Preview

Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

Расширенный поиск

Особенности переходных процессов в генераторных цепях мощных электротехнических комплексов

https://doi.org/10.30724/1998-9903-2021-23-1-105-118

Полный текст:

Аннотация

ЦЕЛЬ: Рассмотреть проблемы эксплуатации генераторных выключателей, в частности проблемы больших апериодических составляющих токов КЗ и длительных задержек нуля тока. Провести анализ и предложить методы решения этих проблем. На основании анализа разработать схему замещения электростанции, которая должна продемонстрировать упомянутые проблемы и эффективность предложенных методов для решения этих проблем. МЕТОДЫ: Для моделирования переходных процессов в электрических цепях использовался программный пакет Matlab Simulink РЕЗУЛЬТАТЫ: Была предложена и разработана схема замещения электростанции позволяющая моделировать отключение токов подпитки короткого замыкания от синхронного генератора. Получены осциллограммы токов короткого замыкания, описывающие проблему большой апериодической составляющей и задержки нуля токов. Предложено решение о шунтировании механических контактов генераторного выключателя шунтирующей тиристорно-позисторной приставки. В рамках схемы замещения была разработана модель позисторной приставки. Продемонстрированы осциллограммы токов короткого замыкания, демонстрирующие демпфирование апериодической составляющей от позисторного эффекта ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Результаты моделирования показали, что эффект длительных задержек нуля тока (когда ток не переходит нуль при ближайшем его минимуме) не характерен для мощных синхронных генераторов. Данный эффект может возникать при работе синхронного генератора в режиме компенсатора реактивной мощности и если при это отсутствует какое-либо дополнительное демпфирующее сопротивление. Применение позисторного эффекта в контактно-тиристорном генераторном выключателе позволяет снизить энергию тока КЗ на ~25% и полностью обезопасить выключатель от пропуска нулей тока. Это позволит повысить надежность эксплуатации тиристорного шунта.

Об авторах

Е. П. Сафонов
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ)
Россия

Сафонов Евгений Павлович – аспирант, Высшая школа электроэнергетических систем, Институт энергетики

г. Санкт-Петербург



В. Я. Фролов
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ)
Россия

Фролов Владимир Яковлевич – д-р техн. наук, профессор, Высшая школа электроэнергетических
систем, Институт энергетики 

г. Санкт-Петербург



Список литературы

1. Харисова А.З. Повышение конкурентоспособности РФ: в новый век с новой энергией //Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2017. №. 3 (35).

2. Соловьева И.А., Дзюба А.П. Управление затратами на электропотребление по показателям волатильности спроса //Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2017. №. 1 (33).

3. Савина Н.В., Сцепуро К.И. Реконфигурация схемы электрических сетей как средство снижения потерь электроэнергии // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2019. Т. 11. №. 2 (42).

4. Смоленцев Н.И., Четошникова Л.М. Топология электрической сети и способ передачи электрической энергии // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2019. Т. 21. №. 4.

5. Palazzo M., Braun D., Delfanti M. Investigation on the occurrence of delayed current zeros phenomena in power stations and related stress imposed on generator circuit-breakers // International Conference on Power Systems Transients IPST 2011. 2011.

6. Lim L.S., Smith I.R. Turbogenerator short circuits with delayed current zeros // Proceedings of the Institution of Electrical Engineers. IET Digital Library, 1977. Т. 124. №. 12. С. 1163-1169.

7. Urbanek H., Venna K.R., Anger N. Vacuum circuit breakers-Promising switching technology for pumped storage power plants up to 450 MVA // 2017 4th International Conference on Electric Power Equipment-Switching Technology (ICEPE-ST). IEEE, 2017. С. 107-112.

8. Зорин Л.М., Подъячев В.Н., Шлейфман И.Л. Генераторные выключатели в цепи мощных энергоблоков и требования, предъявляемые к ним // Электротехника. 2003. №. 11. С. 34-39.

9. Palazzo M., Delfanti M. New requirements for the application of generator circuitbreakers // International Conference on Power Systems Transients (IPST2013). 2013

10. Schaefer R. C. Art of generator synchronizing // IEEE Transactions on Industry Applications. 2016. Т. 53. №. 1. С. 751-757.

11. Palazzo M. et al. Revision of TRV requirements for the application of generator circuitbreakers // Electric Power Systems Research. 2016. Т. 138. С. 66-71.

12. Гусев Ю.П., Омокеева А.А. Анализ коммутационных процессов в цепях генераторного напряжения малых ГЭС // Электрические станции. 2012. №. 12. С. 33-39.

13. Vajnar V., Vostracky Z. Reduced breaking capability of circuit breakers within operations with delayed current zeros // 2016 17th International Scientific Conference on Electric Power Engineering (EPE). IEEE, 2016. С. 1-5.

14. Кукеков Г.А., Фролов В.Я. Переходные процессы в контактно-тиристорных аппаратах. 1988.

15. Шульга Р.Н. и др. Исследование и разработка гибридного генераторного выключателя // Энергия единой сети. 2019. №. 3. С. 28-38. - ссылка при первом упоминании гибридного тиристорного выключателя

16. McWhan D.B. et al. Electronic specific heat of metallic Ti-doped V 2 O 3 // Physical Review Letters. 1971. Т. 27. №. 14. С. 941.

17. Ковтуненко П. В., Беляков А. В., Фомин Н. Н. Материалы для позисторов. Формирование позисторного эффекта и нестехиометрия // Перспективные материалы. 2001. №. 2. С. 5-14.

18. Smeets R. P. P., Kertesz V. Evaluation of high-voltage circuit breaker performance with a new validated arc model // IEE Proceedings-Generation, Transmission and Distribution. 2000. Т. 147. №. 2. С. 121-125.

19. Лях О.В. и др. Структура, кинетические и теплофизические свойства чистого и легированного оксида ванадия (III) //Омский научный вестник. 2011. №. 3 (103).

20. Kokabi H.R. et al. Electrical characterization of PTC thermistor based on chromium doped vanadium sesquioxide // Materials Science and Engineering: B. 1996. Т. 38. №. 1-2. С. 80-89.

21. Шабад В.К., Саленик Д.В. Использование турбогенераторов в режиме потребления реактивной мощности // Энергосбережение и водоподготовка. 2004. №. 4. С. 55-59.

22. Криволапов А. Ю., Мелешко Н. С., Степанова А. А. Использование генераторов в режиме синхронного компенсатора для регулирования уровней напряжения в энергосистеме // Электроэнергетика глазами молодежи-2019. 2019. С. 321-324.


Для цитирования:


Сафонов Е.П., Фролов В.Я. Особенности переходных процессов в генераторных цепях мощных электротехнических комплексов. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2021;23(1):105-118. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2021-23-1-105-118

For citation:


Safonov E.P., Frolov V.Ya. Features of fault transient's in generator network of powerful electric power stations. Power engineering: research, equipment, technology. 2021;23(1):105-118. (In Russ.) https://doi.org/10.30724/1998-9903-2021-23-1-105-118

Просмотров: 16


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1998-9903 (Print)
ISSN 2658-5456 (Online)