Выбор параметров и режимов работы комплекса – системы промышленного электроснабжения и утилизационной электростанции
Рассмотрение энергоустановок, которые могут быть "встроены" в уже существующий технологический процесс промышленного предприятия для выработки электроэнергии за счет перепада давлений технологического пара. Его редуцирование на промышленных предприятиях.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | автореферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 31.01.2019 |
Размер файла | 1,8 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Специальность 05.09.03 - электротехнические комплексы и системы
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Выбор параметров и режимов работы комплекса - системы промышленного электроснабжения и утилизационной электростанции
Кривов Алексей Николаевич
Казань - 2008
Работа выполнена в ГОУ ВПО "Казанский государственный энергетический университет"
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Федотов Александр Иванович
Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор Усачев Александр Евгеньевич
кандидат технических наук Ахмеров Булат Ильдарович
Ведущая организация:ООО НПО "Энергия"
Защита состоится " 23 " мая 2008 г. в 1430 в Малом зале заседания ученого совета (корпус В, 2-ой этаж) на заседании диссертационного совета Д 212.082.04 при ГОУ ВПО Казанский государственный энергетический университет по адресу: 420066, г. Казань, ул. Красносельская, 51.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО Казанский государственный энергетический университет, а с авторефератом на сайте http://info.kgeu.ru.
Автореферат разослан " 16 " апреля 2008 г.
Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.082.04 кандидат педагогических наук, доцент Лопухова Т.В.
Общая характеристика работы
Актуальность работы. В настоящее время одной из актуальных проблем энергетики является проблема экономии и рационального использования энергоресурсов. Рост стоимости электроэнергии и ужесточение требований к качеству и надежности энергоснабжения придают изучению структуры и режимов функционирования системы энергоснабжения предприятия и их оптимизации особую актуальность. Многие предприятия идут на создание собственных электростанций. Один из наиболее важных факторов, стимулирующих строительство собственных независимых энергоисточников, - это низкая себестоимость вырабатываемой электроэнергии.
В диссертации рассматриваются энергоустановки, которые могут быть "встроены" в уже существующий технологический процесс промышленного предприятия для выработки электроэнергии за счет перепада давлений технологического пара при его редуцировании на промышленных предприятиях. энергоустановка пар давление
Особенностью утилизационных электростанций (УЭС) является полная зависимость их работы от основного технологического процесса промышленного предприятия. Если на теплоэлектростанциях производство электроэнергии является основным производством, то утилизация энергии пара или газа на промышленном предприятии - задача второстепенная. Типовые решения для крупных электростанций не применимы к системам электроснабжения промышленных предприятий с генераторами УЭС, режим работы и допустимость перегрузки которых напрямую зависят от технологических процессов основного профиля промышленного предприятия.
Наличие рабочего, пусть и небольшого по мощности, источника электроэнергии в системе электроснабжения оказывает существенное влияние на построение системы релейной защиты и автоматики, а в ряде случаев и на формирование самих схем электроснабжения.
Целью диссертационной работы является научное обоснование решений технических и экономических проблем, связанных с созданием и эксплуатацией комплекса системы промышленного электроснабжения и электростанции на основе утилизации энергии технологического пара. При этом решаются следующие задачи:
- определение количества, мощности и напряжения генераторов УЭС с технической и экономической стороны в согласовании с особенностями технологических процессов, использующих пар различных давлений;
- разработка математической модели комплекса системы промышленного электроснабжения и УЭС для оценки режимов их совместной работы;
- разработка алгоритмов взаимодействия систем релейной защиты и автоматики в системе электроснабжения с учетом работы УЭС;
- повышение надежности питания потребителей с помощью УЭС.
Достоверность и обоснованность результатов работы подтверждается положительными результатами математических экспериментов, использованием при решении поставленных задач корректных математических методов, физической обоснованностью применяемых допущений, сопоставлением с известными, опубликованными в научной литературе исследованиями.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Обоснованы технические и экономические параметры УЭС, выполненной на основе использовании технологического пара, определены зоны экономической эффективности комплектации турбоустановки УЭС генераторами различных напряжений.
2. Разработана методика приведения математической модели переменной структуры к постоянной структуре вентильного возбудителя синхронной машины, основанная на последовательном переходе от непрерывных переменных к дискретным и последующем возврате к эквивалентной непрерывной модели.
3. Разработан алгоритм действия устройств автоматики в комплексе "система электроснабжения - УЭС", который позволяет использовать собственный источник электроэнергии для питания ответственных потребителей или выводить его из работы в зависимости от режима работы системы промышленного электроснабжения.
4. Показана целесообразность использования в качестве дополнительного критерия распознавания режима потери питания в системах электроснабжения с собственными источниками электроэнергии изменение тока статора генератора УЭС.
5. Обоснован электротехнический комплекс системы питания повышенной надежности на основе УЭС, позволяющий использовать генератор УЭС как дополнительный независимый источник, обеспечивающий повышенную надежность питания ответственных потребителей.
Конкретное личное участие автора в получении результатов: все результаты диссертационной работы, выносимые на защиту, получены лично автором диссертации.
Практическая ценность работы. Полученная математическая модель для расчета переходных и установившихся режимов синхронных машин с вентильными системами возбуждения позволяет выполнять расчеты для оценки режимных параметров как самих электрических машин и их возбудителей, так и системы электроснабжения в целом. Разработанный алгоритм можно использовать для автоматического управления системой электроснабжения с собственными источниками электроэнергии. Электротехнический комплекс системы питания повышенной надежности на основе УЭС может обеспечить повышенную надежность электроснабжения потребителей с питанием от трех независимых источников.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Технико-экономическое обоснование количества, мощности и напряжения генераторов электростанции на основе утилизации энергии пара в зависимости от параметров технологического пара.
2. Математическая модель постоянной структуры в непрерывных переменных вентильного возбудителя синхронного генератора, предназначенная для расчетов переходных режимов в комплексе "система промышленного электроснабжения - УЭС".
3. Алгоритм для системы автоматического управления системой электроснабжения с собственными источниками электроэнергии.
4. Дополнительный критерий распознавания режима потери питания в системах электроснабжения с собственными источниками электроэнергии.
5. Электротехнический комплекс системы питания повышенной надежности на основе УЭС.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях и семинарах: Всерос. науч.-технич. конф. "Приоритетные направления развития науки и технологий" (г. Тула, 2007 г.), XI Международной науч.-технич. конф. студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (г. Москва, 2005г.), Межвуз. молодежной конф. "Студенчество. Интеллект. Будущее" (г. Н.Челны, 2005 г.), XVI Всерос. конф. по проблемам науки и высшей школы (г. Санкт-Петербург, 2006г.), Международной конф. "Повышение эффективности электроснабжения в электротехнических комплексах и системах" (г. Луцк, 2006г.), Международной науч.-практ. конф. "Большая нефть ХХI век" (г. Альметьевск, 2006 г.), VI Всерос. науч.-технич. конф. "Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике" (г. Чебоксары, 2006г.), Международной науч.-технич. конф. "Энерго- и ресурсоэффективность в энергобезопасности России" (г. Казань, 2007г.), Всерос. науч.-технич. конф. "Энергетика: состояние, проблемы, перспективы" (г. Оренбург, 2007г.), Всерос. науч.-технич. конф. "Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии" (г. Тула, 2007г.), а также регулярно обсуждались на аспирантско-магистерских семинарах КГЭУ. Работа является победителем федеральной программы "У.М. Н.И.К." 2007 г.
Публикации. Основное содержание работы отражено в 12 научных публикациях, включая 1 журнальную статью и 11 тезисов докладов научных и научно-технических конференциях, список которых приведен в конце автореферата.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации 136 страницы, в том числе 39 рисунков и списка литературы из 134 наименований.
Содержание диссертации
Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследований, научная новизна и практическая ценность полученных результатов.
В первой главе приведен обзор существующих путей утилизации энергии пара, дыма и газа на различных промышленных предприятиях, избыточные параметры которых, как правило, в настоящий момент не используются и сбрасываются в атмосферу или пропускается через редукционно-охладительные устройства (РОУ) для достижения требуемых параметров. Рассмотрены статические и динамические методы оценки эффективности капиталовложений в строительство собственной УЭС. Проведен обзор методов расчета режимов работы синхронных генераторов с вентильными возбудителями.
В целом можно сделать вывод, что:
- научные и проектные разработки ведущих производителей энергоустановок показывают высокую эффективность УЭС в области энергосбережения промышленных предприятий и предприятий жилищно-коммунального хозяйства. Основным является вопрос выбора параметров турбины УЭС для каждого конкретного предприятия и определения режима работы генератора УЭС.
- для анализа динамических характеристик синхронного генератора эффективно применение дискретных методов, которые предоставляют возможность математического описания только макропроцессов, а локальные переходные процессы, вызванные переключением вентилей преобразователя, вывести из рассмотрения. Однако возникает проблема интеграции дискретных моделей в существующие программные комплексы, построенные на базе непрерывных величин.
Во второй главе проведена привязка турбоэнергоустановки УЭС к существующим паропроводам крупного предприятия химической промышленности (фрагмент схемы изображен на рис. 1).
Рис. 1. Схема привязки турбоустановки к паропроводу ПО "Оргсинтез" (фрагмент)
Варианты схем подключения генераторов УЭС приведены на рис. 2. Определена зона экономической эффективности перевода напряжения генераторов УЭС с 0,4 кВ на 6 (10) кВ, рис. 3.
Рис. 2. Схемы подключения генератора УЭС к шинам 6(10) кВ (а) и 0,4 кВ (б)
Рис. 3. Рентабельность капиталовложений в УЭС
Расчеты показали высокую инвестиционную привлекательность УЭС. Так как основным для предприятия является технологический процесс, то параметры пара изменяются в соответствии с основным производством. Показан пример выбора турбины и приведен расчет мощности турбоустановки в зависимости от температуры и расхода пара на заводе "Этилен" ПО "ОРГСИНТЕЗ".
Результаты полученных расчетов были использованы для расчетов критериев оценки эффективности инвестиций в строительство УЭС. Экономические расчеты показали, что на рассматриваемом предприятии эксплуатация одной турбоустановки, работающей в номинальном режиме, более выгодна, чем двух, работающих на влажном паре. Комплектовать УЭС целесообразнее генератором 1600 кВт на 6 кВ.
По второй главе можно сделать выводы, что безвозвратно теряемую в РОУ потенциальную энергию пара эффективно использовать для привода турбин, включая их параллельно существующим РОУ, которые применяют для дросселирования пара до нужного давления в технологических процессах на химических промышленных предприятиях; утилизация этого пара позволяет получать дополнительные мощности для выработки электроэнергии с выдачей ее в заводскую систему промышленного электроснабжения.
В третьей главе разработана методика приведения математической модели переменной структуры к постоянной структуре вентильного возбудителя синхронной машины. Переменная структура исходных уравнений в мгновенных значениях переменных обусловлена коммутационными процессами преобразователя, когда при переключении вентилей меняется число проводящих фаз возбудителя и соответственно изменяется число дифференциальных уравнений. Возникает задача адаптации уже разработанных локальных моделей синхронных машин к существующим математическим непрерывным моделям системы электроснабжения
В качестве инструмента преобразования моделей воспользуемся методикой эквивалентных уравнений. Рассмотрим синхронную электрическую машину с системой независимого вентильного возбуждения. Примем все допущения, соответствующие математической модели, описываемой уравнениями Парка - Горева. Обозначения параметров и переменных соответствуют общепринятым для синхронных электрических машин (f - обмотка возбуждения, 1d, 1q - продольная и поперечная демпферные обмотки). Верхний индекс "g" указывает параметры подвозбудителя, индекс "m" - номер рассматриваемого интервала; нижний индекс "s" относится к средним значениям переменных на интервале дискретизации, индекс "l" относится к значениям переменных в точках начала коммутации вентилей (к отсчетам переменных).
Воспользуемся тем, что переход к дискретным переменным приводит к постоянной структуре уравнений электрических цепей, содержащих вентильные преобразователи. Поэтому запишем уравнение баланса напряжений для цепи возбуждения главного генератора, работающего на холостом ходу, со стороны его возбудителя и уравнения обмотки возбуждения и демпферных обмоток возбудителя, полученные на основе локального интегрального преобразования (ЛИП) исходных уравнений в мгновенных значениях переменных:
(1)
Необходимо сопоставить приведенной системе уравнений (1) относительно дискретных переменных систему дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами. Непосредственно сразу это сделать невозможно, так как в первое уравнение системы (1) вошли отсчеты переменных в коммутационных точках вида . Для выполнения перехода от дискретных к непрерывным переменным необходимо исключить соответствующие отсчеты токов из первого уравнения системы (1).
Запишем уравнения подвозбудителя, полученные на основе локального преобразования Фурье (ЛПФ):
(2)
Сопоставляя соответствующие уравнения систем (1) и (2), находим, что
(3)
Коэффициенты , зависят от угла коммутации и параметров подвозбудителя и могут определяться по параметрам установившегося режима.
Без заметной погрешности можно положить, что . Теперь на основании выражений (3) можно исключить из уравнений (1) отсчеты токов подвозбудителя. Также необходимо исключить и ток отсчет тока возбуждения . Расчеты показывают, что на интервале интегрирования ЛИП можно принять аппроксимацию тока возбуждения линейной, из чего следует, что
(4).
Подставляя выражения (3) и (4) в первое уравнение системы (1) и приводя подобные, получаем следующее уравнение
Анализ каталожных параметров возбудителя и синхронной машины показывает, что в одной системе относительных единиц, в каковой и записано полученное уравнение, выполняется неравенство
.
Аналогично можно пренебречь и слагаемыми, содержащими коэффициенты . Таким образом, уравнение (5) может быть сведено к следующему
Уравнению (6) в ступенчатых изображениях может быть сопоставлено эквивалентное дифференциальное уравнение с постоянными коэффициентами:
Соответственно, эквивалентные дифференциальные уравнения обмоток ротора подвозбудителя в мгновенных значениях переменных
(8)
Уравнения (7) и (8) позволяют рассчитывать электромагнитные переходные процессы в вентильном возбудителе синхронной машины.
В качестве примера приведен расчет режима включения возбудительного генератора без демпферных обмоток на обмотку возбуждения главного генератора. Параметры генератора в относительных единицах: xgd = 0,526; xgq = 0,356; xgad = 0,473; xgf = 0,473; rg = 0,00675; rgf = 0,000642; ugf = 0,00271; xf = 0,9; rf = 0,000642. Начальное значение тока возбуждения возбудителя igf (0) = 4,221. Угол коммутации, рассчитанный из установившегося режима г = 0,23. Угол управления вентильным преобразователем б = 1 радиан. Результаты расчетов и эталонные кривые токов, полученные методом припасовывания, представлены на рис. 4 и 5.
Рис. 4. Ток возбуждения генератора
Рис. 5. Ток возбуждения возбудителя
В качестве дополнительного примера приведен следующий расчет - синхронный генератор с демпферными обмотками работает в блоке с трансформатором (индуктивное сопротивление xn = 2), на выводах которого произошло трехфазное короткое замыкание. В качестве возбудителя используется синхронный генератор без демпферных обмоток. Параметры главного генератора: xd = 0,5; xq = 0,4; xad = 0,4; xaq = 0,3; xf = 0,6; x1d = 0,55; x1q = 0,45; r = 0,0123; rf = 0,00105; r1d = 0,008; r1q = 0,007. Параметры возбудителя: xgd = 0,526; xgq = 0,356; xgad = 0,473; xgf = 0,642; rg = 0,00675; rgf = 0,000642; ugf = 0,00271. Пересчет к базису генератора производится по формулам zg = ku ki z, ugf = uf ku, igf = if ki-1, где ku = 1500-1; ku = 0,5. Угол управления вентильным преобразователем б = 1 радиан. Начальные значения токов возбуждения: генератора if (0) = 1,3; возбудителя igf (0) = 4,221 (неприведенное значение). Результаты расчетов частично приведены на рис. 6 и 7.
Как показал анализ результатов расчета, расхождение результатов по сравнению с эталонной моделью, в которой по мгновенным значениям переменным отслеживается работа каждого вентиля управляемого преобразователя в системе возбуждения, не превышает 2%.
Рис. 6. Продольный ток генератора |
Рис. 7. Поперечный ток генератора |
Разработанная математическая модель представляет собой систему дифференциальных уравнений постоянной структуры и обеспечивает корректное отображение переходных процессов в обмотке возбуждения генератора и его возбудителе.
В четвертой главе проведен анализ работы системы электроснабжения с собственным источником электроэнергии. Для крупных предприятий характерно наличие нескольких главных понизительных подстанций (ГПП), выполненных по блочным схемам.
Рис. 8. Схема электроснабжения предприятия с УЭС
Одним из наиболее опасных аварийных режимов для схем, подобных представленной на рис. 8, является режим потери питания вследствие КЗ на одной из питающих линий и ее отключения.
После отключения питающей линии соответствующей секции генератор УЭС продолжает работать на шины своей подстанции и поддерживать на них напряжение в течение работы автоматики частотной разгрузки (АЧР), которое зависит от соотношения мощности генератора и нагрузки секции шин в момент отключения питающей линии. Если не учитывать это обстоятельство, то при работе автоматики подстанции и прилегающей сети при перерывах питания могут возникнуть нарушения в работе автоматики - несинхронное автоматическое повторное включение (АПВ), замедление или отказ автоматического включения резервного питания (АВР).
При нарушении баланса между мощностью, потребляемой нагрузками, и мощностью, генерируемой УЭС и питающей системой, вследствие отключения питающей линии или части нагрузки, возникает дефицит генерируемой мощности. Под воздействием этого небаланса частота вращения всех агрегатов системы электроснабжения начинает уменьшаться. Таким образом, режим потери питания сопровождается процессом снижения частоты. Этот критерий предлагается положить в основу алгоритма автоматики для обеспечения эффективной работы ГПП с УЭС.
Для управления и защиты генератора УЭС на подстанции с генератором УЭС предлагается установить современный блок контроля синхронизма (БКС), например, АСТ-1М, который помимо защиты от асинхронного режима выполняет функции АЧР. Согласно директивным указаниям Минэнерго устанавливаются три категории разгрузки - АЧРI, АЧРII и дополнительная АЧРIII. Скорость изменения частоты, df/dt, измеренная на данной f, дает непосредственную информацию об относительном значении возникшего дефицита. Эту информацию используют для безынерционных автоматов категории АЧРIII, которую отстривают по максимальной скорости изменения частоты в начальный момент переходного процесса быстрого ее снижения, определяемую по производной df/dt в момент времени t = 0.
На рис. 9 представлен алгоритм работы системы автоматического управления, который предлагается использовать для ГПП с генераторами собственных электростанций, в частности УЭС.
Рис. 9. Алгоритм системы автоматического управления электроснабжения подстанций с собственным источником электроэнергии
При отключении питающей ГПП линии в системе электроснабжения предприятия может возникнуть дефицит мощности, который определяется значением нагрузки в момент отключения потерявшей питание от системы секции шин и мощностью оставшегося в работе генератора УЭС.
При балансе мощностей нагрузки секции шин и мощности генератора УЭС, частота на отключенной секции не изменяется и питание потребителей не прерывается. В случае появления напряжения со стороны системы БКС выполняет включение выключателя Q1 с учетом синхронизации системы и генератора УЭС.
При дефиците мощности БКС отключает, если это требуется по условиям поддержания частоты, часть нагрузки шины в соответствии с уставками АЧРI и АЧРII. Если мощность нагрузки значительно превышает мощность генератора УЭС, то за короткое время может возникнуть резкое снижение частоты. В этом случае, согласно алгоритму, разгрузка по частоте не производится, и при наличии на соседней секции шин нормального напряжения, быстрее всего электроснабжение потребителей погашенной секции выполняется путем включения секционного выключателя, т.е. АВР. Сигнал на АВР в этом случае подается с БКС генератора УЭС и только после отключения выключателя генератора УЭС, чтобы избежать несинхронного включения с соседней секцией шин.
При отсутствии напряжения на соседней секции шин БКС разгружает по частоте нагрузку первой секции шин в соответствии с уставками АЧРI(II) или АЧРIII. Если отключение питающей линии произошло в цикле АПВ, и оно оказалось успешным, то БКС осуществляет синхронное включение двух работающих энергосистем в миниатюре - питающую линию на холостом ходу и шины ГПП, подключенные к генератору УЭС, после работы местной автоматики.
Включение нагрузки, отключенной АЧРI(II), после восстановления схемы электроснабжения осуществляется автоматикой включения потребителей по частоте (ЧАПВ).
В любой автоматической системе управления остро стоит вопрос достоверности получаемой информации. Было проведено исследование переходных процессов в схеме с помощью математической модели синхронного генератора, полученной в третьей главе диссертации с целью выявления дополнительного критерия режима потери питания. При отключении питающей линии вся нагрузка секции "ложится" на генераторы УЭС. Ток в статоре генератора возрастает.
Для надежности распознавания режима резкого увеличения нагрузки предлагается использовать значения тока статора УЭС. На рис. 10 показаны кривые мгновенных значений фазного тока статора при различных изменениях нагрузки (кривая 1 соответствует нормальному режиму работы генератора; кривая 2 -дефициту мощности 2,31РНОМ генератора УЭС; кривая 2 - 3,67РНОМ; кривая 3 - 5,88РНОМ; кривая 4 - 9,19РНОМ).
Как видно из графиков, токи перегрузки генератора сравнимы с токами короткого замыкания на выводах статора генератора. Поэтому как основной критерий для распознавания режима потери питания его использовать нельзя. Но сигналом об изменении тока статора генератора можно дополнить сигнал об изменении частоты, повысив тем самым достоверность информации об изменении режима работы в системе электроснабжения.
Рис. 10. Ток в фазе А статора генератора УЭС при различных дефицитах мощности
УЭС можно использовать для повышения надежности питания ответственных потребителей. На крупных предприятиях химической промышленности характерно наличие общезаводских паропроводов с различными давлениями. Связь между паропроводами осуществляется через РОУ. Включение параллельно существующему РОУ турбины УЭС позволяет получить на предприятии источник питания повышенной надежности, т.к. технологические процессы на всем предприятии в целом практически непрерывны и пар, необходимый для работы турбины УЭС, который вырабатывается при различных технологических процессах в различных цехах подается в общезаводской паропровод.
Для потребителей постоянного тока предлагается следующий путь повышения надежности питания - УЭС комплектовать машиной постоянного тока и параллельно соединять выводы генератора постоянного тока (ГПТ) УЭС и сети на одной секции после выпрямителя, рис. 11, а.
Рис. 11 Комплекс питания повышенной надежности на основе УЭС
Очевидным преимуществом такой схемы является нулевое время переключения питания нагрузки с одного источника питания на другой при работающей УЭС. Кроме того, выпрямитель препятствует появлению потенциала на питающих его шинах, действуя как электронный ключ, тем самым решается проблема асинхронного включения питания. При отключении основного источника питания АВР подключает к шинам резервный источник.
Переключения никак не отразятся на значении напряжения на выводах выпрямителя - оно поддерживается ГПТ УЭС. Отключение обоих вводных выключателей - QF2 и QF3 при работающей УЭС не приведет к обесточиванию цепей постоянного тока. Бестоковая пауза также равна нулю. Таким образом, описанный электротехнический комплекс обеспечивает нулевое время переключения в циклах АВР. Для обеспечения питания потребителей переменного тока в схему необходимо включить инвертор, рис. 11, б. Комплекс работает аналогично - с нулевым временем переключения в циклах АВР, обеспечивая высокий уровень надежности электроснабжения потребителей с питанием от трех независимых источников питания.
Заключение
УЭС обладают высокой эффективностью в области энергосбережения промышленных предприятий и предприятий жилищно-коммунального хозяйства. На основании проведенного технико-экономического сравнения определены количество, мощности и напряжения генераторов электростанции на основе утилизации энергии пара в зависимости от параметров технологического пара.
Для анализа динамических характеристик генератора разработана математическая модель синхронного генератора относительно непрерывных переменных постоянной структуры для описания переходного процесса в выпрямительной нагрузке относительно моментов подачи сигналов управления на тиристоры. Разработанная математическая модель представляет собой систему дифференциальных уравнений постоянной структуры и обеспечивает корректное отображение переходных процессов в генераторе и его возбудителе, которую можно внедрить в виде отдельного программного модуля в существующие промышленные программы и не требует полной смены уже принятых к использованию мощных программных продуктов с уже сформированными базами данных.
Разработанный алгоритм работы устройств автоматики в системе электроснабжения работающей совместно с УЭС, позволяет обеспечить беспрерывным питанием ответственных потребителей путем АЧР или обеспечить нормальную работу устройств АВР при наличии напряжения на соседней секции шин в зависимости от возникающего дефицита мощности в момент отключения вводного выключателя шины с генератором УЭС. Обосновано использование как дополнительного критерия режима потери питания шин ГПП увеличение тока статора генератора УЭС. Предложены электротехнические комплексы системы питания повышенной надежности на основе УЭС.
Основное содержание диссертации отражено в следующих работах
1. Кривов А.Н., Федотов А.И. Утилизационная электростанция в системе электроснабжения завода "Этилен" ПО "ОРГСИНТЕЗ" г. Казань. Приоритетные направления развития науки и технологий. Книга II. Всерос. науч.-технич. конф. в 2 кн., Тула, 2006. - с.17.
2. Федотов А.И., Кривов А.Н. Расчет переходных процессов в синхронных машинах дискретным операционным методом. // Изв. ВУЗов. Проблемы энергетики. - 2006. -№ 5-6. - с.43-49.
3. Федотов А.И., Кривов А.Н. Дискретная математическая модель ЭЭС.// Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: XI Международной науч.-технич. конф. студентов и аспирантов. Тезисы докладов в 3-х т. - М.: МЭИ, 2005.Т.3. - с.284
4. Кривов А.Н. Дискретная математическая модель ЭЭС. // Студенчество. Интеллект. Будущее: Межвуз. молодежная конф. Сборник материалов. Наб. Челны, 2005. - с.277.
5. Федотов А.И., Федотов Е.А., Кривов А.Н. Дискретная математическая модель синхронной электрической машины с вентильной системой самовозбуждения. // Сборник материалов XVI Всерос. Межвуз. науч.-технич. конф. "Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках". Казань, 2004. - с.66-68.
6. Федотов А.И., Зайцев Д.А., Кривов А.Н. Дискретная математическая модель электромеханической системы.// Фундаментальные исследования в технических университетах.: Материалы Х Всерос. конф. по проблемам науки и высшей школы. Санкт-Петербург, 2006. - с.117-118.
7. Федотов А.И., Федотов Е.А., Кривов А.Н. Использование локального преобразования Фурье для математического моделирования преобразователей.// Материалы докладов Международной конф. "Повышение эффективности электроснабжения в электротехнических комплексах и системах". Луцк, 2006. - с.90-91.
8. Федотов А.И., Кривов А.Н., Зайцев Д.А. Исследование электромеханических переходных процессов в синхронных машинах дискретным операционным методом. // Материалы докладов Международной науч.-технич. конф. "Большая нефть ХХI век". Альметьевск, 2006. - с. 305-306.
9. Федотов А.И., Федотов Е.А., Кривов А.Н. Математическая модель системы электроснабжения с учетом преобразовательной нагрузки.// Материалы докладов VI Всерос. науч.-технич. конф. "Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике". Чебоксары, 2006. - с.6-8.
10. Кривов А.Н. Утилизационная электростанция системе электроснабжения предприятий химической промышленности.// Энерго- и ресурсоэффективность в энергобезопасности России: Пленарные доклады, материалы Международной науч.-технич. конф. - Казань, 2007. - с.30-32.
11. Федотов А.И., Леонов А.В., Кривов А.Н. Математическая модель синхронной машины в системе электроснабжения.// Энергетика: состояние, проблемы, перспективы.: Труды Всерос. науч.-технич. конф. Оренбург, 2007. - с. 234-237.
12. Кривов А.Н., Федотов А.И. Математическая модель постоянной структуры вентильного возбудителя в непрерывных переменных. Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии. Всерос. науч.-технич. конф. Тула, 2007. - с.71.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Классификация потерь в системе электроснабжения промышленного предприятия. Влияние коэффициента мощности сети на потери электроэнергии. Пути уменьшения потерь в системе электроснабжения промышленных предприятий за счет компенсации реактивной мощности.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 08.06.2017Разработка типовой системы электроснабжения цеха промышленного предприятия, где установлены группы единиц промышленного оборудования, являющихся потребителями электроэнергии. Выбор рационального напряжения, числа, типа и мощности трансформаторов.
реферат [114,2 K], добавлен 09.07.2014Проектирование системы электроснабжения промышленного предприятия, обеспечивающей требуемое качество электроэнергии и надёжность электроснабжения потребителей. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Выбор основных параметров, расчет токов.
дипломная работа [767,7 K], добавлен 17.02.2015Определение расчетных электрических нагрузок по цехам промышленного предприятия. Расчет и технико-экономический анализ системы внешнего и внутреннего электроснабжения завода. Выбор и проверка электрических аппаратов, изоляторов и токоведущих частей.
дипломная работа [941,7 K], добавлен 22.12.2012Технико-экономический расчет схемы электроснабжения металлургического завода. Величина годовых электрических и тепловых нагрузок. Расчет параметров, выбор основного оборудования. Определение режимов работы ТЭЦ и их анализ. Расчет себестоимости энергии.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 03.01.2015Понятие системы электроснабжения как совокупности устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий. Описание схемы электроснабжения. Критерии выбора электродвигателей и трансформаторов.
курсовая работа [73,5 K], добавлен 02.05.2013Электрический расчет высоковольтной линии, предназначенной для электроснабжения промышленного предприятия. Выбор мощностей трансформаторов повышающей и понижающей подстанции. Определение параметров линии электропередач. Расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [990,3 K], добавлен 14.04.2014Электропривод звена промышленного робота. Типовой технологический процесс и выбор манипулятора. Выбор и проверка электродвигателя. Расчет динамических параметров привода, определение его основных характеристик. Расчет расхода энергии и КПД за цикл.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 30.04.2012Расчёт системы электроснабжения промышленного электрооборудования. Выбор трансформаторов для понижающей подстанции, силовых кабелей, распределительных и защитных устройств групп электрооборудования. Оснащение для электроснабжения промышленного здания.
курсовая работа [382,3 K], добавлен 12.11.2015Характеристика электродвигателей производственных механизмов автоматизированных технологических линий. Расчет токов короткого замыкания. Проверка автоматических выключателей и элементов сети. Определение электрических нагрузок промышленного предприятия.
курсовая работа [155,1 K], добавлен 24.01.2016Расчет электрических нагрузок отделений и цеха промышленного предприятия. Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Выбор элементов внешнего электроснабжения промышленного предприятия. Расчет токов короткого замыкания в сетях СЭС ПП.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 26.10.2008Электропривод и система управления приточной вентиляцией с кондиционированием воздуха, система электроснабжения промышленного предприятия. Расчет суточного потребления электроэнергии, сечения и марки кабелей и проводов распределительных электросетей.
курсовая работа [345,9 K], добавлен 25.02.2010Эксплуатация современных систем электроснабжения промышленных предприятий. Электроснабжение инструментального цеха. Расчет освещения и заземляющего устройства, выбор мощности трансформаторов. Выбор разрядников для защиты от атмосферных перенапряжения.
курсовая работа [857,7 K], добавлен 28.02.2013Краткое описание технологического процесса цеха. Характеристика электроприемников, выбор необходимого напряжения и расчет соответствующих параметров, определение нагрузок. Расчет и выбор компенсирующих устройств, а также мощности трансформаторов.
курсовая работа [400,9 K], добавлен 15.03.2015Категория надежности электроснабжения и выбор схемы электроснабжения предприятия. Расчет электрических нагрузок и выбор трансформатора. Компенсация реактивной мощности. Расчет осветительной сети. Выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения.
курсовая работа [466,9 K], добавлен 01.05.2011Определение категорий потребителей на заводе. Выбор номинального напряжения. Построение графиков нагрузок. Выбор места расположения главной понизительной подстанции и цеховых трансформаторных подстанций. Расчет сетей внешнего электроснабжения завода.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 19.05.2012Организация энергетического хозяйства промышленного предприятия и его энергоснабжение. Расчет нормативной трудоемкости технического обслуживания, текущего и капитального ремонта электроустановок. Калькуляция себестоимости потребляемой электроэнергии.
курсовая работа [327,2 K], добавлен 17.05.2011Технологическая схема электростанции. Показатели ее тепловой экономичности. Выбор начальных и конечных параметров пара. Регенеративный подогрев питательной воды. Системы технического водоснабжения. Тепловые схемы и генеральный план электростанции.
реферат [387,0 K], добавлен 21.02.2011Анализ технологического процесса объекта электроснабжения. Характеристика силовых нагрузок. Выбор номинальных напряжений и трансформатора. Схема электроснабжения. Расчёт трудоёмкости электромонтажных работ, численности промышленного персонала участка.
дипломная работа [8,3 M], добавлен 28.04.2021Категория надежности электроснабжения и выбор схемы электроснабжения. Расчет электрических нагрузок и компенсирующего устройства. Выбор числа и мощности трансформаторов. Расчет питающих линий высокого напряжения. Техника безопасности при монтаже проводок.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 27.11.2009