Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

Промышленность, производство->Реферат
Насосы - устройства для напорного перемещения главным образом жидкостей с сообщением им энергии Обычно насосами подаются гомогенные жидкости (вода, не...полностью>>
Промышленность, производство->Реферат
Процес виникнення нерівностей внаслідок геометричних причин прийнято трактувати як копіювання на оброблюваній поверхні траєкторії руху і форми різальн...полностью>>
Промышленность, производство->Дипломная работа
В химической промышленности – комплексной механизации и автоматизации уделяется большое внимание, это объясняется сложностью и высокой скоростью проте...полностью>>
Промышленность, производство->Курсовая работа
Допущение 1: независимо от особенностей конструктивного выполнения, все шарнирные соединения считаем вращательными кинематическими парами, а все соеди...полностью>>

Главная > Книга >Промышленность, производство

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Учебное пособие предназначено для использования студентами электротехнических специальностей в процессе изучения курса релейной защиты и автоматизации электроэнергетических систем. В нем рассматриваются специальные вопросы выполнения устройств противоаварийной автоматики на подстанциях ответственных потребителей с непрерывным технологическим процессом и двигательной нагрузкой, основы логического анализа и синтеза дискретных средств системной автоматики и применение современной элементной базы, в том числе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС).

Введение

Для производств с непрерывным технологическим процессом, имеющихся в различных отраслях хозяйственной деятельности, большое значение имеет надежность электроснабжения, так как перерывы питания подобных объектов ведут к значительному экономическому ущербу. Бесперебойность электроснабжения ответственных потребителей с двигательной нагрузкой обеспечивается средствами противоаварийной автоматики (ПА) [1-3].

К устройствам автоматики подстанций относятся, в частности, автоматика повторного включения (АПВ) и включения резервного питания при неисправности рабочего источника (АВР). Поскольку выбегающие при потере питания синхронные и мощные асинхронные электродвигатели длительно генерируют на шинах остаточное напряжение, традиционные средства ПА не могут отличить этот режим от нормального и оказываются неэффективными несмотря на то, что их делают чувствительными к параметрам выбега электродвигателей или дополняют другими устройствами, например, защитой от потери питания (ЗПП) [4-6]. Кроме того, затруднена унификация пусковых органов (ПО) автоматики, они имеют сложную измерительную часть, трудоемки в эксплуатации и проектировании, хотя для их совершенствования могли бы быть использованы методы теории релейных устройств [7-8].

Пособие посвящено проблемам, недостаточно раскрытым в существующей учебной литературе по курсу автоматизации электроэнергетических систем и систем электроснабжения промышленных предприятий. В нем с применением теории релейных устройств (ТРУ) и теории распознавания образов последовательно излагаются как теоретические вопросы выбора информационных признаков потери питания электродвигателей и связывающего их алгоритма функционирования, на основе которого создается структура устройства автоматики, так и практические вопросы выбора элементной базы и моделирования поведения разрабатываемых устройств автоматики в различных нестационарных режимах двигательной нагрузки. Изучение этих проблем дает будущим инженерам-электроэнергетикам дополнительные сведения, необходимые в их работе по специальности и способствующие более глубокому усвоению основного материала.

1 Анализ и совершенствование противоаварийной

автоматики подстанций с электродвигателями

1.1 Основные принципы организации противоаварийной

автоматики ответственных потребителей

Развитие экономики сопровождается ростом единичной мощности и суммарного объема синхронных и асинхронных электродвигателей в узлах нагрузки, увеличением количества ответственных потребителей с непрерывной технологией и первой категорией электроснабжения. Электроприемники, предъявляющие повышенные требования к качеству питающего напряжения и его бесперебойности, имеются практически во всех отраслях хозяйственной деятельности. Так, независимо от ведомственной принадлежности, к ответственным потребителям с электродвигателями относятся водонасосные, компрессорные, кислородные станции, пожарные насосы, насосы перекачки станций промышленной канализации, агрегаты компрессорных станций магистральных газо- и нефтепроводов [9].

Проблема ресурсосбережения напрямую связана с ущербом от срыва технологического процесса и недоотпуска электроэнергии, возникающим при авариях в сети электроснабжения ответственных потребителей. Допускаемый такими объектами перерыв электроснабжения не превышает 0,5-1,0 с [10]. Обеспечить надежность их электроснабжения можно только при комплексном решении взаимосвязанных вопросов, начиная от выбора источников питания, схемы электроснабжения, систем релейной защиты и автоматики, и заканчивая выбором аппаратов 0,4 кВ и технологических блокировок [11-12].

К числу первоочередных средств сохранения технологии при перерывах питания относят самозапуск электродвигателей ответственных механизмов. Анализ основных мероприятий по обеспечению самозапуска позволяет разделить их на три группы. Первая группа образована схемными решениями в питающей сети, например, применение двигателей с расщепленными статорными обмотками, объединение секций через реактор и быстродействующий выключатель, реактирование линий, малая загрузка агрегатов (до 0,5 номинальной мощности) в доаварийном режиме [13-16]. Эта группа мероприятий выполняется преимущественно на стадии проектирования, размещения и выбора первичного электрооборудования и технологического режима.

Следующая группа мероприятий реализуется обычно непосредственно по ходу выявления и устранения аварийной ситуации. Сюда входят:

  • ускоренная ликвидация причин перерыва в электроснабжении (отключение КЗ) автоматическими устройствами релейной защиты (АУРЗ);

  • максимальное быстродействие органов выявления потери питания и ускоренное отключение основного ввода;

  • автоматическая быстрая разгрузка самозапускаемого агрегата по технологии, перевод его на пониженную скорость вращения;

  • отключение на погашенной секции конденсаторных батарей, неответственной нагрузки и агрегатов, не допускающих самозапуск по требованиям технологии или техники безопасности, временное отключение части ответственной двигательной нагрузки с тяжелыми условиями самозапуска;

  • гашение возбуждения синхронных двигателей (СД) с последующей их ресинхронизацией;

  • автоматическое замещение питающего источника – АВР;

  • задержка подачи резервного питания по уровню остаточного напряжения на секции или по времени;

  • синфазная подача резервного питания на выбегающую возбужденную двигательную нагрузку;

  • повышение напряжения резервирующей секции перед замещением вводов – подключением конденсаторных батарей или форсировкой возбуждения работающих СД, переключением отпаек обмоток питающего трансформатора;

  • предварительная или ускоренная автоматическая разгрузка резервирующего трансформатора;

  • автоматическое повторное подключение потребителей (АПП) к источнику в функции тока, напряжения, времени или по заданной программе [4-6, 16-23].

Наконец, к последней группе отнесем мероприятия по удержанию в работе или восстановлению питания после кратковременного перерыва многочисленных низковольтных потребителей, например, задержку отпадания пускателей, отсекателей, клапанов на трубопроводах, автоматическое повторное включение пускателей электродвигателей (ЭД), реорганизацию технологических блокировок и т. д. [2]. Данные мероприятия осуществляются рассредоточенными средствами вне подстанции, как правило, индивидуально для каждого низковольтного потребителя.

Объем реализуемых мероприятий из приведенного перечня в каждом конкретном случае должен определяться составом нагрузки и характеристиками технологического процесса. Анализ показывает, что мероприятия второй группы, оказывающие значительное влияние на устойчивость производственного процесса в аварийной ситуации, выполняются либо самим органом выявления потери питания, входящим в состав противоаварийной автоматики объекта, либо по его команде. Отсюда очевидна актуальность правильного выбора необходимых средств ПА, логической структуры органа выявления потери питания, используемых им в процессе распознавания аварийного режима информационных параметров, объема выполняемых задач.

Хотя к противоаварийной автоматике относятся и автоматические устройства релейной защиты (РЗ), отключающие электроэнергетические объекты при коротком замыкании (КЗ), в настоящей работе они рассматриваются лишь в той части, в какой они связаны с другими средствами автоматики и зависят от наличия электродвигателей на секции. Устройства РЗ все труднее отделить от других видов ПА, в первую очередь, из-за совместного действия и взаимного влияния [1]. Так, защиту электродвигателей от несинхронного восстановления питающего напряжения (ЗВП), называемую также защитой от потери питания (ЗПП), обычно относят к автоматике, хотя по названию и назначению она скорее принадлежит к классу РЗ. Кроме АУРЗ и ЗВП, из общего состава средств ПА, обеспечивающих непрерывность технологического процесса на объектах с электродвигателями, можно выделить автоматику включения резервного питания и автоматику повторного включения. Все перечисленные виды автоматики взаимосвязаны вследствие того, что принципы их работы опираются на процессы выбега или самозапуска двигателей. Поэтому разработка и исследование преимущественного вида автоматики из перечисленных с присвоением ему функций других устройств в наибольшей степени отвечает задачам унификации и стандартизации оборудования, обеспечивающим ресурсосбережение.

Одновременно следует учитывать необходимость формирования блокирующих воздействий подобной автоматики на другие средства, имеющиеся на подстанциях с электродвигателями, например, автоматику частотной разгрузки (АЧР). АЧР отключает электродвигатели и другие агрегаты при общесистемном снижении частоты (дефиците активной мощности) и не относится к средствам сохранения технологического процесса, однако при перерывах питания она может подействовать ложно вследствие того, что выбегающие двигатели генерируют напряжение со снижающейся частотой [24].

Определим приоритетное средство ПА из вышеуказанных. Электропитание ответственных производств (электроприемников первой категории) должно осуществляться от двух независимых источников питания с допускаемым перерывом электроснабжения только на время автоматического восстановления питания [25]. Рекомендуется иметь два независимых источника питания и для электроприемников второй категории. При этом среднегодовое время простоя одного ввода, т.е. время работы объекта в режиме одностороннего питания, составляет 2·10-3 общей длительности [10] и может не учитываться ввиду кратковременности. На подстанциях, питающих электроприемники первой категории, обязательно предусматривается автоматическое включение резерва, так как только АВР осуществляет контроль резервного питания и может оценить условия включения нагрузки на резервирующий источник, выполнить подавляющую часть мероприятий из рекомендуемого перечня. Восстановление питания обесточившейся секции за счет действия АВР, как правило, предпочтительнее, поскольку при этом сокращается время перерыва питания и исключается зависимость от успеха АПВ питающих линий 110-220 кВ [26].

Восстановление питания нагрузки может осуществляться также органами АПВ, однако с меньшим успехом в силу ряда причин. Так, из-за широкого использования в промышленных системах электроснабжения кабельных линий, КЗ на которых самоустраняется достаточно редко, АПВ здесь оказывается, как правило, неуспешным. Выдержка времени АПВ питающей линии определяется большим числом факторов и является произвольной величиной по отношению к характеристикам двигательной нагрузки конкретной подстанции, тогда как параметры АВР могут быть выбраны с учетом этих характеристик. Возможность неуспешного действия АПВ источников дополнительно повышается при подпитке места КЗ синхронными двигателями подстанций со схемой отделитель-короткозамыкатель на стороне питания [5].

Автоматика повторного включения используется преимущественно на объектах с односторонним питанием, допускающих перерыв электроснабжения длительностью до суток, не требующих обеспеченности самозапуска нагрузки и, в силу этого, не относящихся к ответственным производствам. На вводах распределительных подстанций 6-10 кВ промышленного электроснабжения и собственных нуждах тепловых и атомных электростанций, также относящихся к ответственным потребителям с двигательной нагрузкой, устройства АПВ, как правило, не устанавливаются.

Отсутствие контроля резервного источника в схемах ЗВП ведет к полному погашению подстанции при кратковременной потере питания по обоим вводам, длительному обесточению потребителя и, как следствие, большому народнохозяйственному ущербу. Защита ответственных механизмов от несинхронного восстановления питания может быть реализована всеми перечисленными видами автоматики [5, 10]. Сравнение выходных функций перечисленных устройств говорит о большей функциональной полноте АВР: ЗВП лишь отключает рабочий ввод и СД, не обеспечивая восстановление питания нагрузки, АПВ только включает отключенный по какой-либо причине рабочий ввод, тогда как АВР отключает один ввод и включает другой, проверяя условия подачи напряжения потребителям. Таким образом, преимущественным видом противоаварийной автоматики на подстанциях ответственных потребителей с двигательной нагрузкой можно считать устройства АВР, совмещающие функции других средств противоаварийной автоматики и осуществляющие контроль параметров резервного источника.



Загрузить файл

Похожие страницы:

  1. Реконструкция подстанции "Сорокино" 110/10/10

    Дипломная работа >> Промышленность, производство
    ... методы ... Устройства Релейной защиты и автоматики (РЗиА). – Устройства Противоаварийной автоматики (ПА). – Устройства ... логическая ... электродвигатель ... построения ... подстанцией, т.е. создания «цифровой» подстанции на основе стандарта МЭК №61250. При этом подстанция ...
  2. Экономика и управление в современной электроэнергетике России

    Книга >> Экономическая теория
    ... работы устройств противоаварийной автоматики. ... подстанций и электрической части станций. Быстродействующая и надежная передача команд противоаварийной автоматики ... основном электродвигатели, являющиеся основой электропривода в ... метод построен ... Логическое ...
  3. Проектирование системы электроснабжения для жилого массива

    Дипломная работа >> Физика
    ... построения ... электродвигатель и т. д.). Обеспечение селективной работы устройств ... образуют логическую часть ... действий устройств противоаварийной автоматики в ... ПОДСТАНЦИИ 10/0,4 кВ. Составление локальной сметы производилось на основе ... производился методом ...
  4. Разработка автоматизированной системы управления электроснабжением КС "Ухтинская"

    Дипломная работа >> Физика
    ... устройств АВР. Ответственные электродвигатели ... устройств защиты и автоматики нижнего уровня; регистрация последовательности срабатывания защит и противоаварийной автоматики ... построения ... подстанций осуществлялся на основе ... и логической информации ... и метод охлаждения ...
  5. Возможность постройки ТЭЦ для ОАО "Челябинский тракторный завод"

    Дипломная работа >> Промышленность, производство
    ... - Логическая защита ... на основе ... устройствами противоаварийной системной автоматики. Если линия оснащена устройствами ... электродвигатели и т.д.) Для снижения шума применены следующие методы ... Построение ... Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для ...

Хочу больше похожих работ...

Generated in 0.0019118785858154