WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

В первой главе «Анализ эффективности функционирования РЗА предприятий непрерывного производства по критерию устойчивости технологических установок» производится анализ известных публикаций, нормативно-технической документации (ПУЭ, РУ, отраслевых инструкций), проектных решений и опыта эксплуатации СЭС предприятий непрерывного производства и обосновывается дополнительный отраслевой критерий эффективности РЗА применительно к предприятиям нефтепереработки с позиции требования обеспечения совместимости характеристик СЭС и ее РЗА с характеристиками ТУ.

Действия РЗА в целом влияют на многие ПКЭ (см. табл.1), однако при нарушениях устойчивости ТУ определяющую роль играют провалы напряжения. Поэтому им и посвящена диссертация.

Причин провалов напряжения несколько. В данной работе рассматривается поток провалов питающего напряжения, обусловленный потоком коротких замыканий с последующим действием РЗА.

Одним из альтернативных вариантов обеспечения устойчивости технологических установок при провалах напряжения является повышение эффективности функционирования систем РЗА в системе электроснабжения предприятия непрерывного производства.

В работе анализируются дополнительные требования ПУЭ к РЗА, которые обеспечивают совместимость систем электроснабжения и электроприемников предприятий непрерывного производства. Критерием совместимости является устойчивость технологических установок, например, НПЗ, при потоке провалов напряжения, обусловленного потоком коротких замыканий во внешней и внутренней частях системы электроснабжения.

Таблица 1

Методика реализации дополнительных требований к РЗА заключается в выборе необходимого и достаточного варианта состава мероприятий по изменению структуры и параметров РЗА, который обеспечивает смещение параметров потока провалов напряжения в зону устойчивости технологических установок, при этом вариант состава мероприятий ТПР выбирается на основании сравнения технико-экономических показателей.

Выводы:

1) Установлено, что несмотря на соблюдение всех общетехнических требований к эффективности функционирования РЗА (селективности, быстродействия, чувствительности, надежности) на предприятиях непрерывного производства часто возникают нарушения устойчивости ТУ при потоке провалов напряжения.

2) Для обеспечения устойчивости ТУ требуется подобрать необходимый и достаточный вариант состава мероприятий по изменению структуры и параметров РЗА.

3) Дополнительным отраслевым критерием эффективности РЗА предприятий непрерывного производства, кроме общих требований ПУЭ к ней, является требование обеспечения совместимости характеристик СЭС и ее РЗА с характеристиками ТУ, обеспечивающих устойчивость технологических процессов при потоке провалов напряжения.

Во второй главе «Исследование границ зон устойчивости технологической установки при различных временных уставках РЗА» разрабатывается методика определения количественных значений характеристик ТУ и ее электропривода в форме границ зон устойчивости ТУ при различных временных уставках РЗА.

Методика предусматривает логическую обработку зон неустойчивости каждой из частей ТУ по правилу «И».

Что касается схемы внешней электросети НПЗ, то можно отметить, что системные линии и автотрансформаторные связи образуют замкнутое энергокольцо. Шиносоединительные выключатели на всех подстанциях включены. Поэтому короткое замыкание в каком-то присоединении вызывает значительный провал напряжения в другом, даже отдаленном присоединении. Это приводит к несрабатыванию АВР-6 кВ НПЗ(см. рис. 1).

Типовая структура электрических сетей 6 кВ СЭС НПЗ приведена на рис. 2.

В качестве примера для анализа ТУ НПЗ автором выбрана центральная воздушная компрессорная установка (ЦВК).

В соответствии с разработанной методикой, в технологической установке ЦВК выделяем четыре группы электропитания:

1.первая группа – это электроснабжение основного технологического оборудования, внезапный провал электропитания которого приводит к нарушению технологии и технико-экономическим потерям;

2. вторая группа – это электроснабжение ответственного вспомогательного технологического оборудования, внезапный провал электропитания которого

приводит к нарушению технологии и технико-экономическим потерям;

3. третья группа – это электроснабжение вспомогательного технологического оборудования, внезапная остановка которых не приводит к нарушениям технологии и потерям;

4. четвертая группа – это электроснабжение системы управления технологической установки, внезапный провал электропитания которого приводит к нарушениям технологии и потерям (см. рис.3).

Определяющую роль в обеспечении достоверности используемых количественных характеристик при контроле устойчивости работы ТУ имеет методика моделирования переходных процессов. На рис. 4 приведена диаграмма основных функциональных связей.

Рис. 1. Схема внешнего электроснабжения НПЗ

Рис. 4. Взаимосвязь входных и выходных данных при моделировании

Рис. 2. Типовая структура электрических сетей 6 кВ внутренней СЭС.

Рис.3. Разбиение ТУ

на группы

Оценка электромагнитной совместимости предусматривает учет целого ряда вариантов (критериев) реакции рассматриваемого объекта на электромагнитное воздействие. В ГОСТ установлено четыре критерия реакции (см. табл.2).

Для групп электроприемников ЦВК необходимо определить зоны А,В,С, используя результаты математического моделирования (см. рис. 5).

Таблица 2

Четыре критерия реакции рассматриваемого объекта

на провал питающего напряжения

Критерии реакции

объекта

Формулировка

Общая

Конкретная для технологической установки

Критерий А

Нет потери функций.

Все оборудование технологической установки сохранило рабочий режим.

Критерий В

Возникла частичная ограниченная во времени потеря функций, но произошло самовосстановление всех функций без участия человека. Эффект «ослепления».

После провала напряжения питания переходный режим самозапуска успешен, успешная ресинхронизация синхронных двигателей. Конфигурация и режим технологической установки восстановился без участия операторов.

Критерий С

Возникла устойчивая потеря всех или части функций. Для восстановления всех функций потребовались действие оператора через штатные органы управления.

Возникли нарушения технологии и потери. Технологическая установка исправна. Для восстановления требуемого режима работы потребовались действия операторов через штатные органы управления.

Критерий D

Возникло повреждение (разрушение) оборудования. Для восстановления всех функций требуется ремонт или замена оборудования.

Возникло нарушение технологии и потери, технологическая установка потеряла работоспособность. Для восстановления требуется ремонт или замена оборудования технологической установки.

Рис.5. Разбиение схемы электроснабжения на зоны А,В,С.

Для проведения экспериментов необходимо построение модели. При моделировании необходимо учитывать не только электромагнитную стадию переходных процессов, но и электромеханическую стадию с изменением скоростей вращений. Это предопределяет сложность математического моделирования переходных процессов и недостоверность результатов упрощенных расчетов.

Для электрооборудования ЦВК в различных режимах его работы с помощью экспериментов определяются границы между областями устойчивости и неустойчивости на плоскости возможных сочетаний длительности провала и его глубины со значением остаточного напряжения меньшим, чем 0,9 Uном ( Uост 0,9 Uном ).

Общий вид искомой границы приведен на рис. 6.

Рис. 6. Характеристики устойчивости групп электроприемников ЦВК.

По оси абсцисс отложены длительности провала напряжения, а по оси ординат – остаточное напряжение при этом провале. Значение [Uраб.мин]доп – минимальное допустимое рабочее напряжение электропитания потребителя, при котором обеспечивается неограниченное во времени функционирование ТУ. Значение tу.1 – максимальная допустимая длительность провала при нулевом значение Uост, по 1 группе приемников электроснабжения.

Значение tу.1 – это параметр ТУ по 1 группе приемников электроснабжения

Значение tу.3 – параметр ТУ по 3 группе приемников электроснабжения.

Значение tу.4 – максимальная допустимая длительность провала при Uост [Uраб.мин]доп, tу.4 – это параметр значения tу в интервале t1 < t2 < t3, максимальная допустимая длительность провала при Uост в интервале от 0 до [Uраб.мин]доп, то есть при 0 < Uост < [Uраб.мин]доп.

На графике отсутствует характеристика ТУ для 2 группы приемников электроснабжения. 2 группа приемников электроснабжения — асинхронные электродвигатели в этих сетях управляются, как отмечено в главе1, с помощью контакторов и магнитных пускателей (группа 4), имеющих свойство отключаться при снижении напряжения на втягивающей катушке при 0 < Uост < [Uраб.мин]доп, как показано на рис. 6. Поэтому в дальнейшем достаточно рассматривать 1,3 и 4 группы приемников электроснабжения.

Выводы:

1) Характеристикой ТУ является граница зоны ее устойчивости при провалах напряжения по границе между зонами В и С (самовосстановления без участия операторов) для основного электропривода, ответственной вспомогательной нагрузки и системы управления, и граница между зонами С и D (восстановление по командам операторов без ремонта) для остальной нагрузки ТУ.

2) Искомые границы зоны устойчивости находятся:

- для основного электропривода и ответственной вспомогательной двигательной нагрузки методами математического моделирования (успешные ресинхронизация и самозапуск) и мониторинга;

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

3) Результирующая граница зоны устойчивости ТУ находится как граница коньюнкции зон устойчивости частей ТУ по схеме «И».

В третьей главе « Исследование и разработка методики прогнозирования параметров потока провалов в системе электроснабжения, обусловленных действием РЗА» производится разработка методики прогнозирования параметра потока провалов напряжения, порождаемого свойствами СЭС и ее РЗА. Особенностью данной методики является учет возможного изменения длительности и глубины провала при выбеге и запуске мощной двигательной нагрузки для различных сечений СЭС.

Рассмотрим методику прогнозирования значений статистических показателей провалов питающего напряжения.

После проведения серии экспериментов и обработки результатов моде­лирования процессов в заданной СЭС проводится анализ данных по длительности и глубине провалов напряжения. События и явления, возможные во внутренней и внешней частях СЭС разбиваем на группы по длительности провалов напряжения.

На рис. 7 приведены следующие данные:

при коротких замыканиях в определенной зоне длительность провала напряжения равна tСЭС1, при этом значения Uост распределены в интервале от до (плотность распределения Uост в диапазоне Uост );

при коротких замыканиях в другой зоне длительность провала напряжения равна tСЭС2.

при коротких замыканиях в третьей зоне длительность провала равна tСЭС3. Совместим характеристики рис. 6 и 7.

На рис. 8 приведен количественный пример анализируемых данных.

По оси абсцисс отложены ожидаемые длительности провалов, tпровала, с.

По оси ординат – значения остаточных напряжений, Uост, %.

По оси аппликат – ожидаемая годовая частота провалов, w, год-1.

Как видно большинство КЗ попадают в зону неустойчивости ТУ. Необходимо принимать меры для совмещения характеристик провалов с границей зоны устойчивости ТУ.

При наложении характеристик становится ясно, что большая часть КЗ приводит к неустойчивости установки ЦВК. Необходимо провести мероприятия по повышению эффективности функционирования с целью смещения характеристик в зону устойчивости.

Рис. 7. Графическое представление прогноза параметров потока провалов

Рис. 8. Совмещение прогноза провалов и границы зоны устойчивости технологической установки

Выводы :

1) Характеристикой СЭС для проверки ее совместимости с характеристиками ТУ являются параметры потока провалов напряжения.

2) При технико-экономическом обосновании мероприятий ТПР при проверке совместимости характеристик ТУ и прогнозе провалов удается выявить неблагоприятные сочетания, при которых прогнозируются нарушения устойчивости ТУ.

3) При выборе и обосновании необходимости и достаточности списка мероприятий ТПР и реконструкции РЗА систем электроснабжения предприятий с ответственной двигательной нагрузкой целесообразно сопоставлять прогнозируемые комбинации параметров провалов питающего напряжения и границы зон устойчивости каждой технологической установки предприятия, определяемые по итогам моделирования и мониторинга

В четвертой главе «Разработка мероприятий по повышению эффективности функционирования РЗА» рассматривается разработка технических предложений и рекомендаций по изменению структуры и параметров РЗА с целью расширения зоны устойчивости ТУ.

Для обеспечения смещения характеристик провалов в зону устойчивости необходимо предусмотреть мероприятия по системе внешнего и внутреннего электроснабжения (см. табл. 3).

Pages:     | 1 || 3 |






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