Ликвидация аварий в электрических схемах с мощными потребителями

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ликвидация аварий в электрических схемах с мощными потребителями

В объединённой энергосистеме России существуют энергорайоны, имеющие мощное потребление активной мощности. Как правило, такие энергорайоны характеризуются развитым промышленным сектором (металлургические и горнодобывающие комбинаты, нефтеная промышленность и др.), то есть в таких районах производство растёт или, как минимум, остаётся на том же уровне. Рассматриваемые энергорайоны являются локомотивами всей промышленности России, они обеспечивают её независимость от поставок из-за рубежа, усиливают экономическую мощь страны. Поэтому надёжность электроснабжения мощных энергорайонов является первоочередной задачей.

В основном схема электроснабжения мощных энергорайонов состоит из двух основных питающих линий высокого класса напряжения и нескольких питающих линий меньшего класса напряжения, может находиться в работе генерация в самом районе потребления. Надёжность электроснабжения таких районов резко снижается при выводе в ремонт одной из двух основных питающих линий. Рассмотрим такой электроэнергетический режим на примере следующей схемы.

Схематическое изображение дефицитной энергосистемы

потребитель энергия ремонтный электрический

При возможном отключении двух линий 330 киловольт происходит загрузка линий 110 киловольт до величин равным или близким к длительно допустимым токовым значениям, потери напряжения увеличиваются с возрастанием величины передающей мощности и увеличения длины, образуемых, после аварийных отключений линий 330 киловольт, электрических участков 110 киловольт до шин 110 киловольт рассматриваемой подстанции и в конечном итоге до потребителя электроэнергии. Потеря напряжения рассчитывается по следующей формуле:

ДU = (Р*ro*L + Q*xo*L)/ Uном,

где P - передаваемая активная мощность (мега Вт), Q - передаваемая реактивная мощность (мега Вар), ro - активное сопротивление линии (Ом/м), xo - индуктивное сопротивление линии (Ом/м), L - длина образовавшегося электрического участка(линии) (кило м), Uном - номинальное напряжение (кило В).

Из формулы видно, чтобы снизить потери напряжения необходимо уменьшить величину передаваемой по линиям электропередач величину активной и реактивной мощности. Это достигается изменением величины потребления электрической мощности самими потребителями, вплоть до ввода графиков аварийного ограничения или автоматическим отключением части нагрузки действием противоаварийной автоматики.

В случае аварийного отключения оставшейся в работе линии Л-2, при ремонте линии Л-1, электроснабжение потребителей нарушается, часть нагрузки отключается, чтобы у оставшейся в работе части потребителей поддержать необходимое качество электроэнергии - частоту и напряжения электрического тока. Отключение потребителей происходит срабатыванием противоаварийных устройств, реагирующих на факт снижения напряжение, так как оставшиеся питающие линии меньшего класса напряжения не могут полноценно обеспечить потребителя электроэнергией требуемого качества. Потребители, отключаемые действием противоаварийной автоматикой, зачастую имеют мощность более чем достаточную, для восстановления электроэнергетического режима, таким образом отключается и лишняя нагрузка, которая могла бы остаться в работе.

При потреблении энергорайона величиной 300 мегаватт, в ремонтной схеме одной из двух питающих линий 330 киловольт, напряжение по шинам 110 киловольт составляет 113 киловольт, то есть находится в допустимых пределах. В момент аварийного отключения второй питающей линии 330 киловольт, напряжение на шинах 110 киловольт снижается до 90 киловольт, происходит срабатывание автоматики ограничения снижения напряжения с уставкой срабатывания 92 киловольта, отключаются потребители суммарной мощностью 100 мегаватт, напряжение на шинах 110 киловольт повышается до 103 киловольт. Отключение потребителей суммарной мощностью 100 мегаватт оказывает существенное влияние на технологический процесс предприятия (предприятий), входящих в энергорайон, вплоть до возможной полной их остановки. Для обеспечения непрерывности технологического процесса достаточно отключить не 100 мегаватт потребителей, а 70 мегаватт, при этом напряжение на шинах 110 киловольт будет составлять 97 киловольт, выше минимального допустимого значения 96 киловольт.

Для уменьшения мощности отключенных потребителей действием противоаварийной автоматикой необходимо заблаговременно, перед отключением одной из питающих линий, переводить часть нагрузки из дефицитного энергорайона на избыточные. Часто это не делается при подготовке режима, а перевод нагрузки производится лишь после отключения оставшейся в работе второй питающей линии. Если заблаговременно перевести 30 мегаватт нагрузки потребителей из дефицитного энергорайона, то при отключении оставшейся в работе питающей линии 330 киловольт, напряжение на шинах 110 киловольт будет составлять 93 киловольта, работы противоаварийной автоматики не будет. Дальнейший подъём напряжения до 96 киловольт будет производиться за счёт использования средств компенсации реактивной мощности и ввода графиков временного отключения потребления в диапазоне 40 мегаватт. В итоге получаем 70 мегаватт отключенных потребителей, а не 100 мегаватт в случае отработки противоаварийной автоматики. 30 мегаватт остаётся в работе, что существенно улучшает технологический процесс у потребителя.

Для ускорения процесса ликвидации аварии в электрических схемах с мощными потребителями в ремонтных схемах необходимо заблаговременно переводить часть нагрузки из дефицитного на избыточные энергорайоны, а не после аварийного отключения последней оставшейся в работе основной питающей линии электропередач. Выполнение мероприятий с заблаговременным переводом нагрузки потребителей позволяет уменьшить мощность потребителей, отключаемых действием противоаварийной автоматики, в момент аварийного отключения единственной оставшейся в работе основной питающей линии, напряжение снижается на несколько киловольт выше, по отношению без перевода нагрузки, тем самым технологический процесс у потребителя не нарушается. Применяемую технологию заблаговременного перевода нагрузки требуется использовать во всех дефицитных энергорайонах в ремонтных и аварийных схемах.

Список литературы

1. Федеральный Закон «Об электроэнергетике». Москва. - 2003 // СПС Консультант Плюс.

2. Методических указаний по устойчивости энергосистем, утвержденных приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 30.06.2003. - №277. - С. 2-4, 7-8.

3. Стандарт организации ОАО «СО ЕЭС» Правила предотвращения развития и ликвидации нарушений нормального режима электрической части энергосистем. Москва, 2008. - С. 23.

4. Стандарт организации ОАО «СО ЕЭС» Правила переключений в электроустановках. Москва. - 2011. - С. 111.

5. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники. Москва. - Высшая школа. 1996. - 638 с.

Размещено на Allbest.ru