Ñb, Ññ) und den aktiven Widerständen (Rua, Rub, Ruc) der Isolierung der Phasen auf die Erde, induktiv-kapazitativ (Ì, den cm) Zwieschenphasige von den Verbindungen berucksichtigt, deren Kapazitat den aktiven Widerstand des Ausfliessens RÒ hat. In Neutral dieses Transformators kann das Resistor RD oder den Reaktor LD angeschlossen sein. Der Hochspannungs-asynchrone Elektromotor ist in das Schema der Ersetzung phasige supertransitiv induktivitaten des Zerstreuens L1 und die Widerstände R1 aufgenommen. In einer der Phasen des Elektromotors ist die Moglichkeit der Veranderung der Stelle der Entstehung des einphasigen Schlusses auf die Erde entlang dem Wickeln mittels der Einleitung der geanderten Widerstande R11, R12 und induktivitaten des Zerstreuens L11, L12 vorgesehen. Die Kette des Schlusses der Phase auf die Erde im Wickeln des Motors wird in seiner Kapazitat Cz und den aktiven Widerstand des Bogens Rz nachgebildet.

Das matematische Modell wird vom nachsten System der Differentialangleichungen beschrieben:

4 Ergebnisse der Forschung der transitiven Prozesse in das Netz der eigenen Bedurfnisse der Kraftwerke bei den Bogenschlussen auf die Erde

Es sind die Rechenoszillogramme der transitiven Prozesse in das Netz niedriger gebracht. Das Warmekraftwerk bei den Bogenschlussen auf die Erde. Ersten und die nachfolgenden Durchschläge haben bei dem Maximum der Spannung der beschadigten Phase, und das Löschen des Bogens zur Zeit des Durchganges des Stromes der industriellen Frequenz die (Abb. 4) und des vollen Stromes des Schlusses die (Abb. 5) durch die Null geschehen.

Die Zeichnung 4 - die Prozesse bei dem Bogenschluss der Phase Mit auf die Erde in das Netz mit isoliert Neutral (der Strom des Schlusses der Phase auf die Erde - 30 À)

Die Zeichnung 5 - die Prozesse bei dem Bogenschluss der Phase Mit auf die Erde in das Netz mit isoliert Neutral (der Strom des Schlusses der Phase auf die Erde - 30 À)

SchlÜssfolgerungen

Als Ergebnis der Ausfuhrungder Arbeit war die Analyse der Prozesse gegeben, die in den Netzen der eigenen Bedurfnisse des Wärmekraftwerkes bei den Bogenschlussen auf die Erde vorhanden sind. Es ist notig, zu bezeichnen, dass die Forschungen mit der Inventur des aktuellenZustandes der Netze aufgrund der realen Betriebsdaten gefuhrt wurden.