Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

Ускладнення структури електричних систем, внаслідок їх розвитку, вирішальним чином впливає на режими цих систем і призводить до значного збільшення обсягу досліджень і розрахунків, пов'язаних з виявленням умов роботи енергосистем при порушеннях нормального режиму. Забезпечення динамічної стійкості синхронних генераторів в аварійних режимах є однією з найбільш актуальних завдань управління сучасними електричними станціями і системами [1].

Дослідження процесів в ЕЕС при порушенні динамічної стійкості сама по собі досить трудомістке завдання, для вирішення якої потрібне значні витрати ресурсів і часу. Це пов'язано з тим, що на протікання асинхронного режиму впливає безліч різних чинників, таких як: конфігурація мережі, вид використовуваного регулювання, поточний режим роботи і так далі.

1. Актуальність теми

При великих збурень в електроенергетичних системах (ЕЕС) може виникати порушення динамічна стійкість. При експлуатації енергосистем порушення динамічної стійкості призводить до виникнення двухчастотного і многочастотного асинхронного ходу.

Асинхронний режим є однією з найбільш важких аварійних режимів, його виникненні може спровокувати подальший розвиток каскадних аварій, привести до незворотних ушкоджень генераторів і турбін, принести непоправної шкоди іншому електроустаткування. Крім того асинхронний режим однієї машини може привести до виходу з синхронізму інших генераторів об'єднаної енергосистеми [2–4].

У зв'язку з цим зростає актуальність завдання оцінки допустимості асинхронних режимів.

Разом з цим завданням виникає необхідність моделювання динамічних процесів, що відбуваються в мережі, для їх подальшого дослідження. Для підвищення точності аналізу допустимості АР необхідне застосування математичних моделей, які максимально коректно описують поведінку ЕЕС в перехідному режимі.

2. Мета і задачі дослідження та заплановані результати

Метою роботи є аналіз і дослідження підходів і методів оцінки допустимості асинхронних режимів в електричних системах.

  1. Дослідження існуючих методів аналізу допустимості асинхронного режиму, оцінка їх переваг та недоліків.
  2. Дослідження асинхронних режимів.
  3. Дослідження математичних моделей генератора для проведення моделювання асинхронного режиму.

Об'єкт дослідження: аналіз допустимості всінхронного режиму.

Предмет дослідження: модель ділянки електроенергетичної мережі, реалізована в програмному комплексі PowerFactory.

В рамках магістерської роботи планується отримання актуальних наукових результатів за наступними напрямками:

  1. Виявлення оптимальної математичної моделі генератора для аналізу допустимості асинхронного режиму.
  2. Виявлення критеріїв допустимості асинхронного режиму.
  3. Модифікація відомих методів аналізу опустімості асинхронного режиму.

3. Асинхронний режим в електрожнергетіческой мережі

3.1 Загальні відомості про асинхронному режимі

Асинхронний режим – режим роботи генератора, при якому швидкість обертання ротора в значній мірі відхиляється від синхронної швидкості мережі. Цей режим характеризується наступними змінами:

  • глибокими і стійкими коливаннями параметрів режиму (напруг, струмів, потужностей);
  • зміною взаємного кута ЕРС;
  • виникнення різниці частот частинами енергосистеми.

Устаткування електростанції працює в режимі періодичних змін струмів і напруг, при цьому в замкнутих контурах ротора виникають вихрові струми, що викликають його перегрів.

Асинхронний режим може виникнути в ряже наступних випадків:

  • при перевантаженні ЛЕП за умовами статичної стійкості;
  • при порушенні динамічної стійкості;
  • несинхронні включення ліній електропередач і генераторів;
  • при втраті генератором збудження.

3.2 Сталий асинхронний режим

Асинхронний режим головним чином характеризується різницею швидкостей обертання векторів ЕРС генератора і системи. Різниця цих частот визначається ковзанням.

Сталий асинхронний режим виникає при виникненні балансу між моментом турбіни і асинхронним моментом, характеризується ковзанням S, яке визначається точкою перетину характеристик моменту турбіни і асинхронного моменту (рис. 1).

Визначення ковзання в сталому режимі

Рисунок 1 – Визначення ковзання в сталому режимі

Якщо випала із синхронізму машина при цьому залишається збудженої, на вал генератора також буде діяти синхронний крутний момент. Цей знакозмінний момент буде викликати періодичні зміна швидкості обертання ротора в асинхронному режимі і як наслідок пульсації ковзання (рис. 2).

При цьому параметри режиму істотно змінюються.

Зміна моментів і ковзання в асинхронному режимі

Рисунок 2 – Зміна моментів і ковзання в асинхронному режимі

Висновки

На момент написання даного реферату магістерська робота ще не завершена. Передбачувана дата завершення: травень 2019 р. даний реферат вноситимуться зміни в міру виконання роботи. Остаточну роботу можна буде отримати у автора або його керівника після зазначеної дати завершення написання.

В роботі планується детальний розгляд загальних положень питань допустимості асинхронних режимів. Проведення аналізу оптимальних математичних моделей синхронного генератора.

В рамках роботи планується виконати:

  • моделювання асинхронних режимів, викликаних різними збуреннями в ЕЕС в програмному комплексі PowerFactory;
  • проаналізувати допустимість асинхронних режимів;
  • проаналізувати вплив різних чинників на перебіг асинхронного режиму.

Перелік посилань

  1. Андерсон П. Управление энергосистемами и устойчивость / Андерсон П., Фуад А.; пер. с англ. под ред. Я. Н. Лугинского. – М.: Энергия, 1980. – 568 с.
  2. Савалов С. А. Противоаварийное управление в энергосистемах // Савалов С. А., Семенов В. А. М.: Энергоиздат, 1988, 416 с.
  3. Pourbeik P. The anatomy of a power grid blackout // Pourbeik P., Kundur P. S., Taylor C. W. IEEE Power and Magazine, 2006, Vol.4, No.5, p.22-29.
  4. Makarow Yu. V. Blackout prevention in the United States, Europe and Russia // Makarow Yu. V., Reshetov V. I., Voropai N. I. Proccedings of the IEEE, 2005, Vol.93, No.11, p.1942-1955.
  5. Федотов А. И., Лопухов В. М., Соколов В. А., Зайцев Д. А. Автоматика ликвидации асинхронного режима на блоках с турбогенераторами средней мощности / Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2007. № 7-8. С. 66-71.
  6. Веников В. А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах: Учеб. для электроэиергст. спец. Вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1985. – 536 с, пл.
  7. Наровлянский В. Г., Ваганов А. Б., Иванов И. А. Результаты испытаний устройства ликвидации асинхронного режима АЛАР-М / Релейная защита и автоматизация. 2010. № 1. С. 16-18.
  8. Камель Н. А. Разработка и исследование методов анализа асинхронных режимов в энергосистеме и протавоаварийной автоматики для их ликвидации: дис. дис. к. т. н: 5.14.02: защищена 1.02.1995 – М., 1995.
  9. Матвеев И. В., Пастухов B. C., Иванов К. М. Автоматика ликвидации асинхронного режима (АЛАР) / Вологдинские чтения. 2008. № 69. С. 96-98.
  10. Ульянов С. А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах / Ульянов С. А. – 2012. – 512 с.
  11. DIgSILENT Technical Documentation Synchronous Generator. Published by DIgSILENT GmbH, Germany. Copyright 2007. All rights reserved. Unauthorized copying or publishing of this or any part of this document is prohibited. TechRef ElmSym V1 Build 331 30.03.2007
  12. Сивокобыленко В. Ф. определение параметров схем замещения синхронных машин / В. Ф. Сивокобыленко, В. К. Лебедев // Научные труды ДонГТУ, серия Электромеханика и электроэнергетика, вып 1. – Донецк – 1996. – С. 98-102.