Точной синхронизации генераторов

ТИЩЕНКО А.О., КУРЫНЦЕВ Г.В., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. д-р физ.-мат. наук, профессор КАЛИМУЛЛИН Р.И.

Разработка и создание современных устройств автоматического управления режимами работы электроэнергетической системы в целом и отдельных ее элементов в частности представляет одно из основных направлений совершенствования электроэнергетической отрасли.

Большое значение имеет точная синхронизация, когда перед подключением генератора к шинам электростанции его напряжение и частота устанавливаются равными напряжению и частоте сети. В момент совпадения фаз напряжений сети и генератора последний включается в сеть.

В настоящее время серийно выпускаемые и устанавливаемые на электростанциях устройства точной синхронизации генераторов в целом удовлетворяют предъявляемым к ним требованиям. В то же время алгоритмы функционирования этих устройств обладают рядом недостатков, основным из которых является отсутствие формализованной процедуры перевода параметров синхронизации к конечным значениям. Указанный недостаток приводит к непредсказуемости получаемых результатов и успешности синхронизации в целом.

Декомпозиция процесса синхронизации, возникающая в результате выделения этапа подгонки частот и этапа ожидания момента совпадения фаз напряжений синхронизируемых объектов, приводит к относительно высокой длительности процесса, неопределенности действия устройства при возникновении возмущений, а также к необходимости смещения целевых условий синхронизации в направлении ухудшения качества. Последнее свойство вызвано необходимостью обеспечения некоторой ненулевой величины скольжения в момент подачи сигнала на включение выключателя в целях обеспечения вращения векторов напряжений синхронизируемых объектов в течение этапа ожидания момента совпадения фаз. Влияние возникающих в ходе процесса синхронизации возмущений, способных привести к отклонению параметров синхронизации, в общем случае неоднозначно и может способствовать как ускорению процесса, так и существенному увеличению его длительности.

Наибольший негативный эффект указанных недостатков возможен при необходимости обеспечения скорейшего ввода в работу генери-рующих мощностей. Такая необходимость возникает, например, при возникновении превышений максимально допустимых перетоков мощности в контролируемых сечениях, а также в послеаварийных режимах работы электроэнергетической системы для скорейшего восстановления электроснабжения отключенных потребителей. С позиции диспетчерского управления режимом работы электроэнергетической системы неопределенность длительности и успешности процесса синхронизации в данных режимах представляется недопустимой.

Увеличение длительности процесса синхронизации в этих случаях будет способствовать увеличению продолжительности существования нежелательных режимов работы электроэнергетической системы и может привести к затягиванию процесса восстановления электроснабжения потребителей, длительность отключения которых должна быть минимальной.

Для решения данной проблемы применяют способ самосинхро-низации, который не требует точной подгонки напряжения, частоты и фазы, так как генератор включается в сеть без возбуждения. Возбуждение подается на генератор после включения его в сеть, при этом генератор втягивается в синхронную работу с сетью. Метод самосинхронизации по сравнению с точной синхронизацией позволяет расширить пределы допустимых скольжений при включении генератора в сеть.

УДК 621.316.925

УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ

К ПОВРЕЖДЕННОМУ УЧАСТКУ СЕТИ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА

ЗНАКА МГНОВЕННОЙ МОЩНОСТИ СИГНАЛА

ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА

ТУКАЕВ С.М., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. канд. физ.-мат. наук, доцент ХУЗЯШЕВ Р.Г.

Предлагается бюджетный метод обнаружения направления к поврежденному участку. Метод основан на анализе знака мгновенной мощности сигнала переходного процесса (ПП), возникающего в месте повреждения линии и зарегистрированного устройством, расположенным на транзитной трансформаторной подстанции (ТП). Особенностями сигнала ПП являются наличие крутого переднего фронта длительностью от единиц до десятков микросекунд и распространение его в обе стороны вдоль линии от точки аварии. Носителями сигнала ПП являются как сигналы тока, так и сигналы напряжения (рисунок).

Осциллограмма тока и напряжения переходного процесса в сети 6–10 кВ

Знак мгновенной мощности сигнала ПП будет разным при разном, относительно транзитной ТП, расположении поврежденного участка.

Сигнал тока фиксируется магнитной антенной, а сигнал напряжения – емкостным делителем. Устройство реализуется на аппаратной платформе «Ардуино» и передает информацию на выделенный сервер
GSM-модулями. Комплекс устройств, смонтированных в смежных транзитных ТП, способен выделить поврежденный сегмент сети на основе сопоставления знака мгновенной мощности. Структура рассматриваемых устройств позволит повысить точность и надежность волнового способа определения места повреждения (ВОМП). ВОМП реализуется этими же устройствами при оснащении их GPS-модулями для фиксации сигналов ПП в единой шкале времени.

УДК 620.92