Анализ сенсорных элементов схемы и выявление слабых мест в сетях генераторного напряжения

Abstract

На крупных промышленных предприятиях кроме внешних источников электроэнергии (энергосистемы) имеются собственные источники электрической и тепловой энергии, от стабильной и устойчивой работы которых завит работа основного технологического оборудования предприятия. Поэтому обеспечение стабильной работы как механизмов собственных нужд электростанций, так и основного технологического оборудования промышленного предприятия является актуальной задачей при новом проектировании электрических сетей или их реконструкции. Повышение надежности системы электроснабжения осуществляется различными способами, одним из которых является выявление и анализ сенсорных (чувствительных) элементов схемы с целью дальнейшего устранения слабых мест, а также неоднородностей системы. Таким образом, в работе в качестве объекта исследования рассматривалась сложная сеть генераторного напряжения промышленного предприятия, имеющая связь с системой через подстанции высокого и сверхвысокого напряжения и включающая в себя тепловые электростанции с механизмами собственных нужд и высоковольтных промышленных потребителей предприятия и насосных станций. Для выявления сенсорных элементов схемы была выполнена серия расчетов электромеханических переходных процессов при моделировании коротких замыканий в сети в программном комплексе «КАТРАН 10.0», на основе которых осуществлена оценка устойчивости синхронных и асинхронных двигателей за счет определения степени отклонения параметров их режима работы. По результатам расчетов определено, что наибольшей чувствительностью обладают механизмы собственных нужд электростанций, а максимальное отклонение параметров режима достигается при коротких замыканиях на уровнях высокого напряжения. Методика анализа сенсорных элементов схемы позволяет повысить надежность работы системы электроснабжения промышленного предприятия при сильных возмущениях в сети. Large industrial enterprises use own electrical and thermal energy sources in addition to external power systems. Therefore, ensuring the stable operation of both the auxiliary power plants supply mechanisms and the main technological equipment of an enterprise is an important task in the electric networks design and reconstruction. The reliability of the power supply system can be carried out in various ways, one of which is the identification and analysis of sensory (sensitive) circuit elements in order to further eliminate weak units. Thus, the paper considers a complex generator voltage network of an industrial enterprise that is connected to the system through high and extra high voltage substations. This network features thermal power plants with auxiliary and high-voltage industrial consumers of the enterprise and pumping stations. A series of electromechanical transients calculations was performed in the simulation of short circuits in the network using KATRAN 10.0 software package to identify the sensory elements of the circuit. Based on the results of the calculation, the stability of synchronous and asynchronous motors is estimated by determining the level of their operational parameters deviation. Based on the calculation results, it is concluded that the power plant mechanisms of auxiliary needs have the highest sensitivity, and the maximum deviation of the mode parameters is achieved during short circuits at high voltage levels. Analyzing the sensor elements of the system allows for the higher reliability of the industrial enterprise power supply system with strong disturbances in the network.