Расчеты и технический консалтинг в области электроэнергетики

В настоящее время в связи с большим износом электрооборудования и с увеличением спроса на электроэнергию реконструируются существующие и вводятся новые электростанции для выдачи большей мощности в энергосистему. В связи с этим часто возникают вопросы определения текущего потокораспределения и планируемого, оценки недо- или перегруженности тех или иных элементов систем; и связанных с ними работы по определению токов нормального, утяжеленного и аварийных режимов, выбору средств ограничения токов короткого замыкания, сборных шин и электрических аппаратов, перерасчету уставок существующих устройств РЗиА, расчету уставок вновь устанавливаемых устройств РЗиА и пр.

Для решения вопросов компания «Релематика» предлагает услуги расчетов и технического консалтинга в области электроэнергетики:

1. Расчет нормального, утяжеленного, аварийного режимов работы энергосистемы;
2. Анализ уровня потерь электроэнергии, разработка мероприятий по их снижению;
3. Определение и прогноз электрических нагрузок потребителей и составление баланса активной мощности по отдельным подстанциям и энергоузлам, обоснование сооружения новых подстанций, определение областей допустимых режимов;
4. Анализ баланса реактивной мощности: объем источников реактивной мощности, выявление условий регулирования напряжения в сети и обоснование пунктов размещения компенсирующих устройств, их типа и мощности;
5. Выбор и обоснование количества, мощности и мест установки дугогасящих реакторов для компенсации емкостных токов;
6. Анализ статической, динамической и результирующей устойчивости параллельной работы электростанций;
7. Проверка соответствия существующей аппаратуры ожидаемым токам КЗ, в случае необходимости разработка мероприятий по ограничению токов КЗ;
8. Анализ аварий в электроустановках;
9. Расчет/перерасчет уставок устройств РЗиА;
10. Разработка проектной документации на создание нового и модернизацию существующего комплекса противоаварийной автоматики электросетевого комплекса;
11. Решение нетиповых вопросов.
12. Инструментами для проведения работ являются как собственные программные комплексы (PSC, ТКЗ++, ПРиЗ ЭТО), описанные ранее, так и сторонние

Расчет режимов работы энергосистемы

Одним из наиболее функционально насыщенных является программный комплекс PSS®E (разработки Siemens PTI). Программный комплекс PSS®E предназначен для расчета и анализа режимов работы электроэнергетических систем в установившемся и динамических режимах. Комплекс позволяет проводить всесторонний анализ работы системы в целом: линий электропередач, генерирующих источников, силового оборудования подстанций с целью нахождения оптимального режима их работы. Кроме того, он оказывает неоценимую помощь при проектировании новых объектов энергосистем как в части выбора параметров силового оборудования в нормальных режимах эксплуатации, так и в прогнозировании наиболее критичных, анормальных режимов работы сети.

Основные функции программы

Для анализа нагрузочного установившегося режима работы энергосистемы в программе предусмотрены два метода:

• Ньютона – Рафсона;
• Гаусса – Зейделя.

На основе рассчитанного установившегося режима можно провести следующий анализ сети:

• расчет технических потерь электроэнергии;
• оценка пропускной способности элементов;
• оптимизация установившегося режима;
• выбор типов, мощностей и мест установки устройств компенсации реактивной мощности.

Программа позволяет моделировать аварийные режимы: различные виды коротких замыканий, не-
симметрий в узлах сети и промежуточных точках оборудования энергосистемы. С помощью неё можно смоделировать следующие виды повреждений:

• K(1), K(2), K(3), K(1,1), обрывы;
• металлические КЗ и через переходное сопротивление;
• неполнофазные режимы;
• КЗ на любой длине линии;
• моделирование сложных видов замыканий.

Для изучения проблем статической и динамической устойчивости в энергосистемах, связанных с нарушением устойчивости, в программе реализованы следующие инструменты:

• Моделирование режимов при дефиците активной и реактивной мощности;
• Моделирование «лавины напряжения» в энергосистеме: изучение перетоков мощности и подбор необходимой реактивной мощности компенсирующих устройств для её предотвращения;
• Изучение влияния генераторов, нагрузки и устройств компенсации реактивной мощности на электроэнергетическую систему.

Программа позволяет провести детерминированный и вероятностный анализ надёжности - позволяет оценить надежность системы, с помощью следующих функций:

• вероятностный анализ надежности системы;
• анализ уровней напряжения и потерь;
• анализ последствий, возможных при аварии;
• анализ каскадного отключения.

Для исследования динамической устойчивости системы в программе есть дополнительный модуль, позволяющий графически отобразить режимную информацию при различных видах возмущений:

• переключение линий и трансформаторов;
• короткие замыкания на шинах и в линиях;
• пуск и отключение генераторов и двигателей и т.д.

Данный модуль позволяет производить моделирование работы различного оборудования:

• синхронных генераторов и систем управления (системы возбуждения, регуляторы возбуждения, автоматика управления нагрузкой турбины, регуляторы турбины и т.д.);
• нагрузки и реле нагрузки;
• разнообразных систем релейной защиты;
  статических компенсаторов реактивной мощности и т.д.

Расчет параметров срабатывания устройств РЗА

Из-за отсутствия методических указаний, необходимых ресурсов по времени и сотрудникам, службам РЗА на ПС, проектным институтам и другим организациям выгоднее приобретать не столько сам программный комплекс по расчету уставок, сколько приобрести услугу по расчету необходимых параметров. К тому же многие временные расходы можно сократить, доверяя расчет не только режимов, но и параметров срабатывания одному исполнителю.

Другая сторона этой задачи в том, что в МП защитах появились группы ИО, методики расчета уставок которых ранее не разрабатывались. К этой группе, например, можно отнести ИО, реагирующие на приращение (аварийные составляющие) векторов различных токов и напряжений: фазных величин, разности фазных величин, составляющих прямой, обратной и нулевой последовательностей, а также ИО, применение которых было нецелесообразно из-за значительных затрат по их внедрению: автоматика по перегрузке линий, ИО для адаптивного ОАПВ и т.п.

Каждый год сектором выбора уставок проводится в среднем около тридцати расчетов параметров срабатывания как на всей подстанции (ПС), так и на отдельных его элементах (защищаемых объектах) напряжением 35-220 кВ. Данные работы проводятся как в составе проектов по реконструкции ПС, так и при замене электромеханических устройств релейной защиты на цифровые терминалы.

Также успешно выполняются работы по выбору параметров срабатывания УРЗиА фидеров, секционных и вводных выключателей 10-6 кВ различных фирм-производителей, а также выбор уставок автоматических выключателей 0,4 кВ. В результате чего при помощи наглядных карт селективности можно проанализировать селективность отключения повреждений в сети.

Также в виде консультационных мероприятий сотрудниками ООО «Релематика» проводятся работы по анализу и проверке уже имеющихся уставок как для электромеханических защит, так и микропроцессорных.

Большое количество новых заказов и доброжелательные отзывы заказчиков об уже проделанной нами работе позволяют предприятию развивать это направление деятельности в качественном его исполнении.

Нашими заказчиками являются ОАО «РусГидро», ОАО «МОЭСК», ООО «Газпром ПХГ» и другие предприятия электроэнергетики.