Фёдорова Виктория Александровна - аспирант, младший научный сотрудник лаборатории ЛДвЭЭС
г. Новосибирск
Viktoriya A. Fyodorova
Novosibirsk
Кириченко Виктор Фёдорович - аспирант
г. Новосибирск
Viktor F. Kirichenko
Novosibirsk
Глазырин Глеб Владимирович - канд. техн. наук, доцент кафедры электрических станций
г. Новосибирск
Gleb V. Glazyrin
Novosibirsk
АКТУАЛЬНОСТЬ. Синхронизация – это алгоритм действий по включению синхронных генераторов на параллельную работу с энергосистемой, является неотъемлемой частью процесса производства электроэнергии. На практике процесс синхронизации сопряжен с некоторыми трудностями. Разработанное автоматическое устройство синхронизации является цифровым и интегрируется в микропроцессорный терминал комплекса КПА-М, позволяя решить возникающие проблемы посредством выполнения синхронизации различными методами, в том числе разработанным методом ускоренной синхронизации.
ЦЕЛЬ. Создать комплексную автоматизированную систему синхронизации на базе микропроцессорного терминала КПА-М с вариативностью используемых методов. Проанализировать существующие устройства синхронизации, синтезировать традиционные методы синхронизации, на их базе создать нетрадиционный промежуточный метод и интегрировать его в автоматизированную систему. Разработать алгоритмы работы измерительного и логического органов, а также органа управляющих воздействий системы синхронизации. Провести экспериментальную проверку алгоритмов подачей реальных сигналов от датчиков напряжения на физической модели с вращающейся синхронной машиной (тестируемый генератор мощностью 12 кВт).
МЕТОДЫ. Проблема исследования изучена с использованием теоретических и практических подходов. Теоретические методы – анализ, синтез и классификация. Практические методы – моделирование в среде MatLab®, сравнение, эксперимент, наблюдение.
РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье представлено описание архитектуры, принципов построения, выбора уставок системы синхронизации, а также взаимодействия её логической части со смежными блоками (измерительным блоком, блоком выходных воздействий). Работа дает исчерпывающее описание настройки системы и интеграции её измерительной и логической части в микропроцессорный терминал КПА-М с последующим испытанием работоспособности частей на физическом объекте.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Разрабатываемая система обладает расширенным по сравнению с аналогами функционалом, позволяя использовать традиционный метод точной синхронизации и разработанный метод ускоренной синхронизации. Прогнозируется снижение капитальных затрат на системы автоматики, так как одно устройство обеспечивает синхронизацию на нескольких выключателях и уменьшение издержек на эксплуатацию генератора (ТОиР), поскольку при включении подходящими методами части машины не подвержены недопустимым термическим и механическим воздействиям. Разработка актуальная для ликвидации аварийных ситуаций в энергосистеме. Социальная значимость проекта заключается в исключении человеческого фактора и необходимости высокой квалификации персонала для ручного осуществления процесса. Перспектива применения разработки – в учебном процессе университета и на реальных объектах энергетики, в частности на крупных синхронных генераторах.
RELEVANCE. Synchronization is an algorithm of actions to switch on synchronous generators for parallel operation with the power system and is an integral part of the power generation process. In practice, the process of synchronization involves some difficulties. The developed automatic synchronization device is digital and is integrated into the microprocessor terminal of the CPA-M complex, allowing to solve the arising problems by means of synchronization using different methods, including the developed method of accelerated synchronization.
THE PURPOSE. Create a comprehensive automated synchronization system based on the CPA-M microprocessor terminal (manufactured by a Novosibirsk company) with a variability of methods. Analyze existing synchronization devices, synthesize traditional synchronization methods, create a non-traditional intermediate method on their basis and integrate it into the automated system. Develop algorithms for the measuring and logical units, as well as for the synchronization system output unit. Experimental testing of algorithms by feeding real signals from voltage sensors on a physical model with a rotating synchronous machine (12 kW generator under test).
METHODS. The problem of research studied using theoretical and practical approaches. Theoretical methods - analysis, synthesis and classification. Practical methods - modeling in MatLab® environment, comparison, experiment, observation.
RESULTS. The paper describes the architecture, construction principles, settings selection of the synchronization system, as well as the interaction of its logical part with adjacent units (measuring unit, output unit). The work gives a comprehensive description of the system setup and integration of its measuring and logic parts into the CPA-M microprocessor terminal with a test on a physical object.
CONCLUSION. The system has extended functionality compared to analogs, allowing the use of traditional methods and the developed method of accelerated synchronization. The results predict reduction of capital costs for automation systems, as one device provides synchronization on several circuit breakers and reduction of generator operation costs, as using this system, machine parts exposed to unacceptable thermal and mechanical effects. The development is relevant for the elimination of emergencies in the power system and reducing thermal and dynamic impacts on the generator. The social importance of the project is the exclusion of the human factor. The prospect of using the development - in the educational process of the university and at real power facilities, in particular on large synchronous generators.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.