Оценка влияния асинхронных двигателей на ток короткого замыкания в электроустановках напряжением свыше 1 кВ
Ключевые слова:
асинхронный двигатель, короткое замыкание, чувствительность релейной защиты, генераторное распределительное устройство
Аннотация
Рост электрических сетей напряжением 6(10) кВ в крупных городах делает актуальным совершенствование метода расчета токов короткого замыкания (КЗ) для обеспечения достаточной чувствительности основных и резервных защит кабельных линий, центрами питания которых выступают генераторные распределительные устройства теплоэлектроцентралей (ГРУ ТЭЦ), зачастую имеющие гальваническую связь собственных нужд и местной нагрузки. Проведено исследование влияния асинхронного двигателя (АД) на ток КЗ в электроустановках свыше 1 кВ. Для анализа влияния АД на ток КЗ разработана расчетная математическая модель в программном комплексе MATHCAD и выполнены вариантные расчеты. В качестве исходных данных были использованы параметры электрооборудования и типовые схемы ГРУ ТЭЦ, которые применяются в России. Показано, что ток КЗ снижается в зависимости от мощности АД и электрической удаленности КЗ от уровня тока КЗ относительно расчетов без учета АД. Определены критерии, при которых АД приводит к снижению тока КЗ. Предложены практические рекомендации для снижения влияния АД на ток КЗ, чтобы обеспечить необходимую чувствительность релейной защиты.
Литература
1. Кулешов А.В., Трофимов А.С. Оценка влияния режима работы энергосистемы на чувствительность релейной защиты. – Наука. Технологии. Инновации, 2016, с. 130–132.
2. Арцишевский Я.Л., Рига И.Л. Адаптация уставок релейной защиты к текущим параметрам распределительной сети. – Кибернетика энергетических систем, 2018, с. 246–249.
3. Родин Н.А., Фомичев А.А. Теоретические возможности увеличения чувствительности токовой отсечки в микропроцессорных защитах. – Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии (XXI Бенардосовские чтения), 2021, т. 3, с. 329–331.
4. Гусев Ю.П., Чо Г.Ч. Снижение чувствительности защитных аппаратов в низковольтных электроустановках из-за шунтирующего эффекта асинхронных двигателей. – Вестник МЭИ, 2003, № 6, с. 131–135.
5. Платонов И.Д., Лапидус А.А. Критерии проявления шунтирующего эффекта асинхронных электродвигателей в сети 0,4 кВ. – Научно-технические ведомости СПбПУ, 2010, № 3(106), с. 21–27.
6. Жуков В.В., Далла А. Расчёт сопротивления открытой электрической дуги. – Электричество, 1990, № 1, с. 29–34.
7. Сафонов Е.П., Фролов В.Я. Особенности переходных процессов в генераторных цепях мощных электротехнических комплексах. – Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики, 2021, т. 23, № 1, с. 105–118.
8. Маджидов А.Ш. Особенности расчета токов короткого замыкания в системе собственных нужд электрических станций. – Актуальные проблемы современной науки: взгляд молодых ученых, 2020, с. 646–651.
9. Maljkovic Z., Cettolo M., Pavlica M. The Impact of the Induction Motor on Short-Circuit Current. – IEEE Industry Applications Magazine, 2001, vol. 7, iss. 4, рp. 11–17, DOI:10.1109/2943.930986.
10. Чо Г.Ч. Шунтирующее действие асинхронных электродвигателей при коротких замыканиях в электроустановках напряжением до 1000 вольт: дис. … канд. техн. наук. М.: МЭИ, 2004, 228 с.
11. Жуков В.В. Электрическая часть электростанций с газотурбинным и парогазовыми установками. М.: Издательский дом МЭИ, 2015, 519 с.
12. ГОСТ Р 52735-2007. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ. М.: Стандартинформ, 2008, 39 с.
13. Ansuj S., Shokooh F., Schinzinger R. Parameter Estimation for Induction Machines Based on Sensitivity Analysis. – IEEE Transactions on Industry Applications, 1989, vol. 25, iss. 6, рp. 1035–1040.
14. Старшинов В.А., Пираторов М.В., Козинова М.А. Электрическая часть электростанций и подстанций. М.: Издательский дом МЭИ, 2015, 296 с.
15. Балаков Ю.Н., Мисриханов М.Ш., Шунтов А.В. Проектирование схем электроустановок. М.: Издательский дом МЭИ, 2009, 288 с.
16. Лапшин В.М., Леднева А.Ю. Учет параметров питающих кабелей при определении токов подпитки места короткого замыкания от асинхронных двигателей. – Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии (XXI Бенардосовские чтения), 2021, т. 1, с. 96–99.
17. Жуков В.В. и др. Анализ надежности энергоблоков паросиловых, газотурбинных и парогазовых установок. – Энергетик, 2020, № 11, с. 30–34.
#
1. Kuleshov A.V., Trofimov A.S. Nauka. Tekhnologii. Innovatsii – in Russ. (The Science. Technologies. Innovations), 2016, pp. 130–132.
2. Artsishevskiy Ya.L., Riga I.L. Kibernetika energeticheskih sistem – in Russ. (Cybernetics of Energy Systems), 2018, pp. 246–249.
3. Rodin N.A., Fomichev А.А. Sostoyanie i perspektivy razvitiya elektro- i teplotekhnologii (XXI Benardosovskie chteniya) – in Russ. (The State and Prospects of Development of Electrical and Thermal Technology (XXI Benardos Readings)), 2021, vol. 3, pp. 329–331.
4. Gusev Yu.P., Cho G.Ch. Vestnik MEI – in Russ. (Bulletin of the MPEI), 2003, No. 6, pp. 131–135.
5. Platonov I.D., Lapidus А.А. Nauchno-tekhnicheskie vedomosti SPbPU – in Russ. (Scientific and Technical Bulletin of SPbPU), 2010, No. 3(106), pp. 21–27.
6. Zhukov V.V., Dalla А. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 1990, No. 1, pp. 29–34.
7. Safonov E.P., Frolov V.Ya. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Problemy energetiki – in Russ. (News of Higher Educational Institutions. Energy Problems), 2021, vol. 23, No. 1, pp. 105–118.
8. Safonov E.P., Frolov V.Ya. Aktual'nye problemy sovremennoy nauki: vzglyad molodyh uchenyh – in Russ. (Actual Problems of Modern Science: The View of Young Scientists), 2020, pp. 646–651.
9. Maljkovic Z., Cettolo M., Pavlica M. The Impact of the Induction Motor on Short-Circuit Current. – IEEE Industry Applications Magazine, 2001, vol. 7, iss. 4, рp. 11–17, DOI:10.1109/2943.930986.
10. Cho G.Ch. Shuntiruyushchee deystvie asinhronnyh elektrodvigateley pri korotkih zamykaniyah v elektroustanovkah napryazheniem do 1000 vol't: dis. … kand. tekhn. nauk (Shunting Action of Asynchronous Electric Motors in Case of Short Circuits in Electrical Installations with Voltage up to 1000 Volts: Dis. ... Cand. Sci. (Eng.)). М.: MEI, 2004, 228 p.
11. Zhukov V.V. Elektricheskaya chast' elektrostantsiy s gazotur-binnym i parogazovymi ustanovkami (Electric Part of Power Plants with Gas Turbine Combined-Cycle Plants). М.: Izdatel'skiy dom MEI, 2015, 519 p.
12. GОSТ R 52735-2007. Korotkie zamykaniya v elektroustanovkah. Metody rascheta v elektroustanovkah peremennogo toka napryazheniem svyshe 1 kV (Short-Circuits in Electrical Installations. Calculation Methods in Alternating Current Electrical Installations with Voltage above 1 kV). М.: Standartinform, 2008, 39 p.
13. Ansuj S., Shokooh F., Schinzinger R. Parameter Estimation for Induction Machines Based on Sensitivity Analysis. – IEEE Transactions on Industry Applications, 1989, vol. 25, iss. 6, рp. 1035–1040.
14. Starshinov V.A., Piratorov M.V., Kozinova М.А. Elektricheskaya chast' elektrostantsiy i podstantsiy (Electrical Part of Power Plants and Substations). М.: Izdatel'skiy dom MEI, 2015, 296 p.
15. Balakov Yu.N., Misrihanov M.Sh., Shuntov A.V. Proekti-rovanie skhem elektroustanovok (Design of Electrical Installation Schemes). М.: Izdatel'skiy dom MEI, 2009, 288 p.
16. Lapshin V.M., Ledneva A.Yu. Sostoyanie i perspektivy razvitiya elektro- i teplotekhnologii (XXI Benardosovskie chteniya) – in Russ. (The State and Prospects of Development of Electrical and Thermal Technology (XXI Benardos Readings)), 2021, vol. 1, pp. 96–99.
17. Zhukov V.V., et al. Energetik – in Russ. (Power Engineer), 2020, No. 11, pp. 30–34.
2. Арцишевский Я.Л., Рига И.Л. Адаптация уставок релейной защиты к текущим параметрам распределительной сети. – Кибернетика энергетических систем, 2018, с. 246–249.
3. Родин Н.А., Фомичев А.А. Теоретические возможности увеличения чувствительности токовой отсечки в микропроцессорных защитах. – Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии (XXI Бенардосовские чтения), 2021, т. 3, с. 329–331.
4. Гусев Ю.П., Чо Г.Ч. Снижение чувствительности защитных аппаратов в низковольтных электроустановках из-за шунтирующего эффекта асинхронных двигателей. – Вестник МЭИ, 2003, № 6, с. 131–135.
5. Платонов И.Д., Лапидус А.А. Критерии проявления шунтирующего эффекта асинхронных электродвигателей в сети 0,4 кВ. – Научно-технические ведомости СПбПУ, 2010, № 3(106), с. 21–27.
6. Жуков В.В., Далла А. Расчёт сопротивления открытой электрической дуги. – Электричество, 1990, № 1, с. 29–34.
7. Сафонов Е.П., Фролов В.Я. Особенности переходных процессов в генераторных цепях мощных электротехнических комплексах. – Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики, 2021, т. 23, № 1, с. 105–118.
8. Маджидов А.Ш. Особенности расчета токов короткого замыкания в системе собственных нужд электрических станций. – Актуальные проблемы современной науки: взгляд молодых ученых, 2020, с. 646–651.
9. Maljkovic Z., Cettolo M., Pavlica M. The Impact of the Induction Motor on Short-Circuit Current. – IEEE Industry Applications Magazine, 2001, vol. 7, iss. 4, рp. 11–17, DOI:10.1109/2943.930986.
10. Чо Г.Ч. Шунтирующее действие асинхронных электродвигателей при коротких замыканиях в электроустановках напряжением до 1000 вольт: дис. … канд. техн. наук. М.: МЭИ, 2004, 228 с.
11. Жуков В.В. Электрическая часть электростанций с газотурбинным и парогазовыми установками. М.: Издательский дом МЭИ, 2015, 519 с.
12. ГОСТ Р 52735-2007. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ. М.: Стандартинформ, 2008, 39 с.
13. Ansuj S., Shokooh F., Schinzinger R. Parameter Estimation for Induction Machines Based on Sensitivity Analysis. – IEEE Transactions on Industry Applications, 1989, vol. 25, iss. 6, рp. 1035–1040.
14. Старшинов В.А., Пираторов М.В., Козинова М.А. Электрическая часть электростанций и подстанций. М.: Издательский дом МЭИ, 2015, 296 с.
15. Балаков Ю.Н., Мисриханов М.Ш., Шунтов А.В. Проектирование схем электроустановок. М.: Издательский дом МЭИ, 2009, 288 с.
16. Лапшин В.М., Леднева А.Ю. Учет параметров питающих кабелей при определении токов подпитки места короткого замыкания от асинхронных двигателей. – Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии (XXI Бенардосовские чтения), 2021, т. 1, с. 96–99.
17. Жуков В.В. и др. Анализ надежности энергоблоков паросиловых, газотурбинных и парогазовых установок. – Энергетик, 2020, № 11, с. 30–34.
#
1. Kuleshov A.V., Trofimov A.S. Nauka. Tekhnologii. Innovatsii – in Russ. (The Science. Technologies. Innovations), 2016, pp. 130–132.
2. Artsishevskiy Ya.L., Riga I.L. Kibernetika energeticheskih sistem – in Russ. (Cybernetics of Energy Systems), 2018, pp. 246–249.
3. Rodin N.A., Fomichev А.А. Sostoyanie i perspektivy razvitiya elektro- i teplotekhnologii (XXI Benardosovskie chteniya) – in Russ. (The State and Prospects of Development of Electrical and Thermal Technology (XXI Benardos Readings)), 2021, vol. 3, pp. 329–331.
4. Gusev Yu.P., Cho G.Ch. Vestnik MEI – in Russ. (Bulletin of the MPEI), 2003, No. 6, pp. 131–135.
5. Platonov I.D., Lapidus А.А. Nauchno-tekhnicheskie vedomosti SPbPU – in Russ. (Scientific and Technical Bulletin of SPbPU), 2010, No. 3(106), pp. 21–27.
6. Zhukov V.V., Dalla А. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 1990, No. 1, pp. 29–34.
7. Safonov E.P., Frolov V.Ya. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Problemy energetiki – in Russ. (News of Higher Educational Institutions. Energy Problems), 2021, vol. 23, No. 1, pp. 105–118.
8. Safonov E.P., Frolov V.Ya. Aktual'nye problemy sovremennoy nauki: vzglyad molodyh uchenyh – in Russ. (Actual Problems of Modern Science: The View of Young Scientists), 2020, pp. 646–651.
9. Maljkovic Z., Cettolo M., Pavlica M. The Impact of the Induction Motor on Short-Circuit Current. – IEEE Industry Applications Magazine, 2001, vol. 7, iss. 4, рp. 11–17, DOI:10.1109/2943.930986.
10. Cho G.Ch. Shuntiruyushchee deystvie asinhronnyh elektrodvigateley pri korotkih zamykaniyah v elektroustanovkah napryazheniem do 1000 vol't: dis. … kand. tekhn. nauk (Shunting Action of Asynchronous Electric Motors in Case of Short Circuits in Electrical Installations with Voltage up to 1000 Volts: Dis. ... Cand. Sci. (Eng.)). М.: MEI, 2004, 228 p.
11. Zhukov V.V. Elektricheskaya chast' elektrostantsiy s gazotur-binnym i parogazovymi ustanovkami (Electric Part of Power Plants with Gas Turbine Combined-Cycle Plants). М.: Izdatel'skiy dom MEI, 2015, 519 p.
12. GОSТ R 52735-2007. Korotkie zamykaniya v elektroustanovkah. Metody rascheta v elektroustanovkah peremennogo toka napryazheniem svyshe 1 kV (Short-Circuits in Electrical Installations. Calculation Methods in Alternating Current Electrical Installations with Voltage above 1 kV). М.: Standartinform, 2008, 39 p.
13. Ansuj S., Shokooh F., Schinzinger R. Parameter Estimation for Induction Machines Based on Sensitivity Analysis. – IEEE Transactions on Industry Applications, 1989, vol. 25, iss. 6, рp. 1035–1040.
14. Starshinov V.A., Piratorov M.V., Kozinova М.А. Elektricheskaya chast' elektrostantsiy i podstantsiy (Electrical Part of Power Plants and Substations). М.: Izdatel'skiy dom MEI, 2015, 296 p.
15. Balakov Yu.N., Misrihanov M.Sh., Shuntov A.V. Proekti-rovanie skhem elektroustanovok (Design of Electrical Installation Schemes). М.: Izdatel'skiy dom MEI, 2009, 288 p.
16. Lapshin V.M., Ledneva A.Yu. Sostoyanie i perspektivy razvitiya elektro- i teplotekhnologii (XXI Benardosovskie chteniya) – in Russ. (The State and Prospects of Development of Electrical and Thermal Technology (XXI Benardos Readings)), 2021, vol. 1, pp. 96–99.
17. Zhukov V.V., et al. Energetik – in Russ. (Power Engineer), 2020, No. 11, pp. 30–34.
