WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи



ЗАДКОВА ЕЛЕНА АЛЕКСАНДРОВНА

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ

C ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ НАГРУЗКИ

ПРЕДПРИЯТИЙ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Специальность 05. 14. 02 – Электростанции
и электроэнергетические системы

АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук

Москва 2008

Работа выполнена на кафедре Релейной защиты и автоматики энергосистем Московского Энергетического Института (Технического Университета)

Научный руководитель

- кандидат технических наук
доцент Арцишевский Ян Леонардович

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук

профессор Кужеков Станислав Лукьянович

- кандидат технических наук

Лачугин Владимир Федорович

Ведущая организация

- ОАО « Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством»

(ОАО ВНИИР) г.Чебоксары

Защита состоится «24» октября 2008 г. в 15 часов 00 минут в ауд. Г-200 на заседании диссертационного совета Д212.157.03 при Московском Энергетическом Институте (Техническом Университете) по адресу: г. Москва, Красноказарменная ул., д. 17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ).

Отзывы (в двух экземплярах, заверенные печатью организации) просим направлять по адресу:112250, Москва, Красноказарменная ул., д.14, Ученый совет МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан «23» сентября 2008 г.

Ученый секретарь
Диссертационного Совета Д212.157.03

кандидат технических наук доцент

Бердник Е. Г.

Общая характеристика работы

Актуальность темы диссертации. Обеспечение устойчивости работы отдельных и объединенных энергосистем, а также ЕЭС России в целом в определяющей мере связано с функционированием релейной защиты и автоматики (РЗА), предназначенными осуществлять быструю и селективную автоматическую ликвидацию повреждений и аварийных режимов в электрической части энергосистем.

Актуальность темы исследования обусловлена значительным уровнем технико-экономических и экологических ущербов на предприятиях непрерывного производства из-за провалов напряжения. К таким предприятиям относятся нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ), газодобывающие и перерабатывающие комбинаты, сталеплавильные и металлообрабатывающие производства и другие предприятия и организации, относящиеся к особой группе по требованиям безопасности при нарушениях электроснабжения.

Основной причиной нарушения устойчивости технологических установок (ТУ) являются провалы напряжения при действии РЗА после КЗ во внутренней и внешней частях системы электроснабжения (СЭС), поэтому на многих предприятиях разворачиваются работы по техперевооружению (ТПР). Обоснованные рекомендации должны повысить технико-экономическую эффективность принимаемых решений.

В научно-технической литературе в течение многих лет рассматриваются варианты повышения эффективности РЗА. Большой вклад в решение указанных проблем внесли советские, российские, а также зарубежные ученые: Федосеев А.М., Федоров В.А., Кривенков В.В., Карташев И.И., Овчаренко Н.И., Чернобровов Н.В., Шабад М.А., Шпиганович А.Н., Жежеленко И.В., Сивокобыленко В.Ф., Кужеков С.Л., Шалин А.И., Жак Куро, Д. Чэплэн и др.

Существует много способов повышения устойчивости работы ТУ. Возникает актуальный вопрос – как выбрать необходимую и достаточную комбинацию мероприятий по изменению структуры и параметров РЗА, которая обеспечит устойчивость ТУ и минимизирует затраты

Критерием необходимости и достаточности является совместимость свойств и характеристик СЭС и ТУ. Совместимость может проверяться по многим показателям качества электрической энергии, однако применительно к устойчивости ТУ предприятий непрерывного производства определяющую роль играют провалы питающего напряжения.

Общая идея исследования базируется на обеспечении электромагнитной и электромеханической совместимости динамических характеристик системы электроснабжения и характеристик электроприводов ТУ предприятий непрерывного производства при провалах напряжения, обусловленных потоком КЗ и последующим действием РЗА.

Цель работы. Повышение эффективности функционирования релейной защиты и автоматики с целью обеспечения устойчивости нагрузки предприятий непрерывного производства.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

1) Анализ эффективности функционирования РЗА предприятий непрерывного производства по критерию устойчивости ТУ и обоснование дополнительного отраслевого признака эффективности РЗА.

2) Исследование и разработка методики определения границ зон устойчивости технологической установки предприятий непрерывного производства при различных временных уставках РЗА.

3) Исследование и разработка методики прогнозирования параметров потока провалов в системе электроснабжения предприятий непрерывного производства.

4) Разработка мероприятий по повышению эффективности функционирования РЗА с целью обеспечения устойчивости ТУ предприятий непрерывного производства.

Объект и предмет исследования.

Объектом исследования является устойчивость функционирования технологических установок предприятий непрерывного производства при провалах напряжения электропитания в результате коротких замыканий и последующего действия РЗА.

Предметом исследования является повышение эффективности функционирования устройств РЗА с целью обеспечения устойчивости технологических установок предприятий непрерывного производства в условиях потока провалов питающего напряжения.

Методы исследования. Для решения поставленных в работе задач использовались: теория электромагнитных переходных процессов в электрических цепях, теория электромеханических переходных процессов в электроэнергетических системах, методы математического моделирования, теория вероятности, экспериментальные исследования на математических моделях и в условиях реальных энергообъектов. Для решения задачи с помощью обработки результатов математического моделирования рассмотрены события и явления в системе электроснабжения. С использованием критериев электромагнитной совместимости разработан комплекс технических мероприятий по техническому перевооружению и реконструкции внешней и внутренней системы электроснабжения, ее системы релейной защиты и автоматики и электропривода ТУ предприятий непрерывного производства.

Достоверность и обоснованность результатов работы. Достоверность предложенных в работе решений подтверждается испытаниями на электродинамических и цифровых моделях СЭС и ТУ, а также опытом эксплуатации на нефтеперерабатывающем заводе.

Научная новизна и значимость полученных результатов.

1. Установлено, что дополнительным отраслевым критерием эффективности РЗА предприятий непрерывного производства является требование обеспечения совместимости характеристик СЭС и ее РЗА с характеристиками ТУ по признаку устойчивости технологических процессов при потоке провалов напряжения.

2. Разработана методика определения границ зон устойчивости по каждой группе электроприемников ТУ применительно к предприятию непрерывного производства при различных временных уставках РЗА, сущность которой заключается в том, что:

а) Характеристикой ТУ является граница зоны ее устойчивости при провалах напряжения:

- для основного электропривода, ответственной вспомогательной нагрузки и системы управления по границе между зонами В и С (восстановление нормальной работы без участия персонала),

- для остальной нагрузки ТУ – между зонами С и D (восстановление при участии персонала без ремонта).

б) Искомые границы зоны устойчивости находятся:

- для основного электропривода и ответственной вспомогательной двигательной нагрузки путем обработки результатов мониторинга, а также путем обработки результатов математического моделирования.

- для системы управления ТУ методом лабораторных экспериментов, мониторинга и расчетов.

в) Результирующая граница зоны устойчивости ТУ находится по правилу «И» зон устойчивости частей ТУ.

3. Разработана методика прогнозирования параметров потока провалов питающего напряжения применительно к предприятию непрерывного производства. Методика учитывает данные о потоке КЗ во внешней и внутренней частях СЭС и динамические свойства электроприемников ТУ, а также структуру и параметры системы РЗА.

а) Установлено, что характеристикой СЭС для проверки ее совместимости с характеристиками ТУ является статистический прогноз параметров потока провалов напряжения.

б) При проверке совместимости характеристик ТУ и прогнозе параметров потока провалов удается выявить неблагоприятные сочетания, при которых возможны нарушения устойчивости ТУ.

Практическая ценность работы.

1. Разработанные методики позволяют количественно оценивать эффективность мероприятий по изменению структуры и параметров РЗА СЭС предприятий непрерывного производства путем сопоставления границ зон устойчивости нагрузок ТУ и значений параметров потока провалов питающего напряжения.

2. С помощью разработанных методик возможно ранжировать очередность мероприятий по ТПР структуры и параметров РЗА, которые позволяют обеспечить устойчивость ТУ и минимизировать затраты.

3. Установлено, что доминирующей причиной неустойчивости ТУ является неустойчивость их систем управления.

Для обеспечения устойчивости ТУ следует обеспечить координацию границы зоны удержания магнитных пускателей (МП). Для достижения практической цели значительного повышения устойчивости МП к провалам напряжения следует обеспечить расположение их границы между зонами удержания-отпадания на уровне Uост = 0; tпр = 3…10 секунд с возможностью регулировки.

4. Рекомендуется применить опережающее деление сети на п/ст 220/110 кВ во внешней части СЭС.

5. Снижена глубина и длительность провалов напряжения на предприятии нефтепереработки за счет повышения эффективности функционирования РЗ, что позволило обеспечить устойчивость ТУ.

Предлагается секционные выключатели оборудовать дополнительной РЗА опережающего деления I и II СШ без выдержки времени на срабатывание. Последующее повторное включение осуществляется автоматически с выдержкой времени около 5 с с контролем условий синхронизма. Уставки этой РЗА определяются при проектировании. Повторное включение может осуществляться вручную.

РЗА опережающего деления I и II СШ 110 кВ может выводиться из действия в ремонтных и аварийных режимах.

Реализация результатов работы. Результаты выполненных исследований и разработок внедрены на нефтеперерабатывающем заводе в г. Сызрань, Самарской обл..

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты исследований эффективности функционирования РЗА по критерию устойчивости ТУ и обоснование дополнительного признака эффективности функционирования РЗА предприятий непрерывного производства при провалах напряжения.

2. Предложенная методика определения границ зон устойчивости технологических установок при различных временных уставках РЗА при провалах напряжения во внешней и внутренней частях СЭС.

3. Предложенная методика прогнозирования параметров потока провалов в системе электроснабжения предприятий непрерывного производства.

4. Методы и средства решения задачи повышения эффективности РЗА с целью обеспечения устойчивости технологических установок предприятий непрерывного производства при действии РЗА в следствии потока КЗ.

Личный вклад автора: Приведенные в диссертации результаты являются составной частью научно-исследовательских разработок, выполненных на нефтеперерабатывающем заводе в г. Сызрань, Самарской обл.. В работах, опубликованных в соавторстве, автору принадлежит постановка задач, разработка теоретических и методических положений, обобщение результатов и рекомендации по применению предложенных решений.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка и 5 приложений. Общий объем работы составляет 184 страницы, в том числе основного текста 154 страницы, включая 27 рисунков и 11 страниц библиографического списка (110 наименований), а также содержит приложения общим объемом 29 страниц.

Основное содержание работы

Во введении показана актуальность темы диссертации с точки зрения устойчивости работы технологических установок (ТУ) предприятий непрерывного производства за счет исследования, разработки и внедрения новых методик определения совместимости свойств и характеристик СЭС и ТУ и средств систем релейной защиты и противоаварийной автоматики. Обозначены цель и задачи, объект и предмет исследования.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»