Оперативное управление в электроэнергетике

№ 4, 2015г.

ВОПРОСЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМНОЙ ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ АВТОМАТИКИ

УДК 621.311

Васильев В.В.,
канд. техн. наук, старший преподаватель кафедры электрических станций;
Лизалек Н.Н., д-р техн. наук, профессор кафедры Автоматизированных электроэнергетических систем,
Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск

Достигнутый за предыдущие десятилетия уровень развития и оснащенности техническими средствами, решающими задачи противоаварийного управления посредством централизованных комплексов автоматики предотвращения нарушения устойчивости (АПНУ), весьма высок и основывается на передовых технологиях, использующих современные научно-технические достижения в части технического и программного обеспечения. Однако существующие недостатки реализованных до настоящего времени алгоритмов автоматики дозировки воздействий (АДВ) вызваны в основном использованием упрощенных математических моделей электроэнергетической системы (ЭЭС), приближенных методов расчета параметров послеаварийного режима и управляющих воздействий. Как показывает практика, даже применение вычислительных систем с программируемой структурой и параллельной обработкой информации не дает желаемого эффекта по исключению указанных недостатков способов управления. В статье рассматриваются вопросы совершенствования принципов работы существующих систем ПА (в особенности АПНУ) в части:

-расширения области применения АПНУ;
-повышения адаптивности и снижения избыточности действий устройств ПА;
-развития районных систем ПА;
-развития функции автоматического восстановления нормального режима после нарушения и ликвидации аварийной ситуации;
-совершенствования алгоритмов АДВ для повышения эффективности управления за счет оптимизации УВ, что неминуемо должно привести к повышению общего уровня устойчивости системы в послеаварийных режимах, т.е. повышению живучести всей энергосистемы.

Ключевые слова: противоаварийная автоматика, автоматика предотвращения нарушения устойчивости, автоматическое самовосстановление режима.

ISSUES OF MASTERING SYSTEM'S EMERGENCY AUTOMATION

Vasiliev V.V., Ph.D. of technical sciences, senior lecturer, chair of Electric power stations;
Lizalec N.N., Dr. habil. of technical sciences, professor, chair of Automated electric power systems
Novosibirsk state technical university, city of Novosibirsk

The article reviews the issues of mastering the principles of operation of existing EA systems (in particular APNU) in regard of: expanding field of APNU application; enhancing adaptivity and reducing EA operational redundancy; developing of regional EA systems; developing function of automated restoration of the normal mode after failure and liquidation of emergency situation; mastering ADB algorithms to enhance control efficiency by means of UV optimisation, which is to lead to enhancing general level of system's stability in post-emergency modes, i.e. enhancement of the whole system's vitality.

Key words:
Post-emergency automatics, automatics preventing violation of stability, automated selfrestoration of the mode.

РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ЭНЕРГОБЛОКА С СИНХРОННЫМ ГЕНЕРАТОРОМ С НЕИЗМЕННЫМ МАГНИТНЫМ ПОТОКОМ РОТОРА

УДК 621.314.632

Егоров И.С., Гольдштейн М.Е.,
Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск
Рассмотрено применение объединенного регулятора потоков мощности (ОРПМ) в качестве элемента связи синхронного генератора c нагрузкой. В программном комплексе MATLAB Simulink, для нормальных режимов, показана возможность регулирования амплитуды напряжения на нагрузке посредством ОРПМ, при неизменном режиме работы генератора. По результатам экспериментов построена регулировочная характеристика блока.

Ключевые слова: моделирование в MATLAB, объединенный регулятор потоков мощности, синхронный генератор.

CONTROL OF VOLTAGE AND REACTIVE POWER IN POWER UNIT WITH SYNCHRONOUS GENEERATOR WITH CONSTANT MAGNETIC FLUX IN ROTOR

Egorov I.S., Goldstein M.E.,

South urals state university, city of Cheliabinsk
Reviewed is use of integrated controller of power flows (ORPM) as communication element of synchronous generator under the load. Within MATLAB Simulink software system, for normal modes, presented is the possibility to control voltage magni-tude by means of ORPM with unchanged mode of generator's operation. On the basis of experimental results, the regulating characteristic of the unit was made.

Key words: simulating in MATLAB, integrated power flow controller, synchronous generator.

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЫХ РЕЖИМОВ ТРЕХФАЗНЫХ ТРЕХСТЕРЖНЕВЫХ АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ

УДК 621.313.2.001.24

Бошняга В.А.,
канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник;
Суслов В.М., научный сотрудник,
Институт энергетики Академии наук Молдовы, г. Кишинев

Аннотация. На основе предложенной ранее модели проведены расчеты и изучены особенности установившихся особых несимметричных режимов работы трехфазного силового автотрансформатора с трехстержневой конструкцией магнитопровода с третичной обмоткой, соединенной в треугольник. Расчеты проведены с учетом электромагнитной связи обмоток, расположенных на различных стержнях. Рассчитаны модули и углы векторов токов и напряжений в обмотках автотрансформатора при обрыве одной из фаз питающего напряжения и ее одновременном коротком замыкании на землю со стороны АТ, по этим данным построены векторные диаграммы, дающие наглядное представление об особенностях таких режимов. Рассмотренный режим при заземленной нейтрали характеризуется возникновением значительных токов во всех обмотках такого же порядка, что и номинальные токи. Напряжения обмоток при этом изменяются незначительно по сравнению с номинальными величинами, за исключением закороченной фазы. Кроме того, возникает заметный поток нулевой последовательности, что может привести к дополнительному нагреву АТ. При разземлении нейтрали в рассмотренном режиме его особенности связаны с наличием или отсутствием нагрузки на стороне СН. При отсутствии нагрузки реализуется режим намагничивания АТ с малыми токами и значительным смещением нейтрали, а при ее наличии, несмотря на отсутствие тока в нейтрали, появляется поток нулевой последовательности и токи в обмотках, сравнимые с номинальными. В общем случае токи данного повреждения (как и в предыдущем случае) значительно меньше обычных токов к.з. и недостаточны для срабатывания релейной защиты, что может потребовать принятия дополнительных мер для защиты от подобных повреждений.

Ключевые слова: модель трансформатора, особые несимметричные режимы, автотрансформатор, трехстержневой магнитопровод, магнитный поток нулевой последовательности.

RESEARCH OF PARTICULAR MODES IN 3-PHASES 3-CORE AUTO-TRANSFORMERS

Boshniaga V.A.,
Ph.D. of techn, sciences, leading researcher;
Suslov V.M., researcher, Institute of energy, Moldova academy of sciences, city of Kishinev

On the basis of existing model, the computations are conducted and features are studied of stabilised special, asymmetrical modes of 3-phase power autotransformer with 3-core structure of the magnet core with delta tertiary winding. Calculated are the modules and vector angles for currents and voltages when the wire breaks in one phase of power supply with simultaneous short circuit in the
ground on AT side, based on these data - vector maps were made, giving clear visualisation of the specialities of the modes.

Key words: Autotransformer's model, special asymmetrical modes, autotransformer, 3-core magnet core, magnetic flux of zero sequence.

АЗОТНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА — ШАГ НАВСТРЕЧУ ПРИРОДЕ!

УДК 621.314.224

Козловский А.Н.,
генеральный директор, ЗАО «ЗЭТО», г. Великие Луки, Псковская обл.;
Мунштуков Д.В., первый заместитель генерального директора, ЗАО «ЗЭТО»;
Иванов Д.В., технический директор, ЗАО «ЗЭТО»;
Ярошенко Д.С., генеральный конструктор, ЗАО «ЗЭТО»;
Цыпалев В.П., главный конструктор, КБ измерительных трансформаторов;
Острейко В.Н., канд. техн. наук, заместитель генерального конструктора по научно-техническим
разработкам и публикациям

Приведены сведения о не имеющих мировых аналогов разработках и производстве измерительных трансформаторов тока на основе экологически безвредной газовой изоляции — азота. Рассмотрены также технические и экономические стороны таких трансформаторов.

Ключевые слова: выключатель, трансформатор тока, элегаз, азот, экология.

NITROGEN CURRENT TRANSFORMERS. A STEP TOWARDS NATURE!

Kozlovsky A.N., general director of JSC "ZETO", city of Velikie Luki, Pskov region;
Munshtukov D.V., general director first deputy of JSC "ZETO";
Ivanov D.V., technical director of JSC "ZETO";
Iaroshenko D.S., general designer of JSC "ZETO";
Tsypalev V.P., chief designer of DO of measuring transformers;
Ostreiko V.N., Ph.D. of technical sciences, grand-doctor of theoretical electric engineering,
Deputy general designer on R&D projects and publications

Provided are data on the unique developments and manufacturing of measuring current transformers based on harmless gas insulation – nitrogen. As well, reviewed are engineering and commercial issues of the transformers.

Key words: switchgear, current transformer, SF6 gas.

АНАЛИЗ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УСВИ ПРИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССАХ

УДК 621.311

Мокеев А.В., д-р техн. наук, зам. генерального директора, ЗАО «Инженерный центр "Энергосервис"»; доцент кафедры электроснабжения промышленных предприятий Северного (Арктического) федерального университета, г. Архангельск

Анализ функционирования устройств синхронизированных векторных измерений (УСВИ) в условиях электромагнитных и особенно электромеханических переходных процессов связан с проведением большого объема вычислений. В статье приводятся обоснование и описание новых эффективных методов анализа функционирования УСВИ при электромагнитных и электромеханических переходных процессах, основанных на использовании расширенных частотно-временных представлений сигналов и частотных фильтров. Во многих практических случаях для анализа УСВИ могут быть использованы предлагаемые в статье упрощенные методы экспресс-анализа.

Ключевые слова: устройства синхронизированных векторных измерений, интеллектуальные электронные устройства, алгоритмы обработки сигналов, цифровые фильтры.

ANALYSIS OF DSVM FANCTIONING IN ELECTROMAGNETIC AND ELECTROMECHANICAL TRANSITION PROCESSES

Mokeev A.V., Dr. habil. of technical sciences, general director deputy, JSC «Engineering centre "Energoservice"»; associate professor, chair of "Power supply of industrial companies" of the Northern (Arctic) federal university, city of Arkhangelsk

Analysis of functioning devices of synchronised vector measurements (DSVM) in conditions of electromagnetic and, especially - electromechanical transition processes is connected with conducting large volume of computations. The article provides justification and description of the new, efficient methods of analysing functioning of DSVM in electromagnetic and electromechanical transition processes, based on using expanded time-frequency signals presentation and frequency filters. In many practical cases, proposed in the article simplified methods of express-analysis can be used for DSVM analysis.

Key words: devices of synchronised vector measurements, intellectual electronic devices, algorithms of signals processing, digital filters.

Анализ функционирования УСВИ при электромагнитных и электромеханических переходных процессах

Анализ функционирования устройств синхронизированных векторных измерений (УСВИ) в условиях электромагнитных и особенно электромеханических переходных процессов связан с проведением большого объема вычислений. В статье приводятся обоснование и описание новых эффективных методов анализа функционирования УСВИ при электромагнитных и электромеханических переходных процессах, основанных на использовании расширенных частотно-временных представлений сигналов и частотных фильтров. Во многих практических случаях для анализа УСВИ могут быть использованы предлагаемые в статье упрощенные методы экспресс-анализа.

Авторы: Мокеев А.В

Азотные трансформаторы тока — шаг навстречу природе!

Приведены сведения о не имеющих мировых аналогов разработках и производстве измерительных трансформаторов тока на основе экологически безвредной газовой изоляции — азота. Рассмотрены также технические и экономические стороны таких трансформаторов.

Авторы: Козловский А.Н, Мунштуков Д.В, Иванов Д.В, Ярошенко Д.С, Tsypalev V. P, Острейко В.Н, Kozlovsky A.N, Iaroshenko D.S, Ostreiko V.N

Исследование особых режимов трехфазных трехстержневых автотрансформаторов

На основе предложенной ранее модели проведены расчеты и изучены особенности установившихся особых несимметричных режимов работы трехфазного силового автотрансформатора с трехстержневой конструкцией магнитопровода с третичной обмоткой, соединенной в треугольник. Расчеты проведены с учетом электромагнитной связи обмоток, расположенных на различных стержнях. Рассчитаны модули и углы векторов токов и напряжений в обмотках автотрансформатора при обрыве одной из фаз питающего напряжения и ее одновременном коротком замыкании на землю со стороны АТ, по этим данным построены векторные диаграммы, дающие наглядное представление об особенностях таких режимов. Рассмотренный режим при заземленной нейтрали характеризуется возникновением значительных токов во всех обмотках такого же порядка, что и номинальные токи. Напряжения обмоток при этом изменяются незначительно по сравнению с номинальными величинами, за исключением закороченной фазы. Кроме того, возникает заметный поток нулевой последовательности, что может привести к дополнительному нагреву АТ. При разземлении нейтрали в рассмотренном режиме его особенности связаны с наличием или отсутствием нагрузки на стороне СН. При отсутствии нагрузки реализуется режим намагничивания АТ с малыми токами и значительным смещением нейтрали, а при ее наличии, несмотря на отсутствие тока в нейтрали, появляется поток нулевой последовательности и токи в обмотках, сравнимые с номинальными. В общем случае токи данного повреждения (как и в предыдущем случае) значительно меньше обычных токов к.з. и недостаточны для срабатывания релейной защиты, что может потребовать принятия дополнительных мер для защиты от подобных повреждений.

Авторы: Бошняга В.А, Суслов В.М, Boshniaga V.A

Регулирование напряжения и реактивной мощности энергоблока с синхронным генератором с неизменным магнитным потоком ротора

Рассмотрено применение объединенного регулятора потоков мощности (ОРПМ) в качестве элемента связи синхронного генератора c нагрузкой. В программном комплексе MATLAB Simulink, для нормальных режимов, показана возможность регулирования амплитуды напряжения на нагрузке посредством ОРПМ, при неизменном режиме работы генератора. По результатам экспериментов построена регулировочная характеристика блока.

Авторы: Егоров И.С, Гольдштейн М.Е, Goldstein M.E

Вопросы совершенствования системной противоаварийной автоматики

Достигнутый за предыдущие десятилетия уровень развития и оснащенности техническими средствами, решающими задачи противоаварийного управления посредством централизованных комплексов автоматики предотвращения нарушения устойчивости (АПНУ), весьма высок и основывается на передовых технологиях, использующих современные научно-технические достижения в части технического и программного обеспечения. Однако существующие недостатки реализованных до настоящего времени алгоритмов автоматики дозировки воздействий (АДВ) вызваны в основном использованием упрощенных математических моделей электроэнергетической системы (ЭЭС), приближенных методов расчета параметров послеаварийного режима и управляющих воздействий. Как показывает практика, даже применение вычислительных систем с программируемой структурой и параллельной обработкой информации не дает желаемого эффекта по исключению указанных недостатков способов управления. В статье рассматриваются вопросы совершенствования принципов работы существующих систем ПА (в особенности АПНУ) в части: ♦ расширения области применения АПНУ; ♦ повышения адаптивности и снижения избыточности действий устройств ПА; ♦ развития районных систем ПА; ♦ развития функции автоматического восстановления нормального режима после нарушения и ликвидации аварийной ситуации; ♦ совершенствования алгоритмов АДВ для повышения эффективности управления за счет оптимизации УВ, что неминуемо должно привести к повышению общего уровня устойчивости системы в послеаварийных режимах, т.е. повышению живучести всей энергосистемы.

Авторы: Васильев В.В, Лизалек Н.Н, Vasiliev V.V, Lizalec N.N