АНАЛИЗ СЕНСОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ И ВЫЯВЛЕНИЕ СЛАБЫХ МЕСТ В СЕТЯХ ГЕНЕРАТОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

M.A. Tremasov; A.V. Malafeev

doi:10.14529/power190408

Authors

M.A. Tremasov Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation
A.V. Malafeev Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation

DOI:

https://doi.org/10.14529/power190408

Keywords:

electric power plants, auxiliary needs, operating characteristics, dynamical stability, selfstarting of motor, short circuits, sensor elements

Abstract

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.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Kondrashova, Y.N. Increasing the efficiency of power resource management as a solution of issues of the power supply system stability / Y.N. Kondrashova, O.V. Gazizova, A.V. Malapheev // Proceedia Engineering. – 2015. – No. 128. – P. 759–763. DOI:10.1016/j.proeng.2015.12.100

Малафеев, А.В. Исследование динамической устойчивости систем электроснабжения промышленных предприятий с собственными электростанциями при отделении от энергосистемы в результате короткого замыкания / А.В. Малафеев, О.В. Буланова, Ю.Н. Ротанова // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». – 2008. – № 17 (117). – С. 72–74.

Удалов, С.Н. Исследование режимов работы ветроэнергетической установки на базе электромагнитной трансмиссии в составе автономной системы электроснабжения / С.Н. Удалов, А.А. Ачитаев, М.С. Юманов // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. – 2015. – № 5. – С. 32–35.

Исследование электромеханических переходных режимов при выходе на раздельную работу узла действующего промышленного предприятия / О.В. Газизова, Д.А. Мусин, А.В. Малафеев, Ю.Н. Кондрашова // Энергетические и электро-технические системы. – 2015. – № 1. – С. 143–152.

Газизова, О.В. Определение предельных параметров режимов для обеспечения успешной ресинхронизации объектов распределенной генерации в условиях предприятия черной металлургии / О.В. Газизова, А.В. Малафеев, Ю.Н. Кондрашова //

Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Энергетика». – 2016. – № 4. – С. 12–22. DOI:10.14529/power160402

Анализ переходных режимов асинхронных двигателей при выходе электростанции на раздельную с энергосистемой работу / И.Е. Кружи-лина, О.В. Газизова, А.В. Малафеев, Е.А. Гринчак // Электротехнические системы и комплексы. –2012. – № 20. – С. 183–187.

Анализ переходных режимов систем электроснабжения промышленных предприятий, имеющих в своем составе объекты малой энергетики / О.В. Буланова, А.В. Малафеев, Ю.Н. Ротанова, В.М. Тарасов // Промышленная энергетика. – 2010. – № 4. – С. 22–28.

Исследование динамической устойчивости в системе электроснабжения ОАО «ММК» для различных конфигураций распределительных сетей при коротких замыканиях на примере ТЭЦ ОАО «ММК» / В.А. Игуменщев, А.В. Малафеев, Ю.Н. Ротанова и др. // Оптимизация режимов работы электротехнических систем. – 2008. – № 1. – С. 51–56.

Xiufeng Shi. Research on Measures to Improve Stability of the Power System / Xiufeng Shi // Applied Mechanics and Materials. – 2015. – No. 742. – P. 648–652. DOI: 10.4028/www.scientific.net/amm. 742.648

Исследование влияния ввода в работу перспективной воздушной линии на режимы промышленного энергетического узла / Ю.Н. Кондрашова, О.В. Газизова, И.М. Гладышева, И.М. Галлиулин // Международный научно-исследовательский жур-

нал. – 2014. – № 4-2 (23). – С. 35–37.

Малафеев, А.В. Анализ статической устойчивости генераторов / А.В. Малафеев, О.В. Газизова, А.В. Кочкина, Е.А. Гринчак // Главный энергетик. – 2013. – № 7. – С. 17–25.

Caiqin, S. Analyzing and simulating dynamic stability of large marine power station systems / S. Caiqin, R. Guang, S. Chengjun // 2008 7th World Congress on Intelligent Control and Automation (Chongqing, 25–27 June 2008). – Chongqing, 2008. – P. 122–128. DOI: 10.1109/wcica.2008.4594252

Fei Ding. Dynamic modeling and stability analysis of grid-connected and autonomous distributed generation system / Fei Ding, Kenneth A. Loparo // 2015 IEEE Power & Energy Society Innovative Smart Grid Technologies Conference (ISGT). – Washington,

– P. 58–66. DOI: 10.1109/isgt.2015.7131896

Расчет динамических характеристик синхронных и асинхронных двигателей промышленных предприятий с целью анализа устойчивости систем электроснабжения / В.А. Игуменщев, А.В. Малафеев, О.В. Буланова, Ю.Н. Ротанова //

Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. – 2006. – № 2. – С. 71–75.

Оценка эффективности релейной защиты в сетях 110–220 кВ сложных систем электроснабжения промышленных предприятий с собственными электростанциями / В.А. Игуменщев, Б.И. Заславец, Н.А. Николаев и др. – Магнитогорск: Магнитогор. гос. техн. ун-т им. Г.И. Носова, 2011. – 141 с.

Harikrishna, D. Dynamic Stability Enhancement of Power Systems Using Neural-Network Controlled Static-Compensator / D. Harikrishna, N.V. Srikanth // TELKOMNIKA. – 2012. – No. 10. – P. 9–16.

Boudour, M. Power System Dynamic Security Mapping Using Synchronizing and Damping Torques Technique / M. Boudour, A. Hellal // The Arabian Journal for Science and Engineering. – 2015. – No. 30. – P. 81–94. DOI: 10.1109/iecon.2003.1280077

Оценка регулирующего эффекта выпрямительной нагрузки для определения параметров установившихся режимов систем электроснабжения промышленных предприятий / Н.А. Николаев, О.В. Буланова, А.В. Малафеев и др. // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2011. – № 4. – С. 115–118.

Metodology of calculation of the reliability indexes and life time of the electric and mechanical systems / A.S. Karandaev, V.R. Khramshin, S.A. Evdokimov et al. // Proceedings of 2014 International Conference on Mechanical Engineering, Automation and

Control Systems (MEACS). – 2014. – P. 14–21. DOI:10.1109/meacs.2014.6986866

Анализ неоднородностей электроэнергетических систем / О.Н. Войтов, Н.И. Воропай, А.З. Гамм и др. – Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1999. – 256 с.

Науменко, В.Д. Определение опасного по условиям устойчивости сечения энергосистемы // Автоматическое управление и противоаварийная автоматика в крупных энергообъединениях. – 1987. – С. 42–45.

Yuang, G. The role of the weak cutset in stability monitoring / G. Yuang, J. Zaborszky // IFAC Symp. on Power Synt. and Power Plant Control. – 1989. – P. 103–107.

Малафеев, А.В. Анализ устойчивости двигателей собственных нужд электростанций ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» / А.В. Малафеев, А.С. Долганова, О.В. Газизова // Главный энергетик. – 2012. – № 10. – С. 40–46.

Малафеев, А.В. Разработка уточненной методики расчета моментно-скоростной характеристики питательного насоса тепловой электростанции в задаче анализа устойчивости собственных нужд / А.В. Малафеев, М.А. Тремасов //

Электротехнические системы и комплексы. – 2014. – № 3. – С. 58–63.

Malafeev, A.V. Method for Calculating Torque-Rate Characteristics of Feed Pump in Pumping, Turbining and Return Flow Mode / A.V. Malafeev, M.A. Tremasov // 2018 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). – 2018. – P. 224–230. DOI:10.1109/icieam.2018.8728815

Малафеев, А.В. Анализ устойчивости двигателей собственных нужд тепловых электростанций с учетом характеристик приводных механизмов / А.В. Малафеев, М.А. Тремасов // Элек-тротехнические системы и комплексы. – 2016. – № 4 (33). – С. 6–13.

Комплекс автоматизированного режимного анализа КАТРАН 10.0: свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2019610251 / В.А. Игуменщев, А.В. Малафеев, Е.А. Панова и др. – Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 09.01.2019.