23
единичной мощностью отдельных электроприводов (до 5700 кВт). Еще одной
отличительной особенностью электродвигательной нагрузки предприятия является
значительное число мощных тихоходных электроприводов. Ввиду напряженности и
непрерывности технологических процессов, а
также вышеперечисленных
особенностей электроприемники предприятия являются чувствительными как к
длительным, так и к кратковременным нарушениям электроснабжения. За год
происходило порядка 10 – 15 аварийных остановок технологических процессов
предприятия, обусловленных кратковременными нарушениями электроснабжения.
Средний ущерб каждого такого нарушения составлял около 1 – 1,5 млн. рублей (в
текущих ценах). Также данная проблема усугублялась высокими экологическими
рисками, возникающими при аварийных остановках технологических процессов
предприятия.
В ходе выполнения работы были определены основные общие причины,
обусловливающие высокую чувствительность ЭТС
предприятия к возмущающим
воздействиям. Результаты проведенного анализа позволили определить следующие
особенности предприятия и питающей энергосистемы, влияющие на его
устойчивость:
1.
Схема внешнего электроснабжения характеризуется независимыми
центрами питания на уровне 220 кВ при высокой степени их зависимости на уровне
110 кВ, что приводит к полной или частичной зависимости ряда питающих вводов
ЭТС предприятия. Данная особенность ограничивает возможности повышения
устойчивости ЭТС и технологического процесса предприятия при внешних и
внутренних нарушениях электроснабжения. Характерно,
что большая часть
установок, чувствительных к внешним возмущениям, питаются от подстанций (ПС)
предприятия с полностью или частично зависимыми вводами.
2.
Ряд питающих вводов ЭТС предприятия характеризуется недостаточными
уровнями статической и динамической устойчивости, причиной чего является
большое число тихоходных асинхронных и синхронных двигателей соответственно,
а также двигателей с постоянным моментом сопротивления. Наличие такого рода
двигателей приводит к высокой вероятности возникновения тяжелых последствий
при возмущениях в системе внешнего и внутреннего электроснабжения.
3.
Значительная часть проблем вызвана низкой степенью согласованности
работы противоаварийной автоматики. Системы защиты минимального напряжения
узлов электрической нагрузки предприятия имеют параметры срабатывания не
согласованные с реально существующим запасом устойчивости этих узлов.
Система противоаварийной технологической автоматики
разработана без учета
существующего запаса устойчивости электротехнической системы предприятия и
технологического процесса в целом.
4.
Из 26 распределительных пунктов вводы и шины 14 могут считаться в
достаточной мере независимыми. Для данных ПС в качестве мероприятия по
повышению надежности электроснабжения целесообразно применение систем
быстродействующего АВР (БАВР).
5.
Поскольку устойчивость синхронных электроприводов в значительной
степени определяется возможностями форсировки возбуждения,
целесообразно
рассмотреть вопрос о возможности перевода цепей возбуждения синхронных
машин на шины гарантированного питания и установке систем возбуждения с
микропроцессорным управлением.
Названные проблемы были успешно решены. Так, расчет и анализ характера
протекания электромеханических переходных процессов в ЭТС предприятия
24
позволил установить реальные границы устойчивости и рекомендовать
соответствующую корректировку параметров защит минимального напряжения,
автоматики аварийной разгрузки технологического процесса и автоматического
повторного пуска. Изучение структуры системы
внешнего электроснабжения и
анализ происходящих в ней возмущений позволил сделать вывод об излишней
степени структурного резервирования. Согласование данной проблемы со
специалистами «Самараэнерго» позволило изменить схему нормального режима
питающей энергосистемы, что существенно повысило уровень остаточного
напряжения на шинах питающих вводов и уменьшило число внешних возмущений,
критичных для устойчивости ЭТС предприятия.
В целом ряде случаев потеря устойчивости технологическим процессом не
была непосредственно связана с динамикой мощных электроприводов.
Одной из
причин являлось самопроизвольное отключение коммутационных аппаратов
двигателей напряжением до 1 кВ. Для питания данных электроприемников были
применены источники и системы бесперебойного питания. На ряде ПС,
характеризующихся достаточной степенью независимости питающих вводов,
установлены системы быстродействующего АВР, что существенно повысило
надежность электроснабжения
электроприемников, подключенных к данным ПС.
На ряде мощных приводов, играющих ключевую роль в обеспечении
устойчивости
технологического процесса, внедрены системы возбуждения с микропроцессорным
управлением, что позволило обеспечить приемлемый уровень их динамической
устойчивости. Также была обоснована возможность и целесообразность
организации самозапуска некоторых мощных электроприводов, допускающих
длительные перерывы электроснабжения.
Реализация вышеуказанных мероприятий осуществлялась планомерно в
несколько этапов с 2007г по 2010г. В целом итогом данной работы стало
существенное повышение надежности электроснабжения и устойчивости
электротехнической системы Тольяттикаучук к различного рода возмущениям.
Динамика сокращения количества нарушений электроснабжения и аварийных
остановов технологических процессов предприятия показана на рисунке 10.
Рис. 10. Динамика изменения числа нарушений электроснабжения и
аварийных остановов технологических процессов Тольяттикаучук за 7 лет
эксплуатации (2005 – 2011гг).
