Введение. В настоящее время существует практика применения различных программных продуктов на стадии проектирования (САПР) и эксплуатации энергетических объектов (PowerFactory® от фирмы DIgSILENT, ProjectStudio® CSoft и др). Однако в процессе эксплуатации возникает необходимость проверочных расчетов при разборе аварий, составления ТЗ на реконструкцию, техническое перевооружение и др. В работе предложено использовать одну компьютерную модель для всего жизненного цикла электростанции: ее проектирование, строительства, монтажа и наладки оборудования, а также последующей эксплуатации.
Цель исследования. Создать компьютерную модель электрической части электростанции, используемую во всем ее жизненном цикле.
Материал и методы. Разработанная компьютерная модель, состоящая из графического образа электрической схемы, сформированная в графическом редакторе AutoCAD, и сопровождающего ее информационного обеспечения, расположенного на листах файла электронной таблицы Exсel[1-2]. В частности, на одном из них приведены данные глубокопазных асинхронных электродвигателей (АД) системы собственных нужд (с.н.)Расчетная схема выполнена в двухслойном варианте. В слое «0»сформирована схема выдачи мощности, включающая цепи генераторного напряжения, повышающие блочные трансформаторы, ЛЭП связи с сетевой подстанцией, а также рабочие резервные трансформаторы собственных нужд (ТСН). В слое «6»формируется схемас.н., включающая секции,вводы рабочего и резервного питания, шины резервного питания и др. На рисунке 1 приведена графическая составляющая компьютерной модели электрической части электростанции. На ней для идентификации электрических узлов применены графические блоки в виде точки с номером (на рис. 1 изображены красным цветом).
В процессе эксплуатации электростанции в работе могут находиться различное количество блоков. Особенно часто конфигурируется схема системы собственных нужд 6 кВ в связи с возможностью питания ее секций с.н. энергоблоков от рабочих или резервного трансформаторов собственных нужд. Для формирования вариантов схем с различным составом оборудования в расчетной схеме применены графические блоки выключателей. Имитация их переключения на расчетной схеме осуществляется путем замены графических блоков включенных и отключенных выключателей.
При расчете переходных электромеханических процессов в системе собственных нужд (пусков и самозапусков АД), для повышения скорости выполнения расчетов, применено эквивалентирование всей схемы выдачи мощности по отношению к одному из рабочих или резервному ТСН. Для определения этого ТСН программно производится анализ схемы, начиная от выбранных пользователем секцийс.н., включенных их вводов и далее по схеме до ТСН. Кроме того, из расчетной схемы системы собственных нужд исключаются не участвующие в расчетах элементы. Для этого моделируется вспомогательный тестовый режим питания нагрузки секций с.н. от выбранного ТСН и затем из схемы исключаются элементы,токи которых имеют нулевыезначения.
Определение напряжений в узлах схемы (см. рис. 1) при расчете переходных процессов выполняется методом узловых потенциалов в векторно-матричной форме записи. Расчет частот вращения агрегатов с.н. в режимах пуска и самозапуска производится путем решения основного уравнения движения их роторов.
Были выполнены расчеты параметров эквивалентных схем замещения глубокопазных асинхронных электродвигателей [3]. Исходные данные АД и полученные параметры их моделей были занесены на лист созданной электронной таблицы Excel [4]. Кроме того, на отдельных листах была размещена информация о составе механизмов с.н. отдельных секций энергоблоков.
........
Выводы.
1. Разработана компьютерная модель электрической части одной из электрических станций Донбасса. С ее помощью выполнены расчеты токов КЗи проверка основного электротехнического оборудования и токопроводов, как в схеме выдачи мощности, так и в системе собственных нужд напряжением 6кВ.
2. Выполнено моделирование режимов пуска и самозапуска электродвигателе системы с.н., позволившее выбрать схемные и режимные решения при предполагаемой реконструкции схемы электроснабжения багерной насосной второго подъема.
© Павлюков, В.А. Компьютерная модель электрической части электростанции / В.А. Павлюков, А.В. Коваленко, М.А. Тельная // Донбасс будущего глазами молодых ученых: материалы научно-технической конференции. 20 ноября 2018 г., г. Донецк. – Донецк: ДонНТУ, 2018. – С. 51-54.
Ознакомиться с полной версией статьи можно на нашем официальном сайте: